试验台选换挡位移测试装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车变速器测试技术领域，尤其涉及一种试验台选换挡位移测试装置 及方法。
【背景技术】
[0002] 选换挡位移是评价汽车变速器换挡性能的一个重要检测指标。现有的选换挡位移 测试方法及测试装置主要包括:激光位移传感器、两个角位移传感器和一个直线位移传感 器构成的组合测量装置，以及安装在换挡机械手上的三个方向的位移传感器等。上述测试 方法及测试装置的不足之处在于：（1)激光位移传感器造价高，不能准确测量选换挡位移， 只能监测换挡位移的变化趋势；（2)两个角位移传感器和一个直线位移传感器构成的组合 测量装置，结构复杂，由测试参数向选换挡位移转化的数学模型复杂；（3)安装在换挡机械 手上的三个方向的位移传感器，必须依赖于换挡机械手，体积庞大。因此，在汽车变速器测 试领域，能独立安装测试、结构简单、体积小巧、成本低廉、测试精度高的选换挡位移测试装 置及其方法亟待解决。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种试验台选换挡位移测试装置及方法，以实现准确测试变 速器选换挡位移，能够独立安装完成测试，且结构简单、体积小巧、成本较低廉、测试精度 尚。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种试验台选换挡位移测试装置，包括双 轴动态倾角传感器、信号线和数据采集处理系统，所述双轴动态倾角传感器通过所述信号 线与所述数据采集处理系统连接。
[0005] 优选地，还包括传感器托架和固定座，所述双轴动态倾角传感器通过所述传感器 托架和固定座安装在换挡杆上。
[0006] 优选地，所述双轴动态倾角传感器内置有三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，所述 双轴动态倾角传感器通过螺栓和垫片安装在所述传感器托架上，所述传感器托架和固定座 通过螺栓与垫片固定在换挡杆上。
[0007]优选地，所述双轴动态倾角传感器的两个测试轴向分别与选挡方向和在中性面上 的换挡方向重合。
[0008]本发明还提供了一种使用所述的试验台选换挡位移测试装置的试验台选换挡位 移测试方法，包括以下步骤：
[0009] S1.将双轴动态倾角传感器正确安装在换挡杆上，使传感器的两个测试轴向分别 与选挡方向和在中性面上的换挡方向重合，在换挡杆的选换挡过程中，数据采集处理系统 采集双轴动态倾角传感器在两个轴向的倾角；
[0010]S2.建立空间直角定参考系，将双轴动态倾角传感器测试的两组倾角值，经过坐标 变换矩阵转化为换挡杆球头中心的位移。
[0011]优选地，对于拉索式换挡操纵机构，对于规定的坐标系，若在空挡位置时双轴动态 倾角传感器测得的前后方向和左右方向的倾角值为θ〇和奶3，在换挡测试时双轴动态倾角传 感器测得的前后方向和左右方向的倾角值为θι和奶，则坐标变换矩阵为：
[0015] L3为联动杆长度，L4为联动板上臂长度，换挡杆球头的新坐标为Q'=Q·T=Q· Try·Trx·Trz，Q为空挡时的坐标。
[0016] 优选地，对于推杆式换挡操纵机构，对于规定的坐标系，若在空挡位置时双轴动态 倾角传感器测得的前后方向和左右方向的倾角值为9〇和<5%，在换挡测试时双轴动态倾角传 感器测得的前后方向和左右方向的倾角值为θι和钙，则坐标变换矩阵为：
[0017]
[0018]
[0019]
[0020] 换挡杆球头的新坐标为Q'=Q·T=Q·TRY ·Trx，Q为空挡时的坐标。
[0021] 本发明的试验台选换挡位移测试装置及方法解决了现有技术中存在的问题，实现 了准确测试变速器选换挡位移，能够独立安装完成测试，且结构简单、体积小巧、成本较低 廉、测试精度高。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明实施例的试验台选换挡位移测试装置的组成示意图；
[0023] 图2为本发明实施例的试验台选换挡位移测试装置应用于拉索式换挡操纵机构的 示意图；
