本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及位移檢測(cè)裝置、變速箱及汽車。

背景技術(shù)：

駕駛員通過操縱變速桿和踩踏離合器實(shí)現(xiàn)撥叉換檔，變速桿和撥叉相連，在撥叉換檔過程中：撥叉在齒輪軸上左右移動(dòng)，做直線運(yùn)動(dòng)，撥動(dòng)同步器齒環(huán)，以實(shí)現(xiàn)各前進(jìn)檔齒輪的結(jié)合與分離，實(shí)現(xiàn)檔位的切換；離合器在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間的分離軸承上左右移動(dòng)，做直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳輸。撥叉和離合器左右移動(dòng)產(chǎn)生位移，在汽車設(shè)計(jì)時(shí)，撥叉和離合器左右移動(dòng)的位移會(huì)根據(jù)不同的車型做相應(yīng)的設(shè)置，設(shè)計(jì)的原則為：撥叉左右移動(dòng)的位移能夠保證撥叉撥動(dòng)同步器齒環(huán)，離合器左右移動(dòng)的位移能夠保證離合器切斷或傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間的動(dòng)力。

因此，對(duì)離合器或撥叉的左右移動(dòng)產(chǎn)生的位移的檢測(cè)顯得尤為重要，若撥叉和離合器左右移動(dòng)的位移大于或小于所設(shè)計(jì)的位移，說明撥叉和離合器出現(xiàn)了故障，需及時(shí)處理故障，否則存在安全隱患。

現(xiàn)有技術(shù)通過位移傳感器檢測(cè)離合器或撥叉的左右位移。一般是在離合器和撥叉上安裝磁鐵，再配合使用傳感器，傳感器安裝在變速箱上，離合器和撥叉左右移動(dòng)的過程會(huì)靠近和遠(yuǎn)離傳感器，在左右移動(dòng)的過程中，磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化；傳感器檢測(cè)離合器和撥叉在左右移動(dòng)過程中磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化，并將所檢測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化發(fā)送給處理單元，處理單元再根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度變化檢測(cè)出撥叉和離合器的位移。

現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題：

傳感器安裝在變速箱上，離合器和撥叉未動(dòng)作之前，離合器和撥叉上的磁鐵相對(duì)傳感器較遠(yuǎn)，傳感器檢測(cè)的磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化受磁鐵與傳感器相對(duì)位置的影響，當(dāng)相對(duì)位置較遠(yuǎn)時(shí)，傳感器檢測(cè)的磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度較弱，甚至?xí)z測(cè)不到磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，這就導(dǎo)致傳感器檢測(cè)的位移不準(zhǔn)確；為了保證傳 感器能夠正常檢測(cè)到磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，會(huì)增大磁鐵的尺寸，這勢(shì)必會(huì)增加成本；同時(shí)，變速箱在工作過程中溫度會(huì)較高，傳感器受高溫影響，導(dǎo)致所檢測(cè)的位移不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有位移傳感器通過磁場(chǎng)強(qiáng)度變化來檢測(cè)位移，位移檢測(cè)不準(zhǔn)確。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種位移檢測(cè)裝置，包括：

基座，設(shè)于所述基座的表面上的滑塊、轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)、連接所述滑塊和所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述滑塊能夠在所述基座上做直線運(yùn)動(dòng)，所述滑塊用于和待檢測(cè)物體連接；

所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與所述滑塊、轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸垂直于所述基座的表面；所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)與所述基座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸垂直于所述基座的表面；

隨著所述滑塊的滑動(dòng)，所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑺鲋本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為周向運(yùn)動(dòng)，且所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)能夠發(fā)送所述周向運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)；

還包括：位移計(jì)算單元，能夠接收所述角度信號(hào)，并根據(jù)所述角度信號(hào)對(duì)應(yīng)的角度計(jì)算出所述滑塊直線運(yùn)動(dòng)的位移。

