一种胎压监测系统的检测装置的制作方法

本发明涉及汽车道路测试领域，具体涉及一种胎压监测系统的检测装置。

背景技术：

胎压监测系统的检测装置是根据交通运输部《jtt1178.2-2019营运货车安全技术条件第2部分：牵引车辆与挂车》与《gb26149-2017乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》制作的试验台。汽车在运行中，轮胎故障会酿成重大的交通事故。胎压监测系统能辅助驾驶人员掌控轮胎状况，及时发现轮胎故障，可一定程度上避免交通事故的发生。因此，根据现有标准，需要对汽车轮胎所携带的胎温检测装置进行检测，为了模拟汽车在行驶中胎温升高到要求内所列数值，轮胎所携带的胎温检测装置是否在规定时间内报警。

常见的胎压监测系统检测装置为试验室内台架设备测试。而汽车运行过程中，受路面平整度、汽车自身载荷、汽车底盘及悬架结构、路面温度与环境温度不一致等诸多因数影响，实际运行中的汽车轮胎内部气压状态是实验室台架测试设备所不能模拟的。汽车轮胎高温的主要来源是轮胎与地面相对摩擦及路面的热传递产生，而不是环境温度导致。如果仅仅是人为控制环境温度，是无法模拟轮胎真实的状况。介于该背景，发明了适用于道路测试的胎压监测系统的检测装置。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种直接在实车上对胎压监测系统进行道路测试的胎压监测系统的检测装置，完整的整车配重、实际道路上的汽车工况，使汽车轮胎体现出最真实的运行状态。

本发明的技术方案是：包括检测支架，所述检测支架包括装于待检测车轮的轴向表面中部的车轮连接盘、沿待检测车轮径向设置的支撑杆、电气一体滑环、平行于待检测车轮轴向的导向支架，电气一体滑环的轴线与车轮连接盘轴线重合，电气一体滑环的转子连接装于车轮连接盘中部，套于电气一体滑环的定子外的环套铰接于支撑杆下端，支撑杆上端插装于导向支架一端的鱼眼万向球头处，导向支架另一端有与车身相连的强磁吸盘；

所述车轮连接盘由连接盘和连接螺栓组成，连接盘中部设有中心孔、三个以上均布于中心孔外的安装孔，中心孔是对中定位，与车轮的中心处于同一轴线。安装孔是安装电气一体滑环转子。安装孔的圆心位于同一圆周上，可保证滑环转子轴心与连接盘轴心和车轮轴心在轴向同处一线，消除自身设备的误差，连接盘周边设有一个以上动平衡减重孔、长圆孔组，长圆孔组包括三个以上呈螺旋状分布的长圆孔，长圆孔包括位于两端的两半圆部、连于两半圆部之间的长条部，动平衡减重孔圆心、各长圆孔的长条部的中心位于同一圆周上，各长圆孔的两半圆部分别位于两同心圆周上；所述连接螺栓包括膨胀卡钳、套于膨胀卡钳外的套筒、用于带动膨胀卡钳沿套筒移动的旋转螺杆；

待检测车轮的气嘴经快速连接接头连接软管一一端，软管一中部串联压力传感器，软管一另一端连接电气一体滑环的转子内腔，电气一体滑环的定子内腔经软管二连接充放气比例调节阀出气接口，充放气比例调节阀进气接口连接恒压气罐，充放气比例调节阀排气接口与大气相通；电气一体滑环同一轴上有两个气室，分别是之间相对密封，a腔为转子内腔、b腔为定子内腔，a腔和b腔沿主轴可相对旋转，a腔和b腔之间任意状态下都导通。a腔和b腔内有一道滑环，旋转或静止任何状态下滑环均导通。转上套铜环，铜环紧靠绝缘环，绝缘环紧靠铜环，故每个铜环之间绝缘。铜环外圈与碳刷紧挨，碳刷固定于定子上，通过弹簧张力使得碳刷与铜环紧密接触。一组四路即可，两路电源两路信号。

