CN113173173B - 一种igv车桥用速度测量系统及其测量方法 - Google Patents

Abstract

一种IGV车桥用速度测量系统，包括一对安装在桥壳两侧的测量组件；桥壳内腔中两侧的半轴均周向限位安装半轴齿轮；每组测量组件对应位于半轴齿轮处，包括齿轮箱体、主齿轮和调整组件；主齿轮转动安装在支撑架上，支撑架的一端转动安装在齿轮箱体上、另一端与安装在齿轮箱体上的调整组件活动连接；调整组件弹性压紧在支撑架上，使得主齿轮与半轴齿轮保持啮合连接；主齿轮与传动组件连接，并通过传动组件将半轴齿轮的转速输出至速度传感器上。一种IGV车桥用速度测量系统，通过测量组件将半轴的转速传递至速度传感器进行测量，获取车桥两侧车轮的转速，汽车测速更加准确，避免ABS系统发生故障或者车轮打滑抱死时获取的车速信息无效。

Description

一种IGV车桥用速度测量系统及其测量方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种IGV车桥用速度测量系统及其测量方法。

背景技术

IGV是最近几年提出的新概念，全称是Intelligent Guided Vehicle，即智慧型引导运输车，和传统AGV相比较，IGV柔性化程度更高，无需借助任何固定标记物，可在灵活多变的路径下行驶作业。其常规动力传输方式是通过传动轴将动力传输至主减速器，经过主减速器传递至半轴，半轴再经轮边减速器后将动力输出，因此测量两侧半轴转速即可有效获知两侧车轮转速，避免车轮打滑带来运行不准确；

IGV作为一种无人驾驶车辆，要求对车辆的速度信息精确测量，才能保证车辆安全的运行。传统技术上汽车测速主要有两种方式，第一种：通过制动防抱死系统获取车速信息；存在以下缺陷：当ABS系统发生故障时则无法有效获取速度信息。第二种：燃油车通过测量发动机曲轴转速、新能源车通过测量电动机转速来获取转速信息；存在以下缺陷：无法精确测量两侧车轮转速，尤其当车辆转弯或者车轮打滑或抱死时获取得到的车速信息无效；这两种方式无法有效获取速度信息，造成汽车测速的不准确，无法适用IGV车辆的安全运行要求。

发明内容

本发明提供一种IGV车桥用速度测量系统及其测量方法，结构简单，实现精确测量、获取车桥两侧车轮的转速，汽车测速更加准确，避免ABS系统发生故障或者车轮打滑抱死时获取的车速信息无效。

为实现上述目的，本一种IGV车桥用速度测量系统，包括一对安装在桥壳两侧的测量组件；

桥壳内腔中两侧的半轴均周向限位安装半轴齿轮；

每组测量组件对应位于半轴齿轮处，包括齿轮箱体、主齿轮和调整组件；

所述齿轮箱体固定安装在桥壳上；

所述主齿轮转动安装在支撑架上，支撑架的一端转动安装在齿轮箱体上、另一端与安装在齿轮箱体上的调整组件活动连接；调整组件弹性压紧在支撑架上，使得主齿轮与半轴齿轮保持啮合连接；

主齿轮与传动组件连接，并通过传动组件将半轴齿轮的转速输出至速度传感器上。

进一步的，所述传动组件包括转动安装在齿轮箱体内腔内的齿轮轴；

所述齿轮轴上的齿轮始终与主齿轮啮合、一端与速度传感器同轴连接。

进一步的，所述调整组件包括调整套筒、顶杆和弹性组件；所述调整套筒外侧螺纹安装在齿轮箱体上；

顶杆螺纹安装在调整套筒上、下端通过弹性组件与支撑架连接。

进一步的，所述弹性组件包括弹簧套和弹簧；弹簧位于弹簧套内、一端与顶杆接触、另一端与弹簧套接触；

弹簧套上下滑动设置在调整套筒上、下端与支撑架连接。

进一步的，所述顶杆的上端位于调整套筒的外侧，锁紧螺母位于顶杆上端将其锁紧。

进一步的，，所述速度传感器安装在固定套筒内、端头处通过联轴器与齿轮轴连接；固定套筒安装在齿轮箱体上；

速度传感器与控制器连接，并通过控制器将速度在屏幕上显示。

进一步的，所述齿轮轴上齿轮的两侧分别通过第一轴承安装在齿轮箱体内；

一对第一轴承分别通过端盖进行轴向限位，端盖与齿轮箱体之间设有密封圈；

支撑架一端通过第二轴承转动安装在齿轮轴上，第二轴承一侧紧靠在齿轮轴的阶梯轴上、另一侧依次布置轴套、第一轴承，再通过螺纹安装在齿轮轴端头处的螺母锁紧固定；齿轮轴端头外侧通过端盖罩设密封。