可選的，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為：

桿，所述桿具有第一端和第二端，所述第一端與所述滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二端與所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)與所述基座轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸為第一軸；

所述第一端與所述滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸為第二軸；

所述第二端與所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸為第三軸；

所述位移計(jì)算單元根據(jù)以下公式計(jì)算所述滑塊直線運(yùn)動(dòng)的位移：

$X=\sqrt{L^2-{\left(Rsin\mathrm{\β}\right)}^2}-R(1-cos\mathrm{\β})$

其中，X為所述滑塊直線運(yùn)動(dòng)的位移，L為所述桿的長(zhǎng)度，R為所述第三軸到所述第一軸的距離，β為所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度。

可選的，所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)包括：

轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)有所述第三軸，所述轉(zhuǎn)盤通過所述第一軸與所述基座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)有磁鐵；

所述第二端通過所述第三軸和所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

設(shè)于所述基座上的霍爾傳感器，所述霍爾傳感器與所述轉(zhuǎn)盤之間具有間隙，所述霍爾傳感器根據(jù)所述磁鐵的磁場(chǎng)變化檢測(cè)所述轉(zhuǎn)盤周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度，并將所述角度對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)發(fā)送給所述位移計(jì)算單元。

可選的，所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)包括：

轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)有所述第三軸，所述轉(zhuǎn)盤通過所述第一軸與所述基座轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述第二端通過所述第三軸和所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

角度傳感器，所述角度傳感器設(shè)于所述轉(zhuǎn)盤上，所述角度傳感器檢測(cè)所述轉(zhuǎn)盤周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度，并將所述角度對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)發(fā)送給所述位移計(jì)算單元。

可選的，所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)包括：

旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過所述第一軸與所述基座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器能夠?qū)⑺鲂D(zhuǎn)編碼器周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度所對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)發(fā)送給所述位移計(jì)算單元。

本發(fā)明還提供一種變速箱，包括上述任一項(xiàng)所述的位移檢測(cè)裝置，所述位移檢測(cè)裝置為兩個(gè)，其中一個(gè)的所述滑塊和離合器固定連接，另外一個(gè)的所述滑塊和撥叉固定連接。

本發(fā)明還提供一種汽車，包括上述所述的變速箱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明中的滑塊和待檢測(cè)的物體連接，待檢測(cè)物體為離合器和撥叉，離 合器和撥叉會(huì)分別連接一個(gè)滑塊，離合器和撥叉的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的直線運(yùn)動(dòng)，通過測(cè)滑塊的直線位移可間接測(cè)離合器和撥叉的位移；本發(fā)明將滑塊和轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與所述滑塊、轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)與所述基座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸垂直于基座的表面；當(dāng)滑塊沿基座的長(zhǎng)度方向在基座上做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)做周向運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)能夠?qū)⒅芟蜻\(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度所述對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)發(fā)送給位移計(jì)算單元，位移計(jì)算單元能夠接收所述角度信號(hào)，并根據(jù)所述角度信號(hào)對(duì)應(yīng)的角度計(jì)算出所述滑塊直線運(yùn)動(dòng)的位移。

現(xiàn)有技術(shù)中，磁鐵朝向傳感器直線運(yùn)動(dòng)，磁鐵在向傳感器直線運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，傳感器檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化來測(cè)位移，傳感器遠(yuǎn)離磁鐵，傳感器接收的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化受磁鐵與傳感器之間距離的影響導(dǎo)致信號(hào)不準(zhǔn)確；本發(fā)明中轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)在基座上不做直線運(yùn)動(dòng)，只是繞第一軸做周向運(yùn)動(dòng)，周向運(yùn)動(dòng)的過程會(huì)產(chǎn)生角度的變化，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)向位移計(jì)算單元發(fā)送角度信號(hào)，所發(fā)送的角度信號(hào)穩(wěn)定，位移計(jì)算單元直接根據(jù)接收到的角度信號(hào)對(duì)應(yīng)的角度來計(jì)算位移，不會(huì)因?yàn)榇盆F和傳感器之間相對(duì)位置的影響導(dǎo)致所測(cè)的位移不準(zhǔn)確。

