專利名稱：一種車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車載數(shù)據(jù)記錄儀，特別是關(guān)于一種用于大功率履帶車輛變速箱狀態(tài)監(jiān)測的車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀。
背景技術(shù)：
目前，濕式離合器變速箱在眾多履帶車輛和工程機(jī)械上得到廣泛應(yīng)用，該變速箱是機(jī)、電、液等技術(shù)的有機(jī)綜合，具有液力傳動、液壓無級轉(zhuǎn)向、動力換擋和自動變速等技術(shù)特點(diǎn)，其功能完整、技術(shù)水平先進(jìn)，隨著變速箱性能和信息化水平的快速提高，故障率也隨之加大。如何對變速箱這一傳動裝置進(jìn)行有效狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，保證其運(yùn)行品質(zhì)和可靠性是眾多廠家和用戶高度重視的問題。近幾年來國內(nèi)外對變速箱狀態(tài)監(jiān)測的研究手段和方法日新月異，特別是在機(jī)械式定軸變速箱的故障診斷領(lǐng)域內(nèi)已取得了較好效果。然而，對于大功率履帶車輛變速箱這一復(fù)雜的、包含多濕式離合器的傳動裝置變速箱，因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作環(huán)境密閉且溫度高達(dá)100多攝氏度，所以開展實(shí)車測試研究難度很大。目前國內(nèi)外個別學(xué)者在這方面做的研究也是只針對實(shí)驗(yàn)臺狀態(tài)下的變速箱進(jìn)行的，主要原因在于缺乏有效的專用車載數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，造成其研究仍未取得令人滿意的效果。所以，研發(fā)車載大功率車輛變速箱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀，進(jìn)而開展相關(guān)故障診斷研究，對于提高整車性 能和可靠性具有重要作用。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種適用范圍廣，能實(shí)現(xiàn)對變速箱實(shí)車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，記錄精度較高且成本較低的車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于它包括變速箱、九針通用接頭、七針通用接頭、信號調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)化模塊、中央處理器、數(shù)據(jù)存儲模塊、人機(jī)交互模塊、電池能量模塊、恒電壓模塊和恒電流模塊； 所述變速箱內(nèi)含有電流式傳感器、電壓式傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器和振動傳感器； 所述電流式傳感器、電壓式傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端均經(jīng)所述九針通用接頭連接所述信號調(diào)理模塊輸入端，所述溫度傳感器和振動傳感器的輸出端均經(jīng)所述七針通用接頭連接所述信號調(diào)理模塊輸入端；所述信號調(diào)理模塊輸出端經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)化模塊連接所述中央處理器輸入端，所述中央處理器將接收到的數(shù)據(jù)存儲至所述數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)，所述中央處理器的輸出端連接所述人機(jī)交互模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，所述電池能量模塊為所述中央處理器供電；所述電池能量模塊分別經(jīng)所述恒電壓模塊和恒電流模塊為所述九針通用接頭和七針通用接頭供電。所述信號調(diào)理模塊包括低通濾波模塊、高通濾波模塊、電流轉(zhuǎn)換模塊、電壓隔離模塊、頻壓轉(zhuǎn)換模塊、溫度轉(zhuǎn)換模塊和電荷轉(zhuǎn)換模塊；所述信號調(diào)理模塊通過所述九針通用接頭將電流信號、電壓信號和轉(zhuǎn)速方波信號輸入所述低通濾波模塊內(nèi)濾波去除干擾信號，所述低通濾波模塊輸出端分別與所述電流轉(zhuǎn)換模塊、電壓隔離模塊和頻壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，所述電流轉(zhuǎn)換模塊將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，所述頻壓轉(zhuǎn)換模塊將頻率信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；所述信號調(diào)理模塊通過所述七針通用接頭將溫度電阻信號和振動電荷信號輸入所述高通濾波模塊內(nèi)濾波處理，所述高通濾波模塊輸出端分別與所述溫度轉(zhuǎn)換模塊和電荷轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，所述溫度轉(zhuǎn)換模塊將電阻值信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，所述電荷轉(zhuǎn)換模塊將電荷量信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；所有電壓信號均輸入所述電壓隔離模塊內(nèi)進(jìn)行相互隔離處理，隔離后的電壓信號輸入所述A/D轉(zhuǎn)化模塊內(nèi)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后輸出。