汽車選換擋力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車選換擋力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 換擋機構(gòu)是車輛中的一個非常重要的人機交互機構(gòu)，換擋過程中換擋力的控制是 變速器的關(guān)鍵技術(shù)之一?；趽Q擋性能評價系統(tǒng)的換擋力試驗，主要通過換擋手柄處換擋 力的測量，分別在動態(tài)和靜態(tài)兩種模式下測試，為整車換擋性能提供一個客觀試驗支撐。換 擋力的大小直接影響變速器的換擋品質(zhì)，良好的換擋性能將給客戶帶去強烈的駕駛愉悅 感，將換擋力控制在合理的區(qū)間是提高變速器換擋性能的重要途徑之一。那么，精確地監(jiān)測 變速器的實時換擋力就顯得非常重要。目前專用于選換擋力測量裝置比較缺乏，并且實際 使用中安裝很不方便，測試誤差比較大，使得對變速器選換擋力的精確測量還存在一定難 度；并且現(xiàn)有的測量裝置其測試量程比較小，無法滿足一些劇烈的換擋工況的測試需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于怎樣解決選換當(dāng)力測量裝置缺 乏，安裝及使用不方便，測量精度低的問題，提供一種汽車選換擋力傳感器。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種汽車選換擋力傳 感器，其特征在于：包括底面為平面且整體呈半球形的換擋頭，在換擋頭的底面設(shè)有一容置 槽，在該容置槽內(nèi)設(shè)有一應(yīng)變安裝頭，所述應(yīng)變安裝頭整體呈"凸"型，其側(cè)壁與容置槽內(nèi)壁 之間具有間隙；在應(yīng)變安裝頭上部的側(cè)壁上安裝有4個應(yīng)變片，所述應(yīng)變片繞應(yīng)變安裝頭 側(cè)壁一周均勻分布，且相對兩應(yīng)變片之間的連線相互垂直，相對的應(yīng)變片通過導(dǎo)線相連形 成應(yīng)變橋的兩支臂，從而使4個應(yīng)變片形成兩路應(yīng)變橋監(jiān)測通道，分別測量選檔力和換擋 力；在應(yīng)變安裝頭的上端設(shè)有一矩形定位凸臺，所述矩形定位凸臺的4個側(cè)面分別與4個應(yīng) 變片安裝面相對應(yīng)，在容置槽的頂部，對應(yīng)矩形定位凸臺設(shè)有一矩形定位槽，所述矩形定位 凸臺位于該矩形定位槽內(nèi)，并通過第一連接螺栓與換擋頭固定連接；
[0005] 在應(yīng)變安裝頭的下方設(shè)有連接法蘭盤，所述連接法蘭盤通過第二連接螺栓與應(yīng)變 安裝頭相連，所述第二連接螺栓從換當(dāng)頭頂部穿過換擋頭后將應(yīng)變安裝頭與連接法蘭相 連；所述連接法蘭盤套設(shè)在一鋁合金套管上，在鋁合金套管的側(cè)壁上設(shè)有鎖緊螺釘；該鋁 合金套管的上部與法蘭連接盤固定連接，其下部的外壁呈正方形，且鋁合金套管下部的4 個側(cè)面分別與4個應(yīng)變片安裝面相對應(yīng)。
[0006] 進(jìn)一步地，所述連接法蘭盤上設(shè)有一止口凸臺，在應(yīng)變安裝頭的下部對應(yīng)止口凸 臺設(shè)有止口槽，所述止口凸臺與止口槽配合相連；在止口凸臺上設(shè)有一限位管，該限位管的 上端具有擋片，所述鋁合金套管的上端穿過止口凸臺后伸入該限位管內(nèi)；在應(yīng)變安裝頭底 部，對應(yīng)該限位管設(shè)有一凹槽，所述限位管位于該凹槽內(nèi)，且限位管與凹槽之間具有間隙。
[0007] 進(jìn)一步地，在換擋頭的外壁上，對應(yīng)各應(yīng)變片分別刻有一標(biāo)記線，所述標(biāo)記線從換 擋頭的頂部向下部延伸。
[0008] 進(jìn)一步地，相對的兩應(yīng)變片相連后分別與一標(biāo)準(zhǔn)電阻相連形成完整的應(yīng)變橋，對 應(yīng)變橋施加電壓，應(yīng)變橋的輸出電壓經(jīng)信號調(diào)理系統(tǒng)后與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，由信號處理 系統(tǒng)處理后輸出換擋力。
