專利名稱：位移差動感應式加速度傳感器的制作方法
技術領域：
本發明屬于加速度測量領域，具體涉及一種位移差動感應式加速度傳感器。
背景技術：
近年來，加速度傳感器在機動車、航空等領域運用廣泛。目前，加速度傳感器在機動車行業主要運用于諸如機動車防抱死系統、機動車安全氣囊等場合。目前所用的加速度傳感器大多是基于壓阻效應、壓電效應等，這種傳感器結構比較復雜，成本較高，且比較容易受外界因素的影響。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種位移差動感應式加速度傳感器。為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是:本發明位移差動感應式加速度傳感器，包括齒輪軸、第一擺桿、重物塊、大齒輪、位移差動電容傳感器、蝸桿軸、第二擺桿、蝸桿、蝸輪軸、蝸輪和小齒輪；齒輪軸安裝于一對第一滾動軸承上，蝸桿軸安裝于一對第二滾動軸承上，蝸輪軸安裝于一對第三滾動軸承上，小齒輪固定安裝于齒輪軸上，大齒輪固定安裝于蝸桿軸上且大齒輪與所述小齒輪嚙合，蝸輪固定安裝于蝸輪軸上且蝸輪與所述蝸桿嚙合，第一擺桿固定安裝于齒輪軸上，重物塊固定安裝于第一擺桿上，重物塊能夠通過第一擺桿帶動齒輪軸轉動，第二擺桿固定安裝于蝸輪軸上。進一步地，本發明所述位移差動電容傳感器包括第一推桿、第一彈簧、第二推桿、第二彈簧、相互平行的第一電容和第二電容，第一彈簧的一端與第二擺桿固定連接、第一彈簧的另一端與所述第一電容的動極板固定連接，第一推桿的一端與所述第一電容的動極板固定連接；第二彈簧的一端與第二擺桿固定連接、第二彈簧的另一端與所述第二電容的動極板固定連接，第二推桿的一端與所述第二電容的動極板固定連接；當機動車做加速運動時，第二擺桿能夠與第二推桿接觸；當機動車做減速運動時，第二擺桿能夠與第一推桿接觸。進一步地，本發明所述小齒輪位于所述一對第一滾動軸承之間。進一步地，本發明所述大齒輪位于所述一對第二滾動軸承之間。進一步地，本發明所述蝸輪位于所述一對第三滾動軸承之間。與現有技術相比，本發明的有益效果是:
(I)本發明位移差動感應式加速度傳感器采用機械傳動，結構簡單，工作可靠，成本低。(2)本發明采用齒輪與蝸輪蝸桿兩級傳動，提高了加速度的測量精度與范圍。(3)本發明采用位移差動電容傳感器進行位移的測量，提高了加速度的測量精度。
圖1為本發明一種位移差動感應式加速度傳感器的結構示意圖； 圖2為圖1中的位移差動電容傳感器的左視 圖中，1、齒輪軸，2、第一擺桿,3、重物塊,4、大齒輪,5、位移差動電容傳感器,6、蝸桿軸，
7、第二擺桿，8、蝸桿，9、蝸輪軸，10、蝸輪，11、小齒輪，12、第一滾動軸承，13、第一推桿，14、第一彈簧，15、定極板，16、動極板，17、第二推桿，18、第二彈簧，19、定極板，20、動極板，21、
第二滾動軸承，22、第三滾動軸承。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的結構和工作過程。如圖1和圖2所示，本發明位移差動感應式加速度傳感器主要包括齒輪軸1、第一擺桿2、重物塊3、大齒輪4、位移差動電容傳感器5、蝸桿軸6、第二擺桿7、蝸桿8、蝸輪軸9、蝸輪10和小齒輪11。如圖1所示，齒輪軸I安裝于一對第一滾動軸承12上，蝸桿軸6安裝于一對第二滾動軸承21上,蝸輪軸9安裝于一對第三滾動軸承22上。