CN104699080B - 线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统，旨在克服现有技术存在测试与标定精度较低与机构运作不平稳的问题；其包括现有技术总成系统、气液传动系统、踏板触动装置与精确控制系统。气液传动系统中的气液增压缸(32)的进出液口与踏板触动装置中的液压活塞缸(5)的进出液口采用油管连接，踏板触动装置中的托焊螺母(18)与现有技术总成系统的制动踏板总成(20)的制动踏板(39)采用2个固定夹(19)进行连接固定；精确控制系统的转角传感器(21)采用螺钉固定连接在制动踏板总成(20)的上端，精确控制系统中的位移传感器(33)的绳端固定在现有技术总成系统中的制动踏板总成(20)的制动推杆(41)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试与标定线控制动系统踏板感觉模拟器的装置，更确切地说，本发明涉及一种综合气液压传动实现线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统。
背景技术
由于线控制动系统即电子控制制动系统取消了传统的液压、气压及机械传力机构，相同制动工况下踏板位移、踏板压力与传统制动系统相差甚大，不易于驾驶员的感知与控制，因此有必要设置一种特定的装置来模拟制动踏板特性，使驾驶员在制动过程中能够具有良好的操纵感觉，准确掌握所施加制动强度的大小，即所谓的踏板感觉模拟器。
在设计踏板感觉模拟器时，为了确定所设计的装置是否与传统制动系统的踏板感觉相似，需要一个装置对其进行测试与标定。目前对于踏板感觉模拟器的研究有很多，但是对于本发明所讲述的方向研究的较少。
与本发明的结构相比，国内外有部分相近的专利，但是又有很大的不同。例如，中国专利公布(告)号为CN203908780U，公布(告)日为2014.10.29，发明名称为一种汽车制动机器人执行机构，该专利中公开了一种制动机器人机构，该专利中以电机作为动力源，反馈踏板力的大小，功能比较单一，结构方面有待完善。中国专利公布(告)号为CN201707166U，公布(告)日为2011.01.12，发明名称为制动踏板力模拟装置，该专利中公开了一种制动踏板力模拟装置,该装置是以电机为动力源，采集制动踏板的压力和位移来分析制动踏板输入端性能及制动管路压力和制动器制动力矩关系。同时，现在所出现的制动踏板模拟器得到的更多是踏板行程与踏板力之间的关系，很少涉及到行程和角度同时来控制踏板力的大小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在测试与标定精度较低与机构运作不够平稳的问题，提供了一种线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统包括现有技术总成系统、气液传动系统、踏板触动装置与精确控制系统。
气液传动系统中的气液增压缸的进出液口与踏板触动装置中的液压活塞缸的进出液口采用油管连接，踏板触动装置中的托焊螺母与现有技术总成系统的制动踏板总成中的制动踏板采用2个结构相同的固定夹进行连接固定；精确控制系统中的转角传感器与制动踏板总成采用螺钉连接，精确控制系统中的位移传感器的绳端固定在现有技术总成系统中的制动踏板总成的制动推杆上。
所述的气液传动系统包括气路控制阀总成、电动机、空气压缩机与气液增压缸。所述的气路控制阀总成包括减压阀、一号电磁换向阀、二号电磁换向阀、三号电磁换向阀和节流调速阀。电动机与空气压缩机机械连接，空气压缩机的出气口与减压阀的进气口采用气管连接，减压阀的出气口与一号电磁换向阀的P口采用气管连接，一号电磁换向阀的A口和两个并联的二号电磁换向阀与三号电磁换向阀的P口采用气管连接，两个并联的二号电磁换向阀与三号电磁换向阀的A口和节流调速阀的进出气口采用气管连接，节流调速阀出气口与气液增压缸的进出气口采用气管连接。
技术方案中所述的空气压缩机选用V-0.25/8型单级压缩皮带式空压机；减压阀选用YK43X-F-Y型减压阀；一号电磁换向阀选用K23D-2-B型二位三通常通电磁阀；二号电磁换向阀与三号电磁换向阀皆选用PDW2120-03-AC220V型二位二通直通截止式电磁换向阀；节流调速阀选用QLA-L8型单向节流阀；气液增压缸选用CZ-4型直压式气液增压缸。
技术方案中所述的踏板触动装置还包括支架、一号自制件、液压活塞缸、二号自制件、滑轨、滑块、三号自制件、自制耳件与压力传感器。所述的一号自制件套装在支架中的支架杆的上端为滑动连接，二号自制件套装在支架中的支架杆的下端，液压活塞缸的缸体一端与一号自制件的一端铰接，液压活塞缸的活塞杆端与耳件中的双耳板铰接，耳件中的安装底板与滑轨的顶端面焊接连接；滑轨一端与二号自制件中的2号双耳板铰接；滑块套装在滑轨的底端，滑块的另一端与三号自制件中的矩形平板固定连接；三号自制件中的3号双耳板与自制耳件的一端铰接，自制耳件的另一端与精确控制系统中的压力传感器的一端螺纹连接，压力传感器的另一端与托焊螺母螺纹连接。
技术方案中所述的一号自制件是由1号方管套与1号双耳板焊接而成，1号双耳板相互平行，1号双耳板上设置有回转轴线共线的螺栓通孔，1号双耳板与1号方管套的一侧面垂直，与固定1号双耳板的1号方管套管壁对面的管壁的中心处设置有1号螺纹通孔。二号自制件是由2号方管套与2号双耳板焊接而成，2号双耳板相互平行，2号双耳板上设置有回转轴线共线的螺栓通孔，2号双耳板与2号方管套的一侧面垂直，与固定2号双耳板的2号方管套管壁对面的管壁的中心处设置有2号螺纹通孔；一号自制件中的1号方管套的高度大于二号自制件中的2号方管套的高度，1号方管套的方孔尺寸与2号方管套的方孔尺寸相等。
