便携式汽车制动性能检测仪研究
发布时间：2021-04-05 18:49
随着中国经济的高速增长,我国汽车工业得到巨大发展,机动车保有量得到了迅猛增长。庞大的汽车保有量也导致了交通事故的多发,这给汽车行驶的安全性以及交通事故中事故车辆的鉴定带来了巨大挑战。而车辆制动系统是整个汽车的一个重要部分,制动系统制动性能的好坏,关系到驾驶员在驾驶时的安全。所以,制动系统的检测对于整个汽车检测具有非常重要的意义。汽车制动性能测试随着便携式智能检测设备的发展,越来越多的检测机构采用路试法检验制动性能。现在许多的公司和科研院校都在致力于开发更加便捷和准确的路试检测设备。但是大部分的测试仪器在检测时都是由驾驶员去完成车辆制动,检测过程中被测车辆驾驶员对制动信号的反应时间往往会导致车辆制动时初速度的衰减。针对这一问题,本文设计了一种由直线电机和机械腿组成的自动制动机构,将其与制动检测仪相结合,提高制动反应的速度,减少制动初速度的衰减。文中首先研究了路试检测制动性能的相关国家标准,确定了检测仪的测量指标;又研究了惯性传感器的导航坐标系统姿态解算的相关理论,确定了以惯性传感器作为加速度采集仪器,制定了制动检测仪的总体方案。然后,对检测仪的硬件组成进行了详细说明,对不同类型的传感器进...
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
五轮仪Fig.1.1FifthWheelInstrument
经过处理后会输出一个基波频率正比于车速、周期和距离对应的信号，预先处理这个信号后会变成一个随车速的变化而变化的脉冲信号。目前，国内大多数的检测机构使用最多的测量仪器应该是汽车便携式制动性能测试仪。随着微型计算机技术和微电子技术的发展，使得便携式检测仪器更加智能，体积越来越小，测量精度越来越高。便携式汽车制动性能检测仪主要由能够快速采集数据并计算的微处理器、制动踏板开关、加速度传感器、显示器等组成。如图所示，为MBK-01型汽车制动性能测试仪[22]，该设备在国内许多检测机构中被使用。图1.2MBK-01型汽车制动性能检测仪Fig.1.2MBK-01portablevehiclebrakingperformancetester便携式汽车制动性能检测仪在进行路试检测时[24]，首先当驾驶员接触制动踏板开关时，给仪器制动开始的信号，然后传感器开始采集车辆的加速度信洗，并将加速度信号通过单片机进行计算，得到被测车辆的制动协调时间、制动距离和平均减速度等检测参数，并按国家标准确定车辆检验是否合格。除此之外，还有许多生产汽车便携式检测仪的公司，比如山东的领信、沃德等，其生产的仪器也被广泛应用在各个汽车检测机构。得益于传感器微型化，还有许多的学者在研发一些新的路试检测设备，比如基于GPS技术的汽车制动性能检测仪[25][26]，其原理
山东理工大学工程硕士学位论文第二章便携式汽车制动检测仪设计方案研究92.2坐标系统及姿态解算微电子技术水平的提高，使得三轴加速度计和三轴陀螺仪能够集成在同一个芯片中，使其构成一个六轴惯性传感器，甚至有的高精度的传感器会做到九轴、十轴。在汽车制动检测过程中，加速度数据的采集离不开传感器，而惯性传感器的相关导航理论是我们了解和使用惯性传感器的基础，其理论来源于牛顿的经典力学定律[27][28]。得益于加速度计和陀螺仪等测量元器件的发展，使得惯性导航也得到了长足进步。惯性导航技术是一种完全自主式的导航技术，不需要依靠外界信息，其将加速度计、陀螺仪等惯性测量元件同载体结合在一起，元器件负责采集数据，稳定的载体平台为测量元件提供了载体[29]。2.2.1姿态坐标系在实际的开发应用中，坐标系可以分为惯性坐标系、地理坐标系（导航坐标系）、地球坐标系和载体坐标系等[30]。惯性坐标系是是一种静止、没有加速度和旋转的理想坐标系，并且遵循牛顿运动定律[31]。但是地球上所有的物体时刻都在运动，不存在绝对静止的物体，所以也就没有理想的坐标系。因此我们在使用坐标系时，可以将惯性坐标系的原点设在地球的中心点，把轴和轴设在地球的赤道平面上，与使得地球的自转轴与轴重合，且轴的正方向为北极方向。三个轴形成的坐标系遵循右手法则且不会随地球转动而转动[32]。惯性坐标系如图所示。图2.1惯性坐标系Fig.2.1Inertialframe
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS惯性传感器现状与发展趋势[J]. 卞玉民,胡英杰,李博,徐淑静,杨拥军. 计测技术. 2019(04)
[2]应用MEMS陀螺仪和加速度计的汽车运动姿态测量[J]. 曹景伟,朱宝全. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(04)
[3]汽车滚筒反力式制动台测量结果的影响因素分析[J]. 黄万友,于明进,富文军,范艳艳,王琪,孙鹏. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(05)
[4]浅析影响机动车安全制动性能检测结果的因素[J]. 高云辉. 科技创新与应用. 2014(02)
[5]基于MEMS的汽车制动性能道路测试技术研究[J]. 蔡骏宇,刘军,时枭鹏. 电子技术应用. 2013(06)
[6]浅谈汽车制动检测系统发展[J]. 位小康,胡振江. 才智. 2013(01)
[7]基于GPS的整车性能测试技术[J]. 范思广. 汽车零部件. 2012(01)
[8]动态加速度信号的时频域积分方法[J]. 陈培永,王彤. 江苏航空. 2011(S1)
[9]制动性能测试仪在交通事故车辆鉴定中的应用[J]. 徐弢,高文翔,陈建国,黄海. 自动化仪表. 2011(11)
