CN111896250A - 一种具有拉压力传感器的软轴球节及变速操纵测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有拉压力传感器的软轴球节及变速操纵测试系统，其包括：槽座；摆杆，其一端连接于所述槽座，另一端用于连接软轴；多个应变片，固设于所述摆杆，所述应变片用于采集所述软轴的拉压力值。本发明涉及的一种具有拉压力传感器的软轴球节及变速操纵测试系统，可以减少软轴的损耗，且拆装方便，减少了截断软轴的工作也使试验周期减少；并且，由于软轴没有被破坏，其空间走向不会被改变，能够准确模拟整车的安装状态。

Description

一种具有拉压力传感器的软轴球节及变速操纵测试系统

技术领域

本发明涉及传动变速行走系统技术领域，特别涉及一种具有拉压力传感器的软轴球节及变速操纵测试系统。

背景技术

目前，汽车变速操纵系统是整车的关键部分之一，其性能的好坏和使用寿命的可靠程度直接关系到整车的使用和安全性能，变速操纵系统的效率对变速操纵系统舒适性的提升具有非常重要的指导意义。

相关技术中，参见图1和图2所示，国内商用车领域针对变速操纵系统效率的测试，主要是以截断软轴推拉杆、软轴导向管，然后在球节与软轴中之间布置拉压力传感器的方式来采集软轴的拉压力值，从而进行变速操纵系统效率的测试；但是，这种将软轴推拉杆截断的方式会使软轴被破坏而导致无法再利用，造成浪费资源，并且，将软轴截断后再组装在一起后，软轴的长短会发生一定的变化，造成软轴的空间走向发生变化，不能精确模拟整车安装状态。

发明内容

本发明实施例提供一种具有拉压力传感器的软轴球节及变速操纵测试系统，以解决相关技术中通过截断软轴推拉杆来增加拉压力传感器的方式会使软轴被破坏，且造成软轴的空间走向发生变化，不能精确模拟整车安装状态的问题。

第一方面，提供了一种具有拉压力传感器的软轴球节，其包括：槽座；摆杆，其一端连接于所述槽座，另一端用于连接软轴；多个应变片，固设于所述摆杆，所述应变片用于采集所述软轴的拉压力值。

一些实施例中，多个所述应变片沿所述摆杆的圆周方向均匀设置，且所述应变片通过数据线连接形成全桥电路。

一些实施例中，所述摆杆设有用于安装所述应变片的凹陷部，所述摆杆外对应所述凹陷部处套设有用于保护所述应变片的保护套。

一些实施例中，所述保护套的两端分别设有密封圈。

一些实施例中，自所述槽座的表面向其内部凹设有用于连接摇臂的凹槽，所述凹槽顶部开口的直径小于所述凹槽的直径。

一些实施例中，自所述槽座的表面向其内部凹设有凹槽；所述软轴球节进一步还包括用于连接摇臂的螺杆，所述螺杆的一端设有凸台，所述凸台安装于所述凹槽。

一些实施例中，所述凸台的直径大于所述凹槽开口处的直径，且所述凸台可在所述凹槽内转动。

第二方面，提供了一种采用上述的软轴球节的变速操纵测试系统，其包括至少两个所述软轴球节，其为第一软轴球节和第二软轴球节，所述系统还包括：换挡杆，所述换挡杆的一端连接第一摇臂，所述第一摇臂与所述第一软轴球节相连；软轴，其一端连接所述第一软轴球节，另一端连接所述第二软轴球节；变速箱，通过第二摇臂与所述第二软轴球节连接。一些实施例中，所述换挡杆上安装有球头力传感器，用于采集所述换挡杆上施加的力。