上述一對第一滾動軸承12、一對第二滾動軸承21和一對第三滾動軸承22可分別直接固定安裝于機動車上；當然，作為另一種實施方式，也可另行設置一個外框(圖中未示出)，從而將第一滾動軸承12、第二滾動軸承21和第三滾動軸承22分別固定安裝于外框上。此外，小齒輪11通過鍵安裝于齒輪軸I上，小齒輪11可以位于兩個第一滾動軸承12之間，也可位于其中一個第一滾動軸承12的外側(圖中未示出)。大齒輪4通過鍵安裝于蝸桿軸6上且大齒輪4與小齒輪11嚙合。同理，大齒輪4可位于兩個第二滾動軸承21之間，也可位于其中一個第二滾動軸承22的外側。蝸輪10通過鍵安裝于蝸輪軸9上且蝸輪10與蝸桿8嚙合，同樣，蝸輪10可位于兩個第三滾動軸承22之間，也可位于其中一個第三滾動軸承22的外側。第一擺桿2固定安裝于齒輪軸I上，重物塊3固定安裝于第一擺桿2上。當重物塊3隨著機動車做加速運動時，能夠依靠自身的慣性力通過第一擺桿2帶動齒輪軸I轉動。此外，第二擺桿7固定安裝于蝸輪軸9上。如圖2所不,位移差動電容傳感器5包括第一推桿13、第一彈簧14、第一電容、第二推桿17、第二彈簧18和第二電容。第一電容和第二電容相互平行。其中，第一電容包括定極板15和動極板16,第二電容包括定極板19和動極板20。第一彈簧14的一端與第二擺桿7固定連接、第一彈簧14的另一端與第一電容的動極板16固定連接，第一推桿13的一端與動極板16固定連接，第二彈簧18的一端與第二擺桿7固定連接、第二彈簧18的另一端與第二電容的動極板20固定連接，第二推桿17的一端與動極板20固定連接。當機動車做加速運動時，第二擺桿7能夠與第二推桿17接觸；當機動車做減速運動時，第二擺桿7能夠與第一推桿13接觸。本發明位移差動感應式加速度傳感器可用于機動車加速度測量等領域。當用于機動車加速度測量時，將本發明位移差動感應式加速度傳感器固定安裝于機動車內。以機動車行駛的方向為參照方向，位移差動電容傳感器5的第二電容位于第一電容的后方。當機動車做加速運動時，重物塊3在自身的慣性力的作用下向后擺動并帶動第一擺桿2轉動，第一擺桿2帶動齒輪軸I轉動從而帶動位于齒輪軸I上的小齒輪11轉動，小齒輪11將運動傳遞給與其嚙合的大齒輪4，大齒輪帶動蝸桿軸6轉動從而帶動蝸桿8轉動，蝸桿8帶動與之嚙合的蝸輪10轉動從而帶動與蝸輪軸9固定連接的第二擺桿7轉動，第二擺桿7推動第二推桿17帶動第二電容的動極板20移動，同時第二擺桿7對第一彈簧14施加一個拉力從而帶動第一電容的動極板16移動,位移差動電容傳感器5將動極板20和動極板16的位移之和的信號傳遞給PC機進行處理得到機動車加速度。同樣的，本發明也可測得當機動車做減速運動時機動車的加速度，當機動車做減速運動時，重物塊3由于自身慣性向前擺動并帶動第一擺桿2轉動，第一擺桿2帶動齒輪軸I轉動從而帶動位于齒輪軸I上的小齒輪11轉動，小齒輪11將運動傳遞給與其嚙合的大齒輪4，大齒輪帶動蝸桿軸6轉動從而帶動蝸桿8轉動，蝸桿8帶動與之嚙合的蝸輪10轉動從而帶動與蝸輪軸9固定連接的第二擺桿7轉動，第二擺桿7推動第一推桿13帶動動極板16移動，同時第二擺桿7對第二彈簧18施加一個拉力從而帶動第二動極板20移動，位移差動電容傳感器5將動極板16和動極板20的位移之和信號傳遞給PC機進行處理得到機動車加速度。當機動車做勻速運動時，則是通過重物塊3自身的重力作用使第二擺桿7處于起始位置。本發明采用機械傳動方式進行加速度的測量，使得加速度傳感器結構簡、制造方便且成本較低，同時保證了加速度傳感器的工作可靠性。
