一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统与方法

技术领域

本发明涉及信号检测技术领域，具体涉及一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统与方法。

背景技术

现在常见的汽车减震弹簧多采用圈状弹簧，原因是制作简单，性能效率高，价格低廉。减震弹簧是为了支持车身以及吸收不平路面和其他施力对轮胎所造成的冲击，这其中包括加速，减速，刹车，转弯等对弹簧造成的施力。更重要的是在震动的消除过程中要保持轮胎与路面的持续接触，维持车子的稳定性。因此对汽车减震弹簧的综合状态检测有利于后期汽车的保养和维修。

现有针对汽车减震弹簧的故障判断，多是建立在经验化的驾驶基础上，如判断车辆刹车时，汽车的重心偏移程度来判断减震弹簧的故障信息；或者根据汽车制动距离，估计汽车轮胎接地程度，判断减震弹簧的故障信息。这类针对汽车减震弹簧的故障诊断效率低，准确性不高，尤其对于早期的故障信息难以及时发现。因此，针对汽车减震弹簧建立实时状态检测系统，将有助于分析反映汽车减震弹簧的实时工作状态，为汽车的现场维修和汽车状态提供故障信号和预警信号。

发明内容

本发明目的：在于提供一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统，包括：减震上座1、被测弹簧2、弹簧支架3、减震底座4、拉绳式位移传感器5、加速度传感器9、应变片10，还包括可拉伸式不锈钢绳6通过连接片7缚在被测弹簧2上，加速度传感器固定支架8；

可伸缩的弹簧支架3用于连接减震上座1、减震底座4，被测弹簧2套接在弹簧支架3外，两端分别与减震上座1、减震底座4相连接；

拉绳式位移传感器5固定在减震上座1与被测弹簧2相连接的一面，连接片7固定在被测弹簧2上，可拉伸式不锈钢绳6两端分别与拉绳式位移传感器5、连接片7相连接，被测弹簧2不受力时，可拉伸式不锈钢绳6保持拉直状态；

加速度传感器固定支架8固定在被测弹簧2上，用于固定加速度传感器9；

应变片10粘贴在被测弹簧2上，且应变片10内表面与被测弹簧2以相同的弯曲度相贴合。

本发明还设计一种汽车减震弹簧的综合状态检测方法，基于所述的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统，在被测弹簧2受力时，基于拉绳式位移传感器5，完成汽车减震弹簧的综合状态的检测：

基于拉绳式位移传感器5所测得被测弹簧2的变形位移，通过求导得到速度、加速度，提取振动频率，为判断被测弹簧2的变形位移是否正常提供实时数据。

作为本发明的一种优选技术方案：在被测弹簧2受力时，基于加速度传感器9，完成汽车减震弹簧的综合状态的检测：

基于加速度传感器9所测得被测弹簧2的加速度，通过频域积分方法得到位移和速度，提取振动频率，为判断被测弹簧2的加速度是否正常提供实时数据。

作为本发明的一种优选技术方案：在被测弹簧2受力时，基于应变片10，完成汽车减震弹簧的综合状态的检测：

基于应变片10所测得被测弹簧2的应变值，获得被测弹簧2在预设时间段内的最大变形量、加速度和振动频率，为判断被测弹簧2的应变值是否正常提供实时数据。

作为本发明的一种优选技术方案：在被测弹簧2受力时，基于拉绳式位移传感器5、加速度传感器9、应变片10，完成汽车减震弹簧的综合状态的检测：

分别测得被测弹簧2的变形位移、速度、加速度、振动频率、应变值，为判断被测弹簧2的综合状态是否正常提供实时数据。

有益效果：相对于现有技术，本发明的优点包括：

本发明设计了一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统与方法，能够将拉绳式位移传感器安装在减震上座上，通过可拉伸不锈钢绳检测被测弹簧的变形位移；能够将加速度传感器稳定的安装在被测弹簧表面上；能够将应变片粘贴在被测弹簧表面上。实现多物理量的综合测量，可以实现参数化信号建模，建立一体化参数化模型，为不同车辆弹簧系统提供传感器安装方式的理论和实验依据。通过检测弹簧的形变、位移、振动的情况，综合信号给上位机或者汽车控制器提供弹簧状态信息以此为汽车保养维修提供预警信息和故障信息。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的减震器结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的拉绳式位移传感器结构示意图；

