“仪科知多少”第十九期 | 王东:力传感奥秘——车轮力传感技术的应用与研究

编辑:李嘉懿审核:李嘉懿更新时间:2022-05-18浏览次数:10

车轮力传感器是现代车辆研发过程的重要组成部分。车轮力传感器是多轴精准测量系统(以六分量测量系统为主),能够捕捉旋转车轮上的三个方向的力和三个方向的扭矩,可用于不同车辆(例如乘用车、SUV、商用车、赛车和工业用车等)的底盘及底盘零部件的研发和测试。今天我们有幸邀请到了王东老师为我们介绍车轮力传感技术


01 人物介绍

王东 博士 讲师

本科、硕士、博士均就读于365beat。主要研究领域为车轮力感知技术、驾驶机器人技术等,近年来主持省部级项目2项,产学研合作项目4项,发表SCI论文20篇,授权发明专利8项。曾获东南大学青年教师授课竞赛三等奖,全国高等学校青年教师电路、信号与系统、电磁场课程教学竞赛一等奖等荣誉称号。

科研方向:车轮力感知技术、驾驶机器人技术。


02 采访内容

Q1 王老师您好,请问您能否给我们简单介绍下车轮力传感器技术?

王:车轮力传感器技术源自上世纪70年代,最早是用于重型卡车的路面载荷谱测量,从而为车辆结构设计提供依据。在50年的发展历程中,车轮力传感器经历了从单维力测量到全部六维力测量,从低精度估计到高精度测量的发展历程。

随着技术的不断突破,目前关于车轮力的感知方案也趋于多元化,比如基于智能轮胎(Smart Wheel)的胎上轮力感知方案,基于测力轴承(Load Sensing Bearing)的轴上感知方案等,但在业内仍然将车轮力传感器(Wheel Force Transducer)作为获取车轮力最为准确的手段,在越野性能评估、通过性预测、动力性测试等领域发挥重要作用。和一般的多维力传感器相比,车轮力传感器技术的难点在于如何在高速运动的车轮上完成大量程的力和力矩测量,并将其准确映射到车身坐标系内,这也是目前我们工作的重点之一。


Q2 我查阅了一些资料了解到车轮力传感器常用于不同车辆的地盘及底盘零部件的研发和测试,那么在车辆研发中应用这一技术有何优势呢?

王:车辆运动完全来源于车轮与地面间的交互作用,显然车轮力能够最直接且最完整地反应这一交互过程,因此在车辆的研发和测试中,车轮力传感器带来的数据完整性优势是其他测试手段所不具备的。

实际上除了对于车辆的动力性、稳定性等进行分析,车轮力传感器还可以用作对于路面的分析,比如路谱采集、路况辨识等。车轮力传感器的这一优势在非结构化道路上就显得尤为突出,近些年来在军用无人越野车、地外行星探测车身上都看到了车轮力传感器技术应用的身影。


Q3 在本科阶段,我们如果想在将来从事相关方面的研究,我们本科生需要培养什么素养、做出什么努力呢?

王:车轮力传感器技术结合了结构设计、电路设计、信号处理、数据分析等多个领域的知识,是一个综合性很强的技术范畴。所以本科的同学需要熟练掌握本专业的各科知识,尤其是老师课堂所讲授的内容,我一直认为学好课堂知识是本科生的根本任务,如果有余力的话,可以参与一些和自己兴趣相关的课外研学,锻炼自己运用知识的能力。


03 总结

非常感谢王老师的回答。相信大家对于车轮力传感技术有了更加深刻的了解。我们也应如王老师所说,学好课堂知识,熟练掌握本科专业的各科知识,全方位提高自己的能力,为投身于科研事业打好坚实基础。


今日份访谈结束,精彩仍在继续。让我们一同期待高旺老师的访谈之“仪科知多少”(第二十期)| 一套组合拳——多种导航系统组合所带来的性能提升吧!

来源|东大仪科公众号