通過第二連接螺栓8與 應(yīng)變安裝頭3相連，所述第二連接螺栓8從換當(dāng)頭頂部穿過換擋頭1后將應(yīng)變安裝頭3與連接 法蘭相連。所述連接法蘭盤7套設(shè)在一鋁合金套管9上，在鋁合金套管9的側(cè)壁上設(shè)有鎖緊螺 釘;該鋁合金套管9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9 下部的4個側(cè)面分別與4個應(yīng)變片安裝面相對應(yīng)。
[0018] 所述連接法蘭盤7上設(shè)有一止口凸臺10，在應(yīng)變安裝頭3的下部對應(yīng)止口凸臺10設(shè) 有止口槽，所述止口凸臺10與止口槽配合相連;從而對應(yīng)變安裝頭3的位置進(jìn)行定位。在止 口凸臺10上設(shè)有一限位管11，該限位管11的上端具有擋片，所述鋁合金套管9的上端穿過止 口凸臺10后伸入該限位管11內(nèi)；以避免安裝使用時，換擋桿直接與應(yīng)變安裝頭3接觸，使選 換擋力測量失準(zhǔn);具體實施時，該擋片呈環(huán)形。在應(yīng)變安裝頭3底部，對應(yīng)該限位管11設(shè)有一 凹槽，所述限位管11位于該凹槽內(nèi)，且限位管11與凹槽之間具有間隙。
[0019] 在測量時，選檔力和換擋力由換擋頭1經(jīng)第一鏈接螺栓傳到應(yīng)變安裝頭3的矩形定 位凸臺5處，當(dāng)鋁合金套管9套在變速器換擋桿上時，則在連接法蘭盤7處形成一受力支點， 則應(yīng)變安裝頭3的上下部之間承受彎矩，引起應(yīng)變安裝頭3受力變形，產(chǎn)生應(yīng)變;測量此應(yīng)變 并與實際加載的換擋力和選檔力進(jìn)行標(biāo)定，就可以通過應(yīng)變橋的輸出測得選檔力和換擋 力。
[0020] 所述應(yīng)變片經(jīng)信號調(diào)理系統(tǒng)后與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，經(jīng)信號采集系統(tǒng)后輸入信號 處理系統(tǒng)，由信號處理系統(tǒng)處理后輸出換擋力。
[0021] 所述信號處理系統(tǒng)的處理過程為：
[0022] 1)建立應(yīng)變量輸出模型：
[0024]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；
[0025] 2)建立選換擋力還原模型：
[0030]式中:Fz-換擋頭上的輸入力(選檔力或換擋力），1一力輸入點至應(yīng)變安裝頭頂端 形心的距離，M。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，12-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。其中:Μ。和σ為中間參量，1 2為選換擋力傳感器制作完成后 的固有參量，通過測量和計算能夠獲得，但本實用新型的目的在于利用該選換擋力傳感器 測量選換擋力，因此，Ι ζ的測量過程不是本實用新型的要點，暫不公開具體測量及解算過 程。
[0031]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制技術(shù) 方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同 替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1. 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； 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)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車選換擋力傳感器，其特征在于: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。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車選換擋力傳感器，其特征在于: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。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車選換擋力傳感器，其特征在于: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。
【專利摘要】本實用新型公開了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，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，在應(yīng)變安裝頭上部的側(cè)壁上安裝有4個應(yīng)變片，相對的應(yīng)變片通過導(dǎo)線相連形成應(yīng)變橋的兩支臂；所述應(yīng)變安裝頭通過第一連接螺栓與換擋頭固定連接；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，所述連接法蘭盤套設(shè)在一鋁合金套管上，該鋁合金套管的下部的外壁呈正方形。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝及使用不方便，能夠?qū)x換當(dāng)力進(jìn)行測量，并且測量精度高。
【IPC分類】G01L5/22
【公開號】CN205138702
【申請?zhí)枴緾N201520962749
【發(fā)明人】鄒喜紅, 施全, 石曉輝, 張志剛, 楊真亮, 彭吉剛, 劉瑜, 董昌勇
【申請人】重慶理工大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月26日