进一步的，所述支撑架为V型结构，主齿轮通过轴承转动安装在支撑轴上，支撑轴固定安装在支撑架的折弯部。

进一步的，所述主齿轮采用尼龙材料。

一种IGV车桥用速度测量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

a.将一对测量组件安装在桥壳的两侧，并对应位于半轴周向限位布置的半轴齿轮处；

测量组件中的主齿轮与半轴齿轮啮合；

b.转动螺纹安装在调整套筒上的顶杆，顶杆下端带动弹簧移动，弹力作用在弹簧套上，使弹簧套对支撑架弹性下压，支撑架上的主齿轮与半轴齿轮保持啮合状态，补偿车辆在不同路况下半轴跳动造成主齿轮与半轴齿轮之间间隙；

当顶杆螺纹安装调整到合适位置时，通过锁紧螺母将其锁紧固定；

c.主齿轮与齿轮箱子上的齿轮轴啮合，齿轮轴的一端与固定套筒内的联轴器、速度传感器依次连接，通过速度传感器对齿轮轴的转速进行测量，并输出至控制器中分析，得到桥壳内腔中两侧半轴的转速。

与现有技术相比，本一种IGV车桥用速度测量系统，具有以下优点：

(1)本发明由于将一对测量组件安装在桥壳上，通过主齿轮与相应的半轴齿轮相互啮合测量半轴转速，利用传动组件将转速输出至速度传感器上，这种测量方式不同于常规安装在ABS齿圈或发动机传动轴上，有效避免ABS系统发生故障或者车轮打滑、抱死时获取的车速信息无效，并且实现对一对半轴转速的测量，并可连接控制器进行分析，因此更精准测量车辆车速和运行姿态，避免常规测量因差速器的存在造成两个轮端不等速而无法测量车辆姿态的情况；

(2)本发明由于设置调整组件，顶杆螺纹安装在调整套筒上、下端带动弹簧下压，使得弹簧外侧的弹簧套对支撑架弹性下压，因此通过顶杆的旋合长度来调整弹簧压缩长度以确保弹力，避免在行驶过程中支撑架的摇摆，补偿半轴跳动保障主齿轮与半轴齿轮良好啮合、不至于脱开，使得半轴齿轮与主齿轮上的转动精度更高，转速传递更精准；

(3)本发明传动组件主要为齿轮轴，齿轮轴始终与主齿轮啮合连接，通过两级传送将半轴齿轮转速传递至速度传感器上，因此本系统结构简单，有效获取速度信息，汽车测速更加准确。

附图说明

图1是本发明的整体安装在桥壳位置示意图；

图2是本发明的整体安装在桥壳位置主视图；

图3是本发明的测量组件示意图；

图4是本发明的测量组件主视图；

图5是图4中A-A方向剖视图；

图中：1、测量组件，11、齿轮箱体，2、调整组件，21、调整套筒，22、弹簧套，23、顶杆，24、弹簧，25、锁紧螺母，3、传动组件，31、齿轮轴，32、端盖，33、联轴器，34、速度传感器，35、固定套筒，4、主齿轮，5、支撑架，51、支撑轴，6、桥壳，61、半轴齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，本一种IGV车桥用速度测量系统，包括一对安装在桥壳6两侧的测量组件1，即在桥壳6内腔中两侧的半轴均周向限位安装半轴齿轮61，使得每组测量组件1与半轴齿轮61相对应，方便实现车桥两侧转速输出；

每组测量组件1包括齿轮箱体11、传动组件3和调整组件2；

所述齿轮箱体11固定安装在桥壳6上；

所述主齿轮4转动安装在支撑架5上，支撑架5的一端转动安装在齿轮箱体11上、另一端与安装在齿轮箱体11上的调整组件2活动连接；调整组件2弹性压紧在支撑架5上，使得主齿轮4与半轴齿轮61保持啮合连接；

主齿轮4与传动组件3连接，并通过传动组件3将半轴齿轮61的转速输出至速度传感器34上。

进一步的，传动组件3包括转动安装在齿轮箱体11内腔内的齿轮轴31；

所述齿轮轴31上的齿轮始终与主齿轮4啮合、一端与速度传感器34同轴连接。另外传动组件3也可以为多组齿轮啮合，通过多组齿轮啮合实现转速输出调整；

传动组件3的具体安装方式为，齿轮轴31上的齿轮两侧分别通过第一轴承安装在齿轮箱体11内，一对第一轴承分别通过端盖32进行轴向限位，端盖32与齿轮箱体11之间设有密封圈，通过一对端盖32不仅实现对相应第一轴承的轴向限位，而且避免灰尘进入；