本發(fā)明的位移檢測(cè)裝置避免在撥叉和離合器上安裝磁鐵，通過磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化來檢測(cè)位移；本發(fā)明位移檢測(cè)裝置中的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)與做直線運(yùn)動(dòng)的滑塊是分離的，因此，可將轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)安裝在溫度適宜的環(huán)境中，撥叉和離合器分別和一個(gè)滑塊連接，撥叉和離合器的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的直線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為周向運(yùn)動(dòng)，位移計(jì)算單元再通過轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度來測(cè)量滑塊的位移，避免變速箱高溫工作環(huán)境對(duì)位移檢測(cè)的影響，位移檢測(cè)更準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一位移檢測(cè)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例一位移檢測(cè)裝置中滑塊的初始位置；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一位移檢測(cè)裝置中的滑塊直線運(yùn)動(dòng)一定距離后的示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例一位移檢測(cè)裝置的位移計(jì)算單元計(jì)算位移的原理示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例二位移檢測(cè)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有技術(shù)通過位移傳感器檢測(cè)離合器或撥叉的左右位移。一般是在離合器和撥叉上安裝磁鐵，再配合使用傳感器，傳感器安裝在變速箱上，離合器和撥叉左右移動(dòng)的過程會(huì)靠近和遠(yuǎn)離傳感器，在左右移動(dòng)的過程中，磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化；傳感器檢測(cè)離合器和撥叉在左右移動(dòng)過程中磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化，并將所檢測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化發(fā)送給處理單元，處理單元再根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度變化檢測(cè)出撥叉和離合器的位移。由于傳感器安裝在變速箱上，離合器和撥叉未動(dòng)作時(shí)，傳感器遠(yuǎn)離安裝在離合器和撥叉上的磁鐵，當(dāng)離合器和撥叉開始動(dòng)作時(shí)，由于傳感器與磁鐵的距離較遠(yuǎn)，同時(shí)，變速箱在工作過程中溫度會(huì)較高，而傳感器受溫度因素的影響，導(dǎo)致所檢測(cè)的位移不準(zhǔn)確。

本發(fā)明的位移檢測(cè)裝置，滑塊將待檢測(cè)物體的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的直線運(yùn)動(dòng)，通過測(cè)量滑塊的位移就可以測(cè)量待檢測(cè)物體的位移，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)能夠?qū)⒒瑝K的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為周向運(yùn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)能夠?qū)⒅芟蜻\(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)發(fā)送給位移計(jì)算單元，位移計(jì)算單元能夠接收所述角度信號(hào)，并根據(jù)所述角度信號(hào)對(duì)應(yīng)的角度計(jì)算出所述滑塊直線運(yùn)動(dòng)的位移。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

實(shí)施例一

參考圖1，本發(fā)明實(shí)施例的位移檢測(cè)裝置100包括：基座101，本實(shí)施例中基座101具有滑槽，在基座101的表面上設(shè)有滑塊102、轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103及連接所述滑塊102和所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104；其中，滑塊102能夠在基座101的滑槽上做直線運(yùn)動(dòng)，滑槽可以使得滑塊102沿著基座101的長(zhǎng)度方向做直線運(yùn)動(dòng)，且直線運(yùn)動(dòng)的方向不會(huì)偏離；滑塊102用于和待檢測(cè)物體連接，本實(shí)施例中的待檢測(cè)物體為離合器或撥叉；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104分別與滑塊102、轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸垂直于所述基座101的表 面；轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103與基座101轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸垂直于基座101的表面。

