本實(shí)用新型涉及一種踏板行程測(cè)量裝置，特別涉及一種用于駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的踏板行程測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
：當(dāng)前，駕駛數(shù)據(jù)的采集技術(shù)是駕駛?cè)诵袨檠芯康幕A(chǔ)和必要環(huán)節(jié)，對(duì)汽車(chē)行駛中駕駛?cè)说男袨檠芯坑兄匾囊饬x，獲取駕駛?cè)瞬僮髦苿?dòng)踏板、離合踏板、加速踏板的相關(guān)信息是駕駛數(shù)據(jù)采集中重要的一環(huán)。駕駛?cè)瞬僮髦苿?dòng)踏板、離合踏板、加速踏板與否以及相應(yīng)踏板行程都直接反映了駕駛?cè)说牟倏v意圖以及車(chē)輛行駛狀態(tài)?，F(xiàn)有的用于駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的踏板行程測(cè)量裝置及方法往往采用位移傳感器，測(cè)量系統(tǒng)成本高，且難以實(shí)現(xiàn)踏板行程的準(zhǔn)確測(cè)量。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN203605932U，公開(kāi)日為2014.05.21，實(shí)用新型名稱為一種汽車(chē)制動(dòng)踏板位移測(cè)量裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：，采用了位移傳感器，導(dǎo)致了測(cè)量系統(tǒng)成本的大大增加。如中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN105620443A，公開(kāi)日為2016.06.01，發(fā)明名稱為一種制動(dòng)踏板行程計(jì)算裝置及其計(jì)算方法所展示的
發(fā)明內(nèi)容，將踏板行程與主缸壓力之間的關(guān)系用多段區(qū)間的線性方程進(jìn)行描述，難以保證踏板行程測(cè)量的精確性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的難以精確測(cè)量踏板行程、裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等問(wèn)題而提供的一種用于駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的踏板行程測(cè)量裝置。本實(shí)用新型提供的用于駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的踏板行程測(cè)量裝置包括有踏板、第一傳動(dòng)桿、第二傳動(dòng)桿、圓柱體、應(yīng)變片和數(shù)據(jù)采集及控制模塊，其中第一傳動(dòng)桿鉸接在踏板的后端，第一傳動(dòng)桿的后端與第二傳動(dòng)桿的前端相鉸接，圓柱體連接在第二傳動(dòng)桿的后端，應(yīng)變片貼設(shè)在圓柱體上，圓柱體的后端連接有彈簧，彈簧的后端固定在固定板上，踏板總成與固定板分別固連在底板上，數(shù)據(jù)采集及控制模塊分別與踏板下端的動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)和應(yīng)變片相連接。踏板踏板在兩個(gè)支臂的支撐下鉸接在踏板支架上，兩個(gè)支臂下端的連接軸上設(shè)有回位彈簧，踏板的表面上開(kāi)設(shè)有數(shù)個(gè)減重孔，減重孔的形狀為正六邊形，邊長(zhǎng)為4.6-5.2mm。第二傳動(dòng)桿設(shè)在限位支架上。圓柱體后端的彈簧插設(shè)在一套筒內(nèi)，套筒的前端設(shè)有彈簧擋板，圓柱體的后端與彈簧的前端通過(guò)彈簧擋板進(jìn)行固連。應(yīng)變片是由第一應(yīng)變片、第二應(yīng)變片、第三應(yīng)變片、第四應(yīng)變片、第五應(yīng)變片、第六應(yīng)變片、第七應(yīng)變片和第八應(yīng)變片組成，其中第一應(yīng)變片、第二應(yīng)變片、第三應(yīng)變片、第四應(yīng)變片相隔90°沿軸向布置，第五應(yīng)變片、第六應(yīng)變片、第七應(yīng)變片、第八應(yīng)變片相隔90°垂直于軸向布置，第一應(yīng)變片和第三應(yīng)變片串聯(lián)在一個(gè)橋臂上，第五應(yīng)變片和第七應(yīng)變片串聯(lián)在一個(gè)橋臂上，第六應(yīng)變片和第八應(yīng)變片串聯(lián)在一個(gè)橋臂上，第二應(yīng)變片、第四應(yīng)變片串聯(lián)在一個(gè)橋臂上，四個(gè)橋臂均是工作臂，構(gòu)成全橋電路。