一些实施例中，多个所述应变片沿所述摆杆的圆周方向均匀设置，且多个所述应变片通过数据线连接形成全桥电路。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种具有拉压力传感器的软轴球节及变速操纵测试系统，由于在所述摆杆上安装了所述应变片，所述应变片可以跟随所述摆杆一同被拉伸或者压缩，使所述应变片的电阻值发生变化，进而测得的所述应变片两端的电压发生改变，根据测得的电压值，进而可以采集到所述摆杆上的拉压力，且所述摆杆与所述软轴连接，因此，在轴向方向上根据所述应变片产生的应变信号可以采集到所述软轴与所述摆杆连接处的拉压力值，由于将所述应变片直接设置在所述摆杆上，在需要对所述软轴的拉压力进行测试时，直接将安装有所述应变片的所述软轴球节替换原车的球节，不需要将所述软轴截断来安装拉压力传感器，因此，减少了软轴的损耗，且拆装方便，减少了截断软轴的工作也使试验周期减少；并且，由于软轴没有被破坏，其空间走向不会被改变，能够准确模拟整车的安装状态。

附图说明

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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中拉压力传感器安装在软轴上之前的结构示意图；

图2为相关技术中拉压力传感器安装在软轴上之后的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种具有拉压力传感器的软轴球节的立体分解示意图；

图4为本发明实施例提供的一种具有拉压力传感器的软轴球节的立体组合示意图；

图5为本发明实施例提供的一种具有拉压力传感器的软轴球节安装摇臂后的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种具有拉压力传感器的软轴球节安装另一种摇臂后的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种具有拉压力传感器的软轴球节的应变片的连接结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种变速操纵测试系统的结构示意图；

图9为图8中A的放大示意图；

图10为图8中B的放大示意图；

图11为D560平台车型KR42的变速操纵测试系统的效率示意图；

图12为D560平台车型KR42的变速操纵测试系统输入端的拉压力测试示意图。

图中：100-软轴球节；1-槽座、第一槽座、第二槽座；11-凹面、第一凹面、第二凹面；12-凹槽、第一凹槽、第二凹槽；121-开口、第一开口、第二开口；2-摆杆、第一摆杆、第二摆杆；21-凹陷部、第一凹陷部、第二凹陷部；22-螺纹孔、第一螺纹孔、第二螺纹孔；3-应变片、第一应变片、第二应变片；31-数据线；4-保护套、第一保护套、第二保护套；5-螺杆、第一螺杆、第二螺杆；6-凸台、第一凸台、第二凸台；7-摇臂、第一摇臂、第二摇臂；200-软轴；300-换挡杆；400-第一软轴球节；500-第二软轴球节；600-变速箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种具有拉压力传感器的软轴球节及变速操纵测试系统，其能解决相关技术中通过截断软轴推拉杆来增加拉压力传感器的方式会使软轴被破坏，且造成软轴的空间走向发生变化，不能精确模拟整车安装状态的问题。

参见图3所示，为本发明实施例提供的一种具有拉压力传感器的软轴球节100，其包括：槽座1，以及摆杆2，所述摆杆2的一端连接所述槽座1，另一端用于连接软轴200；多个应变片3，固设于所述摆杆2，所述应变片3用于采集所述软轴200的拉压力值。

参见图3和图5所示，在一些实施例中，所述槽座1可以大致呈圆柱状，且自所述槽座1的上部可以向下凹设形成凹面11，自所述凹面11可以向所述槽座1的内部凹设形成凹槽12，所述凹槽12优选呈球形，且所述凹槽12于所述凹面11上设有开口121，所述开口121可以为圆形，且所述开口121的直径可以略小于所述凹槽12的直径。

参见图3和图5所示，在一些可选的实施例中，所述摆杆2也可以呈圆柱状，所述摆杆2的轴线可以与所述槽座1的轴线共线，且所述摆杆2横截面的最大直径可以小于所述槽座1横截面的最大直径，沿所述摆杆2轴向的中部可以设有凹陷部21，所述凹陷部21可以呈圆环状，也就是说，所述凹陷部21可以是自所述摆杆2的表面朝向所述摆杆2的轴线凹设形成，且所述凹陷部21沿所述摆杆2的圆周方向形成一个封闭的凹环，所述摆杆2的前端可以与所述槽座1的后端一体连接，所述摆杆2的后部可以设有用于连接所述软轴200的螺纹孔22，所述螺纹孔22可以自所述摆杆2的后端面可以向所述摆杆2内部延伸形成。

