Пристрій виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу

Реферат: UA 70947 U UA 70947 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до випробувальної техніки і може бути використана для виміру сил, що діють на колесо при випробуваннях транспортних засобів, а також при їх дослідженнях на керованість і стійкість. Відомо пристрій для виміру бокових сил, що діють на колеса транспортного засобу, котрий рухається. Даний пристрій має силовимірювальний елемент, який виготовлений як одне ціле із віссю, та маточину, яка може переміщуватися вздовж цієї осі. Маточина і вісь з'єднані один з одним опорними та упорними підшипниками, завдяки яким і передається бокове зусилля зі маточини на силовимірювальний елемент [1]. Недоліком такого пристрою є складна конструкція і важкий монтаж, та демонтаж даного вимірювального засобу. Відомо пристрій для виміру знакоперемінних бокових сил на колесі транспортного засобу [2]. Даний пристрій має два кільця із спицями, на які наклеєні тензорезистори. Силовимірювальний тензоперетворювач, у вигляді двох кілець, встановлений на осі колеса і розташований усередині підшипникового вузла, котрий складається з двох радіальних, та одного упорного підшипників. Кільця тензоперетворювача співвісно встановлені на осі колеса між упорним підшипником, та між двома радіальними підшипниками. Один із радіальних підшипників може перемішуватися в осьовому напрямку. Завдяки такій конструкції пристрою бокова сила передається з колеса транспортного засобу на тензочутливий елемент. Недоліком такої конструкції є зниження точності виміру бокової сили внаслідок впливу на результати вимірів сил тертя, котрі виникають при осьовому переміщенні радіального підшипника. Також встановлення і кріплення силовимірювального елемента потребує деякого перетворення конструкції вузла маточини колеса. Найближчим аналогом корисної моделі прийнято конструкцію пристрою для виміру бокової сили, що діє на колесо транспортного засобу [3], який є найбільше близьким по технічній суті до корисної моделі. Пристрій для виміру бокової сили, що діє на колесо транспортного засобу, складається з корпусу, двох мембран, осі та кришки, а також має блок живлення і блок передавача даних. Одна із мембран сприймає усі сили, що діють на колесо, і за рахунок конструкції пристрою передає бокову силу на вимірювальну мембрану з тензочутливими елементами [3]. Недоліком такого пристрою є неможливість вимірювання інших сил, що діють на колесо транспортного засобу. В основу корисної моделі поставлена задача створення конструкції пристрою для виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу, та поліпшення вимірювальних характеристик пристрою. Вирішення цієї задачі досягається тим що, на праве вимірювальне кільце пристрою наклеєні тензорезистори. Також пристрій обладнано розподільником сил, який з'єднаний із блоком прийому-передачі даних. Розподільник сил дозволяє виконувати розподіл результуючої сили, що діє на колесо транспортного засобу, на вертикальні, повздовжні та бокові сили. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових технічних властивостей - шляхом конструкційних удосконалень розробленого пристрою для виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу. Наявність в пристрої додаткового правого вимірювального кільця із наклеєними тензорезисторами, та розподільника сил дозволяє виміряти усі сили, що діють на колесо транспортного засобу. Це в свою чергу дозволяє більш повно та точно дослідити керованість та стійкість транспортного засобу і тим самим підвищити безпеку руху транспортних засобів на дорогах. На кресленні зображена запропонована конструкція пристрою виміру сил на колесі транспортного засобу. Пристрій виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу, містить корпус 1, з двома буртами, який встановлено і надійно закріплено на диску колеса. Між колесом та гальмівним диском встановлено праве вимірювальне кільце 5, яке і сприймає сили, що діють на колесо транспортного засобу. Праве вимірювальне кільце 5 можна умовно поділити на дві частини: перша - основа, яка болтами 6 з'єднана із гальмівним диском та маточиною колеса транспортного засобу, друга - пружний елемент, із вісьмома спицями 4, який болтами 3 з'єднаний із перехідною втулкою 7. Дана перехідна втулка 7 упирається в один із буртів корпусу 1, та має посадковий діаметр для вимірювального кільця 5. На чотири спиці 4 правого вимірювального кільця 5, через одну спицю, з обох боків наклеєні тензорезистори, які і фіксують величину пружної деформації спиць. Величина деформації спиць визначається значенням сил, що діють на колесо транспортного засобу. Центральна частина правого вимірювального кільця 5 надійно з'єднана із віссю 9, протилежний кінець якої, з різьбовим отвором, впирається у ліве