轮胎均匀性参数测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车设备检测技术领域，具体涉及一种轮胎均匀性参数测量装置。
【背景技术】
[0002] 轮胎均匀性是指轮胎在受径向负荷并高速旋转的情况下轮胎圆周力波动特征既 不均匀性。根据力学原理及机械运动原理，汽车轮胎在高速行驶旋转情况下会由于内部材 料的组织不均匀、尺寸外形的不均匀以及在装配尺寸上的误差等导致轮胎产生交变波动的 径向力和侧向力，从而引起汽车上下的振动、左右跑偏、噪声等，影响汽车的操纵性、舒适度 或平稳度。严重的会损坏汽车零部件，甚至会引发交通事故。
[0003] 通过测量轮胎均匀性检测装置得到的径向力和侧向力，通过这两个参数分析径向 力波动、侧向力波动、锥度、跑偏、径向偏差（顶部、中央、底部）、侧向偏差（顶部、底部）等 参数，科学地定标轮胎的不均匀性，并指导对轮胎的不均匀性校正，使轮胎的不均匀性达到 最小值，从而达到改善、提高轮胎质量的目的。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种轮胎均匀性参数测量装置，将传感器 设置在负荷轮的上下端点处，测量轮胎给负荷轮的侧向力和径向力，通过分析径向力和侧 向力的锥度效应、角度效应、径向力波动、侧向力波动等参数来分析轮胎的均匀性。
[0005] 本发明的技术方案是：一种轮胎均匀性参数测量装置，包括负荷轮、传感器和传感 系统信号处理器，负荷轮作为轮胎的从动轮曲面靠近轮胎，传感器作为负荷轮的两端支撑 点设在负荷轮的上下两端，传感器采集负荷轮与测试轮胎之间的径向力和侧向力并发送给 传感系统信号处理器，传感器包括圆环电容单元组和条状电容单元组，所述条状电容单元 组设置在圆环电容单元组外基板的四角，圆环电容单元组包括两对以上圆环电容单元对， 所述圆环电容单元对包括两个圆环电容单元，所述条状电容单元组包括X方向差动电容单 元组和Y方向差动电容单元组，X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组均包括两 个以上相互形成差动的电容单元模块，所述电容单元模块是由两个以上的条状电容单元组 成的梳齿状结构，每个圆环电容单元和条状电容单元均包括上极板的驱动电极和下极板的 感应电极。
[0006] 轮胎均匀性检测装置还包括主轴和上、下轮辋，上、下轮辋与主轴的轴线重合，下 轮辋与主轴一体，上轮辋为上下可自由运动，负荷轮轴线与主轴的轴线平行，轮胎夹持在 上、下轮辋之间。所述每个圆环电容单元的感应电极和驱动电极正对且形状相同，所述每 个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，条状电容单元的驱动电极长度大于感应 电极长度，条状电容单元的驱动电极长度两端分别预留左差位8&和右差位 s+S$ +Ss，其中为条状电容单元的驱动电极长度，为条状电容单元的感应电极
质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，T_为最大应力值。所述两组相互形成差动的电容单 元模块的条状电容单元的驱动电极和感应电极沿宽度方向设有初始错位偏移，错位偏移大
其中，aT为平行板的长度，圆环电容单元圆环的宽度，a5 0相邻两圆环电容之间的 电极间距。X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组均包括m个条状电容单元，
的电极间距，a。条状电容单元的宽度。所述同心圆环电容单元的宽度和条状电容单元的 宽度a。相等；条状电容单元电极间距a5 #和圆环电容单元电极间距a5 0相等，所述条状电
的抗剪模量。所述圆环电容单元组和条状电容单元组的驱动电极通过一个引出线与传感系 统信号处理器连接，所述圆环电容单元组的每个圆环电容单元的感应电极单独引线与传感 系统信号处理器连接，所述X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组的电容单元模 块感应电极分别通过一根引出线与传感系统信号处理器连接。所述圆环电容单元、电容单 元模块与传感系统信号处理器之间分别设有中间变换器，中间变换器用于设置电压对电容 或频率对电容的传输系数。
[0007] 本发明有如下积极效果：本发明的轮胎均匀性检测装置测量主动轮轮胎和从动轮 负荷轮之间的径向力和侧向力，通过这两个参数分析径向力波动、侧向力波动、锥度、跑偏、 径向偏差（顶部、中央、底部）、侧向偏差（顶部、底部）等参数，科学地定标轮胎的不均匀 性，并指导对轮胎的不均匀性校正，使轮胎的不均匀性达到最小值，从而达到改善、提高轮 胎质量的目的。另外，本发明的二维力传感器能够同时测量法向力和切向力，灵敏度高，极 板利用效率高，整个圆环电容单元组都对法向力作出贡献，并且具有较好的动态性能。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明的【具体实施方式】的同心圆环偏移错位面积分析图。
[0009] 图2是本发明的【具体实施方式】的为外同心圆环错位对外径圆分析图。
[0010] 图3是本发明的【具体实施方式】的平行板电容的平面设计图。
[0011] 图4是本发明的【具体实施方式】的驱动电极的结构图。
[0012]图5是本发明的【具体实施方式】的平板电容板的直角坐标系。
[0013] 图6是本发明的【具体实施方式】的两组圆环电容组结构图。
[0014] 图7是本发明的【具体实施方式】的差动条状电容单元的初始错位图。
[0015] 图8是本发明的【具体实施方式】的差动条状电容单元受力后偏移图。
[0016] 图9是本发明的【具体实施方式】的单元电容对的信号差动示意图。
[0017] 图10是本发明的【具体实施方式】的轮胎均匀性测试装置的结构图。
[0018] 图11是本发明的【具体实施方式】的轮胎均匀性测试受力分析图。
[0019] 其中，1主轴、2下轮辋、3上轮辋、4轮胎、5负荷轮、6传感器。
【具体实施方式】
[0020] 下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的【具体实施方式】如所涉及的各构件 的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及 操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术 方案有更完整、准确和深入的理解。
[0021] 本发明的主要思路是：轮胎是一种圆环形筒状断面的挠性旋转体，子午胎是由多 层带有钢丝帘线的橡胶预制材料、复合橡胶预制材料经贴合、成型以及硫化定性而成，这样 就产生材料的不均匀或者质量偏心等导致不均匀性。根据相关力学原理，存在一定程度不 均匀的轮胎，在动态运动过程中会表现出很多运动特征，如轮胎与地面的各方向上的存在 摩擦、轮胎承受负载的变化、导致轮胎变型的锥度效应、角度效应等特性。
[0022] 锥度效应是指不因轮胎旋转方向改变而改变符号的侧向力偏移。角度效应是指随 着轮胎旋转方向改变而改变符号的侧向力偏移。为了计算出锥度效应和角度效应，必须求 出轮胎在正转、反转情况下的侧向力平均值，即正转侧向力偏移和反转侧向力偏移，这两项 指标是求出锥度效应和角度效应的中间数据结果，同样也将作为均匀性的一个尺度。对轮 胎的径向力波动、侧向力波动