CN201540181U - 一种p挡机构扭矩检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种P挡机构扭矩检测装置，所述P挡机构包括P挡轴，所述扭矩检测装置包括电机，减速器，用于检测P挡轴的扭矩和角位移量的检测机构，用于显示P挡轴的扭矩和角位移量的显示机构，以及用于根据P挡轴的扭矩和角位移量控制电机转动的控制机构，所述控制机构分别与所述电机和所述显示机构电连接，所述电机的输出轴通过所述减速器与所述P挡轴连接，所述P挡轴和所述检测机构连接，所述检测机构与所述控制机构电连接。该P挡机构扭矩检测装置测量精确度高、不受到人为影响，适合批量化测量。

Description

一种P挡机构扭矩检测装置

技术领域

本实用新型属于检测工装领域，尤其涉及一种P挡机构扭矩检测装置。

背景技术

P挡，即驻车挡，就是利用机械装置与装在传动轴上的棘轮咬合而达到驻车的目的。P挡机构的锁止以及解锁扭矩是P挡机构最为重要的机械性能参数之一，合理的P挡机构的锁止以及解锁扭矩能保证汽车在驻车过程中不会出现脱挡，而启动时不会出现不能解挡的情况。因此必须规定合理的P挡锁止及解锁的扭矩范围，并使其扭矩值处于规定扭矩范围内。

为了保证P挡锁止及解锁的扭矩范围处于规定扭矩范围内，制造过程中必须对P挡的锁止解锁扭矩进行精确的检测。目前，现有的P挡锁止解锁扭矩的检测装置即扭矩扳手，扭矩扳手通过花键套与P挡轴连接，在扭矩扳手某一力臂处施加一个力，使P挡机构与传动轴上的棘轮咬合，将传动轴锁止即P挡锁止，读出此时扭矩扳手上的扭矩读数。反方向转动扭矩扳手则为P挡解锁。该扭矩测试方法存在以下缺点：

1、扭矩扳手本身的测量精度不够高，误差较大；

2、此方法为人工手动操作，人为因素对测量结果的影响较大。

使用扭矩扳手测量某一组数据时，数据不稳定，偏差较大，不能客观地反映P挡锁止以及解锁时的实际扭矩值。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中检测P挡机构扭矩误差较大、测量结果受到人为影响比较大的问题，提供一种测量精确度高、不受到人为影响的P挡机构扭矩检测装置。

本实用新型提供一种P挡机构扭矩检测装置，所述P挡机构包括P挡轴，所述扭矩检测装置包括电机，减速器，用于检测P挡轴的扭矩和角位移量的检测机构，用于显示P挡轴的扭矩和角位移量的显示机构，以及用于根据P挡轴的扭矩和角位移量控制电机转动的控制机构，所述控制机构分别与所述电机和所述显示机构电连接，所述电机的输出轴通过所述减速器与所述P挡轴连接，所述P挡轴和所述检测机构连接，所述检测机构与所述控制机构电连接。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型根据P挡轴的扭矩和角位移量来控制电机的转动，从而带动P挡轴的转动，保证能实现P挡轴的解锁或锁止，通过扭矩传感器来检测P挡轴的解锁或锁止过程中的扭矩能准确得到P挡轴的最大扭矩，提高了测量精度，并且操作使用方便、不受到人为影响。

附图说明

图1为本实用新型的P挡机构扭矩检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型的P挡机构锁止过程的示意图；

图3为本实用新型的P挡机构解锁过程的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据本实用新型的一种实施方式，如图1所示，一种P挡机构扭矩检测装置，所述P挡机构包括P挡轴9，所述扭矩检测装置包括电机1，减速器3，用于检测P挡轴的扭矩和角位移量的检测机构，用于显示P挡轴的扭矩和角位移量的显示机构11，以及用于根据P挡轴的扭矩和角位移量控制电机转动的控制机构10，所述控制机构10分别与所述电机1和所述显示机构11电连接，所述电机1的输出轴通过所述减速器3与所述P挡轴9连接，所述P挡轴9和所述检测机构连接，所述检测机构与所述控制机构10电连接。

本实用新型根据P挡轴9的扭矩和角位移量来控制电机1的转动，从而带动P挡轴的转动，保证能实现P挡轴的解锁或锁止，通过扭矩传感器来检测P挡轴的解锁或锁止过程中的扭矩能准确得到P挡轴的最大扭矩，通过P挡轴的最大扭矩与合理的扭矩值进行对比，可得知该P挡机构是否合格，该扭矩检测装置提高了扭矩测量精度，并且操作使用方便、不受到人为影响。