[0024] 图3为拉索式换挡操纵机构的结构图；
[0025] 图4为本发明实施例的试验台选换挡位移测试装置应用于推杆式换挡操纵机构的 示意图。
[0026] 图中，1:双轴动态倾角传感器;2:信号线;3:数据采集处理系统;4:传感器托架;5: 固定座;6:垫片;7:螺栓;8:垫片;9:螺栓；10:换挡杆总成；11:换挡杆；12:球形支座；13:联 动板;14:底座。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于 说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0028]如图1所示，本实施例的试验台选换挡位移测试装置，包括:双轴动态倾角传感器 1、信号线2和数据采集处理系统3,双轴动态倾角传感器1通过信号线2与所述数据采集处理 系统3连接。
[0029]本实施例的试验台选换挡位移测试装置还包括:传感器托架4和固定座5,双轴动 态倾角传感器1通过传感器托架4和固定座5安装在换挡杆上。具体的，双轴动态倾角传感器 1内置有三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，双轴动态倾角传感器1通过螺栓和垫片安装在传 感器托架4上，传感器托架4和固定座5通过螺栓与垫片固定在换挡杆上。双轴动态倾角传感 器1的两个测试轴向需要分别与选挡方向和在中性面上的换挡方向重合。
[0030] 如图2所示，本实施例的试验台选换挡位移测试装置应用于拉索式换挡操纵机构， 图中主要包括:双轴动态倾角传感器1、传感器托架4、固定座5、垫片6、螺栓7、垫片8、螺栓9 和换挡杆总成10。
[0031]如图3所示，拉索式换挡操纵机构主要包括:换挡杆11、球形支撑座12、联动板13和 底座14。
[0032]如图4所示，本实施例的试验台选换挡位移测试装置应用于推杆式换挡操纵机构， 图中主要包括:双轴动态倾角传感器1、传感器托架4、固定座5、垫片6、螺栓7、垫片8、螺栓9 和换挡杆总成10。
[0033]本实施例的试验台选换挡位移测试方法为数据采集处理系统3将双轴动态倾角传 感器1测试的两组倾角值，经坐标变换计算出换挡杆球头中心在空间直角定坐标系中的坐 标值，进而得出选换挡位移。其具体包括以下步骤：
[0034] S1.将双轴动态倾角传感器正确安装在换挡杆上，使传感器的两个测试轴向分别 与选挡方向和在中性面上的换挡方向重合，在换挡杆的选换挡过程中，数据采集处理系统 采集双轴动态倾角传感器在两个轴向的倾角；
[0035]S2.建立空间直角定坐标系，坐标系的原点0位于换挡杆球销的球心，平面Χ0Υ水 平，换挡方向为X轴，并规定向前为正方向，选挡方向为Y轴方向，并规定向左为正方向，Z轴 正方向竖直向上。将双轴动态倾角传感器测试的两组倾角值，经过坐标变换矩阵转化为换 挡杆球头中心的位移。
[0036]在换挡试验台上测试时，对于拉索式换挡操纵机构，换挡杆的底座水平固定;对于 推杆式换挡操纵机构，换挡杆安装在变速箱上。双轴动态倾角传感器1通过螺栓7与垫片6安 装在传感器托架4上。传感器托架4与固定座5通过螺栓9与垫片8固定在换挡杆上，使传感器 测试的两个轴向分别与选挡方向和在中性面上的换挡方向相重合。
[0037]双轴动态倾角传感器通过信号线与数据采集处理系统相连，数据采集处理系统采 集传感器的两个倾角值，建立上述空间直角坐标系。空挡时，换挡杆球头中心的坐标为Q= (x,y,ζ) 〇
[0038] 对于拉索式换挡操纵机构，变换矩阵T=TRY ·TRX ·TRZ;对于推杆式换挡操纵机构， 变换矩阵T=Try·Trx。
[0039] 测试人员根据测试要求进行选换挡，数据采集处理系统采集选换挡过程中传感器 的两组倾角值，根据坐标变换矩阵，计算出换挡杆球头的新坐标:对于拉索式换挡操纵机 构，Q'=Q·T=Q·Try·Trx·Trz= (X'，y'，z'）；对于推杆式换挡操纵机构，Q'=Q·T=Q· Try·Trx=(x，,y，,ζ') 〇
[0040] 若双轴动态倾角传感器测得的与空