本发明专利技术公开了一种用于感测由框架（１５，１７）支撑的旋转体（６９）上的力和／或力矩分量的载荷单元组件（１０，１０′，１０″，１０′″），所述载荷单元组件包括轮轴（１８），所述轮轴具有连接到框架（１５，１７）的相对端部。轮毂（１２）由轮轴（１８）支撑，并可绕轮轴（１８）的纵向轴线旋转。连接到轮毂（１２）和旋转体（６９）的载荷单元体（６２）用于感测轮毂（１２）与旋转体（６９）之间的力和／或力矩分量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于旋转体的转换器
技术介绍
用于沿三个正交轴线测量力或绕三个正交轴线测量力矩的轮子力转 换器或载荷单元是己知的。轮子力转换器典型地安装在车辆主轴与车辆轮 辋的一部分之间并安装到车辆主轴和车辆轮辋的一部分。当车辆运行时， 转换器测量通过轮子组件在主轴处作用的力和力矩。已经受到基本成功和中肯称赞的一种形式的轮子力转换器是由美国明尼苏达州伊甸普赖利市的MTS系统公司出售的SWIFT转换器，并在美国 专利第5，969，268号和第6,038,933号中详细说明。通常，这种转换器包括具 有刚性中心构件的载荷单元体、刚性环状环和径向延伸并将中心构件连接 到环状环的多个管状构件。多个感测电路安装到多个管状构件。刚性中心 构件安装到车辆主轴，而环状环连接到车辆轮辋。编码器测量载荷单元体 的角位置，所述载荷单元体允许通过径向管状构件传递的力相对于正交固 定坐标系被分解。外部滑环组件将动力提供给载荷单元体上的传感器，并 从载荷单元体上的传感器接收信号。
技术实现思路
本专利技术的多个方面涉及测量和/或感测施加到例如诸如但不限于摩托 车的车辆的轮子的旋转体的力和/或力矩。第一方面包括一种用于感测由框架支撑的旋转体上的力和/或力矩分 量的载荷单元组件。所述组件包括具有连接到框架的相对端部的轮轴。轮 毂由轮轴支撑并可绕所述轮轴的纵向轴线旋转。连接到轮毂和旋转体的载 荷单元体用于感测轮毂与旋转体之间的力和/或力矩分量。第二方面包括一种由摩托车或类似轮子组件的框架部分和载荷单元 组件组成的组合，所述载荷单元组件用于感测摩托车或类似轮子组件上的 力和/或力矩分量。载荷单元组件包括轮轴和由轮轴支撑的轮毂，所述轮轴 在每一个端部处安装到框架部分。设置轮辋，并且轮胎支撑在轮辋上。载荷单元体操作性地连接到轮毂和轮辋。第三方面包括一种用于感测由框架支撑的旋转体上的力和/或力矩分 量的载荷单元组件。所述组件包括轮轴，所述轮轴在该轮轴的至少一个端 部上连接到框架。轮毂由轮轴支撑并可绕轮轴的纵向轴线旋转。载荷单元 体连接到轮毂和旋转体，以感测轮毂与旋转体之间的力和/或力矩分量。滑 环组件设置在轮毂内，所述滑环组件具有可相对于第二构件移动的第一构 件，第一构件可与轮毂一起旋转。附图说明图1A是具有载荷单元系统的摩托车后轮的侧视图1B是沿线1B-1B截得的图1A的摩托车后轮的剖视图2A是具有载荷单元系统的摩托车前轮的侧视图2B是沿线2B-2B截得的图2A的摩托车前轮的剖视图3是载荷单元的侧视图4是沿线4-4截得的图3的载荷单元的剖视图5是在部件被分离的情况下的滑环和电刷组件的透视图； 图6A是具有载荷单元系统的另一个摩托车后轮的侧视图6B是沿线6B-6B截得的图6A的摩托车后轮的剖视图； 图6C是在移除轮辋和辐条的情况下的图6B的放大部分；图7A是具有载荷单元系统的另一个摩托车前轮的侧视图7B是沿线7B-7B截得的图7A的摩托车前轮的剖视图； 图7C是在移除轮辋的情况下的图7B的放大部分；以及 图8是用于图6A的摩托车后轮的轮毂组件的分解透视图。具体实施例方式本文所给出的附图说明适用于测量旋转体的力和力矩分量的载荷单 元系统，并且在一个实施例中，旋转体位于在每一个端部处被支撑的轮轴 上并绕着该轮轴旋转。这种旋转体的一个示例是例如在拖车、推车或例如 但不限于摩托车的车辆上的滚动轮。在本文所述的图示的实施例中，由于 其具体的有效性，将采用摩托车应用。图1A和1B示出了当应用到摩托车的后轮组件13时的载荷单元系统10，其中没有整体示出摩托车，但是可以视为由链轮11和摆臂17表示。同 样，图2A和2B示出了当应用到摩托车的前轮组件19时的载荷单元系统10'， 其中没有整体示出摩托车，但是可以视为由框架部分(前叉)15表示。载 荷单元系统IO'基本上类似于载荷单元系统IO。