所述電流轉(zhuǎn)換模塊、頻壓轉(zhuǎn)換模塊、溫度轉(zhuǎn)換模塊和電荷轉(zhuǎn)換模塊均采用插拔的形式固定連接在所述信號調(diào)理模塊內(nèi)。所述電池能量模塊輸入端連接充電接口，輸出端連接用于提示充電的電量指示燈。所述中央處理器采用32位處理芯片，所述A/D轉(zhuǎn)化模塊采用12位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用能夠插拔的SD存儲卡。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的信號調(diào)理模塊中由于采用可插拔式的信號轉(zhuǎn)換模塊，因此可實(shí)現(xiàn)電流式傳感器、電壓式傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器和振動傳感器信號的調(diào)理和采集，并且信號采集種類、數(shù)量調(diào)整靈活， 使用范圍廣泛，可同時(shí)滿足不同履帶車輛濕式離合器變速箱的數(shù)據(jù)采集需求。2、本實(shí)用新型由于電流式傳感器、電壓式傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端連接九針通用接頭，溫度傳感器和振動傳感器的輸出端連接七針通用接頭，解決了多種傳感器與數(shù)據(jù)記錄儀連接問題。
3、本實(shí)用新型電池能量模塊輸出電壓通過恒電壓模塊和恒電流模塊可分段調(diào)節(jié)，滿足不同傳感器對不同供電電壓的要求。4、本實(shí)用新型由于采用恒電流輸出模塊，可恒定提供IOmA 以下輸出電流，滿足溫度傳感器和振動傳感器使用要求。5、本實(shí)用新型由于采用在電池能量模塊輸出端連接有電量指示燈，當(dāng)電量不足四分之一時(shí)以I秒鐘的間隔時(shí)間進(jìn)行閃爍， 不足五分之一時(shí)以O(shè). 5秒鐘的間隔時(shí)間進(jìn)行閃爍，提示用戶及時(shí)充電。6、本實(shí)用新型由于將信號采集、數(shù)據(jù)處理和存儲功能模塊進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)，縮小了體積，便于實(shí)車安裝布置， 提高了使用方便性。因此本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于各種大功率車輛濕式離合器變速箱在線運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄。

圖I是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的信號調(diào)理模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型使用時(shí)的操作流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖I所示，本實(shí)用新型包括現(xiàn)有技術(shù)中的變速箱I、九針通用接頭2、信號調(diào)理模塊3、七針通用接頭4、A/D轉(zhuǎn)化模塊5、中央處理器6、數(shù)據(jù)存儲模塊7、人機(jī)交互模塊8、電池能量模塊9、恒電壓模塊10、恒電流模塊11、充電接口 12和電量指示燈13。其中，變速箱 I內(nèi)含有電流式傳感器14、電壓式傳感器15、轉(zhuǎn)速傳感器16、溫度傳感器17和振動傳感器18。變速箱I內(nèi)的電流式傳感器14、電壓式傳感器15和轉(zhuǎn)速傳感器16的輸出端均經(jīng)九針通用接頭2連接信號調(diào)理模塊3的輸入端，變速箱I內(nèi)的溫度傳感器17和振動傳感器 18的輸出端均經(jīng)七針通用接頭4連接信號調(diào)理模塊3的輸入端。信號調(diào)理模塊3的輸出端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化模塊5連接中央處理器6輸入端，中央處理器6將接收到的數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)存儲模塊7內(nèi)，中央處理器6的輸出端還連接人機(jī)交互模塊8進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，同時(shí)，中央處理器6由電池能量模塊9供電。電池能量模塊9經(jīng)恒電壓模塊10為九針通用接頭2供電，電池能量模塊9經(jīng)恒電流模塊11為七針通用接頭4供電。其中，電池能量模塊9輸入端連接充電接口 12，輸出端連接用于提示充電的電量指示燈13，電量不足四分之一時(shí)以I秒鐘的間隔時(shí)間進(jìn)行閃爍，不足五分之一時(shí)以O(shè). 5秒鐘的間隔時(shí)間進(jìn)行閃爍，提示用戶利用充電接口 12進(jìn)行充電。在使用時(shí)，九針通用接頭2和七針通用接頭4的輸出端與信號調(diào)理模塊3的輸入端連接，變速箱I內(nèi)各傳感器采集的數(shù)據(jù)輸入信號調(diào)理模塊3后轉(zhuǎn)變?yōu)镺 IOV之間的直流電壓信號，該電壓信號進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)化模塊5將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并輸入中央處理器6 內(nèi)處理，處理后的數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)存儲模塊7內(nèi)，完成采集數(shù)據(jù)的記錄。其中，中央處理器6 的輸入端還連接人機(jī)交換模塊8和電池能量模塊9。