數(shù)據(jù)采集及控制模塊引出的導(dǎo)線一方面用兩根導(dǎo)線與踏板下端的動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)相連，另一方面用四根導(dǎo)線與應(yīng)變片組成的全橋電路相連接，數(shù)據(jù)采集及控制模塊中包括有電源、踏板行程模擬控制器、總控開(kāi)關(guān)和保護(hù)電阻，電源直接為全橋電路供電，全橋電路輸出的電壓作用在踏板行程模擬控制器上，總控開(kāi)關(guān)設(shè)在電源與全橋電路的連接線路上，保護(hù)電阻設(shè)在全橋電路與踏板行程模擬控制器的連接線路上，踏板下端的動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)與踏板行程模擬控制器并聯(lián)，動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)的靜、動(dòng)觸點(diǎn)分別布置于踏板支架和支臂上。本實(shí)用新型提供的用于駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的踏板行程測(cè)量方法，包括如下步驟：步驟一：預(yù)先進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，確定輸出電壓與踏板行程之間的擬合函數(shù)；步驟二：將輸出電壓與踏板行程之間擬合函數(shù)預(yù)先設(shè)置在踏板行程模擬控制器中；步驟三：駕駛?cè)瞬认绿ぐ鍟r(shí)，動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)將相應(yīng)信號(hào)傳輸給踏板行程模擬控制器，通過(guò)預(yù)先在踏板行程模擬控制器中設(shè)置的擬合函數(shù)計(jì)算出踏板行程。本實(shí)用新型的工作原理：當(dāng)駕駛?cè)俗隈{駛艙中，如果駕駛?cè)瞬认绿ぐ?，?dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)將相應(yīng)動(dòng)作信號(hào)傳輸給踏板行程模擬控制器，與此同時(shí)，圓柱體后端的彈簧的壓縮使圓柱體受到相應(yīng)的壓應(yīng)力，在壓應(yīng)力的作用下，粘貼在圓柱體表面的應(yīng)變片與圓柱體一同產(chǎn)生形變，相應(yīng)的全橋電路輸出電壓送入踏板行程模擬控制器。依照踏板行程模擬控制器中預(yù)先設(shè)置的全橋電路輸出電壓與踏板行程之間的擬合函數(shù)所表示的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到對(duì)應(yīng)的踏板行程信號(hào)，至此，便獲得了踏板的行程。本實(shí)用新型中所述的應(yīng)變片、數(shù)據(jù)采集及控制模塊和動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)均為現(xiàn)有設(shè)備的組裝，因此，具體型號(hào)和規(guī)格沒(méi)有進(jìn)一步進(jìn)行贅述。本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型提供的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各組成部分之間采用可拆卸連接，便于分離組裝與檢測(cè)維修；踏板面布置有減重孔，減重節(jié)材的同時(shí)也避免了由于打滑造成的誤操作；在不使用位移傳感器的情況下實(shí)現(xiàn)了踏板行程的準(zhǔn)確測(cè)量，有效的降低了測(cè)量系統(tǒng)的成本。本實(shí)用新型提供的裝置與方法為科研、教學(xué)提供了有效的一種用于駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的踏板行程測(cè)量裝置及方法，在實(shí)現(xiàn)踏板行程準(zhǔn)確測(cè)量的同時(shí)也節(jié)省了測(cè)量成本。附圖說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型所述裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型所述裝置剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型中所述踏板結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型中所述應(yīng)變片布置示意圖。