一种电动汽车悬架刚度测量传感器的制作方法

本发明涉及汽车悬架技术领域，特别涉及一种电动汽车悬架刚度测量传感器。

背景技术：

轿车的独立悬架系统中，为了抵消垂直方向的振动和冲击，并将车身的重量传递给车桥，通常将弹簧和减震器配合使用，弹簧可以传递垂向力，并延缓冲击，减震器可以吸收冲击能量，从而衰减振动，目前使用的弹簧大多数为螺旋弹簧或空气弹簧，螺旋弹簧的优点是结构简单，价格便宜，因此大多数轿车中都使用螺旋弹簧作为弹性元件。

为了适应电动汽车的需求，目前的汽车悬架逐渐采用主动悬架系统，即实时监测路面与车轮之间的振动，从而主动调节螺旋弹簧的刚度或减振器的阻尼特性，但是目前测量悬架刚度的传感器结构较为复杂，且不是针对螺旋弹簧专门设计的传感器，匹配程度不好，测量精度较低，特别是对于悬架系统在高频振动情况下，螺旋弹簧本身即有振动又有变形的情况下，多数传感器的测量数据会产生失真的情况。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明目的是提供一种结构紧凑、测量精度高的电动汽车悬架刚度测量传感器。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种电动汽车悬架刚度测量传感器，所述的传感器包括两条螺旋状的发电线圈相互平行盘旋形成的双螺旋结构；两条发电线圈共同缠绕在汽车悬架中的螺旋弹簧的某一段的外侧面上，双螺旋结构的轴线为空间圆弧线，该空间圆弧线与螺旋弹簧的弧线形状相适应；两条发电线圈之间设置多个发电单元，发电单元包括两个相互平行的永磁体，永磁体的两端分别与一条发电线圈连接；一个发电单元中，位于同侧的两条永磁体端部的极性相反；所述发电单元中的两个永磁体之间的距离l1小于相邻的两个发电单元之间的距离l2；一个发电单元中的两条发电线圈各自的端头分别与数据采集卡通信连接。

优选的，所述永磁体为空间圆弧段，该空间圆弧段的圆弧弧度与螺旋弹簧的外侧面相适应。

本发明的有益效果在于：当悬架中的螺旋弹簧受到振动时，缠绕在其上的发电线圈的长度没有变化，因此传感器可以自动过滤振动；螺旋弹簧某一段变形时也可以看作空间中的一段弧线形状发生变化，这样的微小变化可以通过缠绕的发电线圈的长度变化进行精确的对应，测量精度高；传感器缠绕在螺旋弹簧上，结构紧凑，重量轻。

附图说明

图1为传感器结构示意图；

图2为传感器中螺旋状发电线圈展开成直线后磁场分布示意图；

图3为振动时两条永磁体相互远离时磁场分布示意图；

图4为振动时两条永磁体相互靠近时磁场示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示的一种电动汽车悬架刚度测量传感器，一种电动汽车悬架刚度测量传感器，所述的传感器包括两条螺旋状的发电线圈31相互平行盘旋形成的双螺旋结构；两条发电线圈31共同缠绕在汽车悬架中的螺旋弹簧的某一段的外侧面上，发电线圈31与螺旋弹簧之间设置绝缘结构，可以是在螺旋弹簧外侧面涂刷绝缘漆或敷设绝缘套；所述双螺旋结构的轴线为空间圆弧线，该空间圆弧线与螺旋弹簧的弧线形状相适应；两条发电线圈31之间设置多个发电单元，发电单元包括两个相互平行的永磁体32，永磁体32的两端分别与一条发电线圈31连接；一个发电单元中，位于同侧的两条永磁体32端部的极性相反；为了减小相邻的发电单元中不同永磁体32之间的影响，所述发电单元中的两个永磁体32之间的距离l1小于相邻的两个发电单元之间的距离l2；一个发电单元中的两条发电线圈31各自的端头分别与数据采集卡通信连接。

永磁体32与发电线圈31之间可以使用绝缘胶水粘接，也可以是在发电线圈31的侧面设置橡胶卡槽，将永磁体32的一端插入卡槽内。

如图2所示的，为了更好的描述传感器的测量原理，把传感器中的两条螺旋状发电线圈31展开成两条平行直线，单个发电单元中3，位于同一侧的两个永磁体32端部的极性相反，因此在两个永磁体32的一侧形成磁场，磁场方向由一个永磁体32的n极指向另一个永磁体32的s极，可以从图3中看出，此时位于两个永磁体32之间的发电线圈31可以看做位于磁场中的发电线圈。

如图3-图4所示的，当悬架中的螺旋弹簧受到振动时，缠绕在其上的发电线圈31的长度没有明显变化，因此传感器可以自动过滤振动，当螺旋弹簧受力发生变形时，其外侧缠绕的发电线圈31的长度也发生变化，螺旋弹簧沿其长度方向变长，相应的，发电线圈在空间中的轴线变长，由于发电线圈31在空间中是螺旋状，因此其螺旋弧线形状也发生了变化，可以看做将螺旋弹簧的长度变化转化为发电线圈的螺旋弧线形状的变化，实现了将螺旋弹簧的长度变化放大化；进一步表示发电线圈31在两个永磁体32构建的磁场中发生了移动，即发电线圈31在两个永磁体32之间形成的磁场内对磁力线进行了切割，根据电磁感应原理可知发电线圈31上产生电流，同时由于发电单元中的两个永磁体32之间的磁场强度发生变化，进一步提高了发电线圈31产生电流的能力。

螺旋弹簧某一段变形时也可以看做空间中的一段弧线形状发生变化，这样的微小变化可以通过缠绕的发电线圈31的长度变化进行精确的对应，测量精度高。

数据采集卡接收发电线圈31发出的电流信号，并根据电流的大小判断螺旋弹簧的变形量，进而推断出悬架系统垂向受力的大小，从而进行相应的主动调节；传感器缠绕在螺旋弹簧上，结构紧凑，重量轻，非常适用于电动汽车。

更好的实施方式是：所述永磁体32为空间圆弧段，该空间圆弧段的圆弧弧度与螺旋弹簧的外侧面相适应。

技术特征：

技术总结
本发明具体涉及一种结构紧凑、测量精度高的电动汽车悬架刚度测量传感器，该传感器包括两条螺旋状的发电线圈相互平行盘旋形成的双螺旋结构，两条发电线圈共同缠绕在汽车悬架中的螺旋弹簧的某一段的外侧面上，两条发电线圈之间设置多个发电单元，发电单元包括两个相互平行的永磁体，永磁体的两端与一条发电线圈连接；一个发电单元中，位于同侧的两条永磁体端部的极性相反；螺旋弹簧振动时，发电线圈的长度没有变化，自动过滤振动；螺旋弹簧某一段变形时也可以看做空间中的一段弧线形状发生变化，这样的微小变化可以通过缠绕的发电线圈的长度变化进行精确的对应，测量精度高；传感器缠绕在螺旋弹簧上，结构紧凑。

技术研发人员：陈子龙
受保护的技术使用者：西华大学
技术研发日：2017.08.17
技术公布日：2017.12.19