图3是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的应变片的结构示意图；

图4是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的拉绳式位移传感器的安装结构示意图；

图5是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的加速度传感器的固定支架结构示意图；

图6是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的加速度传感器的结构示意图；

图7是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的加速度传感器固定的结构示意图；

图8是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的加速度传感器的安装结构示意图；

图9是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的应变片与线缆的结构示意图；

图10是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的应变片的安装结构示意图；

图11是根据本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统的传感器组合安装的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测系统，包括：减震上座1、被测弹簧2、弹簧支架3、减震底座4、拉绳式位移传感器5、加速度传感器9、应变片10，还包括可拉伸式不锈钢绳6通过连接片7缚在被测弹簧2上，加速度传感器固定支架8；

参照图1，汽车减震器由减震上座1、被测弹簧2、弹簧支架3、减震底座4组成，其中，可伸缩的弹簧支架3用于连接减震上座1、减震底座4，被测弹簧2套接在弹簧支架3外，两端分别与减震上座1、减震底座4相连接；

参照图2，拉绳式位移传感器5固定在减震上座1与被测弹簧2相连接的一面，连接片7固定在被测弹簧2上，可拉伸式不锈钢绳6两端分别与拉绳式位移传感器5、连接片7相连接，被测弹簧2不受力时，可拉伸式不锈钢绳6保持拉直状态，通过标定拉绳运动方向与弹簧变形方向，将可拉伸式不锈钢绳6通过如图3所示的连接片缚在被测弹簧2上；拉绳式位移传感器的安装结构示意图参照图4。

在本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测方法中，在被测弹簧2受力时，基于拉绳式位移传感器5所测得被测弹簧2的变形位移，通过求导得到速度、加速度，提取振动频率，为判断被测弹簧2的变形位移是否正常提供实时数据。

参照图5，加速度传感器固定支架8固定在被测弹簧2上，用于固定加速度传感器9；如图6所示，为加速度传感器9的结构示意图，将加速度传感器9以如图7所示的方法，安装在固定支架上的方孔内，固定支架上的圆孔为被测弹簧2的固定位置；加速度传感器的安装结构示意图如图8所示。

在本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测方法中，在被测弹簧2受力时，基于加速度传感器9所测得被测弹簧2的加速度，通过频域积分方法得到位移和速度，提取振动频率，为判断被测弹簧2的加速度是否正常提供实时数据。

参照图9，应变片10粘贴在被测弹簧2上，且应变片10内表面与被测弹簧2以相同的弯曲度相贴合，图中11为应变片的线缆；应变片的安装结构示意图参照图10。

在本发明实施例提供的一种汽车减震弹簧的综合状态检测方法中，在被测弹簧2受力时，基于应变片10所测得被测弹簧2的应变值，获得被测弹簧2在预设时间段内的最大变形量、加速度和振动频率，为判断被测弹簧2的应变值是否正常提供实时数据。

传感器组合安装的结构示意图参照图11，在被测弹簧2受力时，基于拉绳式位移传感器5、加速度传感器9、应变片10，完成汽车减震弹簧的综合状态的检测：

分别测得被测弹簧2的变形位移、速度、加速度、振动频率、应变值，实现多物理量的综合测量，获取相应的测量数据，通过对数据的分析来鉴别信号的分辨率和信号强弱，进行测量误差标定，实现参数化信号建模，建立一体化参数化模型，为不同车辆弹簧系统提供传感器安装方式的理论和实验依据。

综合检测被测弹簧的形变、位移、振动信号，为上位机或者汽车控制器提供弹簧的综合状态信息，为汽车的保养维修提供故障信号和预警信息。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。