技术方案中所述的滑轨选用型号为TRS15VN的滑动导轨；即滑轨为等截面的直杆类结构件，滑轨的左、右两侧设置有与滑块配装的凹槽，滑轨的一端为平面端面，平面端面与滑轨的纵向对称面垂直，滑轨的另一端设置有一个平板耳环，平板耳环上设置有通孔，平板耳环的纵向对称面与滑轨的纵向对称面共面。滑块是与滑轨配套使用的长方体形的结构件，在滑块的一侧沿纵向设置有U形槽，U形槽的两槽壁上设置有和滑轨左、右两侧的凹槽配装的突出导轨，滑块的底端面即和U形槽底面相平行的底面上均匀地设置有4个螺纹孔。
技术方案中所述的三号自制件是一个由带有四个固定通孔的矩形平板与3号双耳板焊接而成的结构件，3号双耳板中的两耳板相互平行，3号双耳板上设置有回转轴线共线的4号螺栓孔，3号双耳板与矩形平板垂直连接；矩形平板上设置有安装螺栓的4个矩形平板螺栓通孔，4个矩形平板螺栓通孔与滑块的底端面上的4个螺纹孔对中。所述的自制耳件由一个带螺纹盲孔的圆柱体与单耳板组成，单耳板的一端与圆柱体的一端焊接连接，单耳板的另一端设置有通孔，通孔回转轴线与单耳板垂直，圆柱体另一端的回转轴线上设置有螺纹盲孔，螺纹盲孔的回转轴线与单耳板上的通孔的回转轴线垂直相交。
技术方案中所述的支架由支架杆与底座组成。所述的支架杆选用欧标4048超轻型工业铝型材做成的等横截面的四侧设置有十字形开口槽的直杆类结构件。所述的底座是一个四角处设置有四个通孔的正方形铁板，底座与支架杆的底端面采用焊接方式固定连接，支架杆垂直于底座，支架杆与底座连接点位于底座的中心处。所述的耳件是双耳式结构件，由双耳板与安装底板组成。双耳板与安装地板的两端垂直连接，双耳板上设置有回转轴线共线的通孔。
技术方案中所述的精确控制系统包括转角传感器、转角传感器固定支架、位移传感器、传感器数据记录显示设备、控制器板与驱动板。转角传感器与转角传感器固定支架采用螺钉连接，转角传感器固定支架与制动踏板总成中的制动踏板支架的上端采用螺钉连接，转角传感器的测量部分安装在制动踏板总成中的制动踏板杆上的滑槽内为滑动连接，位移传感器放置在与制动主缸同一轴线的位置上，位移传感器的绳端固定在制动主缸的制动推杆上；转角传感器、位移传感器、驱动板、压力传感器与传感器数据记录显示设备分别和控制器板采用电线连接。
技术方案中所述的控制器板选用型号为dSPACE 1103的控制器板；驱动板选用带有型号为TLE6216的低端开关芯片电路版；转角传感器选用型号为E6B2-CWZ6C的光电编码器，位移传感器选用型号为LZZS-360B-L5的拉线位移传感器，传感器数据记录显示设备为带有Controldesk和Matlab两个软件的电脑。所述的型号为dSPACE 1103的控制器板包括型号为DS817的板卡、型号为DS1103的处理器和型号为CLP1103的接口面板。型号为CLP1103的接口面板与型号为DS1103的处理器通过三个标号为P1、P2、P3的线束带连接，型号为DS1103的处理器与型号为DS817的板卡通过带有水晶头的网线连接。转角传感器、位移传感器分别与控制器板通过型号为CLP1103的接口面板的Inc1和Inc2接口进行连接；压力传感器与控制器板通过型号为CLP1103的接口面板的ADCH1接口进行连接；驱动板与控制器板通过型号为CLP1103的接口面板的Digital I/O接口进行连接。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1.本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统可以实现精确控制。本发明中所采用的型号为dSPACE1103的控制器板等先进控制器对传感器所测得的位移和角度数据进行处理，将处理后的数据转化成电流信号，然后用英飞凌公司型号为TLE6216的低端开关芯片来控制气路控制阀总成中各个电磁阀的通断，实现气液传动系统随整个装置需求而提供所需要的压力，从而实现精确控制。
2.本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统采用气液传动，与人提供制动力相比，制动力更平稳。本发明是采用气顶液方式，气压提供压力，由液压完成压力的传输，由于气压供能的准确性及液压传递的平稳性，再加上反馈控制，使得气液传动这种方式在传递制动力的时候不会出现忽大忽小及中间“卡壳”现象，因此与人提供制动力相比，由受反馈控制的气液传动制动力更加平稳。
3.本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统可以实现采样数据均匀。本发明中安装有位移传感器和转角传感器，同时各电磁阀的通断情况可以通过一定算法控制，采集数据时，每过一定角度及位移，控制器就会控制电磁阀的通断，在达到想要的角度或位移时，保持液压压力进行数据采集，因此采集数据准确且均匀。
4.本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统在踏板施加制动力时，与人脚踩踏板时的运动形式相似，更符合实际。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统的结构原理图；
图2是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中气—液传动部分的结构原理图；
图3是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中踏板触动装置与现有技术总成系统的结构组成及连接关系的主视图；
