CN111323215A - 一种电子换挡器换档标定设备及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种电子换挡器换档标定设备及其操作方法，属于机械设备技术领域，其中换档标定设备包括机械臂、力传感器、换档连杆机构、快换机构、水平台、磁传感器和控制机柜。本发明中的换档连杆机构和快换机构可以根据不同的产品结构和外形进行定制，可以适配各种造型的产品，避免了整个设备整体重复设计的问题。本发明可以对操作力值，换挡角度，传感角度进行数值信息的准确检测并进行坐标图的绘制，根据检测到的数值和坐标图，选择合适的数值进行档位的标定，标定的精度高并且检测方法方便简洁，不需特殊培训。本发明具有设计简单、机械结构设计灵活、前期方案设计验证周期短等优点，并且可以进行多产品验证，从而节约成本。

Description

一种电子换挡器换档标定设备及其操作方法

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，特别是涉及到一种电子换挡器换档标定设备及其操作方法。

背景技术

在进行电子换挡器进行开发的过程中，需要清楚每一个档位在空间中的位移角度是多少，在两个档位之间的磁场强度会产生多大的变化，这种变化是否能够满足档位的识别范围的要求。这就需要在开发阶段对产品的位移角度，磁场强度，力值要求等参数进行实际中的测量和标定，根据实测的结果改进产品方案，优化软件算法，提高识别精度。当前的检测设备，都是基于对档位的角度进行测量，去检测开发的产品是否满足机械上的设计要求。这种测试手段是纯物理性的测试，很难与电子换挡器进行有机的结合，对电子信号的参数进行合理的反馈。

现有技术存在以下不足：

一、由于开发过程中被测换挡器8存在个性差异，很难全面的总结出实际的具体范围。如果设计的公差过大，两个档位之间的阈值过小，就会导致档位误判的风险，如果公差设计过小，设计精度往往达不到指标要求。正确评价公差范围，就需要通过机械和电子的多重参数进行综合评价。

二、对于磁场信号，很难总结出在换档操作的整个范围内磁场变化的完整曲线。常规的做法都是在档位位置处对磁场强度进行检测。这样做无法得到档位间的磁场强度的变化趋势，对于全面分析数据，改进设计方案不利。

三、对于设计过程中出现的个别现象，很难总结其具体规律。由于是在开发阶段进行方案验证，难免会出现数据的不连续，或者与理论与实际完全背离的现象。现有的设备无法通过当前的现象分析出为什么会出现这样的情况，是什么造成了这样的结果，往往会给最终产品留下较大的隐患。

四、由于仿真和实际情况的差距，当实际情况与仿真结果存在较大差距时，不好锁定问题原因。究竟是仿真问题还是设计问题。

五、对于实际中操作的力值无法与位置进行实际的联系，不能够直接得出力值到达要求档位位置是否到达位置，或者到达档位位置后力值是否满足要求。在设计中，力值的测量是使用另一个仪器或设备进行测量，这样，在测试过程中，无法将位置，力值有效的结合到一起。当力值达到要求时，档位是否到达要求位置，或者档位到达位置时，力值是多少，没有办法统一测量。

六、当前电子换挡器的形状各异，有档杆式的，有旋钮式的，有拨片式的等。不同的形式无法使用同一种工具进行测量，这就为企业或测试开发人员造成了开发的成本压力和技术压力。急需一种可以通用的设备对不同造型的电子换挡器进行标定和验证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种电子换挡器换档标定设备及其操作方法用于解决现有技术中各种电子换档器对档位识别区域的要求不同，并且不能对产品的换档角度，磁场强度，力值进行综合的连续性测量的技术问题。

一种电子换挡器换档标定设备，包括机械臂、力传感器、换档连杆机构、快换机构、水平台和控制机柜，

所述机械臂的下部固定安装在水平台的上部一侧，机械臂的最末节的指节末端与换档连杆机构的上部固定连接，机械臂的第三指节上固定安装力传感器；所述换档连杆机构的下部与被测换挡器的换挡杆拆卸式连接；所述快换机构的上部通过夹持部与被测换挡器固定连接，快换机构的下部与水平台的上部固定连接；所述控制机柜通过CAN总线与机械臂、力传感器电性连接。

所述机械臂为三轴机械臂，机械臂的直线位移精度小于0.01mm，机械臂绕支点旋转的角度精度小于0.01°。

所述换档连杆机构包括换档连接拨杆和U型结构连杆；所述换档连接拨杆的下部设置有插孔，换档连接拨杆通过插孔与被测换挡器的换挡杆插接，换档连接拨杆的上部设置有U型连接槽；所述U型结构连杆的上部与机械臂最末节的指节末端固定连接，U型结构连杆的下部横杆与换档连接拨杆的U型连接槽插接。

所述快换机构包括支架和被测样件快夹；所述支架的下部设置有四个定位销，支架通过定位销与水平台固定连接，支架的上部设置有放置被测换挡器的随型槽；所述随型槽的两侧设置有固定被测换挡器的被测样件快夹。

