CN103017719B - 踏板运动轨迹测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种踏板运动轨迹测量仪，包括：测量仪本体（1）、拉绳位移传感器（2）、测量仪支撑球头（3）、测量球（4）和金属拉绳（8），三个所述拉绳位移传感器（2）设置在所述测量仪本体（1）的背面上，三个所述拉绳位移传感器（2）分别通过所述金属拉绳（8）与所述测量球（4）相连接，所述测量仪支撑球头（3）设置在所述测量仪本体（1）的正面上。属于汽车检测设备领域。本发明通过设置三个拉绳位移传感器以及将该三个拉绳位移传感器通过金属拉绳与一个测量球相连接，能够准确地测量出被测踏板在三个方向的移动位移，并通过创新一种三坐标系统，能够精确地确定被测踏板的运动轨迹。

Description

踏板运动轨迹测量仪

技术领域

[0001] 本发明设及汽车检测设备领域，特别设及一种踏板运动轨迹测量仪。

背景技术

[0002] 在汽车设计过程中，制动踏板、离合器踏板和油口踏板是驾驶员在驾驶汽车过程 中主要的操纵件之一，是人机工程主要考虑的因素，在汽车座舱布置中具有重要的地位。车 内的该=个踏板，尤其是离合器踏板和制动踏板，其位置的高低左右都会直接对驾驶员驾 驶时的舒适度造成影响，并影响着乘车安全。不同的制动踏板、离合器踏板和油口踏板布置 方案，对驾驶员驾车的舒适性W及方便性有很大差别，并需要在实车上进行验证、评价。

[0003] 通常在汽车设计初期及样车验证阶段，需要对标杆车或设计样车的制动踏板、离 合器踏板和油口踏板进行数据测量。目前所采用的方法一般是采用=坐标测量仪或者普通 卷尺进行测量，另外，还有一种测量方法是在踏板行程实际测量取值为上限位与下限位分 别相对于某一固定点A(-般为方向盘）的距离差值，此种方法得到的行程只会《实际值， 只有当A点位于上下限位测量点延长线上才会相等，但该种情况在实际操作是满足不了 的。

[0004] 影响制动踏板、离合器踏板和油口踏板等=踏板方案人机性能的主要因素有W下 几点；S踏板离地板Z向高度；制动和离合到油口的Y向距离；制动和离合到油口 X向距离； 油口踏板到座椅中屯、的Y向距离；W及S踏板与垂直平面所成的角度。该些因素的改变势 必会影响=踏板方案的可及性、舒适性、方便性等人机性能。如何在较短时间内、简便的、准 确的对制动踏板、离合器踏板和油口踏板等=踏板进行测量，快速准确的对比各种车型= 踏板的尺寸差别，该些成为设计人员急需考虑的问题。

[0005] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在W下问题；现有测量仪器 和方法操作麻烦、测量数据繁琐、整理费时、测量数据不够准确。对于需要精确测量运动轨 迹数据的要求，现有的测量仪器和测量方法满足不了要求。

发明内容

[0006] 为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种踏板运动轨迹测量仪。所述 技术方案如下：

[0007] 提供了一种踏板运动轨迹测量仪，所述测量仪包括；测量仪本体、拉绳位移传感 器、测量仪支撑球头、测量球和金属拉绳，=个所述拉绳位移传感器设置在所述测量仪本体 的背面上，=个所述拉绳位移传感器分别通过所述金属拉绳与所述测量球相连接，所述测 量仪支撑球头设置在所述测量仪本体的正面上，其中，预先确定使用所述测量仪时所述测 量仪本体面向所述测量球的一面为所述正面、背对所述测量球的一面为所述背面。

[000引进一步地，所述测量仪本体开设有=个拉绳出口，=个所述拉绳出口与=个所述 拉绳位移传感器一一对应地设置，=根所述金属拉绳分别穿过=个所述拉绳出口 一一对应 地与=个所述拉绳位移传感器相连接。

[0009] 进一步地，所述拉绳位移传感器上具有金属拉绳连接头，=个所述金属拉绳连接 头对应地设置在=个所述拉绳出口处，且=个所述金属拉绳连接头呈=角形设置，其中= 角形=边长可W分别不相等，坐标系可W适应不同边长的=角形布置，仅需分别更改坐标 系的a、b、C值。

[0010] 进一步地，所述测量仪本体上具有传感器安装板架，=个所述拉绳位移传感器分 别通过螺栓与所述传感器安装板架固定连接。

[0011] 进一步地，所述测量仪支撑球头设置在所述测量仪本体的重力中屯、处。

[0012] 进一步地，所述测量仪还具有万向支架和磁性底座，所述万向支架为二连杆机构， 所述测量仪支撑球头与所述万向支架可转动地连接，所述万向支架与所述磁性底座可转动 地连接。