参见图3和图7所示，在一些实施例中，多个所述应变片3可以设于所述凹陷部21中，且可以贴附于所述摆杆2表面，本实施例中，所述应变片3优选设置四片，四片所述应变片3按照4x90°对称布置，也就是说，在360°的圆周方向上，每隔90°设置一个所述应变片3，并且可以通过数据线31将四片所述应变片3连接形成全桥电路，图中U₀是供电电压，U是输出电压，当所述摆杆2受到所述软轴200的拉伸力，或者压缩力时，所述应变片3的电阻值会发生改变，进而输出的电压值U就会随之改变，根据电压值U与拉压力的对应关系，可以实时采集所述软轴200的拉压力值；通过将四片所述应变片3连接成全桥电路可以成倍提高所述应变片3的灵敏度，并使输入和输出呈线性关系，利用桥式电路检测所述应变片3的变化，可以使通过所述应变片3的电流极低，所述应变片3自身发热低，使得所述应变片3检测的拉压力值更加准确。

参见图3和图4所示，在一些可选的实施例中，所述摆杆2外可以套设有保护套4，所述保护套4的内径可以与所述摆杆2的外径大致相同，且所述保护套4可以对应套设于所述凹陷部21，所述保护套4可以通过螺钉与所述摆杆2固定于一起，用于保护所述应变片3不受外界的干扰；且可以在所述保护套4的两端分别设置密封圈，从而增加所述保护套4的密封性，避免所述球节周围的水或者灰尘等进入所述凹陷部21，保证所述应变片3测得的拉压力值更加准确。

参见图5和图6所示，在一些实施例中，所述软轴球节100进一步还可以包括螺杆5，所述螺杆5可以用于连接摇臂7，且所述螺杆5的下端可以设有凸台6，所述凸台6优选呈球形，所述凸台6可以安装于所述凹槽12中，所述凸台6的直径可以大于所述开口121的直径且略小于所述凹槽12的直径，使所述凸台6可以在所述凹槽12内转动，在其他实施例中，所述软轴球节100也可以不包括所述螺杆5，而是所述摇臂7上可以一体所述凸台6，所述摇臂7通过其上的所述凸台6来与所述凹槽12连接，由于所述凸台6的直径大于所述开口121的直径且略小于所述凹槽12的直径，在将所述凸台6安装至所述凹槽12中时，可以从所述开口121将所述凸台6压入所述凹槽12中，所述凸台6可以在所述凹槽12内转动且不会从所述开口121脱出，当需要对所述软轴200进行测试时，直接将原车上的球节拆掉，换上本发明中的所述具有拉压力传感器的软轴球节100，即可采集所述软轴200在该处的拉压力值。

参见图8所示，为本发明实施例提供的一种采用上述的软轴球节100的变速操纵测试系统，其包括至少两个所述软轴球节100，其为第一软轴球节400和第二软轴球节500，且所述系统还包括：换挡杆300，所述换挡杆300的一端连接第一摇臂7，所述第一摇臂7与所述第一软轴球节400相连；软轴200，其一端连接所述第一软轴球节400，另一端连接所述第二软轴球节500；变速箱600，通过第二摇臂7与所述第二软轴球节500连接。

参见图8所示，在一些实施例中，所述换挡杆300的上端可以设置有手柄，所述手柄上可以安装有球头力传感器，所述球头力传感器用于采集对所述换挡杆300施加的初始力。

参见图9所示，在一些可选的实施例中，所述第一软轴球节400可以包括：第一槽座1，以及第一摆杆2，所述第一摆杆2的一端连接所述第一槽座1，另一端连接软轴200；多个第一应变片3，固设于所述第一摆杆2。

参见图9和图3所示，在一些实施例中，自所述第一槽座1的上部可以向下凹设形成第一凹面11，自所述第一凹面11可以向所述第一槽座1的内部凹设形成第一凹槽12，所述第一凹槽12优选呈球形，且所述第一凹槽12于所述第一凹面11上设有第一开口121，所述第一开口121可以为圆形，且所述第一开口121的直径可以略小于所述第一凹槽12的直径；沿所述第一摆杆2轴向的中部可以设有第一凹陷部21，所述第一凹陷部21可以呈圆环状，所述第一摆杆2的后部可以设有用于连接所述软轴200一端的第一螺纹孔22。

