[发明专利]一种测量汽车悬架衬套连接处载荷的三分力传感器

说明书

本发明公开了一种测量汽车悬架衬套连接处载荷的三分力传感器。包括管状连接件、环形连接件及四个Y型弹性元件。所述四个Y型弹性元件为结构相同的弹性元件，且沿周向间隔90°对称布置。所述Y型弹性元件包括内部固定端，应变梁，Y型连接梁，外部固定端。所述应变梁上固定有应变片。所述管状连接件包括内部连接孔，内部凹槽，及两侧的顶丝孔。所述环形连接件包括与Y型弹性元件连接的外部凹槽及与待测件连接的螺纹孔。本发明的优点在于保证连接刚度的同时，提高局部测量应力的水平，同时也能消除载荷不对中带来的采集误差。

技术领域

本发明涉及一种测量汽车悬架衬套连接处载荷的三分力传感器，尤其涉及用于测量汽车控制臂或副车架汽车悬架衬套连接处的静态载荷力。

背景技术

汽车悬架系统及副车架各连接点处为减小振动的传递，通常采用汽车悬架衬套连接的方式进行隔振。汽车悬架衬套连接处尺寸小，形状不规则，对该处载荷力的测量变得困难。铰接点载荷力作为汽车零部件设计分析的重要依据，准确地获取载荷数据能保证零件设计的质量。目前，汽车悬架铰接点载荷的获取通常是通过多体动力学软件仿真获得。将测试得到的轮心点六分力作为软件模型的输入，输出铰接点的载荷力。但仿真得到的结果的准确性一般很难验证，往往采用间接的测量方式进行验证。具体做法是在减振器筒上或者稳定杆连杆上贴应变片，测量该处的载荷与模型仿真结果进行对比。汽车悬架衬套连接处不易进行贴片测试，因此无法直接验证模型的准确性。目前，通用的传感器很少有专用于测量汽车悬架衬套连接处载荷力，由于汽车悬架衬套连接处径向尺寸小，载荷大的特点，需特别地制作一种径向结构紧凑，强度高的传感器进行测量。

发明内容

本发明的目的在于解决上述汽车悬架衬套连接处载荷力不易测量的问题，提供一种径向结构紧凑，便于安装测量的三分力传感器。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种测量汽车悬架衬套连接处载荷的三分力传感器，包括管状连接件、环形连接件及四个Y型弹性元件；所述管状连接件通过Y型弹性元件固定于环形连接件中心；所述四个Y型弹性元件为结构相同的弹性元件，且沿周向间隔90°对称布置；所述Y型弹性元件包括内部固定端、应变梁、Y型连接梁和外部固定端；所述内部固定端位于Y型弹性元件两分叉部位的顶端，并与管状连接件相连，所述应变梁位于所述内部固定端与所述Y型连接梁之间，所述外部固定端位于所述Y型连接梁的底部，并与环形连接件相连；所述应变梁上固定有应变片，所述管状连接件的中心位置开设有内部连接孔，所述内部连接孔贯穿于管状连接件中心，所述内部凹槽位于管状连接件的上下底面的边缘位置，所述管状连接件的侧面上开设有顶丝孔；所述环形连接件上开设有与Y型弹性元件连接的外部凹槽以及与待测件连接的螺纹孔。

进一步地，所述Y型弹性元件在外部固定端处尺寸较厚，在Y型连接梁处分叉，形成两个分支，每个分支上具有一个应变梁及内部固定端。

进一步地，所述应变梁处横截面的尺寸较内部固定端小，为一长宽相等的正方形。

进一步地，所述应变梁上粘贴有测量三向力的应变片；其沿轴线上下面的应变片用于测量Z向力，侧面用于测量X向或者Y向力。

进一步地，所述管状连接件整体为一八棱柱体，其包括大、小两种侧面，棱柱的大侧面上加工有内部凹槽,小侧面上加工有顶丝孔，其轴对称中心加工出安装施力轴的内孔。

进一步地，所述管状连接件在上下端面的四个长边方向有安装Y型弹性元件内部固定端的凹槽，在短边对应的侧平面上加工出顶丝孔。

进一步地，安装在管状连接件内孔的施力轴通过安装在所述顶丝孔的顶丝紧固在管状连接件上(如图6所示)。

进一步地，所述环形连接件上设置有用于安装Y型弹性元件外部固定端的四个相同的凹槽，及沿环形面均匀分布的四个螺栓孔，螺栓孔与凹槽之间间隔45°。

进一步地，被测件通过所述环形面上的螺纹孔与环形连接件进行紧固连接。