本發(fā)明專利涉及一種車輛側(cè)滑量檢測方法及裝置，尤其是涉及一種用于場(廠)內(nèi)機動車側(cè)滑量方法及裝置。

背景技術(shù)：

由于車輛的側(cè)滑量檢測設(shè)備一般都與四輪定位共同形成一個完整的檢測系統(tǒng)，整體設(shè)備體積較大，不易于攜帶，所以需要將待檢測車輛駛?cè)朐O(shè)備所在的固定場地。而在特種設(shè)備檢測領(lǐng)域中，場(廠)內(nèi)機動車作為一種特殊的車輛分散在各個地方，要求檢驗員攜帶設(shè)備對場(廠)內(nèi)機動車進行各項安全檢測，其中就包含側(cè)滑量的檢測，因此，對于應(yīng)用于場(廠)內(nèi)機動車的側(cè)滑量檢測的裝置必須要求方便攜帶。

如圖1所示，現(xiàn)有的單板式側(cè)滑裝置雖然結(jié)構(gòu)相對比較簡單，成本較低，但是由于設(shè)備具有10cm左右的高度，往往需要有過渡板的配合，且成套裝置主要為鋼板組成，所以在重量和攜帶便利性方面會大打折扣，再加上單側(cè)輪胎上測試板后，還會造成整體轉(zhuǎn)向輪所在的軸發(fā)生較大傾斜，從而使得重力在橫向產(chǎn)生分力，最終對測量的結(jié)果產(chǎn)生影響，使得測出的數(shù)據(jù)重復(fù)性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于應(yīng)變片式側(cè)滑檢測方法及裝置，通過采用測得橫向側(cè)滑力從而間接得到側(cè)滑量的效果。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于應(yīng)變片式側(cè)滑檢測裝置，包括鋼板、彈性感應(yīng)毯、應(yīng)變片陣列、主控單元和顯示單元；所述的彈性感應(yīng)毯設(shè)置在鋼板上；所述的彈性感應(yīng)毯內(nèi)布置有應(yīng)變片陣列；主控單元檢測應(yīng)變片陣列的輸入信號；顯示單元顯示主控單元的輸出結(jié)果；

所述的應(yīng)變片陣列由六個敏感柵組成；第一敏感柵、第三敏感柵和第五敏感柵的柵狀結(jié)構(gòu)朝向與預(yù)設(shè)汽車前進方向相同；第二敏感柵、第四敏感柵和第六敏感柵的柵狀結(jié)構(gòu)朝向與預(yù)設(shè)汽車前進方向垂直；第一敏感柵、第二敏感柵、第三敏感柵、第四敏感柵、第五敏感柵和第六敏感柵順次設(shè)置在預(yù)設(shè)汽車前進方向上。

優(yōu)選的，所述的基于應(yīng)變片式側(cè)滑檢測裝置還包括無線傳輸單元和移動終端；無線傳輸單元將主控單元的輸出結(jié)果傳輸給移動終端。

優(yōu)選的，所述的彈性感應(yīng)毯的厚度為3mm，所述的鋼板厚度為2mm。

本發(fā)明還公開了一種所述基于應(yīng)變片式側(cè)滑檢測裝置的側(cè)滑量檢測方法，包括如下步驟；

1)將所述基于應(yīng)變片式側(cè)滑檢測裝置置于水平地面上，主控單元進行自校正，消除環(huán)境影響；

2)車輛以4km/h的速度直線壓過彈性感應(yīng)毯；車輪依次通過應(yīng)變片陣列，敏感柵產(chǎn)生阻值變化；其中第一敏感柵、第三敏感柵和第五敏感柵對車輛前進方向敏感；第二敏感柵、第四敏感柵和第六敏感柵對垂直與車輛前進的方向敏感；

3)主控單元通過半橋電路將應(yīng)變片阻值變化轉(zhuǎn)換為電壓，再通過電壓放大電路將電壓放大，最終轉(zhuǎn)換為受力；通過不同朝向敏感柵的受力得到橫向側(cè)滑力，最終得到橫向側(cè)滑量。