[0013] 进一步地，所述万向支架与所述测量仪支撑球头相连接的一端设置有第一球头含 接槽，所述测量仪支撑球头嵌设在所述第一球头含接槽内；所述万向支架与所述磁性底座 相连接的一端设置有第二球头含接槽，安装在所述磁性底座上的连接球头嵌设在所述第二 球头含接槽内。

[0014] 进一步地，所述测量仪还包括计算及显示单元，所述计算及显示单元与=个所述 拉绳位移传感器数据线连接或者无线通信。

[0015] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

[0016] 通过设置=个拉绳位移传感器W及将该=个拉绳位移传感器通过金属拉绳与一 个测量球相连接，能够准确地测量出被测踏板在=个方向的移动位移，并通过创新一种= 坐标系统，能够精确地确定被测踏板的运动轨迹。

附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据该些附图获得其他 的附图。

[0018] 图1是本发明实施例一提供的测量仪结构示意图；

[0019] 图2是本发明实施例一提供的测量仪的拉绳位移传感器与测量仪本体的拆装结 构示意图；

[0020] 图3是本发明实施例二提供的测量仪结构示意图；

[0021] 图4是本发明实施例S提供的测量仪使用测量时的结构示意图；

[0022] 图5是本发明实施例四提供的测量仪测量踏板运动轨迹的坐标原理图。

具体实施方式

[0023] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。

[0024] 实施例一

[0025] 本实施例提供了一种踏板运动轨迹测量仪，结合参见图1和图2,该测量仪包括： 测量仪本体1、拉绳位移传感器2、测量仪支撑球头3、测量球4和金属拉绳8。测量仪本体1 作为其它构件的安装支撑构件，拉绳位移传感器2和测量仪支撑球头3均安装设置在测量 仪本体1上，预先确定使用该测量仪时测量仪本体1面向测量球4的一面为正面、背对测量 球4的一面为背面。

[0026] 具体地，立个拉绳位移传感器2设置在测量仪本体1的背面上。优选地，测量仪本 体1的背面上具有传感器安装板架11，=个拉绳位移传感器2均具有安装固定板，=个拉绳 位移传感器2分别通过螺栓与传感器安装板架11固定连接。安装后，=个拉绳位移传感器 2与测量仪本体1之间的相对位置都是固定的，不会在具体的测量过程中发生移动。

[0027] =个拉绳位移传感器2分别通过金属拉绳8与测量球4相连接，=根金属拉绳8在 巧幢球4的球屯、处相交汇聚，并与测量球4相连接。巧幢时，测量球4随着踏板的运动，其 运动轨迹能够被准确地反映到该=根金属拉绳8上，从而被=个拉绳位移传感器2感应并 记录数据。优选地，测量仪本体1上开设有=个拉绳出口 5,=个拉绳出口 5与=个拉绳位 移传感器2 -一对应地设置，=根金属拉绳8分别穿过=个拉绳出口 5 -一对应地与=个 拉绳位移传感器2相连接。该样，测量时金属拉绳8的伸缩运动只拉化对应的拉绳位移传 感器2,而不拖动测量仪本体1，从而大大提高了测量的精确性。更有选地，每个拉绳位移传 感器2上都具有金属拉绳连接头21，=个金属拉绳连接头21对应地设置在=个拉绳出口 5 处，并且穿过拉绳出口 5与带穿孔的螺帽相紧固，金属拉绳8通过金属拉绳连接头21与拉 绳位移传感器2相连接。=个金属拉绳连接头21呈=角形设置，其中=角形=边长可W 分别不相等，坐标系可W适应不同边长的S角形布置，仅需分别更改坐标系的a、b、c值。 [002引测量仪支撑球头3设置在测量仪本体1的正面上，用于将该测量仪的测量仪本体 1和拉绳位移传感器2支撑在某一支点或者支架上，该样，拉绳位移传感器2就能够灵活地 各向运动。优选地，测量仪支撑球头3设置在测量仪本体1的重力中屯、处，而=个拉绳位移 传感器2在测量仪本体1均匀设置，该样测量仪支撑球头3就处于测量仪本体1和=个拉 绳位移传感器2共同的重力中屯、处或者重力中线上，有利于测量的精确度。

[0029] 实施例二

[0030] 本发明实施例提供了一种踏板运动轨迹测量仪，结合参见图1至图3,该测量仪包 括；测量仪本体1、拉绳位移传感器2、测量仪支撑球头3、测量球4和金属拉绳8。测量仪本 体1作为其它构件的安装支撑构件，拉绳位移传感器2和测量仪支撑球头3均安装设置在 测量仪本体1上，预先确定使用该测量仪时测量仪本体1面向测量球4的一面为正面、背对 测量球4的一面为背面。