还包括热风箱，用于向待检测车轮轮胎表面通热风的导风管与热风箱连接；还包括用于检测待检测车轮轮胎表面温度的红外测温传感器；还包括用于根据红外测温传感器反馈的信号控制热风箱的工作、用于根据的压力传感器反馈的信号控制充放气比例调节阀工作的控制器。

所述导风管为可折叠弯曲的圆柱形波纹管，圆柱形波纹管管内有支撑铁丝，圆柱形波纹管外缠绕一层隔热棉层，导风管下端有朝向待检测车轮的弯折部，管内铁丝可使管道弯曲至任意利于实验的合适角度，导风管管口为喇叭口。

所述控制器分别连接充放气比例调节阀、热风箱电路主控制板信号接口。控制器通过控制热风箱内部igbt可控硅导通电流，使得加热丝发热量受电流的变化而变化，热风箱内部的风机由热风箱内部的变频器驱动，热风箱内部的变频器受控制器控制，实现风机无级可调。出风温度0-300摄氏度可调节。抗高温导风管传递热风箱的热能至车轮上，车轮转动过程中将均匀受热，通过红外测温传感器的反馈及控制器控制热风箱的出风温度、出风速度等，形成一个闭环控制，使轮胎达到一个恒温的状态。

所述环套端面设有一圈径向向内延伸的凸缘，凸缘上设有用于固定电气一体滑环的安装孔，环套外壁设有耳板，连接套下端经轴铰接于耳板上，连接套上端有与支撑杆配合连接的螺纹孔。

所述环套端面设有一圈径向向内延伸的凸缘，凸缘上设有用于固定电气一体滑环的安装孔，环套外壁设有耳板，连接臂下端经轴铰接于耳板上，连接臂上端经连接轴铰接于连接套下端的支板上，连接套上端有与支撑杆配合连接的螺纹孔。连接臂可调节支板和耳板所处垂直面之间的水平距离，解决各类车身垂直面与车轮垂直面之间的水平距离的差异问题。所述环套外壁设有便于安装的平面。

所述支撑杆上安装有护套一和护套二，护套一的上端和护套二的下端通过螺丝螺帽与支撑杆连接，护套一的下端和护套二的上端通过胶水与鱼眼万向球头的外壳粘接。护套作用为防尘，防止鱼眼球头容易粘灰尘，导致检测支架卡塞。

所述红外测温传感器装于导风管下端，导风管通过卡箍固定于导风管磁力吸盘，红外测温传感器与导风管缠绕通过卡箍固定于导风管磁力吸盘上。

所述强磁吸盘包括橡胶盘、两个以上吸盘固定板、磁铁，橡胶盘内置磁铁，各吸盘固定板装于导向支架上，橡胶盘经螺栓装于吸盘固定板的腰形孔处；吸盘固定板为l形板，包括立板、与立板连接的横板，腰形孔设于横板上，立板与导向支架经连接螺栓固定；磁铁是镶嵌在橡胶盘内部蜂窝状格子内，橡胶盘外层为一体封装，内部为磁铁颗粒，橡胶盘具有一定的柔性。

所述长圆孔孔口内端连接盘表面设有用于定位套筒的定位槽；膨胀卡钳头部有螺纹孔，膨胀卡钳尾部连有多个锁紧爪，锁紧爪包括与汽车车轮固定螺栓相对应的爪头、爪尾，各锁紧爪的爪头围成圆柱形状，各锁紧爪的爪尾围成圆台环形状，套筒内壁尾端有与各锁紧爪的爪尾相配合的圆台壁；旋转螺杆尾部插装于螺纹孔处，旋转螺杆中部穿过长圆孔，旋转螺杆头部套有导向套；所述导向套为台阶形结构，包括大套部、小套部，小套部插装于长圆孔处，大套部位于长圆孔孔口外端的连接盘表面。