優(yōu)選的，所述的步驟3)具體為：第一敏感柵、第三敏感柵和第五敏感柵只對車輛前進方向敏感；第一敏感柵、第三敏感柵和第五敏感柵測得的阻值變化便是重力對于彈性感應(yīng)毯產(chǎn)生內(nèi)部形變而造成的影響，即重力G的影響；而第二敏感柵、第四敏感柵和第六敏感柵所測得阻值變化則是重力G加上Y軸方向上側(cè)滑橫向力對于彈性感應(yīng)毯共同作用的結(jié)果。

通過半橋電路將應(yīng)變片阻值變化ΔR先轉(zhuǎn)換為電壓V，計算公式為其中K_v為電橋靈敏度，ΔR為電阻變化值，R為總電阻值，再通過電壓放大電路將電壓放大，最終轉(zhuǎn)換為受力F，計算公式為其中的K_u比例系數(shù)，β為放大系數(shù)，即第一敏感柵、第三敏感柵和第五敏感柵的阻值變化ΔR₀計算得到重力影響F_G，而第二敏感柵、第四敏感柵和第六敏感柵的阻值變化ΔR₂計算得到F_G與橫向側(cè)滑力F1之和的力F_合，所以橫向側(cè)滑力F1由F1＝F_合-F_G得到，而最終的橫向側(cè)滑力F1與橫向側(cè)滑量ΔS₁存在的關(guān)系，而其中的μ為經(jīng)驗系數(shù)，通過標定獲得，從而最終獲得橫向側(cè)滑量ΔS₁。

本裝置具有顯示功能，而且還有無線傳輸(如藍牙)功能，可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到主設(shè)備或者手機等終端設(shè)備。

本發(fā)明的有益效果是，由于裝置的感應(yīng)部分總厚度僅有5mm(第一層為用于感測的彈性感應(yīng)毯，厚度為3mm；第二層為保證地面的光滑平整的鋼板，厚度為2mm)，保證了場(廠)內(nèi)機動車輪胎通過時，對于駕駛者勻速直線行駛的操作難度大大降低，同時也對于最終的檢測結(jié)果的影響大大降低。本裝置的總質(zhì)量約4kg，尺寸非常小巧、輕便，成本也非常低，而且可以實現(xiàn)對于橫向側(cè)滑力及側(cè)滑量數(shù)據(jù)的自動讀取、顯示和傳輸，更加智能化、更加高效。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)單板式側(cè)滑檢測裝置；

圖2為本發(fā)明基于應(yīng)變片式側(cè)滑檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明基于應(yīng)變片式側(cè)滑檢測裝置的正視示意圖；

圖4本發(fā)明基于應(yīng)變片式側(cè)滑檢測裝置的俯視圖；

圖5本發(fā)明方法的工作示意圖；

圖6本發(fā)明彈性感應(yīng)毯的受力分析圖；

圖7本發(fā)明方法的流程圖。

1為鋼板，2為彈性感應(yīng)毯，3為應(yīng)變片陣列，4為控制器盒(包含主控單元)，5為顯示

單元，①②③④⑤⑥分別對應(yīng)第一敏感柵至第六敏感柵。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，為現(xiàn)有的單板式側(cè)滑裝置由于設(shè)備具有10cm左右的高度，往往需要有過渡板的配合，且成套裝置主要為鋼板組成，所以在重量和攜帶便利性方面會大打折扣，再加上單側(cè)輪胎上測試板后，還會造成整體轉(zhuǎn)向輪所在的軸發(fā)生較大傾斜，從而使得重力在橫向產(chǎn)生分力，最終對測量的結(jié)果產(chǎn)生影響，使得測出的數(shù)據(jù)重復(fù)性較差。

如圖2所示，為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；由于裝置的感應(yīng)部分總厚度僅有5mm(第一層為用于感測的彈性感應(yīng)毯，厚度為3mm；第二層為保證地面的光滑平整的鋼板，厚度為2mm)，保證了場(廠)內(nèi)機動車輪胎通過時，對于駕駛者勻速直線行駛的操作難度大大降低，同時也對于最終的檢測結(jié)果的影響大大降低。本裝置的總質(zhì)量約4kg，尺寸非常小巧、輕便，成本也非常低。