[0009] 進(jìn)一步的，所述信號處理系統(tǒng)的處理過程為：
[0010] 1)建立應(yīng)變量輸出模型：
[0011]
[0012] 式中：V。一信號調(diào)理系統(tǒng)輸出電壓（mv)，Eg-應(yīng)變橋供電電壓（V)，K一變片靈敏度 系數(shù)，KF-放大器的增益，ε-一應(yīng)變；
[0013] 2)建立選換擋力還原模型：
[0014] Fz*1=M。；
[0015；
[0016；
[0017；
[0018] 式中：匕一換擋頭上的輸入力，1 一力輸入點至應(yīng)變安裝頭頂端形心的距離，Μ。一與 輸入力矩平衡的力偶矩，y-應(yīng)變片中心至應(yīng)變安裝頭頂端形心的距離，σ-應(yīng)變片的中心 處應(yīng)力，Ιζ-繞垂直于相對兩應(yīng)變片中心連線并過球心的水平軸線的轉(zhuǎn)動慣量，Ε-彈性模 量，ε-應(yīng)變。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：該選換擋力傳感器安裝在車輛上檔位桿 把手處，用于檔位桿換擋測試，可測量雙向力，通過鋁合金套管可以簡捷方便地安裝在任何 車輛上的換擋桿上；該選換擋力傳感器的形狀尺寸較好地符合人體工程學(xué)，逼真地接近實 際的換擋桿球頭，提高了人員的使用舒適性；并且，該選換擋力傳感器可以同時滿足實車或 試驗臺架的使用要求，可以較好的兼容既有測量系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明的主視圖。
[0022] 圖3為應(yīng)變橋的電路原理圖。
[0023] 圖中：1一換擋頭，2-容置槽，3-應(yīng)變安裝頭，4一應(yīng)變片安裝槽，5-矩形定位凸 臺，6-第一連接螺栓，7-連接法蘭盤，8-第二連接螺栓，9一鋁合金套管，10-止口凸臺， 11 一限位管。
【具體實施方式】
[0024] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025] 實施例：參見圖1、圖2以及圖3,一種汽車選換擋力傳感器，包括底面為平面且整 體呈半球形的換擋頭1，在換擋頭1的底面設(shè)有一容置槽2,在該容置槽2內(nèi)設(shè)有一應(yīng)變安 裝頭3。所述應(yīng)變安裝頭3整體呈"凸"型，其側(cè)壁與容置槽2內(nèi)壁之間具有間隙；該應(yīng)變安 裝頭3的上部呈柱狀，在應(yīng)變安裝頭3上部的側(cè)壁上安裝有4個應(yīng)變片（&、R2、R3、R4)，所 述應(yīng)變片繞應(yīng)變安裝頭3側(cè)壁一周均勻分布（即4個應(yīng)變片兩兩相對設(shè)置），且相對兩應(yīng)變 片之間的連線相互垂直。具體實施時，在應(yīng)變安裝頭3上部設(shè)有4個應(yīng)變片安裝槽4,4個 應(yīng)變片分別安裝于一應(yīng)變片安裝槽4內(nèi)。相對的應(yīng)變片通過導(dǎo)線相連形成應(yīng)變橋的兩支臂 0^與R3相連、R2與R4相連），相對的兩應(yīng)變片相連后分別與一標(biāo)準(zhǔn)電阻R相連形成完整的 應(yīng)變橋，對應(yīng)變橋施加電壓，應(yīng)變橋的輸出電壓經(jīng)信號調(diào)理系統(tǒng)后與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，由 信號處理系統(tǒng)處理后輸出換擋力；從而使4個應(yīng)變片形成兩路應(yīng)變橋監(jiān)測通道，分別測量 選檔力和換擋力。
[0026] 在應(yīng)變安裝頭3的上端設(shè)有一矩形定位凸臺5,所述矩形定位凸臺5的4個側(cè)面 分別與4個應(yīng)變片安裝面相對應(yīng)，在容置槽2的頂部，對應(yīng)矩形定位凸臺5設(shè)有一矩形定位 槽，所述矩形定位凸臺5位于該矩形定位槽內(nèi)，并通過第一連接螺栓6與換擋頭1固定連 接；具體實施時，所述第一連接螺栓6從換檔頭頂部穿過后與應(yīng)變安裝頭3的矩形定位凸臺 5相連。在換擋頭1的外壁上，對應(yīng)各應(yīng)變片分別刻有一標(biāo)記線，所述標(biāo)記線從換擋頭1的 頂部向下部延伸，從而便于安裝、測量及使用。
[0027] 在應(yīng)變