参见图9和图3所示，在一些实施例中，所述第一应变片3优选设置四片，四片所述第一应变片3按照4x90°对称布置于所述第一凹陷部21中，也就是说，在360°的圆周方向上，每隔90°设置一个所述第一应变片3，并且可以通过数据线31将四片所述第一应变片3连接形成全桥电路；所述第一摆杆2外对应所述第一凹陷部21处可以套设有第一保护套4。

参见图9和图5所示，在一些实施例中，所述第一软轴球节400进一步还可以包括第一螺杆5，所述第一螺杆5可以连接于所述第一摇臂7，且所述第一螺杆5的下端可以设有第一凸台6，所述第一凸台6可以在所述第一凹槽12内转动。

参见图10和图3所示，在一些可选的实施例中，所述第二软轴球节500可以包括：第二槽座1，以及第二摆杆2，所述第二摆杆2的一端连接所述第二槽座1，另一端连接软轴200；多个第二应变片3，固设于所述第二摆杆2。

参见图10和图3所示，在一些实施例中，自所述第二槽座1的上部可以向下凹设形成第二凹面11，自所述第二凹面11可以向所述第二槽座1的内部凹设形成第二凹槽12，所述第二凹槽12优选呈球形，且所述第二凹槽12于所述第二凹面11上设有第二开口121，所述第二开口121可以为圆形，且所述第二开口121的直径可以略小于所述第二凹槽12的直径；沿所述第二摆杆2轴向的中部可以设有第二凹陷部21，所述第二凹陷部21可以呈圆环状，所述第二摆杆2的后部可以设有用于连接所述软轴200另一端的第二螺纹孔22。

参见图10和图3所示，在一些实施例中，所述第二应变片3优选设置四片，四片所述第二应变片3按照4x90°对称布置于所述第二凹陷部21中，也就是说，在360°的圆周方向上，每隔90°设置一个所述第二应变片3，并且可以通过数据线31将四片所述第二应变片3连接形成全桥电路；所述第二摆杆2外对应所述第二凹陷部21处可以套设有第二保护套4。

参见图10和图5所示，在一些实施例中，所述第二软轴球节500进一步还可以包括第二螺杆5，所述第二螺杆5可以连接于所述第二摇臂7，且所述第二螺杆5的下端可以设有第二凸台6，所述第二凸台6可以在所述第二凹槽12内转动。

参见图9、图10和图6所示，在一些可选的实施例中，所述第一软轴球节400可以与所述第二软轴球节500的结构相同，当然，所述第一软轴球节400也可以与所述第二软轴球节500的结构不同，即所述第一软轴球节400可以不设置所述螺杆5，或者是所述第二软轴球节500可以不设置所述螺杆5。

参见图8所示，在进行拉压力的测试时，可以先给所述换挡杆300顶部的所述手柄施加一定的初始力，施加的初始力可以通过所述换挡杆300传递到所述软轴200的前端(也就是所述软轴200的输入端)，然后经过所述软轴200，再从所述软轴200的后端(也就是所述软轴200的输出端)传递到所述变速箱600，进而对车速进行操控；而通过在所述换挡杆300上安装的所述球头力传感器，可以采集到在所述换挡杆300上施加的初始拉压力值，通过在所述软轴200的前端安装的所述第一软轴球节400，可以采集到所述软轴200前端的拉压力值，通过在所述软轴200的后端安装的所述第二软轴球节500，可以采集到所述软轴200后端的拉压力值，从而可以测试从所述换挡杆300到所述软轴200前端这段距离的传递效率，以及从所述软轴200前端到所述软轴200后端这段距离软轴拉压力的传递效率，进而可以得到整个变速操纵系统的效率。