如圖3和4所示，為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中以X軸表示車輛預(yù)設(shè)前進方法，Y軸表示垂直于X軸表示車輛預(yù)設(shè)前進的方法，Z軸表示垂直于檢測鋼板的方向，即重力所在方向；本發(fā)明基于應(yīng)變片式側(cè)滑檢測裝置包括鋼板、彈性感應(yīng)毯、應(yīng)變片陣列、主控單元和顯示單元；所述的彈性感應(yīng)毯設(shè)置在鋼板上；所述的彈性感應(yīng)毯內(nèi)布置有應(yīng)變片陣列；主控單元檢測應(yīng)變片陣列的輸入信號；顯示單元顯示主控單元的輸出結(jié)果；

所述的應(yīng)變片陣列由六個敏感柵組成；第一敏感柵、第三敏感柵和第五敏感柵的柵狀結(jié)構(gòu)朝向與預(yù)設(shè)汽車前進方向相同；第二敏感柵、第四敏感柵和第六敏感柵的柵狀結(jié)構(gòu)朝向與預(yù)設(shè)汽車前進方向垂直；第一敏感柵、第二敏感柵、第三敏感柵、第四敏感柵、第五敏感柵和第六敏感柵順次設(shè)置在預(yù)設(shè)汽車前進方向上。

優(yōu)選的，所述的基于應(yīng)變片式側(cè)滑檢測裝置還包括無線傳輸單元和移動終端；無線傳輸單元將主控單元的輸出結(jié)果傳輸給移動終端。

優(yōu)選的，所述的彈性感應(yīng)毯的厚度為3mm，所述的鋼板厚度為2mm。

如圖5-7所示，以X軸表示車輛預(yù)設(shè)前進方法，Y軸表示垂直于X軸表示車輛預(yù)設(shè)前進的方法，Z軸表示垂直于檢測鋼板的方向，即重力所在方向。

首先本發(fā)明裝置至于水平地面，開機進行自校正，消除各種環(huán)境干擾因素，然后車輛以圖4所示的X軸方向以4km/h的速度直線壓過彈性感應(yīng)毯2。車輪依次通過敏感柵①-⑥，其中的①③⑤的敏感柵為對于圖4所示的X軸方向敏感，而②④⑥的敏感柵為對于圖4所示的Y軸方向敏感。在車輪對于彈性感應(yīng)毯2在圖示5的Z軸方向的力使得彈性感應(yīng)毯2發(fā)生形變，產(chǎn)生張力，從而對于應(yīng)變片①-⑥都產(chǎn)生阻值變化。

由于敏感柵①③⑤對于圖4所示的Y軸方向的側(cè)滑橫向力不敏感，因此，應(yīng)變片①③⑤所得測得的阻值變化ΔR₀便是圖6所示Z軸方向上的力對于彈性感應(yīng)毯2產(chǎn)生內(nèi)部形變而造成的影響，即重力G的影響，而敏感柵②④⑥所測得變化ΔR₂則是重力G加上圖6所示的Y軸方向上側(cè)滑橫向力F1對于彈性感應(yīng)毯2共同作用的結(jié)果，因此，通過半橋電路將應(yīng)變片阻值變化ΔR先轉(zhuǎn)換為電壓V，計算公式為其中K_v為電橋靈敏度，ΔR為電阻變化值，R為總電阻值，再通過電壓放大電路將電壓放大，最終轉(zhuǎn)換為受力F，計算公式為其中的K_u比例系數(shù)，β為放大系數(shù)，即敏感柵①③⑤計算得到重力影響F_G，而敏感柵②④⑥計算得到F_合，即F_G與橫向側(cè)滑力F1之和的力，所以橫向側(cè)滑力F1由F1＝F_合-F_G得到，而最終的橫向側(cè)滑力F1與橫向側(cè)滑量ΔS₁存在的關(guān)系，而其中的μ為經(jīng)驗系數(shù),G₀為場(廠)內(nèi)機動車重力，該系數(shù)也可以通過標定獲得，從而最終獲得橫向側(cè)滑量ΔS₁，并將會在設(shè)備本體上對ΔS₁數(shù)值進行顯示，而且還能夠通過無線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)發(fā)送到手機或者電腦等移動終端上示。