一种汽车门传感器检测装置和汽车门传感器的制作方法

本实用新型属于汽车传感器领域，尤其涉及一种汽车门传感器检测装置。

背景技术：

为了防夹安全起见，越来越多的汽车车门开始安装防夹传感器，主要是通过检测防夹密封条内气压变化，通过压力传感器内置应变片电桥不平衡输出信号，经过后续电路精确放大取得连续的测量压力值，但是现有车门防夹传感装置缺少有效检测，不能够保障出厂可靠性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种汽车门传感器检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种汽车门传感器检测装置，包括检测静机架及通过合页与该检测静机架铰接的检测动机架，检测静机架固定安装有第一锥齿轮，检测动机架的转轴安装有与该第一锥齿轮啮合转动的第二锥齿轮，与该第二锥齿轮同轴设置一驱动弧套，该驱动弧套与第二锥齿轮同步转动，驱动弧套外套装有不完全齿棘轮，该不完全齿棘轮外设置绕转轴自由转动且具有内侧棘轮槽的棘轮槽盘，该棘轮槽盘背面一体设置有传动齿轮，该传动齿轮与齿条在一侧啮合传动，齿条底部与安装于检测动机架的检测弹性体联动。

不完全齿棘轮具有一联动凸起部，驱动弧套具有一与该联动凸起部相配合的缺口部，联动凸起部落入驱动弧套的开口部时不完全齿棘轮的棘轮齿与棘轮槽盘的棘轮槽卡合，棘轮槽盘与不完全齿棘轮同步转动。

进一步，检测弹性体通过滑槽滑动安装于检测动机架内部，该检测弹性体包括一在顶部与齿条连接的弹性主体，该弹性主体两侧底部安装复位弹簧。

进一步，弹性主体底部安装有密闭橡胶管，该密闭橡胶管通过连接气管与MEMS压力传感器连接，该MEMS压力传感器与安装于检测动机架顶部的活动电磁铁和安装于检测静机架顶部的固定电磁铁电性连接。

进一步，传动齿轮通过轴承转动安装于转轴并在两侧通过轴用挡圈定位。

进一步，棘轮槽盘端面安装挡盖。

进一步，第一锥齿轮安装于合页的固定轴的底部。

进一步，转轴设置于检测动机架内部，两端通过轴承支撑于检测动机架。

进一步，齿条通过滑槽滑动安装于检测动机架。

进一步，在转轴上安装角位移传感器。

本实用新型的另一目的在于提供一种汽车门传感器，密闭橡胶管、MEMS压力传感器以及连接气管组成所述汽车门传感器，所述密闭橡胶管由半圆柱体部和带有凹槽的长方体部一体成型，所述密闭橡胶管通过所述凹槽安装于所述弹性主体底部；所述密闭橡胶管的半圆柱体部受力变形引发的气体气压通过连接气管传导至MEMS压力传感器，所述MEMS压力传感器包括上电极、氮化硅层、第一硅衬底、下电极、第二硅衬底。

所述MEMS压力传感器制作工艺流程如下：

步骤一、低压化学气相沉积的方法在第一硅衬底双面生长氮化硅膜，厚度为1.5μm；

步骤二、光刻上电极图形，蒸发铬/金薄膜，超声剥离后得到上电极图形；

步骤三、干法刻蚀氮化硅，得到振动片图形和刻蚀孔；

步骤四、背面光刻腐蚀窗口图形并干法刻蚀将背面的氮化硅层刻透；

步骤五、将硅片放入KOH蚀液中进行腐蚀，去除振动片下的多余部分的硅衬底，得到具有悬臂梁的振动片结构；

步骤六、在第二硅衬底上蒸发铬/金薄膜，作为下电极；

步骤七、将所述第一硅衬底和第二硅衬底键合，完成器件制作。

通过转轴上安装的角位移传感器读取转轴的转速值，经标定准确的MEMS压力传感器的输出压力值与转轴的转速值通过MATLAB进行函数拟合，将拟合后的函数曲线作为标准转速-压力曲线，待检测的MEMS压力传感器与转轴的转速值构成的转速-压力曲线与标准转速-压力曲线进行对比，以对比结果评判待检测的MEMS压力传感器的可靠性，与标准转速-压力曲线偏差越小，可靠性越高。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的汽车门传感器检测装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的A处局部放大图。