參考圖1并結(jié)合圖2所示，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104為桿，桿具有第一端和第二端，所述第一端與所述滑塊102轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二端與所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103轉(zhuǎn)動(dòng)連接；上述轉(zhuǎn)軸包括：第一軸A、第二軸B和第三軸C；第一軸A為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103與基座101轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸，第二軸B為所述第一端與所述滑塊102轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸；所述第三軸C為所述第二端與所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)軸；按俯視角度(從基座101的上方看基座101)，第一軸A到第三軸C的連線與第一軸A到第二軸B的連線的夾角為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度，記為β。

參考圖2并結(jié)合圖1所示，滑塊102在初始狀態(tài)時(shí)，滑塊102未運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，第一軸A、第二軸B和第三軸C處于同一直線上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104不運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103也不運(yùn)動(dòng)，那么β為0°。

參考圖3，滑塊102開始運(yùn)動(dòng)后，隨著滑塊102的滑動(dòng)，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104的驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103能夠?qū)⑺鲋本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為周向運(yùn)動(dòng)，且所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103能夠發(fā)送所述周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度β對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)。需說明的是，滑塊102能夠在基座101上，沿基座101的長(zhǎng)度方向左右滑動(dòng)，即滑塊102能夠朝向轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103滑動(dòng)或者遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103滑動(dòng)，本實(shí)施例中，滑塊102朝向轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103滑動(dòng)(圖3中黑色箭頭所示方向)。

參考圖2和圖3，滑塊102滑動(dòng)后會(huì)產(chǎn)生位移X，相應(yīng)的，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度為β，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103能夠在0°-180°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，即，β在0°-180°范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103能夠?qū)⒅芟蜻\(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度β所對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)發(fā)送給位移計(jì)算單元(圖未示出)，位移計(jì)算單元能夠接收所述角度信號(hào)，并根據(jù)所述角度信號(hào)對(duì)應(yīng)的角度β計(jì)算出所述滑塊102直線運(yùn)動(dòng)的位移X，滑塊102直線運(yùn)動(dòng)的位移即為待檢測(cè)物體直線運(yùn)動(dòng)的位移。因此，對(duì)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度β的檢測(cè)，是計(jì)算滑塊102直線運(yùn)動(dòng)的位移的關(guān)鍵。

下面詳細(xì)闡述位移計(jì)算單元是如何根據(jù)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角 度β計(jì)算滑塊102直線運(yùn)動(dòng)的位移X。

參考圖2和圖1，滑塊102初始狀態(tài)時(shí)，此時(shí)，第一軸A、第二軸B和第三軸C處于同一直線上，第二軸B到第三軸C的距離為桿的長(zhǎng)度L，第一軸A到第三軸C的距離為R；即，滑塊102在初始狀態(tài)時(shí)，β為0°，第一軸A到第二軸B的距離為L(zhǎng)+R。

參考圖3和圖4，滑塊102處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，滑塊102開始做直線運(yùn)動(dòng)后，第三軸C會(huì)在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103上做圓周運(yùn)動(dòng)，而第二軸B會(huì)做直線運(yùn)動(dòng)，那么，滑塊102直線運(yùn)動(dòng)一段距離后，第一軸A與第二軸B距離變?yōu)長(zhǎng)1，第一軸A與第二軸B距離會(huì)隨著滑塊102的運(yùn)動(dòng)而改變；距離改變的大小即為滑塊102直線運(yùn)動(dòng)的位移X；X＝L+R-L1，L和R是已知的，求解X的關(guān)鍵是求L1。

