器，分别用于进行换挡力检测和标记换挡位置。所述拉压力传感器6固定安装在所述中间连杆7上靠近连接块5 —端；所述角度传感器为两个且分别安装在所述选挡轴2的另一端和换挡支撑杆8的下端，分别用于测量四连杆机构的旋转和摆动角度。所述角度传感器11和13为非接触式角度传感器，其中设在选挡轴2另一端的角度传感器11的壳体通过一个支座固定在轴承座14上，设在换挡支撑杆8下端的角度传感器13的壳体通过一个支座固定在选挡轴2上，两个角度传感器11和13的转轴分别与选挡轴2的另一端和换挡支撑杆8下端的铰接轴插接并通过顶丝固接。
[0038]本实用新型所述的一种汽车同步器试验台换挡机械手的控制装置，包括换挡机械手、控制单元MCU25和人机界面LCD27。所述换挡机械手通过拉压力传感器6及二个角度传感器11和13与控制单元MCU25电联接，用于将测量信号传递给控制单元MCU。
[0039]如图2所示，所示控制单元MCU25以嵌入式微控制器17为核心，包括微控制器17以及分别与微控制器17电联接的电源模块24、转速测量整形电路23、模拟量采集处理电路20、开关量采集处理电路19和驱动电路18。微控制器17通过转速测量整形电路23与二个转速传感器22电联接，微控制器17通过模拟量采集处理电路20分别与所述角度传感器11和13、拉压力传感器6和温度传感器21电联接，以便于采集试验台运行参数，如选挡轴2转角、换挡杆转角、换挡力大小和变速箱油温，检测变速箱同步器的运行情况，学习并记忆挡位信息。微控制器17的PWM端口通过驱动电路18分别与换挡气缸4的换挡电磁阀26和选挡电机I电联接，用于根据接收到的传感器测量信号产生相应的PWM信号，控制选挡电机I和换挡电磁阀26的动作顺序和动作行程，从而实现选换挡动作。微控制器17通过开关量采集处理电路19进行功能选择、变速箱油温超限处理、换挡力超限处理以及故障诊断及报警。
[0040]作为优选，该控制装置还包括转速传感器22和温度传感器21，所述转速传感器22为二个并设在变速器上，分别用于测量变速器的输入轴和输出轴转速；所述温度传感器21设置在变速器的箱体上，用于测量变速器箱体的油温。
[0041]所述人机界面IXD27的IXD触摸屏通过RS232接口与微控制器17通信连接，用于给控制单元MCU25发送指令并显示试验过程中的重要参数。所述人机界面LCD27主要功能包括挡位学习界面、试验操作界面、参数及曲线显示界面等。通过人机界面LCD27可以实时观测试验过程中的重要参数，如变速器输入轴和输出轴转速、换挡力、变速箱油温等，分析评价同步器性能。
[0042]作为优选，所述微控制器17通过IIC总线连接有EEPROM28，以便存储换挡杆的挡位位置和选挡位置。
[0043]如图3所示，试验时首先进行挡位学习和记忆。先手动换挡几次，微控制器17通过所述角度传感器11、13和拉压力传感器6信号记住换挡杆的挡位位置和选挡位置，之后微控制器17将挡位数据按照一定的顺序由IIC总线写入到EEPROM28中。
[0044]然后选择两个相邻挡位进行测试，微控制器17从EEPROM28中读取相应的挡位信息，判断两个挡位的选挡位置是否相等，相等则调用直线换挡子程序，不相等则调用曲线换挡子程序。曲线换挡在换挡到达空挡位置时需要选挡电机I参与选挡动作，而直线换挡不需要选挡电机I的参与。
[0045]在换挡过程中，通过转速传感器22测量变速器输入轴和输出轴转速，通过拉压力传感器6测量换挡力，通过温度传感器21测量变速器油温等信号传递到微控制器17，微控制器17根据智能PID控制器的控制程序产生相应的PWM信号，PWM信号通过驱动电路18进行功率放大后驱动选挡电机I和换挡电磁阀26完成选换挡动作。
[0046]实验过程中，微控制器17根据各个传感器信号计算出同步时间、同步位移和绘制同步性能曲线，并通过所述LCD触摸屏显示数据。实验者可根据现实观察和分析实验数据，及时处理实验过程中遇到的问题。