图4是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中压力传感器固定连接的轴测投影图；
图5是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中踏板总成及其与转角传感器固定连接的主视图；
图6是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中转角传感器结构组成的轴测投影图；
图7是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中压力传感器结构组成的轴测投影图；
图8是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中支架横截面结构组成的主视图；
图9是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中与支架杆焊接连接的底座结构组成的轴测投影图；
图10是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的1号自制件结构组成的轴测投影图；
图11是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的2号自制件结构组成的轴测投影图；
图12-a是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的滑轨一端的结构组成的轴测投影图；
图12-b是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的滑轨另一端的结构组成的轴测投影图；
图13是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的耳件结构组成的轴测投影图；
图14是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的自制耳件结构组成的轴测投影图；
图15是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的滑块结构组成的轴测投影图；
图16是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的3号自制件结构组成的轴测投影图；
图17是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的托焊螺母结构组成的轴测投影图；
图18是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的固定夹结构组成的轴测投影图；
图19-a是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的制动踏板总成中的制动踏板支架结构组成的主视图；
图19-b是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的制动踏板总成中的制动踏板结构组成的轴测投影图；
图19-c是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的制动踏板总成中的制动踏板杆结构组成的主视图；
图19-d是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的制动踏板总成中的制动推杆结构组成的轴测投影图；
图20是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的控制器板中CLP1103接口面板接口位置排列示意图；
图21-a是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的控制器板中CLP1103接口面板上标号为Inc1至Inc7接口(即与图20中CP32至CP37和CP39接口对应)的15个插针孔编号排序示意图；
图21-b是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的控制器板中CLP1103接口面板上的Digital I/O接口的50插针编号排序示意图；
图22是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的驱动板上的英飞凌型号为TLE6216的低端开关芯片的引脚编号示意图；
图23是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的驱动板的接线图；
图24是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的控制器板35中型号为DS1103的处理器的接线板的结构示意图；
图25是本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统中所采用的控制器板中型号为DS817的板卡的结构示意图；
图中：1.支架，2.一号自制件，3.1号调整螺栓，4.1号螺栓，5.液压活塞缸，6.2号螺栓，7.二号自制件，8.3号螺栓，9.底座，10.滑轨，11.耳件，12.滑块，13.4号螺栓，14.螺钉，15.三号自制件，16.自制耳件，17.压力传感器，18.托焊螺母，19.固定夹，20.制动踏板总成、21.转角传感器，22.转角传感器固定支架，23.制动主缸、24.踏板感觉模拟器、25.油管，26.电动机，27.空气压缩机，28.减压阀，29.一号电磁换向阀，30.二号电磁换向阀，31.节流调速阀，32.气液增压缸，33.位移传感器，34.传感器数据记录显示设备，35.控制器板，36.驱动板，37.三号电磁换向阀，38.踏板支架，39.制动踏板，40.制动踏板杆，41.制动推杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
