专利名称：操纵杆上操纵力和对应位移的测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种操纵杆上的测试装置，特别是一种操纵杆上操纵力和对应位移的测试装置，属于机械工程中车辆检测领域。
背景技术：
车辆或某些工程机械操纵杆的推拉操纵力和该操纵杆对应的角位移是操纵机构操纵性能检测的新的要求，通过同步连续动态检测驾驶员在车辆行驶过程中操纵杆的推拉操纵力和该操纵杆的转角位移对应关系，来评判操纵机构的设计正确性、装配质量、系统磨损故障等状况。目前是采用一个S形电阻应变拉压力传感器或采用梁式电阻应变手拉力传感器以及相应安装机构来检测操纵杆的操纵力，经文献检索发现，中国专利号为90221808，名称为手拉力测试仪，该专利技术介绍来了一种由手拉力传感器和数显仪表组成的手拉力测试仪，适用于汽车驻车制动控制力和其它操纵杆的手拉力测量，其传感器设计紧凑，纵向尺寸小，可排除偏向力和扭矩的影响，并能装夹在各种形式和尺寸的被测拉杆上；其数显仪表中设计有采样，保持电路和数字锁存电路，除能显示每一瞬时手拉力值外，还能自动地捕捉和显示最大手拉力值，并将它永久地保持在显示板上，全套仪器反映灵敏，使用方便，易于制造，各项精度及指标均能满足测试要求。该实用新型虽然能够测试车辆驻车制动控制力和其它操纵杆的手拉力，但不能测试操纵杆对应的空间角位移，因此不能满足车辆操纵杆操纵性能的新的更高的检测要求；而且手柄形状与实际车辆操纵杆的手柄不同，驾驶员握姿不符合人体实际操纵情况，这样测得的值与没有安装测试仪时的控制操纵力有所不同；该实用新型采用夹块夹紧被测车辆操纵杆的方式安装固定，其高度方向的调整定位不够方便，因此该技术的应用范围受到很大限制。
发明内容
本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种操纵杆上操纵力和对应位移的测试装置，将现有技术中无角位移检测项目，设计成拆装方便固定的操纵力和对应操纵杆角位移测试一体化的测试装置，使其克服了只能测试操纵力不能同步检测操纵杆的位移、测试仪与实际车辆操纵手柄的操纵情况偏离的技术限制，满足了操纵力的测试以及操纵杆对应位移的同步测试要求，测试条件和工况更加符合实际车辆的人体操纵情况，安装方便固定。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明主要包括操纵杆座、操纵力传感器、倾角位移传感器、操纵手柄头和手柄连接杆，其连接方式为操纵力传感器由螺钉固定在操纵杆座的侧面，倾角位移传感器由螺钉固定在操作杆座的另一侧面，操纵手柄头通过手柄连接杆由螺钉直接与操纵力传感器的敏感部位固定连接，测试时，只要旋下车辆被测操纵杆上的手柄头，将操纵杆座连同其上固定的操纵力传感器和倾角位移传感器套在被测操纵杆上，并用螺钉快速紧固。
本发明的操纵力传感器采用矩形或长圆柱形悬臂梁式电阻应变负荷传感器，可测试操纵杆上前后方向的应变值，亦即测试操纵杆上前后方向的人体推拉操纵力；操纵杆对应的转角位移测试采用一个垂直安装的扁圆形电容式倾角传感器，该种传感器具有价格低可靠性高的特点，可同时同步测试操纵杆前后方向的倾角位移，其值等于转角位移值，只要倾角传感器的安装底平面与操纵杆轴线以及操纵杆转动平面始终平行，测试结果亦即相等的转角位移值；操纵力传感器的安装平面与倾角位移传感器的安装平面垂直；操纵力传感器以及倾角位移传感器的安装平面均与操纵杆座的内孔轴线平行；操纵手柄头的轴线与操纵杆的轴线同轴或平行。操纵杆上操纵力和操纵杆对应位移的测试信号，通过操纵杆操纵力和对应位移测试装置上的电缆连接于便携式信号调理模块，然后直接输入便携式电脑，随行驶中的车辆动态实时测试每一瞬时驾驶员操纵的推拉力和对应的操纵杆倾角位移，并可作显示记录和分析。本发明的技术适用于车辆、工程机械驻车制动和其它操纵杆的操纵力及对应位移操纵性能的同步动态测试。