進(jìn)一步分析，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104的驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103能夠?qū)⑺鲋本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為周向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，若虛擬的采用一個(gè)與基座101平行的平面截第一軸A、第二軸B和第三軸C，截面為三角形，按俯視角度(從基座101的上方看基座101)，第一軸A、第二軸B和第三軸C代表三角形的三個(gè)點(diǎn))；在知道了三角形的其中兩條邊的長(zhǎng)度，并且其中一條已知邊與未知邊的夾角已知的情況下，可根據(jù)三角形余弦定理計(jì)算未知邊的長(zhǎng)度，本發(fā)明實(shí)施例的位移計(jì)算單元計(jì)算位移正是在三角形余弦定理的指導(dǎo)下計(jì)算滑塊102的位移；參考圖4，第二軸B到第三軸C的距離為桿的長(zhǎng)度L，第一軸A到第三軸C的距離為R，在設(shè)計(jì)位移檢測(cè)裝置時(shí)，L和R已知；轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103轉(zhuǎn)過的角度β可通過角度傳感器測(cè)得；因此，根據(jù)三角形余弦定理可計(jì)算第一軸A到第二軸B的距離L1。

通過上述分析，即可得到了本發(fā)明位移計(jì)算單元計(jì)算位移的公式，位移計(jì)算單元接收所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103發(fā)送的角度信號(hào)，并根據(jù)角度信號(hào)所對(duì)應(yīng)的角度采用以下公式計(jì)算位移：

$X=\sqrt{L^2-{\left(Rsin\mathrm{\β}\right)}^2}-R(1-cos\mathrm{\β})$

其中，X為所述滑塊102直線運(yùn)動(dòng)的位移，L為所述桿(傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104)的長(zhǎng)度，R為所述第三軸C到所述第一軸A的距離，β為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度。

當(dāng)β＝0°時(shí)，滑塊處于初始狀態(tài)，未運(yùn)動(dòng)，X＝L；

當(dāng)β＝180°時(shí)，X＝L-2R；

當(dāng)β在0-180°范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)上述公式計(jì)算X。

可見，本發(fā)明實(shí)施例位移檢測(cè)裝置中滑塊的位移范圍為0-2R，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103轉(zhuǎn)過的角度對(duì)應(yīng)了滑塊102相應(yīng)的位移。

繼續(xù)參考圖1，所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103包括轉(zhuǎn)盤103a，在轉(zhuǎn)盤103a上設(shè)有所述第三軸C，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104的第二端通過第三軸C和所述轉(zhuǎn)盤103a轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述轉(zhuǎn)盤103a通過所述第一軸A與所述基座101轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)軸103a可以繞第一軸A在基座101上做周向運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤103a上設(shè)有磁鐵103b，磁鐵103b在轉(zhuǎn)盤103a周向運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的變化即為周向運(yùn)動(dòng)角度的變化；因此，在基座101上還設(shè)有霍爾傳感器103c，霍爾傳感器103c根據(jù)所述磁鐵103b的磁場(chǎng)變化檢測(cè)所述轉(zhuǎn)盤103a周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度，并將所述角度對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)發(fā)送給所述位移計(jì)算單元。

其中，為避免轉(zhuǎn)盤103a在周向運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)接觸到霍爾傳感器103c，對(duì)霍爾傳感器103c產(chǎn)生一定的摩擦，所述霍爾傳感器103c與所述轉(zhuǎn)盤103a之間具有間隙，上述間隙也不能太大，需能保證所述霍爾傳感器103c能夠檢測(cè)到所述角度即可，否則，間隙過大后，測(cè)不到磁場(chǎng)的變化，也就測(cè)不到轉(zhuǎn)盤103a周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度。

本實(shí)施例中，霍爾傳感器根據(jù)磁鐵的磁場(chǎng)變化檢測(cè)轉(zhuǎn)盤軸向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度；在其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn)盤103a上不設(shè)置磁鐵，直接在轉(zhuǎn)盤103a上設(shè)置角度傳感器，角度傳感器可以和第一軸同軸，也可以直接設(shè)置在轉(zhuǎn)盤的表面上，隨著轉(zhuǎn)盤103a做周向運(yùn)動(dòng)，角度傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)盤103a周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度，并將所述角度對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)發(fā)送給所述位移計(jì)算單元，位移計(jì)算單元同樣根據(jù)上述公式計(jì)算滑塊直線運(yùn)動(dòng)的位移。