作为进一步改进，所述检测机构包括扭矩传感器5、角位移传感器7和用于采集扭矩和角位移量的采集单元12，所述采集单元12分别与所述扭矩传感器5和所述角位移传感器7电连接。扭矩传感器5、角位移传感器7设置于P挡轴9上，用于检测P挡轴9的扭矩和P挡轴9转动的转动角位移量。

作为进一步改进，采集单元12为PCI-16ADT采集卡。

作为进一步改进，所述P挡机构扭矩检测装置还包括第一联轴器2、第二联轴器4、第三联轴器6和第四联轴器8，所述第一联轴器2分别与电机1的输出轴和减速器3的一端连接，所述减速器3的另一端通过所述第二联轴器4与所述扭矩传感器5的一端连接，所述扭矩传感器5的另一端通过所述第三联轴器6与所述角位移传感器7的一端连接，所述角位移传感器的另一端通过所述第四联轴器8与所述P挡轴9连接。通过上述的联轴器依次连接电机1的输出轴、减速器3、扭矩传感器5、角位移传感器7以及P挡轴9，使得P挡轴9可以随着电机1的输出轴的转动而转动以传递电机输出的扭矩。当然扭矩传感器5也可以连接在所述第三联轴器6与轴套8之间，扭矩传感器5与角位移传感器7的位置是可以互换的。

作为进一步改进，所述控制机构10包括用于接收所述采集单元12采集到的扭矩和角位移量并根据扭矩和角位移量控制所述电机1转动的控制单元，以及用于根据控制单元的扭矩和相对角位移量进行绘图并输出给所述显示机构的数据处理单元，所述数据处理单元分别与所述控制单元和所述显示机构电连接，所述控制单元与所述采集单元电连接。优选情况下，所述控制机构10为IPC-810B工控机，所述显示机构11为液晶显示器。

作为进一步的改进，所述P挡机构还包括：滚动轴14和可卡紧所述滚动轴的定位板13，所述定位板13与所述P挡轴9固定连接。作为更进一步的改进，所述定位板13包括可卡紧滚动轴14的第一定位槽15和第二定位槽16，以及连接第一定位槽15和第二定位槽16的弧形凸起131。所述定位板13与所述P挡轴9相互垂直，保证当所述P挡轴9转动时，定位板13随着P挡轴9转动同样的角度。

如图2所示，P挡轴的锁止过程如下：初始时，滚动轴14位于定位板13的第一定位槽15的位置，且滚动体14是一直保持不动的。为了使滚动轴14从第一定位槽15中到达定位板13的弧形凸起131，即滚动轴14和定位板13发生相对位移，电机1驱动P挡轴9转动，从而带动与P挡轴9连接的定位板13绕P挡轴的轴线逆时针转动。滚动轴14从第一定位槽15的位置到达定位卡板13的弧形凸起131的过程中，滚动轴14的阻力矩一直增大，因此电机1输出的扭矩也就一直增大，P挡轴所受的扭矩一直增大，当电机1输出的扭矩等于滚动轴14的阻力矩时，滚动轴14到达定位板13的弧形凸起131，之后，随着定位板13的转动，滚动轴14从定位板13的弧形凸起131到第二定位槽16中即P挡轴的锁止，滚动轴14从定位板13的弧形凸起131到第二定位槽16的过程中，滚动轴14的阻力矩减小，P挡轴所受扭矩一直减小；整个过程中P挡轴9所受扭矩呈抛物线形状，记录下P挡轴的锁止过程的最大锁止扭矩M1。

如图3所示，P挡解锁过程如下：初始时，滚动轴14位于定位板13的第二定位槽16中，且滚动体14是一直保持不动。为了使滚动轴14从第二定位槽16中到达定位板13的弧形凸起131，即使滚动轴14和定位板13发生相对位移，电机1驱动P挡轴9转动，从而带动与P挡轴9连接的定位板13绕P挡轴的轴线顺时针转动，克服滚动体14的阻力矩。滚动轴14从第二定位槽16的位置到达定位卡板13的弧形凸起131的过程中，滚动轴14的阻力矩一直增大，因此电机1输出的扭矩也就一直增大，P挡轴所受的扭矩一直增大，当电机1输出的扭矩等于滚动轴14的阻力矩时，滚动轴14到达定位板13的弧形凸起131，之后，随着定位板13的继续转动，滚动轴14从定位板13的弧形凸起131到第一定位槽15中即P挡轴的解锁，滚动轴14从定位板13的弧形凸起131到第一定位槽15的过程中，滚动轴14的阻力矩减小，P挡轴9所受扭矩一直减小；整个过程中P挡轴9所受的扭矩也是呈抛物线形状，记录下P挡轴9的解锁过程的最大锁止扭矩M2。