因此，采用相同附图标记的部件具有相同的功能。在具体参考图1A和图1B的情况下，载荷单元系统10大致包括轮毂和 轮轴组件12、转换器14以及轮胎和轮辋组件16。在此实施例中，轮毂组件 12和连接到所述轮毂组件的元件绕着轮轴18的纵向轴线旋转，当被用于支 撑摩托车的后轮时，所述轮轴在框架的多个部分之间延伸并连接到框架的 多个部分。驱动组件操作性地连接到轮毂组件12，虽然可以使用诸如轴和齿轮组 件、带等其它形式的驱动设备，但是在此使用驱动链轮ll。制动盘30也被 示出为安装到轮毂组件12的另一端部。典型地，链轮11以及制动盘30的大 小和位置将对应于由制造商所制造的大小和位置，其中载荷单元系统10可 以容纳这些元件。这样，载荷单元系统10可以由此准确地记录摩托轮子组 件上存在的实际的力和力矩。轮毂组件12在此大致沿轮子组件的中心线被分开并包括部分40和42。 利用紧固件43将轮毂部分40和42与位于轮毂部分40与42之间的转换器14 连接在一起。在一个实施例中，可以设置耦合齿46，以通过由配合齿提供 的增加的表面积增加摩擦有效地传递耦合齿46之间的载荷。通常，转换器 具有中心轮毂64和环状环66。轮毂部分40和42连接到中心轮毂64，而轮辋 适配器组件67利用紧固件65连接到环状环66 (所述环状环可以包括配合 齿)且利用紧固件75连接到轮辋69。在一个实施例中，转换器14是与轮辋适配器组件67和一个或两个轮毂 部分40、 42分离的部件，这便利地允许转换器14在不同类型的轮子组件的 情况下使用多次，其后仅轮毂部分40、 42和/或轮辋适配器组件67需要具体 地设计成特定的轮子组件。用于测量力和力矩分量的转换器14固定到轮毂组件12和轮辋适配器 组件67，并用于支撑轮辋69上的轮胎。转换器14因此代替轮辋的一部分，并承载轮毂12与轮胎之间的力和力矩载荷。应该理解的是可以使用各种形 式的转换器，并以如在此所教导的方式组装各种形式的转换器；然而，美国专利5，969,268中说明了一种特别便利的转换器，该专利的内容在此整体 并入本文供参考，其中实际尺寸可以改变以适应期望的载荷、尺寸限制和 灵敏度。在图3中所示的示例性实施例中，转换器14包括由单块材料制造的一 体式载荷单元体62。载荷单元体62包括刚性中心轮毂64和与中心轮毂64同 心的刚性环状环66。多个径向管70将中心轮毂64连接到环状环66。在所述 的实施例中，多个径向管70包括四个管71、 72、 73和74。管71-74中的每一 个均沿相应的纵向轴线从中心轮毂64朝向环状环66径向延伸。虽然图中所 示的多个径向管70等于四，但是应该理解的是可以使用三个或更多个的任 何数量的管将中心轮毂64连接到环状环66。优选地，多个径向管70关于由 76表示的中心轴线以相等的角间隔被间隔开。在所述的实施例中，挠性构件81、 82、 83和84将每一个径向管71-74 的端部分别连接到环状环66。挠性构件81-84沿相应的径向轴线适应每一个 相应的径向管71-74的位移。多个传感器(例如，应变传感器)可以安装在多个管70上以感测多个 管70内的应变。虽然多个传感器可以位于多个径向管70上，以提供对多个 径向管70内的弯曲应力的指示，但是在一个实施例中，通常安装应变传感 器，以提供指示多个径向管70的壁内的剪切应力的输出信号。在所述的实 施例中，四组应变传感器优本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于感测由框架支撑的旋转体上的力和／或力矩分量的载荷单元组件，所述组件包括： 轮轴，所述轮轴具有连接到所述框架的相对端部； 轮毂，所述轮毂由所述轮轴支撑，并能够绕着所述轮轴的纵向轴线旋转； 载荷单元体，所述载荷单元体连 接到所述轮毂和所述旋转体，以感测所述轮毂与所述旋转体之间的力和／或力矩分量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：理查德A迈耶，道格拉斯J奥尔森，伊恩T孔塞，罗伯特利奥约瑟夫森，
申请(专利权)人：MTS系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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