上述實(shí)施例中，恒電壓模塊10的輸出端與九針通用接頭2的三根針腳分別連接， 分別完成電流式傳感器 14、電壓式傳感器15和轉(zhuǎn)速傳感器16三種傳感器對供電電壓的配置要求。恒電流模塊11可配置輸出恒定電流，其輸出端與七針通用接頭4連接，完成溫度傳感器17所需的ImA恒電流配置和振動傳感器18所需的5mA恒電流配置。上述各實(shí)施例中，中央處理器6采用32位處理芯片，A/D轉(zhuǎn)化模塊5采用12位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，保證單通道處理速率不低于1K，振動信號采集速率不低于20K。上述各實(shí)施例中，數(shù)據(jù)存儲模塊7可以采用可插拔的SD存儲卡，最大容量支持 32G，滿足實(shí)車道路測試對長時(shí)間、大容量的存儲要求。如圖2所示，本實(shí)用新型的信號調(diào)理模塊3包括低通濾波模塊31、高通濾波模塊 32、電流轉(zhuǎn)換模塊33、電壓隔離模塊34、頻壓轉(zhuǎn)換模塊35、溫度轉(zhuǎn)換模塊36和電荷轉(zhuǎn)換模塊37。信號調(diào)理模塊3通過九針通用接頭2將電流信號、電壓信號和轉(zhuǎn)速方波信號輸入低通濾波模塊31內(nèi)進(jìn)行濾波處理并去除干擾信號，低通濾波模塊31的輸出端分別與電流轉(zhuǎn)換模塊33、電壓隔離模塊34和頻壓轉(zhuǎn)換模塊35的輸入端連接，電流轉(zhuǎn)換模塊33將電流信號轉(zhuǎn)換為O IOV之間的電壓信號，頻壓轉(zhuǎn)換模塊35將頻率信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；信號調(diào)理模塊3通過七針通用接頭4將溫度電阻信號和振動電荷信號輸入高通濾波模塊32內(nèi)濾波處理，高通濾波模塊20的輸出端分別與溫度轉(zhuǎn)換模塊36和電荷轉(zhuǎn)換模塊37的輸入端連接，溫度轉(zhuǎn)換模塊36將電阻值信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，電荷轉(zhuǎn)換模塊37將電荷量信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；所有電壓信號均輸入電壓隔離模塊34內(nèi)進(jìn)行相互隔離處理，避免相互干擾，經(jīng)隔離后的電壓信號輸入A/D轉(zhuǎn)化模塊5內(nèi)將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后輸出。上述實(shí)施例中，電壓隔離模塊44按照傳感器信號數(shù)量進(jìn)行分配，每個傳感器信號對應(yīng)一個電壓隔離模塊。上述實(shí)施例中，電流轉(zhuǎn)換模塊33、頻壓轉(zhuǎn)換模塊35、溫度轉(zhuǎn)換模塊36和電荷轉(zhuǎn)換模塊37均采用插拔的形式固定連接在信號調(diào)理模塊3內(nèi)，實(shí)際測試時(shí)可以按照傳感器信號類型和數(shù)量進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，信號調(diào)理模塊3內(nèi)最多可同時(shí)對16路傳感器信號進(jìn)行調(diào)理。綜上所述，如圖3所示，本實(shí)用新型在使用時(shí)，其步驟如下(I)確定信號測試所需傳感器的種類和數(shù)量，按照傳感器種類和數(shù)量配置信號調(diào)理模塊。(2)實(shí)車安裝傳感器，在冷卻風(fēng)扇附近安裝固定本實(shí)用新型的車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀(以下簡稱數(shù)據(jù)記錄儀)，利用高溫屏蔽電纜連接各傳感器和數(shù)據(jù)記錄儀，檢查數(shù)據(jù)記錄儀電池電量，確認(rèn)所有問題正常后啟動數(shù)據(jù)記錄儀和車輛。(3)進(jìn)行車輛換檔操作道路行駛，數(shù)據(jù)記錄儀實(shí)時(shí)采集并記錄行駛過程中各傳感器信號，若信號正常則自動進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，若信號異常，則以紅色報(bào)警燈閃爍形式提示有故障發(fā)生，同時(shí)會進(jìn)行故障代碼存儲和采集數(shù)據(jù)存儲。(4)完成數(shù)據(jù)記錄后，關(guān)閉數(shù)據(jù)記錄儀，取出可以插拔的SD存儲卡即可。上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，各部件的結(jié)構(gòu)和連接方式都是可以有所變化的，在本實(shí)用新型技術(shù)方案 的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實(shí)用新型原理對個別部件的連接和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1.一種車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于它包括變速箱、九針通用接頭、七針通用接頭、信號調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)化模塊、中央處理器、數(shù)據(jù)存儲模塊、人機(jī)交互模塊、電池能量模塊、恒電壓模塊和恒電流模塊；所述變速箱內(nèi)含有電流式傳感器、電壓式傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器和振動傳感器；所述電流式傳感器、電壓式傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端均經(jīng)所述九針通用接頭連接所述信號調(diào)理模塊輸入端，所述溫度傳感器和振動傳感器的輸出端均經(jīng)所述七針通用接頭連接所述信號調(diào)理模塊輸入端；所述信號調(diào)理模塊輸出端經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)化模塊連接所述中央處理器輸入端，所述中央處理器將接收到的數(shù)據(jù)存儲至所述數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)，所述中央處理器的輸出端連接所述人機(jī)交互模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，所述電池能量模塊為所述中央處理器供電；所述電池能量模塊分別經(jīng)所述恒電壓模塊和恒電流模塊為所述九針通用接頭和七針通用接頭供電。