本发明所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统包括气液传动系统、踏板触动装置、精确控制系统和现有技术总成系统四部分组成。
参阅图2，所述的气液传动系统包括气路控制阀总成(减压阀28、一号电磁换向阀29、二号电磁换向阀30、三号电磁换向阀37和节流调速阀31)、电动机26、空气压缩机27、气液增压缸32。
所述的电动机26选用YY90L-2型电动机，(规格：2.2Kw，2800r/min(压缩机为980r/min)，220V(空压机220 380V均可))；空气压缩机27选用V-0.25/8型单级压缩皮带式空压机；减压阀28选用YK43X-F-Y型减压阀；一号电磁换向阀29选用K23D-2-B型二位三通常通电磁阀；二号电磁换向阀30与三号电磁换向阀37皆选用PDW2120-03-AC220V型二位二通直通截止式电磁换向阀；节流调速阀31选用QLA-L8型单向节流阀；气液增压缸32选用CZ-4型直压式气液增压缸。
参阅图1至图2，气液增压缸32的进出液口与踏板触动装置中的液压活塞缸5的进出液口采用油管连接，气液增压缸32的进出气口与节流调速阀31出气口采用气管连接，节流调速阀31的进出气口和两个并联的二号电磁换向阀30与三号电磁换向阀37的A口采用气管连接，两个并联的二号电磁换向阀30与三号电磁换向阀37的P口和一号电磁换向阀29的A口采用气管连接，一号电磁换向阀29的P口与减压阀28的出气口采用气管连接，减压阀28的进气口与空气压缩机27的出气口采用气管连接，空气压缩机27与电动机26机械连接，电动机26与电源连接。
参阅图3与图4，踏板触动装置包括支架1、一号自制件2、1号调整螺栓3、1号螺栓4、液压活塞缸5、2号螺栓6、二号自制件7、3号螺栓8、底座9、滑轨10、耳件11、滑块12、4号螺栓13、螺钉14、三号自制件15、自制耳件16、压力传感器17、托焊螺母18、固定夹19。
所述的1号调整螺栓3选用GB/T5781-2000规格为M6的螺栓；1号螺栓4选用GB/T5789-1896规格为M16的螺栓；2号螺栓6选用GB/T 5789-1896规格为M16的螺栓；液压活塞缸5选用30×60单作用耳环式液压缸。
参阅图3，所述的支架1由支架杆与底座9组成。
参阅图8，支架杆选用欧标4048超轻型工业铝型材做成的等横截面的四侧设置有十字形开口槽的直杆类结构件。
参阅图9，所述的底座9是一个四角处设置有四个固定通孔的正方形铁板，底座9与支架杆的底端面采用焊接方式固定连接，支架杆垂直于底座9，支架杆与底座9连接点位于底座9的中心处。
参阅图10，一号自制件2是由1号方管套与1号双耳板焊接而成，1号双耳板相互平行，1号双耳板上设置有回转轴线共线的螺栓通孔，1号双耳板与1号方管套的一侧面垂直，与固定1号双耳板的1号方管套管壁的对面管壁的中心处设置有安装1号调整螺栓3的1号螺纹通孔。
参阅图11，二号自制件7是由2号方管套与2号双耳板焊接而成，2号双耳板相互平行，2号双耳板上设置有回转轴线共线的螺栓通孔，2号双耳板与2号方管套的一侧面垂直，与固定2号双耳板的2号方管套管壁的相对管壁的中心处设置有安装2号调整螺栓的2号螺纹通孔。一号自制件2中的1号方管套的高度大于二号自制件7中的2号方管套的高度，1号方管套的方孔尺寸与2号方管套的方孔尺寸相等。3号螺栓8选用GB/T 5789-1896规格为M8的螺栓；
参阅图12-a与图12-b，滑轨10选用型号为TRS15VN的滑动导轨；即滑轨10为等截面的直杆类结构件，滑轨10的左、右两侧设置有与滑块12配装的凹槽，滑轨10的一端为平面端面，平面端面与滑轨10的纵向对称面垂直，滑轨10的另一端设置有一个平板耳环，平板耳环上设置有通孔，平板耳环的纵向对称面与滑轨10的纵向对称面共面。
参阅图15，滑块12是与滑轨10配套使用的长方体形的结构件，在滑块12的一侧沿纵向设置有U形槽，U形槽的两槽壁上设置有和滑轨10左、右两侧的凹槽配装的突出导轨，滑块12的底端面即和U形槽底面相平行的底面上均匀地设置有4个螺纹孔。
参阅图13，耳件11是双耳式结构件，由双耳板与安装底板组成，双耳板与安装地板的两端垂直连接，双耳板上设置有回转轴线共线的安装2号螺栓6的通孔；耳件11中的安装底板的底面与滑轨10的顶端面采用焊接方式连接，双耳板采用2号螺栓6与液压活塞缸5的一端(活塞杆端)转动连接，液压活塞缸5的另一端采用1号螺栓4与套装在支架1上的一号自制件2的1号双耳板转动连接。
4号螺栓13选用GB/T 5789-1896规格为M8的螺栓；螺钉14选用GB/T65-200规格为M4的螺钉。
参阅图16，三号自制件15是一个由带有四个固定通孔的矩形平板与3号双耳板焊接而成的支架类结构件，3号双耳板中的两耳板相互平行，3号双耳板设置有回转轴线共线的安装4号螺栓13的4号螺栓孔，3号双耳板与矩形平板垂直连接；矩形平板上设置有安装螺栓的4个矩形平板螺栓通孔，4个矩形平板螺栓通孔与滑块12的底端面上的4个螺纹孔对中；三号自制件15安装在滑块12与自制耳件16之间，即三号自制件15中的矩形平板采用螺栓与滑块12的底端面固定连接，三号自制件15中的3号双耳板与自制耳件16的一端(单耳板)采用4号螺栓13转动连接。
