1国外WFT的研究现状及其发展

车轮力传感器作为车辆研究的重要一环，国外自然也是花了不少功夫研究它的特性，并开展对车轮力动态测试技术的研究。这些研究，不仅使人们对车轮性能有了定量的理解，装在车轮上的传感器所采集到的路面数据，还可以为实验室的试验台模拟再现提供依据。83824

车轮力传感器由美国通用公司第一个研制，由应变金属环制成的这个传感器，可以检测车轮平面上两个正交力。而Wallace和Shoberg紧随其后，于1975年研发出车轮力传感器，可以测量六维的力及力矩。九十年代初期，国外部分公司不仅研制出了车轮力传感器，还配上了对应的系统，

可以实时采集道路行驶过程中的路面数据。追随着工业的需求，WFT从测一维向开始向测多维发展。1993年LBF研究所研发了自身就可以对力和力矩解耦的车轮力传感器，同年的3月，美国的公司（MTS）公布了使用新专利的车轮力传感器的消息。

图1-1为为Kistler公司研发的用于测量车轮六维力的传感器，它采用了独立测量四个单独标定的负载传感单元的方式，即使替换后也不会影响整体的性能。该公司的产品都使用了特制的轮辋。根据直径不同，有的是采用碳纤维增强的合金轮辋，采用无线通信实现信号传输，如图1-2所示。而有的是铝制轮辋，因为空间上的限制，采用有线传输方式，如图1-3所示。

图1-1 Kistler公司设计的的WFT的拆解图

图1-2 无线传输实现数据采集的系统

图1-3铝制小直径传感器采用有线传输方式

四梁结构的车轮力传感器由美国密西根科技公司自主研发，轮辋制作时采用了高强度的不锈钢材料，信号经不受环境影响的密封集流环由旋转部分向不旋转部分输送，此外，集流环还具有诸如测转动方向、测角速度、测转角位置的功能。图1-4图1-4(a)为车轮力传感器的实物图，图1-4(b)为集流环的实物图。

(a) 车轮负载传感器 (b)集流环

图1-4 MichiganScientific公司的六轴车轮负载传感器和集流环

美国MTS公司在车轮力传感器上也作了大量研究，并已步入产品化阶段。其车轮力传感器产品如图1-5所示。

与其他车轮力传感器不同，SWIFT使用的是专用轮辋，经过该传感器所组成的道路试验系统采集到的数据可不需转换就输入MTS公司的六自由度道路模拟器中，进行路谱再现试验，如图1-6所示。

图1-5MTS公司的SWIFT

图1-6MTS公司的路谱再现试验的示意图

MTS公司专门设计制作了液压式标定装置和带式标定装置，前者主要用于静态标定，如图1-7(a)所示，后者主要用于动态标定，如图1-7(b)所示。MTS公司研发的液压标定装置属于专用的自动标定台，能给被标定的车轮力传感器提供各个方向的负载，而这些负载由通过自动化的伺服系统进行控制。MTS公司的带式标定装置，能对高速旋转的车轮加上各种力和力矩，进一步研究在车轮在不同情况下的动态性能。不仅如此，该装置在对车轮力传感器进行动态标定时，还能避免一些非理想情况对结果的干扰，以及轮辋相关参数的标定。论文网

(a)液压式静态标定装置 (b)带式动态标定装置

图1-7 MTS公司的车轮力传感器标定装置

2国内WFT的研究现状及其发展

相比之下，我国对车轮力传感器的研究进度就远远落后于国外，直到20世纪70年代末，我国才开始引进国外的各种汽车专用传感器，而国内的汽车厂商只有通过进口的设备才能对车辆进行精准的测试。文献综述