[0047]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种汽车同步器试验台换挡机械手，包括安装底板，其特征在于: 一个四连杆机构，是由选挡轴、换挡摇臂、中间连杆及换挡支撑杆依次铰接而成，所述选挡轴可旋转地安装在安装底板上；用于作为执行机构完成选换挡动作； 选挡电机，设在选挡轴一端且输出轴与选挡轴传动连接，用于驱动四连杆机构旋转实现选挡； 换挡气缸，铰接在选挡轴和换挡摇臂之间，用于驱动四连杆机构摆动实现换挡； 换挡连杆，一端铰接在换挡支撑杆上端，换挡连杆的另一端铰接换挡杆套筒并通过换挡杆套筒套在变速器换挡杆上，用于带动变速器换挡杆完成选换挡； 拉压力传感器，设在所述四连杆机构上，用于进行换挡力检测； 角度传感器，设在所述四连杆机构上，用于标记换挡位置。
2.根据权利要求1所述的一种汽车同步器试验台换挡机械手，其特征在于:所述换挡摇臂上端通过一个连接块与中间连杆铰接，所述中间连杆一端可旋转地安装在连接块内。
3.根据权利要求2所述的一种汽车同步器试验台换挡机械手，其特征在于:所述拉压力传感器安装在中间连杆上靠近连接块一端。
4.根据权利要求1所述的一种汽车同步器试验台换挡机械手，其特征在于:所述角度传感器为两个且分别安装在所述选挡轴的另一端和换挡支撑杆的下端，分别用于测量四连杆机构的旋转和摆动角度。
5.根据权利要求4所述的一种汽车同步器试验台换挡机械手，其特征在于:所述选挡轴两端分别通过轴承座和轴承安装在安装底板上，其中设在选挡轴另一端的角度传感器的壳体固定在轴承座上，设在换挡支撑杆下端的角度传感器的壳体固定在选挡轴上，两个角度传感器的转轴分别与选挡轴的另一端和换挡支撑杆下端的铰轴固接。
6.根据权利要求1所述的一种汽车同步器试验台换挡机械手，其特征在于:所述选挡电机为伺服电机。
7.一种汽车同步器试验台换挡机械手的控制装置，包括权利要求1-6任意一项所述的换挡机械手，其特征在于:还包括控制单元MCU和人机界面LCD ; 所述换挡机械手通过拉压力传感器和角度传感器与控制单元MCU电联接，用于将测量信号传递给控制单元MCU; 所述控制单元MCU的PWM端口通过驱动电路分别与换挡气缸的换挡电磁阀和选挡电机电联接，用于根据接收到的传感器测量信号产生相应的PWM信号，驱动选挡电机和换挡气缸完成选换挡动作； 所述人机界面IXD与控制单元MCU通信连接，用于给控制单元MCU发送指令并显示试验过程中的重要参数。
8.根据权利要求7所述的一种汽车同步器试验台换挡机械手的控制装置，其特征在于:还包括转速传感器和温度传感器，所述转速传感器为二个且分别用于测量变速器的输入轴和输出轴转速，所述温度传感器用于测量变速箱的油温。
9.根据权利要求7或8所述的一种汽车同步器试验台换挡机械手的控制装置，其特征在于:所述控制单元MCU通过IIC总线连接有EEPROM，用于存储换挡杆的挡位位置和选挡位置。
10.根据权利要求7所述的一种汽车同步器试验台换挡机械手的控制装置，其特征在 于:所述的人机界面LCD通过RS232接口与控制单元MCU通信连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车同步器试验台换挡机械手及其控制装置，该换挡机械手包括安装底板，由选挡轴、换挡摇臂、中间连杆及换挡支撑杆依次铰接而成的四连杆机构，选挡轴可旋转地安装在安装底板上；选挡电机输出轴与选挡轴传动连接；换挡气缸铰接在选挡轴和换挡摇臂之间；换挡连杆铰接在换挡支撑杆上端；拉压力传感器和角度传感器分别设在四连杆机构上。其控制装置包括控制单元MCU和人机界面LCD；换挡机械手通过拉压力传感器和角度传感器与控制单元MCU电联接；所述控制单元MCU分别与换挡气缸的换挡电磁阀和选挡电机电联接；所述人机界面LCD与控制单元MCU通信连接。有益效果是：操作简单，能更好地模拟人手的选换挡效果，定位精度高，可精确控制、运行平稳。
【IPC分类】G01M17-007, G01M13-02
【公开号】CN204359526
【申请号】CN201420814146
【发明人】景日, 张友坤, 卢延辉, 张鸿飞
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月19日