вимірювальне кільце 11. В свою чергу ліве вимірювальне кільце 11 притиснене до осі 9 1 UA 70947 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 з'єднувальним гвинтом 14 кришки 12. Таким чином, праве вимірювальне кільце 5 через перехідні втулки 7, 10, бурти корпусу 1, та вісь 9 передає бокове зусилля на ліве вимірювальне кільце 11, яке з'єднане болтами 17 із перехідною втулкою 10. Ліве вимірювальне кільце 11 представляє собою диск із вісьмома спицями 16, які під дією бокової сили згинаються. На чотири спиці 16 лівого вимірювального кільця 11, також через одну спицю, з обох боків наклеєні тензорезистори, які і фіксують величину пружної деформації спиць. Величини цих деформацій спиць визначаються значенням бокової сили, що діє на колесо транспортного засобу. На лівому вимірювальному кільці 11 встановлена підстроювальна плата 15 для компенсації температур і нормування нуля та максимуму сигналу правого 5 і лівого 11 вимірювальних кілець. Наявність підстроювальної плати 15 дозволяє забезпечити роботу запропонованого пристрою в широкому температурному діапазоні. В корпусі 1 пристрою також встановлено блок живлення 2 для тензорезисторів, сигнал від яких йде на розподільник сил 8. На кришці 12 встановлено блок передавача сигналів 13, який передає сигнал від розподільника сил 8 до приймача, що приєднаний до реєструючої апаратури в салоні транспортного засобу. Пристрій виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу, працює наступним чином. Відомо, що при коченні колеса на нього діють повздовжня, бокова і вертикальна сила, які призводять до виникнення згинальних, та нормальних напружень в спицях 4, 16 відповідно правого 5 та лівого 11 вимірювальних кілець. Завдяки розподільнику сил 8 та виносу лівого вимірювального кільця 11, за площину прикладання результуючих сил відокремлюється повздовжня, вертикальна та бокова сила. Таким чином, при русі транспортного засобу під дією сил, що діють на його колесо, пружний елемент правого вимірювального кільця 5 деформується та переміщується у поперечному напрямку. Це переміщення через перехідні втулки 7 та 10, бурти корпусу 1 та вісь 9 передається на ліве вимірювальне кільце 11. Завдяки жорсткому з'єднанню осі 9 і правого вимірювального кільця 5, маємо надійну передачу бокової сили від правого вимірювального кільця 5 до лівого вимірювального кільця 11. Під дією сил спиці 4 та 16 відповідно правого 5 та лівого 11 вимірювальних кілець деформуються. Це в свою чергу викликає деформацію розтягання або стиснення в тензорезисторах, які наклеєні на спицях вимірювальних кілець 5 та 11. В наслідок чого тензорезистори змінюють свій електричний опір при цьому змінюються і параметри напруги в мостовій схемі з'єднання тензорезисторів, які розподільник сил 8 відокремлює на повздовжні, вертикальні та бокові складові сили. Сигнал від розподільника сил 8 через блок передавача 13 по бездротовому зв'язку передається на приймач, який з'єднано із реєструючою апаратурою в салоні транспортного засобу. Запропонований пристрій виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу, дає можливість виконувати вимірювання значень всіх сил, що діють у п'ятні контакту колеса із опорною поверхнею безпосередньо при русі транспортного засобу. Джерела інформації: 1. Пат. №847133 СССР, М.Кл. G01M 17/00. Устройство для измерения боковой силы на колесе транспортного средства / Ю.В. Ронгинский, К.Н. Балтаханов, Д.И. Хашимов, Л.В. Цой; заявитель и патентособственик Ташкентский автомобильно - дорожный институт. №2780914/27-11; заявл. 15.06.79; опубл. 15.07.81. Бюл. №26. 2. Пат. №SU 1730549 А1, М.Кл. G01M 17/00. Устройство для измерения знакопеременных боковых сил на колесе транспортного средства / А.Л. Каменский, И.А. Потапов, О.М. Голкало, В.В. Крюков, А.И. Мазур, В.А. Климешов; заявитель и патентособственик Всесоюзный научноисследовательский институт транспортного машиностроения. - №4669956/11; заявл. 13.02.89; опубл. 30.04.92. Бюл. №16. 3. Пат. №UA 49868, М.Кл. G01M 17/00. Пристрій виміру бокової сили, що діє на колесо транспортного засобу. / O.К. Грищук, А.В. Щербина; заявник і патентовласник Національний транспортний університет. - №u200912901; заявл. 14.12.2009; опубл. 11.05.2010. Бюл. №9. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 1. Пристрій виміру сил, що діють на колесо транспортного засобу, який має корпус, кришку, вісь, перехідні втулки і два вимірювальних кільця, який відрізняється тим, що на праве вимірювальне кільце наклеєні тензорезистори. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що має розділювач сил, підключений до тензорезисторів та блока прийому-передачі даних, що з'єднано із реєструючою апаратурою в салоні транспортного засобу. 2 UA 70947 U Комп’ютерна верстка А. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3