所述控制机柜上设置有显示屏。

所述控制机柜中内置计算机，控制机柜上设置有主开关、保护开关、接触开关以及电源接头。

一种电子换挡器换档标定设备的操作方法，利用所述的一种电子换挡器换档标定设备，包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，

步骤一、将被测换挡器通过快换机构的夹持部固定在水平台的上部，被测换挡器的换挡杆插接在换档连杆机构上，依次打开控制机柜的主开关、保护开关、接触开关以及计算机电源；

步骤二、在计算机的换档标定操作界面，选择测量的量程和路径，设定保护力值，点击选定档位的操作按钮，机械臂的运行电机根据控制机柜的信号驱动机械臂运行；

步骤三、机械臂运行并将运行中的位移角度通过CAN总线发送给控制机柜，力传感器实时测量被测换挡器换挡过程中的力值，被测样件中的磁传感器实时测量被测换挡器换档过程中的磁场强度，将磁场强度和力值信息通过CAN总线发送给控制机柜，

步骤四、控制机柜将接收到的磁场强度、力值信息以及位移角度保存并通过曲线拟合后将其对应的曲线关系图输出到操作界面；

步骤五、测量结束，机械臂回到测试原点，拆卸被测换挡器或等待进行下一次测量。

步骤六、根据控制机柜中获得的操作力值，机械臂的位移角度，以及被测换挡器磁传感器的磁通量，进行档位所在位置的标定。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

本发明中的换档连杆机构和快换机构可以根据不同的产品结构和外形进行定制，可以适配各种造型的产品，避免了整个设备整体重复设计的问题。快换机构可以方便快速的拆装和定位被测换挡器，用来对温度和湿度有要求的场景下，可以快速将高温或低温的被测换挡器在保持温度不变的情况下迅速进行测量。

本发明可以对操作力值，换挡角度，传感角度进行数值信息的准确检测并进行坐标图的绘制，根据检测到的数值和坐标图，选择合适的数值进行档位的标定，标定的精度高并且检测方法方便简洁，不需特殊培训。

本发明具有设计简单、机械结构设计灵活、前期方案设计验证周期短等优点，并且可以进行多产品验证，从而节约成本。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明一种电子换挡器换档标定设备及其操作方法中一种电子换挡器换档标定设备的结构示意图。

图2为本发明一种电子换挡器换档标定设备及其操作方法中换档连杆机构的结构示意图。

图3为本发明一种电子换挡器换档标定设备及其操作方法中换档连接拨杆的侧视结构示意图。

图4为本发明一种电子换挡器换档标定设备及其操作方法中快换机构的结构示意图一。

图5为本发明一种电子换挡器换档标定设备及其操作方法中快换机构的结构示意图二。

图中，1-机械臂、2-力传感器、3-换档连杆机构、4-快换机构、5-水平台、 6-控制机柜、7-被测换挡器、8-换档连接拨杆、9-U型结构连杆、10-支架、11- 被测样件快夹。

具体实施方式

如图所示，一种电子换挡器换档标定设备，包括机械臂1、力传感器2、换档连杆机构3、快换机构4、水平台5和控制机柜6，

所述机械臂1的下部固定安装在水平台5的上部一侧，机械臂1的最末节的指节末端与换档连杆机构3固定连接，机械臂1的第三指节上固定安装力传感器2，能够根据机械臂运动的轨迹实时记录下当前的换挡力；所述快换机构4 的上部通过夹持部与被测换挡器7固定连接，快换机构4的下部与水平台5的上部固定连接；所述控制机柜6通过CAN总线与机械臂1、力传感器2电性连接，控制机柜6用于控制机械臂1的运动，存储数据，分析数据，控制机柜6上设置有显示屏、主开关、保护开关、接触开关以及电源接头。

所述机械臂1为三轴机械臂，机械臂1的直线位移精度小于0.01mm，机械臂1绕支点旋转的角度精度小于0.01°，能够按照控制指令准确将档位移动到指定位置。

所述换档连杆机构3包括换档连接拨杆8和U型结构连杆9两部分。换档连接拨杆8的下部设置有插孔，换档连接拨杆8通过插孔与被测换挡器7的换挡杆插接，换档连接拨杆8的上部设置有U型连接槽，通过将换档连接拨杆8 插入到被测换挡器8的换挡杆上，将换档杆的顶端的拨动位置转换成固定的U 型连接槽，U型连接槽与U型结构连杆9连接，U型结构连杆9将换挡杆与机械臂1连接到一起。

所述快换机构4包括支架10和被测样件快夹11。支架10带有四个定位销，可以快速将支架10紧固在水平台5上，将被测换挡器8放置在支架10上的随型槽内，通过被测样件快夹11夹紧被测换挡器8，保证在测试期间被测换挡器 8不会出现与水平台5的相对位移。