[10]浅谈机动车制动性能检测[J]. 樊立杰,尚圣,徐可. 中国计量. 2011(02)
硕士论文
[1]GPS/SINS组合导航数据融合算法研究[D]. 张潮.郑州大学 2015
[2]加速度测试积分位移算法及其应用研究[D]. 周英杰.重庆大学 2013
[3]基于GPS的便携式汽车性能检测仪的研制[D]. 刘洲.西华大学 2011
[4]汽车制动性能仿真与动态检测技术研究[D]. 李冰.东北林业大学 2005
[5]汽车制动性能检测系统研究[D]. 蔡锐昂.广东工业大学 2005
本文编号：3119911
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
五轮仪Fig.1.1FifthWheelInstrument
经过处理后会输出一个基波频率正比于车速、周期和距离对应的信号，预先处理这个信号后会变成一个随车速的变化而变化的脉冲信号。目前，国内大多数的检测机构使用最多的测量仪器应该是汽车便携式制动性能测试仪。随着微型计算机技术和微电子技术的发展，使得便携式检测仪器更加智能，体积越来越小，测量精度越来越高。便携式汽车制动性能检测仪主要由能够快速采集数据并计算的微处理器、制动踏板开关、加速度传感器、显示器等组成。如图所示，为MBK-01型汽车制动性能测试仪[22]，该设备在国内许多检测机构中被使用。图1.2MBK-01型汽车制动性能检测仪Fig.1.2MBK-01portablevehiclebrakingperformancetester便携式汽车制动性能检测仪在进行路试检测时[24]，首先当驾驶员接触制动踏板开关时，给仪器制动开始的信号，然后传感器开始采集车辆的加速度信洗，并将加速度信号通过单片机进行计算，得到被测车辆的制动协调时间、制动距离和平均减速度等检测参数，并按国家标准确定车辆检验是否合格。除此之外，还有许多生产汽车便携式检测仪的公司，比如山东的领信、沃德等，其生产的仪器也被广泛应用在各个汽车检测机构。得益于传感器微型化，还有许多的学者在研发一些新的路试检测设备，比如基于GPS技术的汽车制动性能检测仪[25][26]，其原理
山东理工大学工程硕士学位论文第二章便携式汽车制动检测仪设计方案研究92.2坐标系统及姿态解算微电子技术水平的提高，使得三轴加速度计和三轴陀螺仪能够集成在同一个芯片中，使其构成一个六轴惯性传感器，甚至有的高精度的传感器会做到九轴、十轴。在汽车制动检测过程中，加速度数据的采集离不开传感器，而惯性传感器的相关导航理论是我们了解和使用惯性传感器的基础，其理论来源于牛顿的经典力学定律[27][28]。得益于加速度计和陀螺仪等测量元器件的发展，使得惯性导航也得到了长足进步。惯性导航技术是一种完全自主式的导航技术，不需要依靠外界信息，其将加速度计、陀螺仪等惯性测量元件同载体结合在一起，元器件负责采集数据，稳定的载体平台为测量元件提供了载体[29]。2.2.1姿态坐标系在实际的开发应用中，坐标系可以分为惯性坐标系、地理坐标系（导航坐标系）、地球坐标系和载体坐标系等[30]。惯性坐标系是是一种静止、没有加速度和旋转的理想坐标系，并且遵循牛顿运动定律[31]。但是地球上所有的物体时刻都在运动，不存在绝对静止的物体，所以也就没有理想的坐标系。因此我们在使用坐标系时，可以将惯性坐标系的原点设在地球的中心点，把轴和轴设在地球的赤道平面上，与使得地球的自转轴与轴重合，且轴的正方向为北极方向。三个轴形成的坐标系遵循右手法则且不会随地球转动而转动[32]。惯性坐标系如图所示。图2.1惯性坐标系Fig.2.1Inertialframe
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS惯性传感器现状与发展趋势[J]. 卞玉民,胡英杰,李博,徐淑静,杨拥军. 计测技术. 2019(04)
[2]应用MEMS陀螺仪和加速度计的汽车运动姿态测量[J]. 曹景伟,朱宝全. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(04)
[3]汽车滚筒反力式制动台测量结果的影响因素分析[J]. 黄万友,于明进,富文军,范艳艳,王琪,孙鹏. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(05)
[4]浅析影响机动车安全制动性能检测结果的因素[J]. 高云辉. 科技创新与应用. 2014(02)
[5]基于MEMS的汽车制动性能道路测试技术研究[J]. 蔡骏宇,刘军,时枭鹏. 电子技术应用. 2013(06)
[6]浅谈汽车制动检测系统发展[J]. 位小康,胡振江. 才智. 2013(01)
[7]基于GPS的整车性能测试技术[J]. 范思广. 汽车零部件. 2012(01)
[8]动态加速度信号的时频域积分方法[J]. 陈培永,王彤. 江苏航空. 2011(S1)
[9]制动性能测试仪在交通事故车辆鉴定中的应用[J]. 徐弢,高文翔,陈建国,黄海. 自动化仪表. 2011(11)
[10]浅谈机动车制动性能检测[J]. 樊立杰,尚圣,徐可. 中国计量. 2011(02)
硕士论文
[1]GPS/SINS组合导航数据融合算法研究[D]. 张潮.郑州大学 2015
[2]加速度测试积分位移算法及其应用研究[D]. 周英杰.重庆大学 2013
[3]基于GPS的便携式汽车性能检测仪的研制[D]. 刘洲.西华大学 2011
[4]汽车制动性能仿真与动态检测技术研究[D]. 李冰.东北林业大学 2005
[5]汽车制动性能检测系统研究[D]. 蔡锐昂.广东工业大学 2005
本文编号：3119911
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