所述套筒为伸缩套筒，包括螺母套、螺杆套，螺母套与螺杆套螺纹连接，通过旋转螺母套与螺杆套可调整套筒总体长度，调整套筒长度适应不同车型的车轮），膨胀卡钳嵌于螺杆套内，旋转螺杆穿过螺母套和螺杆套中心与膨胀卡钳内嵌螺纹连接，通过旋转旋转螺杆使得膨胀卡钳相对于连接盘和螺杆套发生位移，使得膨胀卡钳锥形口直径发生变化夹紧汽车车轮固定螺栓，t型导向套使旋转螺杆与连接盘保持垂直。

根据交通运输部《jtt1178.2-2019营运货车安全技术条件第2部分：牵引车辆与挂车》与《gb26149-2017乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》，为实现最真实的轮胎运行环境，检测胎压监测系统性能，发明了该胎压监测系统检测装置。本发明适用于全部轮式车辆的胎压监测装置的检测。本发明在真实的运行环境中检测胎压监测系统的性能及可靠性。本发明采用巧妙的结构、优质的轻型材料最大限度降低设备自身误差，使汽车胎压监测检测试验在实际道路上开展。本发明具备以下优点：1、真实的实车道路测试环境，测试数据更接近于真实的状态；2、结构设计合理，解决了汽车行驶过程中轮胎充放气问题；3、解决了靠环境箱提升环境温度，间接提升轮胎温度的方式。本装置可直接提升轮胎温度，更接近于实车运行环境；4、结构紧促，轻便易携带，便于安装；5、细节优化处理，降低外界干扰，提升自身可靠性；6、成本低廉。

附图说明

图1是本发明的正方向视角结构示意图；

图2是本发明的侧方向视角结构示意图；

图3是本发明的环套结构示意图；

图4是车轮连接盘3的结构示意图；

图5是车轮连接盘3与车轮2连接的结构示意图；

图6是图5的局部放大图；

图7是电气控制原理框图；

图中，1、车身，2、车轮，3、车轮连接盘，4、电气一体滑环，5、压力传感器，6、充放气比例调节阀，7、恒压气罐，8、导向支架，9、快速连接接头，10、软管一，11、环套，12、强磁吸盘，13、热风箱，14、导风管磁力吸盘，15、抗高温导风管，16、红外测温传感器，17、控制器，18、支撑杆，19、连接盘，20、螺母套，21、螺杆套，22、膨胀卡钳，23、旋转螺杆，24、导向套，25、信号线，26、长圆孔，27、动平衡减重孔，28、中心孔，29、护套一，30、护套二，31、信号线，32、卡箍，33、耳板，34、轴，35、支板，36、连接轴，37、连接臂。

具体实施方式

图1、2中，本发明安装于汽车上，包括车轮连接盘3、电气一体滑环4、环套11、导向支架8、强磁吸盘12、压力传感器5、快速连接接头9、软管10、充放气比例调节阀6、恒压气罐7、控制器17、热风箱13、导风管磁力吸盘14、抗高温导风管15、红外测温传感器16、车轮2、车身1。环套11下端连接着电气一体滑环4的定子，上端自由穿套在导向支架8的鱼眼万向球头内，鱼眼万向球头外部为鼓状壳体，中部直径最大，两个端面直径相等且小于中部直径，内部为圆球，圆球也为鼓状，圆球原点位置鼓平面与外壳鼓平面平行，圆球两鼓面之间的距离大于外部鼓状壳体，圆球被外部鼓状壳体包裹，外壳圆心与球体圆心在同一位置，圆球相对于外壳在同一球心上可自由旋转，圆球中心掏出圆柱状孔，环套11上端在圆球圆柱状孔内沿轴向可自由伸缩。