P挡机构扭矩检测装置的检测过程中：事先设定P挡轴9的相对角位移的变化量为0-20度。当P挡轴9转动的角度在0-20度之间时，控制机构10根据实时检测到的扭矩和P挡轴9的角位移量是否在变化来控制电机输出扭矩的大小，当角位移量等于0度时，即角位移传感器相对静止，P挡轴9无法转动，电机1所提供负载扭矩不足，而无法克服滚动轴14的阻力矩以带动P挡轴转动，则控制机构10根据实时检测到的扭矩来控制电机1输出扭矩的增加或减少。当角位移量超出角位移的上限20度，则控制机构10控制电机1反转。

判断P挡轴9扭矩是否合格：

事先设定一个P挡轴9扭矩的下限ML和上限MH。如果测得的P挡最大锁止扭矩M1的范围为ML≤M1≤MH，且最大解锁扭矩M2的范围为ML≤M2≤MH，表示合格。

如果P挡最大锁止扭矩M1的范围为ML≤M1≤MH，但是P挡最大解锁扭矩M2＜ML或P挡最大解锁扭矩M2＞MH时，则不符合要求；

如果P挡最大解锁扭矩M2的范围为ML≤M2≤MH，但是P挡最大锁止扭矩M1＜ML或P挡最大锁止扭矩M1＞MH，则不符合要求。

其中ML为3N·m，MH为7N·m。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种P挡机构扭矩检测装置，所述P挡机构包括P挡轴，其特征在于：所述扭矩检测装置包括电机，减速器，用于检测P挡轴的扭矩和角位移量的检测机构，用于显示P挡轴的扭矩和角位移量的显示机构，以及用于根据P挡轴的扭矩和角位移量控制电机转动的控制机构，所述控制机构分别与所述电机和所述显示机构电连接，所述电机的输出轴通过所述减速器与所述P挡轴连接，所述P挡轴和所述检测机构连接，所述检测机构与所述控制机构电连接。

2.如权利要求1所述的P挡机构扭矩检测装置，其特征在于：所述检测机构包括扭矩传感器、角位移传感器和用于采集扭矩和角位移量的采集单元，所述采集单元分别与所述扭矩传感器和所述角位移传感器电连接。

3.如权利要求2所述的P挡机构扭矩检测装置，其特征在于：所述采集单元为PCI-16ADT采集卡。

4.如权利要求2所述的P挡机构扭矩检测装置，其特征在于：所述扭矩检测装置还包括第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器和第四联轴器，所述第一联轴器分别与电机的输出轴和减速器的一端连接，所述减速器的另一端通过所述第二联轴器与所述扭矩传感器的一端连接，所述扭矩传感器的另一端通过所述第三联轴器与所述角位移传感器的一端连接，所述角位移传感器的另一端通过所述第四联轴器与所述P挡轴连接。

5.如权利要求2所述的P挡机构扭矩检测装置，其特征在于：所述控制机构包括用于接收采集单元采集到的扭矩和角位移量并根据接收单元中的角位移量控制所述电机转动的控制单元，以及用于根据控制单元的扭矩和相对角位移量进行绘图并输出给所述显示机构的数据处理单元，所述数据处理单元分别与所述控制单元和所述显示机构电连接，所述控制单元与所述采集单元电连接。

6.如权利要求1所述的P挡机构扭矩检测装置，其特征在于：所述控制机构为IPC-810B工控机。

7.如权利要求1所述的P挡机构扭矩检测装置，其特征在于：所述显示机构为液晶显示器。

8.如权利要求1所述的P挡机构扭矩检测装置，其特征在于：所述P挡机构还包括：滚动轴和可卡紧所述滚动轴的定位板，所述定位板与所述P挡轴固定连接。

9.如权利要求8所述的P挡机构扭矩检测装置，其特征在于：所述定位板包括可卡紧滚动轴的第一定位槽和第二定位槽，以及连接第一定位槽和第二定位槽的弧形凸起。

10.如权利要求8所述的P挡机构扭矩检测装置，其特征在于：所述定位板与所述P挡轴相互垂直。

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