[0031] 具体地，=个拉绳位移传感器2设置在测量仪本体1的背面上。优选地，测量仪本 体1的背面上具有传感器安装板架11，=个拉绳位移传感器2均具有安装固定板，=个拉绳 位移传感器2分别通过螺栓与传感器安装板架11固定连接。安装后，=个拉绳位移传感器 2与测量仪本体1之间的相对位置都是固定的，不会在具体的测量过程中发生移动。

[0032] =个拉绳位移传感器2分别通过金属拉绳8与测量球4相连接，=根金属拉绳8在 巧幢球4的球屯、处相交汇聚，并与测量球4相连接。巧幢时，测量球4随着踏板的运动，其 运动轨迹能够被准确地反映到该=根金属拉绳8上，从而被=个拉绳位移传感器2感应并 记录数据。优选地，测量仪本体1上开设有=个拉绳出口 5,=个拉绳出口 5与=个拉绳位 移传感器2 -一对应地设置，=根金属拉绳8分别穿过=个拉绳出口 5 -一对应地与=个 拉绳位移传感器2相连接。该样，测量时金属拉绳8的伸缩运动只拉化对应的拉绳位移传 感器2,而不拖动测量仪本体1，从而大大提高了测量的精确性。更有选地，每个拉绳位移传 感器2上都具有金属拉绳连接头21，=个金属拉绳连接头21对应地设置在=个拉绳出口 5 处，并且穿过拉绳出口 5与带穿孔的螺帽相紧固，金属拉绳8通过金属拉绳连接头21与拉 绳位移传感器2相连接。=个金属拉绳连接头21呈=角形设置，其中=角形=边长可W 分别不相等，坐标系可W适应不同边长的S角形布置，仅需分别更改坐标系的a、b、c值。

[0033] 测量仪支撑球头3设置在测量仪本体1的正面上，用于将该测量仪的测量仪本体 1和拉绳位移传感器2支撑在某一支点或者支架上，该样，拉绳位移传感器2就能够灵活地 各向运动。优选地，测量仪支撑球头3设置在测量仪本体1的重力中屯、处，而=个拉绳位移 传感器2在测量仪本体1均匀设置，该样测量仪支撑球头3就处于测量仪本体1和=个拉 绳位移传感器2共同的重力中屯、处或者重力中线上，有利于测量的精确度。

[0034] 该测量仪还具有万向支架7和磁性底座9,万向支架7和磁性底座9配合起来支撑 该测量仪。该万向支架7为二连杆机构，测量仪支撑球头3与万向支架7可转动地连接，万 向支架7与磁性底座9可转动地连接。该样，当磁性底座9固定在车上（例如吸固在车身 饭金上）时，万向支架7就可支撑该测量仪的测量仪本体1和拉绳位移传感器2在其活动 范围内自动灵活地运动。

[0035] 优选地，万向支架7与测量仪支撑球头3相连接的一端设置有第一球头含接槽71， 测量仪支撑球头3嵌设在第一球头含接槽71内，该样，测量仪支撑球头3相对于第一球头 含接槽71可W做宽角度多方向的旋转和转动。万向支架7与磁性底座9相连接的一端设 置有第二球头含接槽72,安装在磁性底座9上的连接球头嵌设在第二球头含接槽72内，该 样，万向支架7可W相对于磁性底座9做宽角度多方位的旋转转动。该二连杆机构的万向 支架7的两根杆件之间还具有使得两根杆件做相对转动的转动机构。

[0036] 测量仪还包括计算及显示单元6,计算及显示单元6与=个拉绳位移传感器2数据 线连接，作为其他的实施方式，计算及显示单元6与=个拉绳位移传感器2也可W实施无线 通信。

[0037] 实施例S

[003引本发明实施例提供了一种踏板运动轨迹测量仪，结合参见图1至图4,该测量仪的 构成与各零部件之间的安装关系与实施例二描述的一致，在此不再一一寶述。

[0039] W下主要介绍使用该踏板运动轨迹测量仪时的情况。

[0040] 先将该踏板运动轨迹测量仪按要求安装好，将另外的踏板面夹具夹装在踏板上， 将测量球4放置到夹具的对应设备里面。

[0041] 具体地，先将磁性底座9吸附在稳固的车身饭金上，调整整个测量仪，使其S个拉 绳出口 5朝向踏板的方向，踏板运动过程中拉线不得与周边件干设。随后旋紧万向支架7 上的手紧螺母，完成测量仪器的固定。将踏板面夹具01固定到踏板02上，调整好测量点， 使其位于踏板02旋转半径上，将测量球4嵌入踏板面夹具01预留的球面内，完成安装测量 仪。

[0042] 将运动轨迹的相关预先数据通过C语言或者汇编语言编入计算及显示单元6单片 机计算程序，单片机通过实时读取=个拉绳位移传感器2位移寄存器的位移参数，计算得 出同一时刻踏板面坐标值。由此可得到踏板面运动轨迹，最终得出行程、弧长、旋转半径等 参数，若已知踏板输出力臂长度，还可W得到踏板杠杆比。最终该些信息将通过计算及显示 单元6显示出来。