导向支架8一端通过螺丝与两个圆形磁力吸盘连接，圆形磁盘吸附在车身1上，之间无相对运动。另一端通过螺纹连接鱼眼万向球头，球头外部鼓状壳体支撑杆18上端套在球头内。支撑杆18上端自由套在导向支架8鱼眼万向球头内，鱼眼球头外壳通过连杆及吸盘通过螺丝连接，与车身1之间保持静止。当行驶在道路上的车轮2受路面平整度及车轮转向影响，车轮2垂直于车身1相对运动时，支撑杆18在球头内自由自由伸缩。车轮2在转向及带转向行驶时，车轮2旋转圆面与车身1水平中性线形成一个夹角，支撑杆18套在导向支架8的鱼眼球头内可旋转，起到支撑作用。车辆行进时车轮1处于任何状态，通过支撑杆18与导向支架8的配合使用使电气一体滑环定子相对于车身无旋转，避免电气管路被车轮缠绕，同时保证动态测量时将旋转中的车轮2内部电信号及胎内气体传递出来。

支撑杆18自由套在导向支架8鱼眼万向球头内，支撑杆18在鱼眼万向球头上端和下端安装有护套一29和护套二30，护套一29的上端和护套二30的下端通过螺丝螺帽与支撑杆18连接，护套一29的下端端和护套二30的上端通过胶水与鱼眼万向球头的外壳粘接。护套一29和护套二30为软质皮套，具有伸缩性，不干涉支撑杆18与导向支架8之间的相对运动，其主要目的是防止环境中的灰尘卡塞鱼眼万向球头。

电气一体滑环4同一轴上有两个气室，分别是a腔和b腔，a腔和b腔之间相对密封，a腔和b腔沿主轴可相对旋转，a腔和b腔之间任意状态下都导通。a腔和b腔内有一道滑环，旋转或静止任何状态下滑环均导通。a腔与b腔电缆处于导通状态且每芯电缆之间处于绝缘状态。电气一体滑环4的a腔与多孔位法兰盘3螺栓连接，电气一体滑环4的b腔与支架11通过螺栓连接。信号线25一端与压力传感器5相连，另一端连接于电气一体滑环4的a腔，信号经过电气一体滑环4传递至电气一体滑环4的b腔，电气一体滑环4的b腔与信号线31的一端连接，信号线31另一端与控制器17连接，信号线31通过卡箍32固定于强力吸盘12的支架上。

快速连接接头9与车轮2的气嘴连接，软管一10一端与快速连接接头9连接，另一端与电气一体滑环4的a腔连接，软管一10中部串联压力传感器5。

强磁吸盘12与车身1相连，支撑杆18穿过强磁吸盘12的鱼眼万向球头，支撑杆18在强磁吸盘12上可自由活动，其目的在于化解车轮2动态运动及转弯过程中车轮2的跳动，起到支撑作用。

充放气比例调节阀6有三个气孔，一个与恒压气罐7相连，一个与大气相通，一个与电气一体滑环的b腔相连，三个孔之间可根据比例调节阀6内部阀芯状态的改变彼此间互通，充放气比例调节阀6通过导线与控制器17相连且双向传递电信号，恒压气罐7气压高于车轮2内部气压，充放气比例调节阀6通过控制器17的控制可快速对车轮2进行放气和充气。

导风管磁力吸盘14与车身1相连，抗高温导风管15和红外测温传感器16固定于导风管磁力吸盘14上，热风箱13置于车内。卡箍32用于固定信号线31。

图3中，连接臂37下端经轴34铰接于耳板33上，连接臂37上端经连接轴36铰接于连接套下端的支板35上，支撑杆18下端为连接套，支板35与耳板33通过连接臂37连为一体，支板35相对于耳板33在水平和垂直两个方向可调整。电气一体滑环定子装在环套11外圈上，通过螺栓连接。

图4中，车轮连接盘3由连接盘19和连接螺栓组成，相邻两长圆孔两半圆部圆心连线之间的夹角a为锐角，每一条长圆孔的两端的半圆部处于大圆和小圆上，形成一个倾斜夹角，每相邻的两条互相重叠，最终达到覆盖整个连接盘19。连接盘19上有10个长圆孔26、2个动平衡减重孔27、中心孔28，其中10个长圆孔26呈螺旋状分布连接盘19上，于中心孔28圆心4倍中心孔28半径距离的圆上等份分布3个螺孔。车轮连接盘3与车轮2连接，通过调节车轮连接盘3连接螺栓的位置使车轮连接盘3与车轮2垂直面保持平行且在同一轴心旋转运动，连接螺栓在长圆孔26内灵活调节，适应各类车型。车轮连接盘3通过打孔处理，形成2个动平衡减重孔27，使得车轮连接盘3在中心孔28上沿圆面动态旋转达到平衡。

