[发明专利]便携式汽车换挡系统测量仪及方法

权利要求书

1.一种便携式汽车换挡系统测量仪，其特征在于：包括用于夹住被测换挡器(17)的换挡手球的夹具(11)，夹具(11)上方设有万向节(12)，万向节(12)上方连接二维力传感器(13)，万向节(12)侧面连接位移传感器(14)，位移传感器(14)与角度传感器(16)固定在一起并设于车载支架(15)上；

所述角度传感器(16)为两个，分别为方位角传感器和仰角传感器；所述位移传感器(14)、方位角传感器和仰角传感器共同构成一球坐标系测量系统。

2.如权利要求1所述的一种便携式汽车换挡系统测量仪，其特征在于：所述夹具(11)包括两个侧板及设于两个侧板顶部的顶板，侧板与顶板的连接位置可根据不同形状的换挡手球进行调整。

3.如权利要求2所述的一种便携式汽车换挡系统测量仪，其特征在于：所述两个侧板上均设有多个可手动调节进而从不同方向顶住换挡手球的顶针(111)。

4.一种便携式汽车换挡系统测量方法，采用如权利要求1～3任一项所述的便携式汽车换挡系统测量仪，其特征在于，步骤为：

步骤1：使夹具(11)夹住被测换挡器(17)的换挡手球，将车载支架(15)固定；位移传感器(14)、方位角传感器和仰角传感器共同构成一球坐标系测量系统；

步骤2：通过挡位示教，利用球坐标系测量系统对换挡器挡位点的分布进行识别；在换挡器挡位点球面，建立三维直角工作坐标系，将球坐标系所得参数实时转换为三维直角工作坐标系参数；同时二维力传感器(13)实时记录换挡力数据；

步骤3：将三维直角工作坐标系获得的三维空间曲线投影为二维平面曲线；

步骤4：重复多次步骤2～步骤3，获得多组换挡路径及换挡力测量数据；

步骤5：对多组测量数据进行统计处理，根据多次测量过程换挡路径的重复性、指定换挡力下挡位点位移变动范围、换挡力的大小对换挡系统的性能进行评价。

5.如权利要求4所述的一种便携式汽车换挡系统测量方法，其特征在于：所述步骤1中，手动调节夹具(11)的两个侧板上的调节顶针(111)，使调节顶针(111)从不同方向顶住换挡手球。

6.如权利要求4所述的一种便携式汽车换挡系统测量方法，其特征在于：所述步骤2中，将球坐标系所得参数实时转换为三维直角工作坐标系参数的具体方法如下：

2.1、设球坐标系所得参数为(L，A，B)，L、A、B分别为位移、仰角、方位角，将该参数实时转换为原始直角坐标系参数(X，Y，Z)，其转换关系为：

X＝L*sinA*cosB；

Y＝L*sinA*sinB；

Z＝L*cosA；

2.2、针对不同类型的换挡路径，分别设定顺序，由手工、逐点进行挡位点示教，获得不同换挡路径的换挡手球中心各挡位点P，R，N，D，M，M+，M-的坐标，同时，通过反复示教，对换挡手球中心运动轨迹点集进行最小二乘方球面拟合，获得轨迹球面半径及回转运动中心坐标；

2.3、对H型及S型换挡路径，由P点向D、M两点连线作垂线，以垂足为三维直角工作坐标系原点，再将所述原点分别至P和M的连线做矢量叉乘，建立三维直角工作坐标系；

对I型换挡路径，由M点向P、N两点连线作垂线，以垂足为三维直角工作坐标系原点，再将该原点分别至P和M的连线做矢量叉乘，建立三维直角工作坐标系；

2.4、计算获得原始直角坐标系和三维直角工作坐标系之间的坐标转换参数；

2.5、利用所述坐标转换参数，对每一测量点的原始直角坐标系参数，实时转换为三维直角工作坐标系参数。

7.如权利要求5所述的一种便携式汽车换挡系统测量方法，其特征在于：所述步骤5中，多次测量过程换挡路径的重复性好、指定换挡力下挡位点位移变动范围小、换挡力变化平稳说明换挡系统的性能较优；反之则较差。