参阅图14，所述的自制耳件16是一个带螺纹盲孔的圆柱体与单耳板焊接而成，单耳板的一端与圆柱体的一端焊接固定，单耳板的另一端设置有通孔，通孔回转轴线与单耳板垂直，圆柱体另一端的回转轴线上设置有螺纹盲孔，螺纹盲孔的回转轴线与单耳板的(与其通孔回转轴线垂直的)对称面共面，或者说，螺纹盲孔的回转轴线与单耳板上的通孔的回转轴线垂直相交。
参阅图7，所述的压力传感器17选用型号为PLD204L的拉压力传感器；
参阅图17，所述的托焊螺母18是由一个GB/T889.2-2000的型号为M6的螺母与一个矩形托板焊接而成，型号为M6的螺母位于矩形托板的中心处。
参阅图18，所述的固定夹19选用西麦品牌的不锈钢玻璃夹，固定夹19的横截面为U型结构，有两个侧板相互平行且分别与底板垂直，在其中一个侧板上中间位置有一螺纹孔，螺纹孔与两个侧板垂直,与此螺纹孔配合使用的是与其配套的螺钉，用来预紧。
参阅图3，所述的一号自制件2套装在支架1中的支架杆的上端，并可在支架杆上自由滑动来调整其位置，其位置调整好后通过拧紧1号调整螺栓3将一号自制件2固定在支架杆上，同理，二号自制件7套装在支架1中的支架杆的下端，并可在支架杆上自由滑动来调整其位置，其位置调整好后通过拧紧另一个1号调整螺栓3将二号自制件7固定在支架杆上，并且一号自制件2在二号自制件7的上方，这部分机构主要用于调整踏板触动装置的安装位置以适应踏板的不同的安装高度以及安装角度。所述的液压活塞缸5缸体一端的耳件与一号自制件2的一端(1号双耳板)采用1号螺栓4铰接连接，液压活塞缸5活塞杆端的耳环与耳件11中的双耳板通过2号螺栓6铰接连接，耳件11中的安装底板与滑轨10的顶端面采用焊接方式连接成一体；滑轨10一端的平板耳环与二号自制件7中的2号双耳板采用3号螺栓8铰接连接，这部分机构通过调节液压活塞缸5的伸长长度来调节滑轨10绕3号螺栓8运动的角度。所述的滑块12套装在滑轨10的底端，即滑块12一端套装在滑轨10上，使滑块12上的U形槽的两槽壁上的突出导轨和滑轨10左、右两侧的凹槽配装为直线滑动连接；滑块12另一端与三号自制件15中的矩形平板采用螺钉14固定连接；三号自制件15中的3号双耳板与自制耳件16的一端(单耳板)采用4号螺栓13进行铰接连接，自制耳件16的另一(有螺纹盲孔)端与压力传感器17的一(螺纹)端通过螺纹连接，压力传感器17的另一(螺纹)端与托焊螺母18中的螺母螺纹连接，即压力传感器17连接在自制耳件16和托焊螺母18之间，用于测量踏板压力，托焊螺母18与制动踏板总成20中的制动踏板采用2个结构相同的固定夹19进行连接固定，固定夹19固定在制动踏板的两侧。用与固定夹19配套的螺钉旋进固定夹19侧板上的螺纹孔，实现托焊螺母18与制动踏板总成20的夹紧固定。
现有技术总成系统包括制动踏板总成20、制动主缸23、踏板感觉模拟器24、油管25。
参阅图5、图19-a至图19-d，制动踏板总成20由制动踏板支架38、制动踏板39、制动踏板杆40、制动推杆41、1号销轴和2号销轴组成的机构。制动踏板总成20通过其制动踏板支架38与车身(台架)固定，制动踏板支架38的上端设置有一个1号销轴通孔，1号销轴通孔的回转轴线与制动踏板支架38上端垂直，制动踏板支架38上的1号销轴通孔的周围设置有四个螺纹孔。制动踏板杆40的最上端设置有一个1号通孔，制动踏板杆40与制动踏板支架38通过1号销轴铰接，使销轴的轴线与制动踏板支架38上端垂直且制动踏板杆40的回转轴线与销轴的回转轴线重合，制动踏板杆中1号通孔的下方设置有一个2号通孔，2号通孔的轴线与制动踏板杆的最上端1号通孔的轴线平行，制动踏板杆上的2号通孔的上方(即1号通孔与2号通孔之间)焊接有一个U形滑槽。制动推杆41的双耳结构与制动踏板杆40通过2号销轴铰接，制动踏板39与制动踏板杆40下端进行焊接链接，使制动踏板39的最长边与2号销轴轴线平行，制动踏板与水平平面成一定角度。
参阅图3，制动踏板总成20固定在车身(台架)的一(左)侧，制动主缸23和踏板感觉模拟器24固定在车身(台架)另一(右)侧，制动主缸23在踏板感觉模拟器24正上方，制动主缸23的进出油口与踏板感觉模拟器24的进出油口通过油管25连接，制动推杆与制动主缸23通过制动推杆上的球铰连接。
精确控制系统包括转角传感器21、角度传感器固定支架22、位移传感器33、传感器数据记录显示设备34、控制器板35与驱动板36。
参阅图6，所述的转角传感器21选用型号为E6B2-CWZ6C的光电编码器；
参阅图5，所述的转角传感器固定支架22有四个螺纹孔，孔的位置与制动踏板总成20中制动踏板支架38上的螺纹孔相对应，其作用是连接转角传感器21和制动踏板总成20。
参阅图1，所述的位移传感器33选用型号为LZZS-360B-L5的拉线位移传感器；
所述的传感器数据记录显示设备34为电脑，电脑需要安装Controldesk(控制器板35对应的开发平台)和Matlab(矩阵实验室)，传感器数据记录显示设备34的作用是控制、记录与显示压力、位移和转角数据，便于修正。
参阅图1、图20至25，控制器板35选用型号为dSPACE 1103的控制器板，型号为dSPACE 1103的控制器板包括型号为DS817的板卡、型号为DS1103的处理器和型号为CLP1103的接口面板；其中：型号为DS817的板卡用于通信，型号为DS1103的处理器用于处理信息，型号为CLP1103的接口面板用于信号转换。