图5、6中，连接螺栓包括膨胀卡钳22、套于膨胀卡钳22外的套筒、用于带动膨胀卡钳22沿套筒移动的旋转螺杆23。长圆孔26孔口内端连接盘19表面设有用于定位套筒的定位槽。膨胀卡钳22头部有螺纹孔，膨胀卡钳22尾部连有多个锁紧爪，锁紧爪包括与汽车车轮固定螺栓相对应的爪头、爪尾，各锁紧爪的爪头围成圆柱形状，各锁紧爪的爪尾围成圆台环形状，套筒内壁尾端有与各锁紧爪的爪尾相配合的圆台壁。旋转螺杆23尾部插装于螺纹孔处，旋转螺杆23中部穿过长圆孔，旋转螺杆23头部套有导向套24。导向套24为台阶形结构，包括大套部、小套部，小套部插装于长圆孔26处，大套部位于长圆孔26孔口外端的连接盘19表面。套筒为伸缩套筒，包括螺母套20、螺杆套21，螺母套20与螺杆套21螺纹连接，通过旋转螺母套20与螺杆套21可调整套筒总体长度，调整套筒长度适应不同车型的车轮，膨胀卡钳22嵌于螺杆套21内，旋转螺杆23穿过螺母套20和螺杆套21中心与膨胀卡钳22内嵌螺纹连接，通过旋转旋转螺杆23使得膨胀卡钳22相对于连接盘19和螺杆套21发生位移，使得膨胀卡钳22锥形口直径发生变化夹紧汽车车轮固定螺栓，导向套24使旋转螺杆23与连接盘19保持垂直。

图7中，热风箱13与控制器17通过导线连接、双向传输信号数据，抗高温导风管15末端为喇叭口出风、可进行角度调整，目的在于对轮胎进行加热。红外测温传感器16为非接触式温度传感器，红外测温传感器16与热风箱13通过导线连接，红外测温传感器16向热风箱13反馈车轮2实时温度信号。运动过程中的车轮2可实时传输压力传感器5的气压信号至控制器17，通过控制器17控制充放气比例调节阀6形成一个完整的闭环控制，控制器17可进行程序编写，从而实现各种试验模式下的充放气。抗高温导风管15传递热风箱13的热能至车轮2上，车轮2转动过程中将均匀受热，通过红外测温传感器16的反馈及控制器17控制热风箱13的出风温度、出风速度等，形成一个闭环控制，使轮胎达到一个恒温的状态。

检测时，操作人员驱动车辆在道路中行驶或静置车辆，给控制器17设定一个目标胎压值和误差值，按下启动按钮，控制器17通过压力传感器5反馈的数值与设定的目标胎压值进行对比计算，控制充放气比例调节阀6对轮胎进行充气或放气，使压力传感器5的反馈值无限接近设定的目标胎压值，压力传感器5的反馈值与设定的目标胎压值的绝对值之差小于预先设定的误差值时，控制器17触发电子时钟计时，直到车载胎压监测装置发生报警，试验人员停止计时，所产生的这一段时间作为评判车载胎压监测装置是否合格的依据。充放气比例调节阀6有三个接口，一个为进气接口，一个为排气接口，一路为出气接口，排气接口与大气相通，进气接口连接恒压气罐7。进气接口的气压高于出气接口，排气接口为大气压。进气口、出气口、排气口三者之间通过阀体内部机构可互相导通，出气口压力过大时，阀体内部机构调整出气口与排气口的导通间隙，达到放气的目的。出气口压力过小时，阀体内部机构调整进气口与出气口的导通间隙，达到充气的目的。电信号转换成电磁信号驱动阀体内部机构。