支撑架5一端通过第二轴承转动安装在齿轮轴31上，第二轴承的一侧紧靠在齿轮轴31的阶梯轴上、另一侧依次布置轴套、第一轴承，再通过螺纹安装在齿轮轴31端头处的螺母锁紧固定，因此实现对第二轴承的轴向限位；齿轮轴31端头外侧通过端盖32罩设密封。

进一步的，所述调整组件2包括调整套筒21、顶杆23和弹性组件；所述调整套筒21外侧螺纹安装在齿轮箱体11上；

顶杆23螺纹安装在调整套筒21上、下端通过弹性组件与支撑架5连接。

进一步的，所述弹性组件包括弹簧套22和弹簧24；弹簧24位于弹簧套22内、一端与顶杆23接触、另一端与弹簧套22接触；弹簧套22上下滑动设置在调整套筒21上、下端与支撑架5连接。

进一步的，所述顶杆23的上端位于调整套筒21的外侧，锁紧螺母25位于顶杆23上端将其锁紧。

进一步的，所述速度传感器34安装在固定套筒35内、端头处通过联轴器33与齿轮轴31连接；固定套筒35安装在齿轮箱体11上；

速度传感器34与控制器连接，并通过控制器将速度在屏幕上显示。

进一步的，所述支撑架5为V型结构，主齿轮4通过轴承安装支撑轴51上，支撑轴51固定在支撑架5的折弯部。

另外主齿轮4采用尼龙材料。

本一种IGV车桥用速度测量系统在使用时，首先将一对测量组件1安装在桥壳6的两侧，并且桥壳6内腔中两侧的半轴均周向限位设有半轴齿轮61，一对半轴之间为差速器，半轴齿轮61的安装形式可以为两种，一种是齿轮与半轴一体式设计，另外一种是将齿圈压装在半轴上，比如通过过盈配合或者通过花键等方式；

主齿轮4与相应的半轴齿轮61相互啮合，一方面不仅通过调整组件2保持对半轴齿轮61的啮合，防止脱开，而且通过传动组件3将半轴齿轮61上的转速输出至速度传感器34上，速度传感器34对速度进行测量，保证两侧车轮转速的有效性和精准性；

具体的为：当车辆在实际行驶中，根据不同的路况，半轴存在一定的跳动，其相应的半轴齿轮61无法与主齿轮4紧密啮合，存在转速传递的偏差，因此设置调整组件，即调整套筒21螺纹安装或者固定安装在齿轮箱体11上，其是调整组件2的装配基础，顶杆23螺纹安装在调整套筒21上、下端带动弹簧24下压，使得弹簧24外侧的弹簧套22对支撑架5弹性下压，因此当半轴存在跳动时，通过顶杆23的旋合长度来调整弹簧24压缩长度以确保弹力，避免支撑架5的摇摆，补偿半轴跳动保障主齿轮4与半轴齿轮61良好啮合、不至于脱开，当顶杆23螺纹安装调整到合适位置时，通过锁紧螺母25将其锁紧固定，避免长时间使用，不同工况(比如振动)下，顶杆23的位置变化；

主齿轮4将半轴齿轮61的转动传递至齿轮轴31上，齿轮轴31可分别通过第一轴承安装在齿轮箱体11内，一对第一轴承分别通过端盖32进行轴向限位，端盖32与齿轮箱体11之间设有密封圈，通过一对端盖32不仅实现对相应第一轴承的轴向限位，而且避免灰尘进入；齿轮轴31的一端输出与固定套筒35内的联轴器33、速度传感器34连接，通过速度传感器34对齿轮轴31的转速进行测量，并输出至控制器中分析，得到半轴齿轮61的转速；

本系统一方面将测量组件1安装在桥壳6上，主齿轮4与相应的半轴齿轮61相互啮合测量半轴转速，这种测量方式不同于常规安装在ABS齿圈或发动机传动轴上，有效避免ABS系统发生故障或者车轮打滑、抱死时获取的车速信息无效，另一方面监测的是一对半轴的转速，之间测量相互独立、互不干扰，并可连接控制器进行分析，因此更精准测量车辆车速和运行姿态，避免常规测量因差速器的存在造成两个轮端不等速而无法测量车辆姿态的情况；

另外传动组件3中的齿轮轴31始终与主齿轮4啮合连接，通过两级传送将半轴齿轮61转速传递至速度传感器34上，因此本系统结构简单，有效获取速度信息，汽车测速更加准确。