[0043] 仪器长时间应用后，会产生零位漂移，需要分别对=个拉绳位移传感器2进行归 零。方法是；将其中一根金属拉绳8收到尽头，使测量球4与拉绳出口 5完全接触，此时的 球屯、至拉绳出口 5的距离就是测量球4的半径。将对应位移传感器2位移寄存器的初始值 更改为测量球4半径值，完成单个拉绳位移传感器2归零过程。分别对另两个拉绳位移传 感器2进行W上操作，完成系统的归零过程。

[0044] 实施例四

[0045] 本发明实施例提供了一种踏板运动轨迹测量仪，结合参见图1至图5,该测量仪的 构成与各零部件之间的安装关系与实施例二描述的一致，该测量仪的使用方法与实施例= 描述的一致，在此不再一一寶述。

[0046] W下主要介绍使用该踏板运动轨迹测量仪的=个拉绳位移传感器2在测量时位 置关系的原理：

[0047] 空间内已知S点（即S个拉绳位移传感器2感应中屯、位置）之间相互距离分别为 a、b、C，即〇1化=a, 0 1〇2= b，0 2〇3= C。则建立如图5所示的示坐标系，又已知空间某点 P(即测量球4球屯、位置）到已知立点的距离分别为Li、L2、L3,即P 〇i=Li，P化=l2，P 〇3 =Ls，则可W确定P点在所建立坐标系内的空间坐标值。

[0048] 所应用的方程如下：

[0054] 其中X有两个解，实际测量时测量点不会处于仪器背面，故仅取正解：

[0化引该样，即可计算出踏板运动轨迹的X、Y、Z值，即可知道其运动轨迹。

[0化9] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

[0060] W上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用W限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种踏板运动轨迹测量仪，其特征在于，所述测量仪包括：测量仪本体（I)、拉绳位 移传感器（2)、测量仪支撑球头（3)、测量球（4)和金属拉绳（8)，三个所述拉绳位移传感器 (2)设置在所述测量仪本体（1)的背面上，三个所述拉绳位移传感器（2)分别通过所述金属 拉绳（8)与所述测量球（4)相连接，所述测量仪支撑球头（3)设置在所述测量仪本体（1) 的正面上，其中，预先确定使用所述测量仪时所述测量仪本体（1)面向所述测量球（4)的一 面为所述正面、背对所述测量球（4)的一面为所述背面。

2. 根据权利要求1所述的踏板运动轨迹测量仪，其特征在于，所述测量仪本体（1)开设 有三个拉绳出口（5)，三个所述拉绳出口（5)与三个所述拉绳位移传感器（2)--对应地设 置，三根所述金属拉绳（8)分别穿过三个所述拉绳出口（5) -一对应地与三个所述拉绳位 移传感器（2)相连接。

3. 根据权利要求2所述的踏板运动轨迹测量仪，其特征在于，所述拉绳位移传感器（2) 上具有金属拉绳连接头（21)，三个所述金属拉绳连接头（21)对应地设置在三个所述拉绳 出口（5)处，且三个所述金属拉绳连接头（21)呈等边三角形设置。

4. 根据权利要求3所述的踏板运动轨迹测量仪，其特征在于，所述测量仪本体（1)上具 有传感器安装板架（11)，三个所述拉绳位移传感器（2)分别通过螺栓与所述传感器安装板 架（11)固定连接。

5. 根据权利要求4所述的踏板运动轨迹测量仪，其特征在于，所述测量仪支撑球头（3) 设置在所述测量仪本体（1)的重力中心处。

6. 根据权利要求5所述的踏板运动轨迹测量仪，其特征在于，所述测量仪还具有万向 支架（7)和磁性底座（9)，所述万向支架（7)为二连杆机构，所述测量仪支撑球头（3)与所 述万向支架（7)可转动地连接，所述万向支架（7)与所述磁性底座（9)可转动地连接。

7. 根据权利要求6所述的踏板运动轨迹测量仪，其特征在于，所述万向支架（7)与所述 测量仪支撑球头（3)相连接的一端设置有第一球头含接槽（71)，所述测量仪支撑球头（3) 嵌设在所述第一球头含接槽（71)内；所述万向支架（7)与所述磁性底座（9)相连接的一端 设置有第二球头含接槽（72)，安装在所述磁性底座（9)上的连接球头嵌设在所述第二球头 含接槽（72)内。

8. 根据权利要求7所述的踏板运动轨迹测量仪，其特征在于，所述测量仪还包括计算 及显示单元（6)，所述计算及显示单元（6)与三个所述拉绳位移传感器（2)数据线连接或者 无线通信。