CN103175990A

CN103175990A - 一种加速度传感器

Info

Publication number: CN103175990A
Application number: CN2013100837238A
Authority: CN
Inventors: 何文华; 戴明新; 胡滨鹏; 侯明阳
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2013-03-17
Filing date: 2013-03-17
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明公开了一种加速度传感器，它包括齿轮轴、第一摆杆、重物块、大齿轮、测力传感器、蜗杆轴、第二摆杆、蜗杆、蜗轮轴、蜗轮和小齿轮；齿轮轴安装于一对第一滚动轴承上，蜗杆轴安装于一对第二滚动轴承上，蜗轮轴安装于一对第三滚动轴承上，小齿轮固定安装于齿轮轴上，大齿轮固定安装于蜗杆轴上且大齿轮与所述小齿轮啮合，蜗轮固定安装于蜗轮轴上且蜗轮与所述蜗杆啮合，第一摆杆固定安装于齿轮轴上，重物块固定安装于第一摆杆上，重物块能够通过第一摆杆带动齿轮轴转动，第二摆杆固定安装于蜗轮轴上且第二摆杆能够与测力传感器的测力点接触。本发明的优点是结构简单，成本低，采用齿轮与蜗轮蜗杆两级放大，提高了测量的精度与范围。

Description

一种加速度传感器

技术领域

本发明属于加速度测试领域，具体涉及一种加速度传感器。

背景技术

近年来，加速度传感器在机动车、航空等领域运用广泛。目前，加速度传感器在机动车行业主要应用于诸如机动车防抱死系统、机动车安全气囊等场合。目前所用的加速度传感器大多是基于压阻效应、压电效应等，这种传感器结构比较复杂，成本较高，且其测量精度比较容易受外界因素的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新的加速度传感器。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：本发明加速度传感器包括齿轮轴、第一摆杆、重物块、大齿轮、测力传感器、蜗杆轴、第二摆杆、蜗杆、蜗轮轴、蜗轮和小齿轮；齿轮轴安装于一对第一滚动轴承上，蜗杆轴安装于一对第二滚动轴承上，蜗轮轴安装于一对第三滚动轴承上，小齿轮固定安装于齿轮轴上，大齿轮固定安装于蜗杆轴上且大齿轮与所述小齿轮啮合，蜗轮固定安装于蜗轮轴上且蜗轮与所述蜗杆啮合，第一摆杆固定安装于齿轮轴上，重物块固定安装于第一摆杆上，重物块能够通过第一摆杆带动齿轮轴转动，第二摆杆固定安装于蜗轮轴上且第二摆杆能够与测力传感器的测力点接触。

进一步地，本发明所述小齿轮位于所述一对第一滚动轴承之间。

进一步地，本发明所述大齿轮位于所述一对第二滚动轴承之间。

进一步地，本发明所述蜗轮位于所述一对第三滚动轴承之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明加速度传感器采用齿轮传动和蜗轮蜗杆传动对重物块所受的惯性力进行放大，提高了加速度传感器的测量精度和测量范围。

（2）本发明采用机械传动的方式对重物块所受的惯性力进行放大，使加速度传感器的结构更加简单、工作更加可靠，同时降低加速度传感器的成本。

附图说明

图1为本发明一种加速度传感器的结构示意图；

图2为图1中的测力传感器的俯视图；

图中，1、齿轮轴，2、第一摆杆，3、重物块，4、大齿轮，5、测力传感器的第一测力点，6、测力传感器，7、蜗杆轴，8、第二摆杆，9、蜗杆，10、蜗轮轴，11、蜗轮，12、小齿轮，13、第一滚动轴承，14、测力传感器的第二测力点，15、第二滚动轴承，16第三滚动轴承。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的结构和工作过程。

如图1和图2所示，本发明加速度传感器主要包括齿轮轴1、第一摆杆2、重物块3、大齿轮4、测力传感器6、蜗杆轴7、第二摆杆8、蜗杆9、蜗轮轴10、蜗轮11和小齿轮12。