图3为本实用新型实施例提供的汽车门传感器检测装置的局部结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的棘轮槽盘、不完全齿棘轮安装示意图。

图5为本实用新型实施例提供的汽车门传感器检测装置的俯视图。

图6为本实用新型实施例提供的不完全齿棘轮结构示意图。

图7为本实用新型实施例提供的棘轮槽盘与不完全齿棘轮分离示意图。

图8为本实用新型实施例提供的棘轮槽盘与不完全齿棘轮卡合示意图。

图9为本实用新型实施例提供的密闭橡胶管变形前示意图。

图10为本实用新型实施例提供的密闭橡胶管变形后示意图。

图11为本实用新型实施例提供的压力传感器的振动片结构示意图。

图12为本实用新型实施例提供的压力传感器的结构示意图。

图中：1、第一锥齿轮；2、第二锥齿轮；3、合页；4、传动齿轮；5、棘轮槽盘；6、齿条；7、驱动弧套；8、转轴；9、弹性主体；10、复位弹簧；11、密闭橡胶管；12、不完全齿棘轮；13、联动凸起部；14、活动电磁铁；15、固定电磁铁；16、检测静机架；17、检测动机架；18、连接气管；19、上电极；20、悬臂梁；21、氮化硅层；22、第一硅衬底；23、下电极；24、第二硅衬底；25、半圆柱体部；26、长方体部；27、刻蚀孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图12：

一种汽车门传感器检测装置，包括检测静机架16及通过合页3与该检测静机架16铰接的检测动机架17，检测静机架16固定安装有第一锥齿轮1，第一锥齿轮1安装于合页3的固定轴的底部；检测动机架17的转轴8安装有与该第一锥齿轮1啮合转动的第二锥齿轮2，与该第二锥齿轮2同轴设置一驱动弧套7，该驱动弧套7与第二锥齿轮2同步转动，驱动弧套7外套装有不完全齿棘轮12，该不完全齿棘轮12外设置绕转轴8自由转动且具有内侧棘轮槽的棘轮槽盘5，该棘轮槽盘5背面一体设置有传动齿轮4，该传动齿轮4通过轴承（图中未示出）转动安装于转轴8并在两侧通过轴用挡圈（图中未示出）定位，该传动齿轮4与齿条6在一侧啮合传动，齿条4通过滑槽滑动安装于检测动机架17，齿条6底部与安装于检测动机架17的检测弹性体联动，该检测弹性体通过滑槽滑动安装于检测动机架17内部，该检测弹性体包括一在顶部与齿条6连接的弹性主体9，该弹性主体9两侧底部安装复位弹簧10；弹性主体9底部安装有密闭橡胶管11，该密闭橡胶管11通过连接气管与MEMS压力传感器连接，该MEMS压力传感器与安装于检测动机架17顶部的活动电磁铁14和安装于检测静机架16顶部的固定电磁铁15电性连接；转轴8设置于检测动机架17内部，两端通过轴承（图中未示出）支撑于检测动机架17。

不完全齿棘轮12具有一联动凸起部13，驱动弧套7具有一与该联动凸起部相配合的缺口部，联动凸起部13落入驱动弧套7的开口部时不完全齿棘轮12的棘轮齿与棘轮槽盘5的棘轮槽卡合，棘轮槽盘5与不完全齿棘轮12同步转动，棘轮槽盘5端面安装挡盖（图中未示出）对不完全齿棘轮12实现轴向定位。