本专利所述的型号为dSPACE 1103的控制器板35中的型号为CLP1103的接口面板使用的接口只有四个，参阅图20，分别为ADCH1接口(CP1)，Digital I/O(CP30)，Inc1(CP32)和Inc2(CP33)，其中ADCH1接口(CP1)为BNC型母头，Digital I/O(CP30)为含有50个插针，插针的编号如图21-b所示，Inc1(CP32)和Inc2(CP33)含有15个插针孔，插针孔的编号如图21-a所示。型号为CLP1103的接口面板与型号为DS1103的处理器通过三个线束带连接，线束带为型号为CLP1103的接口面板自带的，接口处分别标号为P1、P2和P3且都为带有50个插针的公头，P1、P2和P3公头分别与型号为DS1103的处理器接线板上标号为P1、P2和P3母头连接，接头的形状为梯形，所以不会出现安装方向错误的情况。型号为DS1103的处理器与型号为DS817的板卡通过带有水晶头(RJ45型网线插头)的双绞线形式的网线(交叉线)连接，网线的一端连接在型号为DS1103的处理器的接线板的网口上，参阅图24，型号为DS1103的处理器的接线板的网口在接线板左下方，网线的另一端连接在型号为DS817的板卡的网口上，参阅图15，型号为DS817的板卡的网口在的其左下方。
参阅图1、图22与图23，驱动板36选用带有英飞凌的型号为TLE6216的低端开关芯片电路版，英飞凌的型号为TLE 6216的低端开关芯片焊接在驱动板36上，低端开关芯片有20个引脚，引脚编号如图22所示，其中用到的引脚有1号引脚(GND)，2号引脚(OUT1)，3号引脚(ST1)，5号引脚(VS)，16号引脚(ENA)，8号引脚(ST2),13号引脚(ST3)，17号引脚(IN1)，14号引脚(IN2)，7号引脚(IN3)，9号引脚(OUT2)，12号引脚(OUT3)。GND为地线，VS为电源电压，ENA为使能信号端，IN1为控制输入通道1，IN2为控制输入通道2，IN3为控制输入通道3，OUT1为功率输出通道1，OUT2为功率输出通道2，OUT3为功率输出通道3。1号引脚(GND)和5号引脚(VS)中间连接一个电压为50V的电源且电源正极与5号引脚(VS)相连，5号引脚(VS)引出另一条线与并联的1号电容和2号电容连接且并联的两个电容的另一端接1号引脚(GND)，其中1号电容为1000μF的电解电容，2号电容为470nF的普通电容。
参阅图1至图6与图20至25，转角传感器21与转角传感器固定支架22通过螺钉连接，转角传感器固定支架22与制动踏板总成20中的制动踏板支架38的上端通过螺钉连接，使转角传感器21的主体固定不动，转角传感器21的测量部分安装在制动踏板总成20中的制动踏板杆40上的滑槽中为滑动连接，当制动踏板39踩下去的时候，转角传感器21的测量部分与制动踏板39一起转动，使转角传感器21的测量部分绕转角传感器21不动的主体部分的回转中心转动；位移传感器33由于在图中不易表示，所以采用文字说明的方式来解释，位移传感器33主要是为了测量与制动主缸23连接的制动推杆41的水平移动行程，所以将位移传感器33放置在与制动主缸23同一轴线的位置上，将绳端固定在制动推杆41上进行测量；转角传感器21线束中的绿线连接一个针脚插入Inc1接口中的2号针脚孔，转角传感器21线束中的白线连接一个针脚插入Inc1接口中的4号针脚孔，转角传感器21线束中的红线连接一个针脚插入Inc1接口中的9号针脚孔，转角传感器21线束中的黑线连接一个针脚插入Inc1接口中的10号针脚孔；位移传感器33线束中的绿线连接一个针脚插入Inc2接口中的2号针脚孔，位移传感器33线束中的白线连接一个针脚插入Inc2接口中的4号针脚孔，位移传感器33线束中的红线连接一个针脚插入Inc2接口中的9号针脚孔，位移传感器33线束中的黑线连接一个针脚插入Inc2接口中的10号针脚孔；驱动板36中的TLE6216芯片的16号引脚引出一条线与Digital I/O接口中的50号针脚连接，驱动板36中的TLE6216芯片的17号引脚引出一条线与Digital I/O接口中的1号针脚连接，驱动板36中的TLE6216芯片的14号引脚引出一条线与Digital I/O接口中的2号针脚连接，驱动板36中的TLE6216芯片的7号引脚引出一条线与Digital I/O接口中的3号针脚连接。型号为DS817的板卡插入电脑机箱的PCI桥中，将板卡的豁口对准电脑机箱的PCI桥的凸起部分，不会出现插错的情况。
气液传动系统与踏板触动装置通过共同部件液压活塞缸5进行连接，实现气液动力传动向机械传动的转化；现有技术总成系统与踏板触动装置通过固定夹19进行固定连接，将机构传来的力施加在制动踏板39上；精确控制系统中的转角传感器21和位移传感器33如上文所述的方式将其固定在现有技术总成系统上；精确控制系统中的驱动板36通过线路控制气路控制阀总成进行气路通断控制，连接方式如下，TLE6216的2号引脚与一号电磁换向阀29的电磁线圈的负端连接，TLE6216的9号引脚与二号电磁换向阀30的电磁线圈的负端连接，TLE6216的12号引脚与三号电磁换向阀37的电磁线圈的负端连接，一号电磁换向阀29、二号电磁换向阀30和三号电磁换向阀37的电磁线圈的正端都与TLE6216的5号引脚所连的电源正极连接；踏板触动装置中的压力传感器17与精确控制系统通过线束连接，具体连接方式如下，压力传感器17中的绿线与事先购买的一个BNC型公头的中间的金属部分通过BNC型公头自带的螺钉固定连接，压力传感器17中的白线与此BNC型公头的外壳部分连接，压力传感器17中的红线与10V的电源正极相连，压力传感器17中的黑线与10V的电源负极相连，最后将连接好的BNC型公头插入ADCH1接口的BNC型母头中。
所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统的工作原理：