参见图11和图12所示，以D560平台车型KR42为例，更换所述软轴球节100后，可以测试整个变速操纵系统的效率及软轴的效率和操纵器的效率；其中，图11中，操纵器效率也就是从所述换挡杆300到所述软轴200输入端之间的传递效率，软轴效率也就是从所述软轴200输入端到所述软轴200输出端之间的传递效率，系统效率也就是从所述换挡杆300到所述软轴200输出端之间的传递效率。

本发明实施例提供的一种具有拉压力传感器的软轴球节100及变速操纵测试系统的原理为：

由于在所述摆杆2上安装了所述应变片3，所述应变片3可以跟随所述摆杆2一同被拉伸或者压缩，使所述应变片3的电阻值发生变化，进而测得的所述应变片3两端的电压发生改变，根据测得的电压值，进而可以采集到所述摆杆2上的拉压力，且所述摆杆2与所述软轴200连接，因此，在轴向方向上所述软轴200在该处的拉压力值也就是所述摆杆2在该处的拉压力值，由于将所述应变片3直接设置在所述摆杆2上，在需要对所述软轴200的拉压力进行测试时，直接将安装有所述应变片3的所述软轴球节100替换原车的球节，不需要将所述软轴200截断来安装拉压力传感器，因此，减少了软轴200的损耗，且拆装方便，减少了截断软轴200的工作也使试验周期减少；并且，由于软轴200没有被破坏，其空间走向不会被改变，能够准确模拟整车的安装状态。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种具有拉压力传感器的软轴球节，其特征在于，其包括：

槽座(1)；

摆杆(2)，其一端连接于所述槽座(1)，另一端用于连接软轴(200)；

多个应变片(3)，固设于所述摆杆(2)，所述应变片(3)用于采集所述软轴(200)的拉压力值。

2.如权利要求1所述的具有拉压力传感器的软轴球节，其特征在于：

多个所述应变片(3)沿所述摆杆(2)的圆周方向均匀设置，且所述应变片(3)通过数据线(31)连接形成全桥电路。

3.如权利要求1所述的具有拉压力传感器的软轴球节，其特征在于：

所述摆杆(2)设有用于安装所述应变片(3)的凹陷部(21)，所述摆杆(2)外对应所述凹陷部(21)处套设有用于保护所述应变片(3)的保护套(4)。

4.如权利要求3所述的具有拉压力传感器的软轴球节，其特征在于：

所述保护套(4)的两端分别设有密封圈。

5.如权利要求1所述的具有拉压力传感器的软轴球节，其特征在于：

自所述槽座(1)的表面向其内部凹设有用于连接摇臂(7)的凹槽(12)，所述凹槽(12)顶部开口(121)的直径小于所述凹槽(12)的直径。

6.如权利要求1所述的具有拉压力传感器的软轴球节，其特征在于：

自所述槽座(1)的表面向其内部凹设有凹槽(12)；

所述软轴球节进一步还包括用于连接摇臂(7)的螺杆(5)，所述螺杆(5)的一端设有凸台(6)，所述凸台(6)安装于所述凹槽(12)。

7.如权利要求6所述的具有拉压力传感器的软轴球节，其特征在于：

所述凸台(6)的直径大于所述凹槽(12)开口(121)处的直径，且所述凸台(6)可在所述凹槽(12)内转动。

8.一种采用如权利要求1所述的软轴球节的变速操纵测试系统，其特征在于，其包括至少两个所述软轴球节，其为第一软轴球节(400)和第二软轴球节(500)，所述系统还包括：

换挡杆(300)，所述换挡杆(300)的一端连接第一摇臂(7)，所述第一摇臂(7)与所述第一软轴球节(400)相连；

软轴(200)，其一端连接所述第一软轴球节(400)，另一端连接所述第二软轴球节(500)；

变速箱(600)，通过第二摇臂(7)与所述第二软轴球节(500)连接。

9.如权利要求8所述的变速操纵测试系统，其特征在于：

所述换挡杆(300)上安装有球头力传感器，用于采集所述换挡杆(300)上施加的力。

10.如权利要求8所述的变速操纵测试系统，其特征在于：

多个所述应变片(3)沿所述摆杆(2)的圆周方向均匀设置，且多个所述应变片(3)通过数据线(31)连接形成全桥电路。

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