在检测动机架17慢速转动时，第二锥齿轮2带动转轴8转动，转轴8带动驱动弧套7转动，驱动弧套7带动不完全齿棘轮12转动，这种情况下不完全齿棘轮12与棘轮槽盘5的齿槽分离，棘轮槽盘5不转动，传动齿轮4不转动，齿条6 不动，图7示出了不完全齿棘轮12与棘轮槽盘5分离时某一位置。

在检测动机架17快速转动时，第二锥齿轮2带动转轴8转动，转轴8带动驱动弧套7转动，驱动弧套7带动不完全齿棘轮12快速转动，在离心力作用下，棘轮槽盘5的联动凸起部13从驱动弧套7缺口部的边沿位滑脱并在重力作用下滑落进驱动弧套7缺口部，这种情况下不完全齿棘轮12的轮齿与棘轮槽盘5的齿槽卡合，棘轮槽盘5由转轴8带动转动，传动齿轮4转动，齿条6 向下运动并将弹性主体9向下驱动，弹性主体9与地面挤压摩擦，使得检测动机架17的运动速度迅速下降，而且检测动机架17转动速度越快弹性主体9与地面挤压摩擦的程度越大，更能够确保弹性主体9对检测动机架17的减速效果。

当弹性主体9与地面挤压摩擦时，弹性主体底部的密闭橡胶管11通过连接气管将内部的压缩的气体导向MEMS压力传感器，触发MEMS压力传感器动作，通过单片机，激发活动电磁铁14、固定电磁铁15上电，活动电磁铁14和固定电磁铁15产生极性相同的磁场，两电磁铁的排斥力进一步确保检测动机架17不碰向检测静机架16，保障了良好的防夹效果，检测动机架17停止后在复位弹簧10 的作用下弹性主体9复位。

密闭橡胶管11、MEMS压力传感器以及连接气管18组成汽车门传感器，所述密闭橡胶管由半圆柱体部25和带有凹槽的长方体部26一体成型，所述密闭橡胶管11通过所述凹槽安装于所述弹性主体9底部；所述密闭橡胶管的半圆柱体部25受力变形引发的气体气压通过连接气管18传导至MEMS压力传感器，所述MEMS压力传感器包括上电极19、氮化硅层21、第一硅衬底22、下电极23、第二硅衬底24。

MEMS压力传感器其结构形式如图12所示，表面镀金的氮化硅振动片四周分别由弯折的悬臂梁20支撑在空腔上，在受到位于底部和振动片之间电极所产生的电场力作用时，振动片平面向下振动，空腔内的流体受到挤压，将产生对密闭橡胶管的气压特性进行探测电磁信号。

其基本工艺流程如下：

（1）低压化学气相沉积的方法在第一硅衬底22双面生长氮化硅层21，厚度为1.5μm;

（2）光刻上电极图形，蒸发铬/金薄膜，超声剥离后得到上电极19图形；

（3）干法刻蚀氮化硅，得到振动片图形和刻蚀孔27；

（4）背面光刻腐蚀窗口图形并干法刻蚀将背面的氮化硅层21刻透；

（5）将硅片放入KOH蚀液中进行腐蚀，去除振动片下的多余部分的硅衬底，得到具有悬臂梁20的振动片结构；

（6）在第二硅衬底24上蒸发铬/金薄膜，作为下电极23；

（7）将所述第一硅衬底22和第二硅衬底24键合，完成器件制作。

通过转轴8上安装的角位移传感器读取转轴8的转速值，经标定准确的MEMS压力传感器的输出压力值与转轴8的转速值通过MATLAB进行函数拟合，将拟合后的函数曲线作为标准转速-压力曲线，待检测的MEMS压力传感器与转轴8的转速值构成的转速-压力曲线与标准转速-压力曲线进行对比，以对比结果评判待检测的MEMS压力传感器的可靠性，与标准转速-压力曲线偏差越小，可靠性越高。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。