本发明主要目的是为了测试与标定踏板感觉模拟器所反馈的踏板力分别与踏板旋转角度和制动主缸行程之间的关系。空气压缩机27与电动机26连接通电后产生一定气压的气流，气流依次通过减压阀28、一号电磁换向阀29、并联的二号电磁换向阀30、三号电磁换向阀37、节流调速阀31、气液增压缸32和液压活塞缸5，根据转角传感器21和位移传感器33测得的制动踏板39转角和制动主缸23位移数据传递给控制器板35进行处理，控制器板35与各个传感器连接之后，将各接口信息传输给传感器数据记录显示设备34，并用Controldesk(控制器板35对应的开发平台)和Matlab(矩阵实验室)中的simulink(建模与仿真平台)进行设置，设定转角传感器21、位移传感器33和压力传感器17的的信号为输入信号，设定传输给驱动板的信号为输出信号，运行之后，可以在Controldesk(控制器板35对应的开发平台)软件界面中显示各个传感器的信号，并且可以将转角传感器21、位移传感器33处理后的控制信号传给驱动板36，用驱动板36控制一号电磁换向阀29和二号电磁换向阀30、三号电磁换向阀37的电磁线圈进行反馈调节，实现调节进入气液增压缸32的进气量，从而实现调节进入液压活塞缸5的进液量来调节其伸长量。反馈的目的是为了通过调节液压活塞缸5的伸长量来调节制动踏板39运动到特定的角度或调节制动主缸23的位移行程，从而均匀的采样来标定踏板感觉模拟器的踏板力分别与制动踏板39旋转角度和制动主缸23位移行程的关系。其中，减压阀28的设置是为了保证气路压力不会过大；电磁换向阀29的设置是为了使气路实现充放气；两个并联的二号电磁换向阀30、三号电磁换向阀37是为了实现气路的通断，可以实现气液增压缸32的定位，从而保证液压活塞缸5的伸长量不变；气液增压缸32的作用是使气压传递转化为液压传递。本发明的执行机构部分通过调节液压活塞缸5的伸长量来调节滑轨10绕3号螺栓8的旋转角度，从而模仿了人踩下制动踏板39以脚跟为轴向下踩的动作，在向下踩的过程中制动踏板总成20与滑轨10有相对的滑动和相对角度的变化，所以用滑块12与制动踏板总成20通过三号自制件15和自制耳件16进行铰接来抵消这一影响。
Claims (9)
1.一种线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统，包括现有技术总成系统，其特征在于，所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统还包括气液传动系统、踏板触动装置与精确控制系统；
所述的现有技术总成系统包括制动踏板总成(20)、制动主缸(23)、踏板感觉模拟器(24)、油管(25)；制动踏板总成(20)由制动踏板支架(38)、制动踏板(39)、制动踏板杆(40)、制动推杆(41)、1号销轴和2号销轴组成的机构；
气液传动系统中的气液增压缸(32)的进出液口与踏板触动装置中的液压活塞缸(5)的进出液口采用油管连接，踏板触动装置中的托焊螺母(18)与现有技术总成系统的制动踏板总成(20)中的制动踏板(39)采用2个结构相同的固定夹(19)进行连接固定；精确控制系统中的转角传感器(21)与制动踏板总成(20)采用螺钉连接，精确控制系统中的位移传感器(33)的绳端固定在现有技术总成系统中的制动踏板总成(20)的制动推杆(41)上；
所述的气液传动系统包括气路控制阀总成、电动机(26)、空气压缩机(27)与气液增压缸(32)；
所述的气路控制阀总成包括减压阀(28)、一号电磁换向阀(29)、二号电磁换向阀(30)、三号电磁换向阀(37)和节流调速阀(31)；
电动机(26)与空气压缩机(27)机械连接，空气压缩机(27)的出气口与减压阀(28)的进气口采用气管连接，减压阀(28)的出气口与一号电磁换向阀(29)的P口采用气管连接，一号电磁换向阀(29)的A口和两个并联的二号电磁换向阀(30)与三号电磁换向阀(37)的P口采用气管连接，两个并联的二号电磁换向阀(30)与三号电磁换向阀(37)的A口和节流调速阀(31)的进出气口采用气管连接，节流调速阀(31)出气口与气液增压缸(32)的进出气口采用气管连接。
2.按照权利要求1所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统，其特征在于，所述的空气压缩机(27)选用V-0.25/8型单级压缩皮带式空压机；减压阀(28)选用YK43X-F-Y型减压阀；一号电磁换向阀(29)选用K23D-2-B型二位三通常通电磁阀；二号电磁换向阀(30)与三号电磁换向阀(37)皆选用PDW2120-03-AC220V型二位二通直通截止式电磁换向阀；节流调速阀(31)选用QLA-L8型单向节流阀；气液增压缸(32)选用CZ-4型直压式气液增压缸。
3.按照权利要求1所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统，其特征在于，所述的踏板触动装置还包括支架(1)、一号自制件(2)、液压活塞缸(5)、二号自制件(7)、滑轨(10)、滑块(12)、三号自制件(15)、自制耳件(16)与压力传感器(17)；
所述的一号自制件(2)套装在支架(1)中的支架杆的上端为滑动连接，二号自制件(7)套装在支架(1)中的支架杆的下端，液压活塞缸(5)的缸体一端与一号自制件(2)的一端铰接，液压活塞缸(5)的活塞杆端与耳件(11)中的双耳板铰接，耳件(11)中的安装底板与滑轨(10)的顶端面焊接连接；滑轨(10)一端与二号自制件(7)中的2号双耳板铰接；滑块(12)套装在滑轨(10)的底端，滑块(12)的另一端与三号自制件(15)中的矩形平板固定连接；三号自制件(15)中的3号双耳板与自制耳件(16)的一端铰接，自制耳件(16)的另一端与精确控制系统中的压力传感器(17)的一端螺纹连接，压力传感器(17)的另一端与托焊螺母(18)螺纹连接。