本发明具有实质性特点和显著进步，因为采用了倾角位移传感器，增加了测试项目，从而满足了操纵性能测试的更高要求；采用倾角传感器测量操纵杆的倾角位移，避免了现有技术中采用转角位移传感器安装困难的问题，只要倾角传感器的安装底平面与操纵杆轴线以及操纵杆转动平面始终平行，测试结果亦即相等的转角位移值，这使操纵杆操纵力和对应位移测试装置元器件少，能够一体化，并且测试精度高；本发明中的操纵杆座为套筒形结构，其内设有与操纵杆同直径的孔，孔的顶部有台阶，用于测试装置安装时高度方向的快速定位，这样的结构既简单可靠，又使安装调整很方便；本发明中的操纵手柄头与操纵杆同轴线，而且操纵手柄头可以换装为与被测操纵杆同样的手柄头，因此更符合人体工程学，并且不改变实际操纵情况，所测数据也就不会偏离实际值。
图1本发明结构外形正视2本发明结构外形左视3本发明结构外形俯视4本发明A-A向剖视图具体实施方式
如图1、图2、图3和图4所示，本发明主要包括操纵杆座1、操纵力传感器2、倾角位移传感器3、操纵手柄头4、、手柄连接杆5、其连接方式为操纵力传感器2由螺钉固定在操纵杆座1的侧面，倾角位移传感器3由螺钉固定在操作杆座1的另一侧面，操纵手柄头4通过手柄连接杆5用螺钉与操纵力传感器2的敏感部位固定连接，测试时，操纵杆座1连同其上固定的操纵力传感器2和倾角位移传感器3套在被测操纵杆上，并用螺钉紧固。
操纵杆座1为套筒形结构，操纵杆座1内设有与车辆操纵杆同直径的孔，孔的顶部有台阶。
操纵力传感器2为矩形或长圆柱形悬臂梁式电阻应变负荷传感器，倾角位移传感器3为一个垂直设置的电容式倾角传感器，如扁圆形电容式倾角传感器。
操纵力传感器2的安装平面与倾角位移传感器3的安装平面垂直，操纵力传感器2以及倾角位移传感器3的安装平面均与操纵杆座1的内孔轴线平行，操纵手柄头4的轴线与操纵杆的轴线同轴或平行。
权利要求
1.一种操纵杆上操纵力和对应位移的测试装置，主要包括操纵杆座(1)、操纵力传感器(2)、操纵手柄头(4)、手柄连接杆(5)，其特征在于还包括倾角位移传感器(3)，操纵力传感器(2)由螺钉固定在操纵杆座(1)的侧面，倾角位移传感器(3)由螺钉固定在操作杆座(1)的另一侧面，操纵手柄头(4)通过手柄连接杆(5)用螺钉直接与操纵力传感器(2)的敏感部位固定连接，测试时，操纵杆座(1)连同其上固定的操纵力传感器(2)和倾角位移传感器(3)套在被测操纵杆上，并用螺钉紧固。
2.根据权利要求1所述的这种操纵杆上操纵力和对应位移的测试装置，其特征是操纵杆座(1)为套筒形结构，其内设有与被测操纵杆同直径的孔，孔的顶部有台阶。
3.根据权利要求1或2所述的这种操纵杆上操纵力和对应位移的测试装置，其特征是操纵杆座(1)上固定设置的操纵力传感器(2)的安装平面与倾角位移传感器(3)的安装平面垂直，操纵力传感器(2)的安装平面以及倾角位移传感器(3)的安装平面均与操纵杆座(1)的内孔轴线平行，操纵手柄头(4)的轴线与操纵杆座(1)的内孔轴线同轴或平行。
4.根据权利要求1所述的这种操纵杆上操纵力和对应位移的测试装置，其特征是操纵力传感器(2)为矩形或长圆柱形悬臂梁式电阻应变负荷传感器。
5.根据权利要求1所述的这种操纵杆上操纵力和对应位移的测试装置，其特征是倾角位移传感器(3)为电容式倾角传感器。
全文摘要
操纵杆上操纵力和对应位移的测试装置属于机械工程中车辆检测领域。主要包括操纵杆座、操纵力传感器、倾角位移传感器、操纵手柄头和手柄连接杆，其连接方式为操纵力传感器和对应的倾角位移传感器由螺钉固定在操纵杆座的两侧，操纵手柄头通过手柄连接杆用螺钉直接与操纵力传感器的敏感部位固定连接，测试时，操纵杆座连同其上固定的传感器等套在被测操纵杆上，并用螺钉紧固。本发明将具有结构简单、元器件少、操纵力和操纵杆对应位移测试功能集合为一体，工作可靠、测试精度高、符合车辆实际操纵情况、安装调整使用很方便的特点，适用于车辆、工程机械驻车制动和其它操纵杆的操纵力及对应位移操纵性能的同步动态测试。
文档编号G01L5/22GK1405531SQ0213775
公开日2003年3月26日 申请日期2002年10月31日 优先权日2002年10月31日
发明者程晓鸣, 黄宏成, 何维廉, 赵宇彤 申请人:上海交通大学