圖5為本實(shí)用新型中所述全橋電路中各應(yīng)變片連接關(guān)系示意圖。圖6為本實(shí)用新型中所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)及線路連接關(guān)系示意圖。1、踏板2、第一傳動(dòng)桿3、第二傳動(dòng)桿4、圓柱體5、應(yīng)變片6、數(shù)據(jù)采集及控制模塊7、彈簧8、固定板9、底板10、動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)11、支臂12、踏板支架13、回位彈簧14、減重孔15、限位支架16、套筒17、彈簧擋板20、第一應(yīng)變片21、第二應(yīng)變片22、第三應(yīng)變片23、第四應(yīng)變片25、第五應(yīng)變片26、第六應(yīng)變片27、第七應(yīng)變片28、第八應(yīng)變片29、全橋電路30、電源31、踏板行程模擬控制器32、總控開(kāi)關(guān)33、保護(hù)電阻。具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示：本實(shí)用新型提供的用于駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的踏板行程測(cè)量裝置包括有踏板1、第一傳動(dòng)桿2、第二傳動(dòng)桿3、圓柱體4、應(yīng)變片5和數(shù)據(jù)采集及控制模塊6，其中第一傳動(dòng)桿2鉸接在踏板1的后端，第一傳動(dòng)桿2的后端與第二傳動(dòng)桿3的前端相鉸接，圓柱體4連接在第二傳動(dòng)桿3的后端，應(yīng)變片5貼設(shè)在圓柱體4上，圓柱體4的后端連接有彈簧7，彈簧7的后端固定在固定板8上，踏板1的總成與固定板8分別固連在底板9上，數(shù)據(jù)采集及控制模塊6分別與踏板1下端的動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)10和應(yīng)變片5相連接。踏板1在兩個(gè)支臂11的支撐下鉸接在踏板支架12上，兩個(gè)支臂11下端的連接軸上設(shè)有回位彈簧13，踏板1的表面上開(kāi)設(shè)有數(shù)個(gè)減重孔14，減重孔14的形狀為正六邊形，邊長(zhǎng)為4.6-5.2mm。第二傳動(dòng)桿3設(shè)在限位支架15上。圓柱體4后端的彈簧7插設(shè)在一套筒16內(nèi)，套筒16的前端設(shè)有彈簧擋板17，圓柱體4的后端與彈簧7的前端通過(guò)彈簧擋板17進(jìn)行固連。應(yīng)變片5是由第一應(yīng)變片20、第二應(yīng)變片21、第三應(yīng)變片22、第四應(yīng)變片23、第五應(yīng)變片25、第六應(yīng)變片26、第七應(yīng)變片27和第八應(yīng)變片28組成，其中第一應(yīng)變片20、第二應(yīng)變片21、第三應(yīng)變片22、第四應(yīng)變片23相隔90°沿軸向布置，第五應(yīng)變片25、第六應(yīng)變片26、第七應(yīng)變片27、第八應(yīng)變片28相隔90°垂直于軸向布置，第一應(yīng)變片20和第三應(yīng)變片22串聯(lián)在一個(gè)橋臂上，第五應(yīng)變片25和第七應(yīng)變片27串聯(lián)在一個(gè)橋臂上，第六應(yīng)變片26和第八應(yīng)變片28串聯(lián)在一個(gè)橋臂上，第二應(yīng)變片21、第四應(yīng)變片23串聯(lián)在一個(gè)橋臂上，四個(gè)橋臂均是工作臂，構(gòu)成全橋電路29。數(shù)據(jù)采集及控制模塊6引出的導(dǎo)線一方面用兩根導(dǎo)線與踏板1下端的動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)10相連，另一方面用四根導(dǎo)線與應(yīng)變片5組成的全橋電路29相連接，數(shù)據(jù)采集及控制模塊6中包括有電源30、踏板行程模擬控制器31、總控開(kāi)關(guān)32和保護(hù)電阻33，電源30直接為全橋電路29供電，全橋電路29輸出的電壓作用在踏板行程模擬控制器31上，總控開(kāi)關(guān)32設(shè)在電源30與全橋電路29的連接線路上，保護(hù)電阻33設(shè)在全橋電路29與踏板行程模擬控制器31的連接線路上，踏板1下端的動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)10與踏板行程模擬控制器31并聯(lián)，動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)10的靜、動(dòng)觸點(diǎn)分別布置于踏板支架12和支臂11上。