4.按照权利要求3所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统，其特征在于，所述的一号自制件(2)是由1号方管套与1号双耳板焊接而成，1号双耳板相互平行，1号双耳板上设置有回转轴线共线的螺栓通孔，1号双耳板与1号方管套的一侧面垂直，与固定1号双耳板的1号方管套管壁对面的管壁的中心处设置有1号螺纹通孔；
二号自制件(7)是由2号方管套与2号双耳板焊接而成，2号双耳板相互平行，2号双耳板上设置有回转轴线共线的螺栓通孔，2号双耳板与2号方管套的一侧面垂直，与固定2号双耳板的2号方管套管壁对面的管壁的中心处设置有2号螺纹通孔；一号自制件(2)中的1号方管套的高度大于二号自制件(7)中的2号方管套的高度，1号方管套的方孔尺寸与2号方管套的方孔尺寸相等。
5.按照权利要求3所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统，其特征在于，所述的滑轨(10)选用型号为TRS15VN的滑动导轨；即滑轨(10)为等截面的直杆类结构件，滑轨(10)的左、右两侧设置有与滑块(12)配装的凹槽，滑轨(10)的一端为平面端面，平面端面与滑轨(10)的纵向对称面垂直，滑轨(10)的另一端设置有一个平板耳环，平板耳环上设置有通孔，平板耳环的纵向对称面与滑轨(10)的纵向对称面共面；
滑块(12)是与滑轨(10)配套使用的长方体形的结构件，在滑块(12)的一侧沿纵向设置有U形槽，U形槽的两槽壁上设置有和滑轨(10)左、右两侧的凹槽配装的突出导轨，滑块(12)的底端面即和U形槽底面相平行的底面上均匀地设置有4个螺纹孔。
6.按照权利要求3所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统，其特征在于，所述的三号自制件(15)是一个由带有四个固定通孔的矩形平板与3号双耳板焊接而成的结构件，3号双耳板中的两耳板相互平行，3号双耳板上设置有回转轴线共线的4号螺栓孔，3号双耳板与矩形平板垂直连接；矩形平板上设置有安装螺栓的4个矩形平板螺栓通孔，4个矩形平板螺栓通孔与滑块(12)的底端面上的4个螺纹孔对中；
所述的自制耳件(16)由一个带螺纹盲孔的圆柱体与单耳板组成，单耳板的一端与圆柱体的一端焊接连接，单耳板的另一端设置有通孔，通孔回转轴线与单耳板垂直，圆柱体另一端的回转轴线上设置有螺纹盲孔，螺纹盲孔的回转轴线与单耳板上的通孔的回转轴线垂直相交。
7.按照权利要求3所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统，其特征在于，所述的支架(1)由支架杆与底座(9)组成；
所述的支架杆选用欧标4048超轻型工业铝型材做成的等横截面的四侧设置有十字形开口槽的直杆类结构件；
所述的底座(9)是一个四角处设置有四个通孔的正方形铁板，底座(9)与支架杆的底端面采用焊接方式固定连接，支架杆垂直于底座(9)，支架杆与底座(9)连接点位于底座(9)的中心处；
所述的耳件(11)是双耳式结构件，由双耳板与安装底板组成；双耳板与安装地板的两端垂直连接，双耳板上设置有回转轴线共线的通孔。
8.按照权利要求1所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统，其特征在于，所述的精确控制系统包括转角传感器(21)、转角传感器固定支架(22)、位移传感器(33)、传感器数据记录显示设备(34)、控制器板(35)与驱动板(36)；
转角传感器(21)与转角传感器固定支架(22)采用螺钉连接，转角传感器固定支架(22)与制动踏板总成(20)中的制动踏板支架(38)的上端采用螺钉连接，转角传感器(21)的测量部分安装在制动踏板总成(20)中的制动踏板杆(40)上的滑槽内为滑动连接，位移传感器(33)放置在与制动主缸(23)同一轴线的位置上，位移传感器(33)的绳端固定在制动主缸(23)的制动推杆(41)上；转角传感器(21)、位移传感器(33)、驱动板(36)、压力传感器(17)与传感器数据记录显示设备(34)分别和控制器板(35)采用电线连接。
9.按照权利要求8所述的线控制动系统踏板感觉模拟器测试与标定系统，其特征在于，所述的控制器板(35)选用型号为dSPACE 1103的控制器板；驱动板(36)选用带有型号为TLE6216的低端开关芯片电路版；转角传感器(21)选用型号为E6B2-CWZ6C的光电编码器，位移传感器(33)选用型号为LZZS-360B-L5的拉线位移传感器，传感器数据记录显示设备(34)为带有Controldesk和Matlab两个软件的电脑；
所述的型号为dSPACE 1103的控制器板(35)包括型号为DS817的板卡、型号为DS1103的处理器和型号为CLP1103的接口面板；型号为CLP1103的接口面板与型号为DS1103的处理器通过三个标号为P1、P2、P3的线束带连接，型号为DS1103的处理器与型号为DS817的板卡通过带有水晶头的网线连接；
转角传感器(21)、位移传感器(33)分别与控制器板(35)通过型号为CLP1103的接口面板的Inc1和Inc2接口进行连接；压力传感器(17)与控制器板(35)通过型号为CLP1103的接口面板的ADCH1接口进行连接；驱动板(36)与控制器板(35)通过型号为CLP1103的接口面板的Digital I/O接口进行连接。
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