實(shí)施例二

參考圖5，本實(shí)施例位移檢測(cè)裝置100中的位移計(jì)算單元計(jì)算位移的公式及基座101、滑塊102、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104與實(shí)施例一相同，不同之處在于：所述轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)103包括：旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過所述第一軸(圖5未 示出)與所述基座101轉(zhuǎn)動(dòng)連接，當(dāng)滑塊102做直線運(yùn)動(dòng)，并通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)104驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)編碼器做周向運(yùn)動(dòng)的過程中，旋轉(zhuǎn)編碼器能夠?qū)⑺鲂D(zhuǎn)編碼器周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度所對(duì)應(yīng)的角度信號(hào)發(fā)送給所述位移計(jì)算單元，無需再通過角度傳感器來檢測(cè)周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種變速箱，包括上述所述的位移檢測(cè)裝置，通過上述位移檢測(cè)裝置來檢測(cè)離合器和撥叉的位移，所述的位移檢測(cè)裝置為兩個(gè)，其中一個(gè)的所述滑塊和離合器固定連接，另外一個(gè)的所述滑塊和撥叉固定連接，這樣，撥叉或離合器動(dòng)作的同時(shí)會(huì)帶動(dòng)滑塊滑動(dòng)。

本發(fā)明還提供一種汽車，包括上述所述的變速箱，該汽車中的位移計(jì)算單元根據(jù)上述所述的位移計(jì)算公式計(jì)算撥叉或離合器的位移，滑塊的位移即為撥叉和離合器的位移，當(dāng)位移計(jì)算單元檢測(cè)到離合器或撥叉的位移不在正常位置時(shí)，可及時(shí)采取措施，避免出現(xiàn)安全問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，磁鐵朝向傳感器直線運(yùn)動(dòng)，磁鐵在向傳感器直線運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，傳感器檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化來測(cè)位移，傳感器遠(yuǎn)離磁鐵，傳感器接收的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化受磁鐵與傳感器之間距離的影響導(dǎo)致信號(hào)不準(zhǔn)確；本發(fā)明中轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)在基座上不做直線運(yùn)動(dòng)，只是繞第一軸做周向運(yùn)動(dòng)，周向運(yùn)動(dòng)的過程會(huì)產(chǎn)生角度的變化，由于轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)和傳感器的相對(duì)位置沒有發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)向位移計(jì)算單元發(fā)送的角度信號(hào)穩(wěn)定，位移計(jì)算單元直接根據(jù)接收到的角度信號(hào)對(duì)應(yīng)的角度來計(jì)算位移，不會(huì)因?yàn)榇盆F和傳感器之間距離的影響導(dǎo)致所測(cè)的位移不準(zhǔn)確。

此外，本發(fā)明的位移檢測(cè)裝置避免在撥叉和離合器上安裝磁鐵，通過磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化來檢測(cè)位移；本發(fā)明位移檢測(cè)裝置中的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)與做直線運(yùn)動(dòng)的滑塊是分離的，因此，可將轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)安裝在溫度適宜的環(huán)境中，撥叉和離合器分別和一個(gè)滑塊連接，撥叉和離合器的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的直線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為周向運(yùn)動(dòng)，位移計(jì)算單元再通過轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度來測(cè)量滑塊的位移，避免變速箱高溫工作環(huán)境對(duì)位移檢測(cè)的影響，位移檢測(cè)更準(zhǔn)確。

需說明的是，本發(fā)明位移檢測(cè)裝置中，通過調(diào)整R的大小，即可調(diào)整位 移檢測(cè)裝置的位移檢測(cè)范圍，同時(shí)，轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)不限定在圓形轉(zhuǎn)盤，也可以是方形轉(zhuǎn)盤或其它形狀的轉(zhuǎn)盤。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。