Claims (7)

1.一种IGV车桥用速度测量系统，其特征在于，包括一对安装在桥壳（6）两侧的测量组件（1）；

桥壳（6）内腔中两侧的半轴均周向限位安装半轴齿轮（61）；

每组测量组件（1）对应位于半轴齿轮（61）处，包括齿轮箱体（11）、主齿轮（4）和调整组件（2）；

所述齿轮箱体（11）固定安装在桥壳（6）上；

所述主齿轮（4）转动安装在支撑架（5）上，支撑架（5）的一端转动安装在齿轮箱体（11）上、另一端与安装在齿轮箱体（11）上的调整组件（2）活动连接；调整组件（2）弹性压紧在支撑架（5）上，使得主齿轮（4）与半轴齿轮（61）保持啮合连接；

主齿轮（4）与传动组件（3）连接，并通过传动组件（3）将半轴齿轮（61）的转速输出至速度传感器（34）上；

所述调整组件（2）包括调整套筒（21）、顶杆（23）和弹性组件；所述调整套筒（21）外侧螺纹安装在齿轮箱体（11）上；

顶杆（23）螺纹安装在调整套筒（21）上、下端通过弹性组件与支撑架（5）连接；

所述弹性组件包括弹簧套（22）和弹簧（24）；弹簧（24）位于弹簧套（22）内、一端与顶杆（23）接触、另一端与弹簧套（22）接触；

弹簧套（22）上下滑动设置在调整套筒（21）上、下端与支撑架（5）连接；

所述顶杆（23）的上端位于调整套筒（21）的外侧，锁紧螺母（25）位于顶杆（23）上端将其锁紧。

2.根据权利要求1所述的一种IGV车桥用速度测量系统，其特征在于，所述传动组件（3）包括转动安装在齿轮箱体（11）内腔内的齿轮轴（31）；

所述齿轮轴（31）上的齿轮始终与主齿轮（4）啮合、一端与速度传感器（34）同轴连接。

3.根据权利要求2所述的一种IGV车桥用速度测量系统，其特征在于，所述速度传感器（34）安装在固定套筒（35）内、端头处通过联轴器（33）与齿轮轴（31）连接；固定套筒（35）安装在齿轮箱体（11）上；

速度传感器（34）与控制器连接，并通过控制器将速度在屏幕上显示。

4.根据权利要求3所述的一种IGV车桥用速度测量系统，其特征在于，所述齿轮轴（31）上齿轮的两侧分别通过第一轴承安装在齿轮箱体（11）内；

一对第一轴承分别通过端盖（32）进行轴向限位，端盖（32）与齿轮箱体（11）之间设有密封圈；

支撑架（5）一端通过第二轴承转动安装在齿轮轴（31）上，第二轴承一侧紧靠在齿轮轴（31）的阶梯轴上、另一侧依次布置轴套、第一轴承，再通过螺纹安装在齿轮轴（31）端头处的螺母锁紧固定；齿轮轴（31）端头外侧通过端盖（32）罩设密封。

5.根据权利要求3所述的一种IGV车桥用速度测量系统，其特征在于，所述支撑架（5）为V型结构，主齿轮（4）通过轴承转动安装在支撑轴（51）上，支撑轴（51）固定安装在支撑架（5）的折弯部。

6.根据权利要求3所述的一种IGV车桥用速度测量系统，其特征在于，所述主齿轮（4）采用尼龙材料。

7.一种根据权利要求3所述的IGV车桥用速度测量系统的测量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

a. 将一对测量组件（1）安装在桥壳（6）的两侧，并对应位于半轴周向限位布置的半轴齿轮（61）处；

测量组件（1）中的主齿轮（4）与半轴齿轮（61）啮合；

b. 转动螺纹安装在调整套筒（21）上的顶杆（23），顶杆（23）下端带动弹簧（24）移动，弹力作用在弹簧套（22）上，使弹簧套（22）对支撑架（5）弹性下压，支撑架（5）上的主齿轮（4）与半轴齿轮（61）保持啮合状态，补偿车辆在不同路况下半轴跳动造成主齿轮（4）与半轴齿轮（61）之间间隙；

当顶杆（23）螺纹安装调整到合适位置时，通过锁紧螺母（25）将其锁紧固定；

c. 主齿轮（4）与齿轮箱子（11）上的齿轮轴（31）啮合，齿轮轴（31）的一端与固定套筒（35）内的联轴器（33）、速度传感器（34）依次连接，通过速度传感器（34）对齿轮轴（31）的转速进行测量，并输出至控制器中分析，得到桥壳（6）内腔中两侧半轴的转速。