權利要求
1.一種位移差動感應式加速度傳感器,包括齒輪軸(I)、第一擺桿(2)、重物塊(3)、大齒輪(4)、位移差動電容傳感器(5)、蝸桿軸(6)、第二擺桿(7)、蝸桿(8)、蝸輪軸(9)、蝸輪(10)和小齒輪(11);齒輪軸(I)安裝于一對第一滾動軸承(12)上,蝸桿軸(6)安裝于一對第二滾動軸承(21)上，蝸輪軸(9)安裝于一對第三滾動軸承(22)上，小齒輪(11)固定安裝于齒輪軸(I)上，大齒輪(4)固定安裝于蝸桿軸(6)上且大齒輪(4)與所述小齒輪(11)嚙合，蝸輪(10)固定安裝于蝸輪軸(9)上且蝸輪(10)與所述蝸桿(8)嚙合，第一擺桿(2)固定安裝于齒輪軸(I)上，重物塊(3)固定安裝于第一擺桿(2)上，重物塊(3)能夠通過第一擺桿(2)帶動齒輪軸(I)轉動，第二擺桿(7)固定安裝于蝸輪軸(9)上。
2.根據權利要求1所述的位移差動感應式加速度傳感器,其特征在于:所述位移差動電容傳感器(5)包括第一推桿(13)、第一彈簧(14)、第二推桿(17)、第二彈簧(18)、相互平行的第一電容和第二電容，第一彈簧(14)的一端與第二擺桿(7)固定連接、第一彈簧(14)的另一端與所述第一電容的動極板(16)固定連接，第一推桿(13)的一端與所述第一電容的動極板(16)固定連接；第二彈簧(18)的一端與第二擺桿(7)固定連接、第二彈簧(18)的另一端與所述第二電容的動極板(20)固定連接，第二推桿(17)的一端與所述第二電容的動極板(20)固定連接；當機動車做加速運動時，第二擺桿(7)能夠與第二推桿(17)接觸；當機動車做減速運動時，第二擺桿(7)能夠與第一推桿(13)接觸。
3.根據權利要求1或2所述的一種位移差動感應式加速度傳感器，其特征是:所述小齒輪(11)位于所述一對第一滾動軸承(12)之間。
4.根據權利要求1或2所述的一種位移差動感應式加速度傳感器，其特征是:所述大齒輪(4)位于所述一對第二滾動軸承(21)之間。
5.根據權利要求1或2所述的一種位移差動感應式加速度傳感器，其特征是:所述蝸輪(10)位于所述一對第三滾動軸承(22)之間。
6.根據權利要求3所述的一種位移差動感應式加速度傳感器，其特征是:所述蝸輪(10)位于所述一對第三滾動軸承(22)之間。
7.根據權利要求4所述的一種位移差動感應式加速度傳感器，其特征是:所述蝸輪(10)位于所述一對第三滾動軸承(22)之間。
全文摘要
本發明公開了一種位移差動感應式加速度傳感器，它包括齒輪軸、第一擺桿、重物塊、大齒輪、位移差動電容傳感器、蝸桿軸、第二擺桿、蝸桿、蝸輪軸、蝸輪和小齒輪；齒輪軸安裝于一對第一滾動軸承上，蝸桿軸安裝于一對第二滾動軸承上，蝸輪軸安裝于一對第三滾動軸承上，小齒輪固定安裝于齒輪軸上，大齒輪固定安裝于蝸桿軸上且大齒輪與所述小齒輪嚙合，蝸輪固定安裝于蝸輪軸上且蝸輪與所述蝸桿嚙合，第一擺桿固定安裝于齒輪軸上，重物塊固定安裝于第一擺桿上，重物塊能夠通過第一擺桿帶動齒輪軸轉動，第二擺桿固定安裝于蝸輪軸上。本發明的優點是結構簡單，成本低，工作可靠，測量精度高、范圍廣。
文檔編號G01P15/125GK103163328SQ20131008363
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月17日 優先權日2013年3月17日
發明者何文華, 戴明新, 胡濱鵬, 侯明陽 申請人:浙江大學