一种电子换挡器换档标定设备的操作方法如下：将被测换挡器7固定在快换机构4上，换档连杆机构3和快换机构4可以根据不同的产品结构和外形进行定制化开发，避免了整个设备整体重复设计的问题。换档连杆机构3可以快速方便的连接被测换挡器7的换挡杆与机械臂1。快换机构4可以方便快速的拆装和定位被测换挡器7，用来对温度和湿度有要求的场景下，可以快速将高温或低温的被测换挡器7在保持温度不变的情况下迅速进行测量。

依次打开控制机柜6的主开关、保护开关、接触开关、电脑电源，操作界面；选择需要测量的量程和路径，设定保护力值，以防止出现卡滞后损坏被测换挡器7或机械臂1，点击某一档位操作按钮，开始运行，机械臂1动作，在机械臂1运动的同时，被测换挡器7中的磁传感器的磁场强度通过CAN总线发送给控制机柜6，由控制机柜6进行实时记录数据、分析并自动保存，并将磁场强度，力值信息，位移角度通过曲线拟合将其对应的曲线关系输出到显示屏。测量结束后，机械臂1回到初始位置，可以拆卸被测换挡器8或进行下一次测量。根据控制机柜6中获得的操作力值，机械臂1的位移角度，以及被测换挡器8 中磁传感器的磁通量，进行档位所在位置的标定。

Claims (7)

1.一种电子换挡器换档标定设备，其特征是：包括机械臂(1)、力传感器(2)、换档连杆机构(3)、快换机构(4)、水平台(5)和控制机柜(6)，

所述机械臂(1)的下部固定安装在水平台(5)的上部一侧，机械臂(1)的最末节的指节末端与换档连杆机构(3)的上部固定连接，机械臂(1)的第三指节上固定安装力传感器(2)；所述换档连杆机构(3)的下部与被测换挡器(7)的换挡杆拆卸式连接；所述快换机构(4)的上部通过夹持部与被测换挡器(7)固定连接，快换机构(4)的下部与水平台(5)的上部固定连接；所述控制机柜(6)通过CAN总线与机械臂(1)、力传感器(2)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种电子换挡器换档标定设备，其特征是：所述机械臂(1)为三轴机械臂，机械臂(1)的直线位移精度小于0.01mm，机械臂(1)绕支点旋转的角度精度小于0.01°。

3.根据权利要求1所述的一种电子换挡器换档标定设备，其特征是：所述换档连杆机构(3)包括换档连接拨杆(8)和U型结构连杆(9)；所述换档连接拨杆(8)的下部设置有插孔，换档连接拨杆(8)通过插孔与被测换挡器(7)的换挡杆插接，换档连接拨杆(8)的上部设置有U型连接槽；所述U型结构连杆(9)的上部与机械臂(1)最末节的指节末端固定连接，U型结构连杆(9)的下部横杆与换档连接拨杆(8)的U型连接槽插接。

4.根据权利要求1所述的一种电子换挡器换档标定设备，其特征是：所述快换机构(4)包括支架(10)和被测样件快夹(11)；所述支架(10)的下部设置有四个定位销，支架(10)通过定位销与水平台(5)固定连接，支架(10)的上部设置有放置被测换挡器(7)的随型槽；所述随型槽的两侧设置有固定被测换挡器(7)的被测样件快夹(11)。

5.根据权利要求1所述的一种电子换挡器换档标定设备，其特征是：所述控制机柜(6)上设置有显示屏。

6.根据权利要求1所述的一种电子换挡器换档标定设备，其特征是：所述控制机柜(6)中内置计算机，控制机柜(6)上设置有主开关、保护开关、接触开关以及电源接头。

7.一种电子换挡器换档标定设备的操作方法，利用如权利要求1所述的一种电子换挡器换档标定设备，其特征是：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，

步骤一、将被测换挡器(7)通过快换机构(4)的夹持部固定在水平台(5)的上部，被测换挡器(7)的换挡杆插接在换档连杆机构(3)上，依次打开控制机柜(6)的主开关、保护开关、接触开关以及计算机电源；

步骤二、在计算机的换档标定操作界面，选择测量的量程和路径，设定保护力值，点击选定档位的操作按钮，机械臂(1)的运行电机根据控制机柜(6)的信号驱动机械臂(1)运行；

步骤三、机械臂(1)运行并将运行中的位移角度通过CAN总线发送给控制机柜(6)，力传感器(2)实时测量被测换挡器(7)换挡过程中的力值，被测样件中的磁传感器实时测量被测换挡器(7)换档过程中的磁场强度，将磁场强度和力值信息通过CAN总线发送给控制机柜(6)，

步骤四、控制机柜(6)将接收到的磁场强度、力值信息以及位移角度保存并通过曲线拟合后将其对应的曲线关系图输出到操作界面；

步骤五、测量结束，机械臂(1)回到测试原点，拆卸被测换挡器(7)或等待进行下一次测量。

步骤六、根据控制机柜(6)中获得的操作力值，机械臂(1)的位移角度，以及被测换挡器(7)磁传感器的磁通量，进行档位所在位置的标定。

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