本實(shí)用新型提供的用于駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的踏板行程測(cè)量方法，包括如下步驟：步驟一：預(yù)先進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，確定輸出電壓與踏板1行程之間的擬合函數(shù)；步驟二：將輸出電壓與踏板1行程之間擬合函數(shù)預(yù)先設(shè)置在踏板行程模擬控制器31中；步驟三：駕駛?cè)瞬认绿ぐ?時(shí)，動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)10將相應(yīng)信號(hào)傳輸給踏板行程模擬控制器31，通過(guò)預(yù)先在踏板行程模擬控制器31中設(shè)置的擬合函數(shù)計(jì)算出踏板行程。本實(shí)用新型的工作原理：當(dāng)駕駛?cè)俗隈{駛艙中，如果駕駛?cè)瞬认绿ぐ?，動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)10將相應(yīng)動(dòng)作信號(hào)傳輸給踏板行程模擬控制器31，與此同時(shí)，圓柱體4后端的彈簧7的壓縮使圓柱體4受到相應(yīng)的壓應(yīng)力，在壓應(yīng)力的作用下，粘貼在圓柱體表面的應(yīng)變片5與圓柱體4一同產(chǎn)生形變，相應(yīng)的全橋電路29輸出電壓送入踏板行程模擬控制器31。依照踏板行程模擬控制器31中預(yù)先設(shè)置的全橋電路29輸出電壓與踏板1行程之間的擬合函數(shù)所表示的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到對(duì)應(yīng)的踏板1行程信號(hào)，至此，便獲得了踏板1的行程。本實(shí)用新型中所述的應(yīng)變片5、數(shù)據(jù)采集及控制模塊6和動(dòng)作信號(hào)開(kāi)關(guān)10均為現(xiàn)有設(shè)備的組裝，因此，具體型號(hào)和規(guī)格沒(méi)有進(jìn)一步進(jìn)行贅述。本實(shí)用新型所述方法中的計(jì)算原理如下所述：全橋電路29的各橋臂初始電阻相等，都是R0。泊松比為μ，則全橋電路29輸出電壓為：可見(jiàn)全橋電路29輸出電壓大小與圓柱式測(cè)力機(jī)構(gòu)因?yàn)槭芰σ鸬淖冃未笮〈嬖趯?duì)應(yīng)關(guān)系，利用這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)，利用電壓表測(cè)量得到全橋電路29輸出電壓。實(shí)驗(yàn)標(biāo)定獲得m組全橋電路29輸出電壓uk與踏板行程yk數(shù)據(jù)：有效標(biāo)定次數(shù)k12…m輸出電壓uku1u2…um踏板行程yky1y2…ym即(uk，yk)，k＝1,2,…,m。運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行擬合，即欲構(gòu)建一個(gè)n次式：Pn(u)＝anun+…+a1u+a0即求系列參數(shù)a0,a1,…,an(n＜m),使：取其最小值，如此確定的多項(xiàng)式就是數(shù)據(jù)(uk，yk)，k＝1,2,…,m的最小二乘擬合多項(xiàng)式。欲取δ(a0，a1，…，an)的最小值，應(yīng)有：即：或?qū)懗桑阂M(jìn)記號(hào)：則有：sja0+sj+1a1+…+sj+nan＝uj(j＝1,2,…,n)這就是Pn(u)系數(shù)a0，a1，…，an滿足的方程組，當(dāng)全橋電路29輸出電壓u1，u2，…，un互異時(shí)，該方程組有唯一解a0，a1，…，an，它們使得取最小值。此時(shí)便得到了全橋電路29輸出電壓uk與踏板行程yk之間的擬合函數(shù)Pn(u)。通過(guò)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)得到全橋電路29輸出電壓uk與踏板行程yk之間的擬合函數(shù)Pn(u)之后，將擬合函數(shù)Pn(u)預(yù)先設(shè)置在踏板行程模擬控制器31中。此后，向踏板行程模擬控制器31中送入全橋電路29輸出電壓uk后，踏板行程模擬控制器31即可輸出對(duì)應(yīng)的踏板行程yk信號(hào)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3