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Medición del par y del ángulo de dirección en el manillar de una motocicleta

  • Par de dirección
  • Ángulo de dirección
  • Velocidad de dirección
Motocicleta todoterreno sobre caballete, con ruedas dinamométricas en las dos ruedas y la caja de electrónica sujeta en la parte trasera
Motocicleta de ensayo equipada con ruedas dinamométricas, la electrónica sujeta en la parte trasera. Foto de Michigan Scientific.

En resumen

El modelo HBT mide el par de dirección y el ángulo de dirección en el manillar de una motocicleta, o en el árbol de dirección de un quad. Sustituye las abrazaderas del manillar existentes o se monta sobre ellas, de modo que el manillar sigue funcionando como antes. Un sensor de galga extensométrica en puente completo mide el par hasta 135 N·m y un encoder inductivo mide el ángulo en ± 180°. Una unidad de control DIGI-STEER alimenta ambos y proporciona salidas ± 10 V y CAN 2,0.

± 135 N·m
rango de medida del par
± 180°
rango de medida del ángulo de dirección
± 0.3°
precisión del ángulo

Trayectoria del par

La acción del conductor es una fuerza en cada puño. El par de fuerzas crea un par alrededor del eje de dirección, y ese par pasa del manillar a la placa superior a través del HBT, que se sitúa entre ambos en lugar de las abrazaderas del manillar. El sensor de par es un sensor de galga extensométrica en puente completo, de acero inoxidable de alta resistencia, compensado en temperatura de −12 a 49 °C, con una no linealidad inferior al 1 % de la salida de fondo de escala.

El ángulo de dirección proviene de un encoder inductivo de alta resolución, leído hasta 333 rpm. Su dispositivo antirrotación está fijado a una referencia fija de la motocicleta. Un par antihorario da una salida positiva.

Posición del transductor de par de manillar y magnitud medida Vista superior delantero de una motocicleta con la dirección girada a la izquierda. El transductor HBT se encuentra entre el manillar y la placa superior. El conductor empuja un puño y tira del otro: el par T alrededor del eje de dirección pasa por el transductor. El ángulo de dirección θ se mide respecto al eje de marcha recta. El par y el ángulo se transmiten a la unidad de control DIGI-STEER, que proporciona salidas ± 10 V y CAN 2,0. Recto θ T Fuerza en puños HBT entre manillary placa superior Unidad DIGI-STEER±10 V · CAN 2,0
Vista superior. El HBT, entre el manillar y la placa superior, transmite el par T del conductor; el encoder da el ángulo de dirección θ desde la posición recta.

Instrumentación

ModeloTransductor de par y ángulo de manillar HBT
Par nominal135 N·m · rangos de medida inferiores a 135 N·m posibles · carga axial admisible 440 N
No linealidad del par< 1 % de la salida de fondo de escala
Ángulo de dirección± 180°, precisión ± 0,3°, hasta 333 rpm
Salidas± 10 V y CAN 2,0 a 1 Mbit/s · velocidad de dirección solo por CAN
Montajeen lugar de las abrazaderas del manillar, o sobre estas · se puede diseñar y fabricar un sistema de montaje para el vehículo
Temperatura y protecciónFuncionamiento de −20 a 80 °C · IP65
Peso1,6 kg, conjunto del transductor

Cadena de medida

El transductor y el sensor de ángulo se alimentan y se controlan mediante una unidad de control DIGI-STEER, alimentada con 9 a 36 V CC, con los mandos de puesta a cero y de calibración por shunt. El par y el ángulo se disponen en ± 10 V y en CAN 2,0 a 1 Mbit/s; la velocidad de giro está solo en CAN. El sistema incluye el sensor, el encoder, los soportes de montaje y la electrónica de acondicionamiento de señal.

Procedimiento

  1. 01

    Montar el transductor

    El HBT sustituye a las abrazaderas del manillar existentes o se monta sobre ellas. El manillar se fija en él.

    Transductor de par y ángulo de manillar modelo HBT
  2. 02

    Fijar el dispositivo antirrotación del encoder

    El dispositivo antirrotación del sensor de ángulo se fija a un punto fijo de la motocicleta.

  3. 03

    Conectar la unidad de control

    La unidad DIGI-STEER, 9 a 36 V CC, pone el transductor a cero y lanza la calibración por shunt.

  4. 04

    Registrar el par y el ángulo

    ± 10 V y CAN 2,0 hacia el registrador; velocidad de giro en CAN.

Esfuerzos de rueda en la misma motocicleta

En la misma motocicleta, una rueda dinamométrica LW-MC-3.5K proporciona las tres fuerzas y los tres momentos en el centro de la rueda, con una capacidad de 15,5 kN en Fx y Fz y de 5,3 kN en Fy, con la telemetría, la alimentación por inducción y el encoder integrados en el transductor. El transductor en el manillar da la acción del piloto, la rueda dinamométrica los esfuerzos en el neumático.

Rueda delantera de una motocicleta con una rueda dinamométrica en la llanta y su soporte del estator de telemetría en la horquilla
Rueda delantera de una motocicleta de ensayo con una rueda dinamométrica y su estator de telemetría en la horquilla. Foto de Michigan Scientific.

Resultado

El par en el manillar hasta 135 N·m y el ángulo de giro sobre ± 180°, registrados juntos en la motocicleta o el quad en ± 10 V y en CAN 2,0. El manillar funciona con normalidad durante el ensayo.

Preguntas frecuentes

¿Modifica un transductor de par en el manillar la manera de girar de la motocicleta?

No. El modelo HBT sustituye a las abrazaderas del manillar existentes o se monta sobre ellas, y el funcionamiento original del manillar no se altera.

¿Qué rango de par cubre un sensor de par de dirección para motocicleta?

El modelo HBT tiene una capacidad de 135 N·m, con una no linealidad inferior al 1 % del fondo de escala. Son posibles rangos inferiores a 135 N·m.

¿Se puede medir el ángulo de giro junto con el par de dirección en una motocicleta?

Sí. Un encoder inductivo en el mismo transductor proporciona el ángulo de giro sobre ± 180° con una precisión de ± 0,3°, y la velocidad de giro está disponible en CAN.

¿Se puede utilizar el mismo transductor en un quad?

Sí. El modelo HBT se monta en el manillar de una motocicleta o en el árbol de dirección de un quad.

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