[发明专利]组合电桥式的车钩多元多向载荷测量系统及解耦方法

权利要求书

1.一种组合电桥式的车钩多元多向载荷测量系统，其特征在于，包括用于设置在车钩的钩体上的至少四个方向的表面上的至少四组电阻应变计，每组电阻应变计包括相互呈正交布置且首尾相靠组成正四边形的四个电阻应变计；四组电阻应变计内的每二或四个电阻应变计按照设定的全桥结构串联后组成四个桥臂首尾相连；

所述设定的全桥结构包括以下任意一种或几种的组合：

纵向载荷全桥：第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面的第一电阻应变计依次串联组成第一桥臂，第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面的第二电阻应变计依次串联组成第二桥臂，第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面的第三电阻应变计依次串联组成第三桥臂，第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面的第四电阻应变计依次串联组成第四桥臂，四个桥臂首尾相连组成纵向载荷全桥；

横向载荷全桥：第一表面的第一电阻应变计与第三表面的第四电阻应变计串联组成第一桥臂，第一表面的第二电阻应变计与第三表面的第一电阻应变计串联组成第二桥臂，第一表面的第三电阻应变计与第三表面的第二电阻应变计串联组成第三桥臂，第一表面的第四电阻应变计与第三表面的第三电阻应变计串联组成第四桥臂，四个桥臂首尾相连组成横向载荷全桥；

垂向载荷全桥：第二表面的第一电阻应变计与第四表面的第四电阻应变计串联组成第一桥臂，第二表面的第二电阻应变计与第四表面的第一电阻应变计串联组成第二桥臂，第二表面的第三电阻应变计与第四表面的第二电阻应变计串联组成第三桥臂，第二表面的第四电阻应变计与第四表面的第三电阻应变计串联组成第四桥臂，四个桥臂首尾相连组成垂向载荷全桥。

2.根据权利要求1所述的组合电桥式的车钩多元多向载荷测量系统，其特征在于，当所述钩体的横向截面为四边形时，所述第一表面为顶部表面，所述第三表面为底部表面，所述第二表面和第四表面分别为右部表面和左部表面或左部表面和右部表面；

所述第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面中：第一电阻应变计和第三电阻应变计与车钩纵向平行布置，第二电阻应变计和第四电阻应变计与车钩纵向呈正交布置。

3.根据权利要求1或2所述的组合电桥式的车钩多元多向载荷测量系统，其特征在于，还包括可变电压源和数据采集系统，所述可变电压源用于给所述全桥结构供电，所述数据采集系统与所述全桥结构的电路输出相连并用于将所述全桥结构的输出量输入对应的计算模型以计算得到各向的测量结果。

4.一种如权利要求1，2中任一项所述的组合电桥式的车钩多元多向载荷测量系统的解耦方法，其特征在于，按照以下解耦方式进行解耦：

当测量车钩纵向力时，采用纵向载荷全桥，采用以下解耦方式：

记材料泊松比为v，令：

其中，为惠斯通电路桥压，为全桥应变计的输出电压，R为应变计的电阻，应变记电阻的变化量为，K为应变计的灵敏度系数；第一表面为钩体顶面：与沿车钩纵向布置、与沿表面正交方向布置；第二表面为钩体右面：与沿车钩纵向布置、与沿表面正交方向布置；第三表面为钩体底面：与沿车钩纵向布置、与沿表面正交方向布置；第四表面为钩体左面：与沿车钩纵向布置、与沿表面正交方向布置，分别为该各表面测得的纵向应变；和分别为车钩四个面测得的纵向应变。