如图1所示，齿轮轴1安装于一对第一滚动轴承13上，蜗杆轴7安装于一对第二滚动轴承15上，蜗轮轴10安装于一对第三滚动轴承16上。上述一对第一滚动轴承13、一对第二滚动轴承15和一对第三滚动轴承16可分别直接固定安装于机动车上；当然，作为本发明的另一种实施方式，也可另行设置一个外框（图中未示出），从而将第一滚动轴承13、第二滚动轴承15和第三滚动轴承16分别固定安装于外框上。此外，小齿轮12通过键安装于齿轮轴1上，小齿轮12可以位于上述两个第一滚动轴承13之间，也可位于其中一个第一滚动轴承13的外侧（图中未示出）。大齿轮4通过键安装于蜗杆轴7上且大齿轮4与小齿轮12啮合，大齿轮4可位于上述两个第二滚动轴承15之间，也可位于其中一个第二滚动轴承15的外侧。蜗轮11通过键安装于蜗轮轴10上且蜗轮11与蜗杆9啮合，同样，蜗轮11可位于上述两个第三滚动轴承16之间，也可位于其中一个第三滚动轴承16的外侧。第一摆杆2固定安装于齿轮轴1上，重物块3固定安装于第一摆杆2上。当重物块3随着机动车做加速运动时，能够依靠自身的惯性力通过第一摆杆2带动齿轮轴1转动。

如图2所示，测力传感器6包含第一测力点5和第二测力点14。如图1所示，第二摆杆8固定安装于蜗轮轴10上，通常可将第二摆杆8置于第一测力点5和第二测力点14之间，以使第二摆杆8能够在不同工况时相应地与第一测力点5或第二测力点14接触。

本发明加速度传感器可用于机动车加速度测量等领域。当用于机动车加速度测量时，将本发明加速度传感器固定安装于机动车内。以机动车行驶的方向为参照方向，测力传感器6的第一测力点5位于第二测力点14的后方。当机动车做加速运动时，重物块3在自身的惯性力的作用下向后摆动并带动第一摆杆2转动，第一摆杆2带动齿轮轴1转动从而带动位于齿轮轴1上的小齿轮12转动，小齿轮12将运动传递给与其啮合的大齿轮4，大齿轮4带动蜗杆轴7转动从而带动蜗杆9转动，蜗杆9带动与之啮合的蜗轮11转动从而带动与蜗轮轴10固定连接的第二摆杆8转动，此时第二摆杆8与测力传感器6的第一测力点5接触并对测力传感器6的第一测力点5产生作用力，测力传感器6将第一测力点5所受到的作用力的信号传递给PC机进行处理而获得机动车的加速度。同样地，本发明也可测得机动车做减速运动时机动车的加速度。当机动车做减速运动时，重物块3由于自身惯性向前摆动并带动第一摆杆2转动，第一摆杆2带动齿轮轴1转动从而带动位于齿轮轴1上的小齿轮12转动，小齿轮12将运动传递给与其啮合的大齿轮4，大齿轮4带动蜗杆轴7转动从而带动蜗杆9转动，蜗杆9带动与之啮合的蜗轮11转动从而带动与蜗轮轴10固定连接的第二摆杆8转动，此时第二摆杆8与测力传感器6的第二测力点14接触并对测力传感器6的第二测力点14产生作用力，测力传感器6将第二测力点14所受到的作用力信号传递给PC机进行处理获得机动车的加速度。当机动车做匀速运动时，则通过重物块3自身的重力作用使第二摆杆8处于起始位置。本发明采用机械传动方式进行加速度的测量，使得加速度传感器结构简、制造方便且成本较低，同时保证了加速度传感器的工作可靠性。

Claims

1.一种加速度传感器，包括齿轮轴（1）、第一摆杆（2）、重物块（3）、大齿轮（4）、测力传感器（6）、蜗杆轴（7）、第二摆杆（8）、蜗杆（9）、蜗轮轴（10）、蜗轮（11）和小齿轮（12）；齿轮轴（1）安装于一对第一滚动轴承（13）上，蜗杆轴（7）安装于一对第二滚动轴承（15）上，蜗轮轴（10）安装于一对第三滚动轴承（16）上，小齿轮（12）固定安装于齿轮轴（1）上，大齿轮（4）固定安装于蜗杆轴（7）上且大齿轮（4）与所述小齿轮（12）啮合，蜗轮（11）固定安装于蜗轮轴（10）上且蜗轮（11）与所述蜗杆（9）啮合，第一摆杆（2）固定安装于齿轮轴（1）上，重物块（3）固定安装于第一摆杆（2）上，重物块（3）能够通过第一摆杆（2）带动齿轮轴（1）转动，第二摆杆（8）固定安装于蜗轮轴（10）上且第二摆杆（8）能够与测力传感器（6）的测力点接触。

2.根据权利要求1所述的一种加速度传感器，其特征是：所述小齿轮（12）位于所述一对第一滚动轴承（13）之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种加速度传感器，其特征是：所述大齿轮（4）位于所述一对第二滚动轴承（15）之间。

4.根据权利要求1或2所述的一种加速度传感器，其特征是：所述蜗轮（11）位于所述一对第三滚动轴承（16）之间。

5.根据权利要求3所述的一种加速度传感器，其特征是：所述蜗轮（11）位于所述一对第三滚动轴承（16）之间。