2.如權(quán)利要求I所述的一種車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于所述信號調(diào)理模塊包括低通濾波模塊、高通濾波模塊、電流轉(zhuǎn)換模塊、電壓隔離模塊、頻壓轉(zhuǎn)換模塊、溫度轉(zhuǎn)換模塊和電荷轉(zhuǎn)換模塊； 所述信號調(diào)理模塊通過所述九針通用接頭將電流信號、電壓信號和轉(zhuǎn)速方波信號輸入所述低通濾波模塊內(nèi)濾波去除干擾信號，所述低通濾波模塊輸出端分別與所述電流轉(zhuǎn)換模塊、電壓隔離模塊和頻壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，所述電流轉(zhuǎn)換模塊將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，所述頻壓轉(zhuǎn)換模塊將頻率信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；所述信號調(diào)理模塊通過所述七針通用接頭將溫度電阻信號和振動電荷信號輸入所述高通濾波模塊內(nèi)濾波處理，所述高通濾波模塊輸出端分別與所述溫度轉(zhuǎn)換模塊和電荷轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，所述溫度轉(zhuǎn)換模塊將電阻值信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，所述電荷轉(zhuǎn)換模塊將電荷量信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；所有電壓信號均輸入所述電壓隔離模塊內(nèi)進(jìn)行相互隔離處理，隔離后的電壓信號輸入所述A/D轉(zhuǎn)化模塊內(nèi)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的一種車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于所述電流轉(zhuǎn)換模塊、頻壓轉(zhuǎn)換模塊、溫度轉(zhuǎn)換模塊和電荷轉(zhuǎn)換模塊均采用插拔的形式固定連接在所述信號調(diào)理模塊內(nèi)。
4.如權(quán)利要求I所述的一種車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于所述電池能量模塊輸入端連接充電接口，輸出端連接用于提示充電的電量指示燈。
5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于 所述中央處理器采用32位處理芯片，所述A/D轉(zhuǎn)化模塊采用12位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
6.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于 所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用能夠插拔的SD存儲卡。
7.如權(quán)利要求5所述的一種車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用能夠插拔的SD存儲卡。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種車輛變速箱車載數(shù)據(jù)記錄儀，它包括九針通用接頭、七針通用接頭、信號調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)化模塊、中央處理器、數(shù)據(jù)存儲模塊、人機(jī)交互模塊、電池能量模塊、恒電壓模塊和恒電流模塊；變速箱內(nèi)電流式傳感器、電壓式傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器輸出端經(jīng)九針通用接頭連接信號調(diào)理模塊輸入端，溫度傳感器和振動傳感器的輸出端均經(jīng)七針通用接頭連接信號調(diào)理模塊輸入端；信號調(diào)理模塊輸出端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化模塊連接中央處理器，中央處理器將接收到的數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)，中央處理器由人機(jī)交互模塊控制其工作，由電池能量模塊供電；電池能量模塊分別經(jīng)恒電壓模塊和恒電流模塊為九針通用接頭和七針通用接頭供電。本實(shí)用新型能廣泛用于各種大功率車輛濕式離合器變速箱在線運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄中。
文檔編號G07C5/08GK202486859SQ20122008898
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者王立勇 申請人:北京信息科技大學(xué)