轮胎‑路面三向力测量装置及其测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107389254A(43)申请公布日2017.11.24(21)申请号201710735135.6(22)申请日2017.08.24(71)申请人武汉科技大学地址430081湖北省武汉市青山区和平大道947号武汉科技大学(72)发明人李俊周兴林刘万康郭永兴肖神清(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人王和平(51)Int.Cl.G01L5/16(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称轮胎-路面三向力测量装置及其测量方法(57)摘要本发明涉及传感器测量领域，公开了一种轮胎-路面三向力测量装置，包括底板、安装在底板上的接触板及安装在底板上的传感器阵列，传感器阵列包括阵列支架，阵列支架上安装有若干个光纤光栅传感器组，每个光纤光栅传感器组包括n个竖直平行排列的光纤光栅传感器，传感器阵列还包括光纤光栅解调仪，光纤光栅传感器均与光纤光栅解调仪相连，光纤光栅传感器均穿过设在接触板上的通孔伸出接触板的上表面，本发明还公开了轮胎-路面三向力测量装置的测量方法。本发明可在单位面积布置更多的传感器，提高了测量精度，具有更好的抗电磁干扰性能，且大大减少通道数量，使测量装置结构更简单，节省了成本。CN107389254ACN107389254A权利要求书1/2页1.一种轮胎-路面三向力测量装置，包括底板(12)、通过固定连接件(13)安装在所述底板(12)上的接触板(14)及安装在所述底板(12)上的传感器阵列(15)，其特征在于：所述传感器阵列(15)包括阵列支架(16)，所述阵列支架(16)上安装有若干个光纤光栅传感器组(21)，每个所述光纤光栅传感器组(21)包括n个竖直平行排列的光纤光栅传感器(17)，n为大于2的整数，所述光纤光栅传感器(17)包括底座(1)、安装在所述底座(1)上的内杆(2)及安装在所述内杆(2)上的直杆(3)，所述光纤光栅传感器(17)均通过所述底座(1)固定安装在所述阵列支架(16)上，所述传感器阵列(15)还包括光纤光栅解调仪(18)，所述光纤光栅传感器(17)均与所述光纤光栅解调仪(18)相连，所述光纤光栅传感器(17)的直杆(3)均穿过设在所述接触板(14)上的通孔(19)伸出所述接触板(14)的上表面，所述通孔(19)的直径大于所述直杆(3)的直径。2.根据权利要求1所述轮胎-路面三向力测量装置，其特征在于：所述光纤光栅传感器(17)的所述内杆(2)为镂空结构内杆(2)，所述直杆(3)为悬臂梁结构弹性体，所述直杆(3)上沿直杆轴线方向粘贴有平行的第一光纤光栅(4)和第二光纤光栅(5)，所述第一光纤光栅(4)和所述第二光纤光栅(5)的顶端通过连接导线(6)连接，所述第一光纤光栅(4)的底端连有引入导线(7)，所述第二光纤光栅(5)的底端连有引出导线(8)，所述内杆(2)内部设有与所述内杆轴线方向平行的第三光纤光栅(9)，所述第三光纤光栅(9)的一端通过点胶固定在设在所述内杆(2)上的点胶孔(10)上，所述第三光纤光栅(9)的另一端通过点胶固定在设在所述底座(1)上的点胶孔(10)上，所述第三光纤光栅(9)从所述底座(1)伸出。3.根据权利要求2所述轮胎-路面三向力测量装置，其特征在于：所述光纤光栅传感器组(21)中，n个所述光纤光栅传感器(17)中位于首端的第一个所述光纤光栅传感器(17)的所述第三光纤光栅(9)与所述引入导线(7)连接，第一个所述光纤光栅传感器(17)的所述引出导线(8)与与第一个所述光纤光栅传感器(17)相邻的第二个所述光纤光栅传感器(17)的引入导线(7)连接，第二个所述光纤光栅传感器(17)的引出导线(8)与与第二个所述光纤光栅传感器(17)相邻的第三个所述光纤光栅传感器(17)的引入导线(7)连接，以此类推，直至第n-1个所述光纤光栅传感器(17)的引出导线(8)与第n个所述光纤光栅传感器(17)的引入导线(7)连接，第n个所述光纤光栅传感器(17)的引出导线(8)与所述光纤光栅解调仪(18)连接，且第二个所述光纤光栅传感器(17)、第三个所述光纤光栅传感器(17)～第n个所述光纤光栅传感器(17)的第三光纤光栅(9)均与所述光纤光栅解调仪(18)连接。4.根据权利要求2或3所述轮胎-路面三向力测量装置，其特征在于：所述第三光纤光栅(9)与所述内杆(2)的内壁不接触。5.根据权利要求2或3所述轮胎-路面三向力测量装置，其特征在于：所述第一光纤光栅(4)、第二光纤光栅(5)和第三光纤光栅(9)的中心波长均不同。6.根据权利要求2或3所述轮胎-路面三向力测量装置，其特征在于：所述内杆(2)通过螺纹连接安装在所述底座(1)上，所述直杆(3)通过螺纹连接安装在所述内杆(