Medición de la rotación de rueda a velocidad casi nula, en marcha adelante y marcha atrás
En resumen
Un encoder de rueda tiene un rotor que gira con la rueda y un estator que no debe girar. Una varilla de retención fijada al estator se sujeta en un soporte en la carrocería del vehículo. Si la varilla puede moverse en su soporte, el encoder interpreta ese movimiento como una rotación de la rueda, y el error aparece en los datos de ángulo, velocidad y distancia a velocidad casi nula. El Precision Vehicle Stator Restraint (PVSR) añade un inserto de escobilla circular que mantiene la varilla centrada. Un estudio de caso lo comparó con el sistema de retención magnético original (MVSR) en cuatro ensayos sobre un transductor de impulsos de rueda.
- 4
- ensayos comparados: paradas y arranques, parada brusca, retroceso, oscilaciones
- 0
- oscilación registrada con el PVSR en el ensayo de paradas y arranques
- 5 000 imp./tr
- resolución máxima del transductor de impulsos de rueda
Origen del error
El encoder mide el ángulo entre su rotor y su estator. Cualquier movimiento del estator se interpreta como rotación de la rueda. El dispositivo de retención se fija a la carrocería del vehículo y mantiene fija la varilla de retención solidaria al estator. Con el Magnetic Vehicle Stator Restraint original, nada fija la varilla en su soporte, y cualquier movimiento de la varilla aparece en los datos de ángulo, velocidad y distancia.
El PVSR es una variante del MVSR. Una lámina magnética flexible se fija sobre una carrocería de vehículo plana o curvada y porta el soporte; un inserto de escobilla circular en el soporte mantiene la varilla centrada. Se utiliza cuando se mide la rotación de la rueda a velocidad casi nula, o cuando la rotación puede pasar de marcha adelante a marcha atrás. La varilla se fija al estator de un transductor de impulsos de rueda, o al estator del anillo colector de un conjunto de rueda dinamométrica o de transductor de par de rueda.
Instrumentación
| Encoder | Wheel Pulse Transducer, óptico, 50 a 5 000 imp./vuelta · salidas A, B, índice y A⊕B, 0 a 5 V |
|---|---|
| Montaje | lado exterior de la rueda, sobre una placa de rueda con prolongaciones de tuerca de tipo mordaza |
| Precisión de ángulo | error acumulado de 0,25° |
| Fijación | PVSR: lámina magnética flexible, soporte con inserto de cepillo circular, barra fijada al estátor |
| Acondicionamiento | EC-LV montado en línea en el cable del encoder: ± 10 V CC proporcional a la velocidad angular, 0 a 10 V CC para 0 a 360° |
| Estanqueidad | IP67 con juntas rotativas de contacto |
Procedimiento del caso de estudio
- 01
Montar el encoder
Un sensor de impulsos de rueda en la rueda trasera izquierda, con su barra de fijación sujeta por el PVSR.
Wheel Pulse Transducer - 02
Realizar cuatro ensayos
Paradas y arrancadas, parada brusca, retroceso en una rampa (hacia delante y hacia atrás), y barra desplazada a mano.
- 03
Repetir con la fijación original
Los mismos cuatro ensayos con el MVSR, sin el inserto de cepillo circular.
- 04
Comparar con el vídeo
Los datos de movimiento angular se comparan con el movimiento real de la rueda en el vídeo.
Resultados
| Paradas y arrancadas | PVSR: ninguna oscilación de la barra ni de la rueda, ni en los datos ni en el vídeo. MVSR original: ligera oscilación al detenerse y un impulso hacia atrás al soltar el freno, causados por la barra. |
|---|---|
| Parada brusca | En ambos casos, la rueda oscila al detenerse. La oscilación registrada con el MVSR original es netamente mayor. |
| Retroceso | En una rampa, hacia delante y hacia atrás. Ninguna oscilación con ninguna de las dos fijaciones. |
| Sacudidas | La barra se desplaza a mano. PVSR: ningún desplazamiento ni ruido. MVSR original: ruido importante, ya que nada mantiene la barra en su sitio. Lo mismo puede ocurrir en terreno accidentado. |
Resultado
A baja velocidad, parte del error en la distancia y la velocidad procede del soporte del estator y no del encoder. Con la varilla mantenida centrada, la prueba de paradas y arrancadas y la varilla desplazada a mano no mostraron ni oscilación ni ruido.
Preguntas frecuentes
¿Por qué un encoder de rueda muestra un pulso hacia atrás cuando el vehículo se detiene?
La causa puede ser el soporte del estator. Si la varilla de sujeción puede moverse en su soporte, el encoder interpreta ese movimiento como una rotación de la rueda. En el estudio de caso, el soporte magnético original dio una ligera oscilación al detenerse y un pulso hacia atrás al soltar el freno.
¿Cómo se fija el estator de un encoder de rueda en el vehículo?
Una varilla de sujeción fijada al estator se sujeta mediante un soporte en la carrocería del vehículo. En el Precision Vehicle Stator Restraint, una lámina magnética flexible porta el soporte y un inserto de cepillo circular mantiene la varilla centrada.
¿Tiene importancia el soporte del estator en terreno irregular?
Sí. Cuando la varilla se desplazó a mano, el soporte magnético original registró un ruido importante, ya que nada la mantenía en su lugar. El soporte de precisión no registró ningún desplazamiento ni ruido.
¿Puede utilizarse el soporte de estator de precisión con una rueda dinamométrica?
Sí. La varilla de sujeción se fija al estator de un transductor de pulsos de rueda, o al estator del anillo colector de un conjunto de rueda dinamométrica o de transductor de par de rueda.
Aplicaciones similares
Todas las aplicaciones-
Velocidad Velocidad y distancia de rueda Velocidad de rueda, velocidad del vehículo y distancia recorrida, leídas a partir de la rotación de la propia rueda. -
ADAS Seguimiento de vehículo autónomo Distancia recorrida, medida en las ruedas, para navegación por estimación y cartografía móvil en ausencia de GNSS. -
Neumáticos Adherencia neumático-carretera Fuerzas del neumático y de la superficie de la carretera medidas según tres direcciones en un dispositivo de tracción, para determinar el coeficiente de rozamiento.