汽车碰撞试验用三轴角速度传感器的制作方法

本发明涉及三轴角速度传感器，尤其涉及一种汽车碰撞试验用三轴角速度传感器。

背景技术：

在汽车碰撞试验时，对假人肢体某处进行角速度检测，需先将三轴角速度传感器固定在该检测位置，通过接通相关检测设备从而完成对该位置x,y,z三轴的角速度情况进行检测。在汽车碰撞试验过程中，获取的数据可用于判别假人的“受伤”可能性。汽车中假人的状况如何关乎到汽车的性能和安全，而假人的某部位状况可以直观的表现在三轴角速度的输出信号上。目前市场上以单轴和二轴角速度传感器为主，难以对某个部位进行准确的测量，存在的三轴角速度传感器精确度不高，或者碰撞强度不够，无法在碰撞试验中使用。

中国专利公开号cn203550986u，公告日为2014.04.16，名称为“一种具有保护性的传感器安全座”，公开了一种用于汽车碰撞试验的传感器安全座，但是这种安全座插装传感器的槽口开设在顶面和侧面，暴露在外，仅靠螺钉固定，没有包裹保护结构，限位度不高，容易出现偏移或脱落，而影响检测效果。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提供一种汽车碰撞试验用三轴角速度传感器，通过夹具并灌胶固定传感器，碰撞强度高，适应汽车碰撞试验的要求。

本发明的汽车碰撞试验用三轴角速度传感器，包括外壳底座、外壳上盖和安装于所述外壳底座和外壳上盖之间的传感器夹具，所述外壳底座的边缘设为内高外低的两阶插槽，所述两阶插槽内侧卡接有所述传感器夹具，所述两阶插槽外侧与所述外壳上盖插合相连，所述传感器夹具包括三个分别沿x、y、z方向设置的夹具，所述夹具上均安装有传感器电路板，使所述三个传感器电路板分别朝向x、y、z方向；所述外壳底座边缘设有外壳导线底座半孔，所述外壳上盖边缘设有外壳导线上盖半孔，所述外壳导线底座半孔和外壳导线上盖半孔拼合形成外壳导线孔，所述外壳导线孔用于引出所述传感器电路板的导线；所述外壳底座和外壳上盖的内部空间通过灌胶密封处理而相连。

作为优选的技术方案，所述传感器夹具包括底座，所述底座卡设在所述外壳底座的两阶插槽内侧底面上，所述底座上安装有三个分别沿x、y、z方向设置的夹具，所述夹具上均设有电路板槽，所述底座上还开设有连接所述电路板槽的导线槽，所述电路板槽内通过螺钉固定有所述传感器电路板，使所述传感器电路板分别朝向x、y、z方向，所述传感器电路板的导线沿所述导线槽铺设，并汇集成一根导线由所述外壳导线孔穿出。

作为优选的技术方案，所述电路板槽的四周分设四个螺钉座，所述传感器电路板的四周对应位置处设有四个螺钉孔，所述传感器电路板通过所述螺钉穿过所述螺钉孔且固定在所述螺钉座上而固定在所述电路板槽上。

该三轴角速度传感器包括由三轴角速度传感器外壳底座、外壳上盖以及传感器夹具组成的三轴角速度装置主体。

三轴角速度传感器外壳底座用来固定安放传感器夹具，与外壳上盖紧密贴合，构成三轴角速度传感器的整体外壳，外壳底座与外壳上盖的同一侧面分别开有外壳导线底座半孔和外壳导线上盖半孔，拼合形成外壳导线孔使导线与外部设备连接。

三轴角速度传感器的外壳底座四周分成两阶，内侧与传感器夹具配合，通过机械加工与传感器夹具贴合，保证垂直度与平行度，外侧与外壳上盖配合。

三轴角速度传感器的传感器夹具用来固定x、y、z三个轴的角速度电路转化器件的电路板，x、y、z三个方向的电路板结构完全相同，因为电路板的上下表面都需要焊有元器件或有焊脚，又要保证整个传感器装置的外形尺寸，因此在每个电路板安装处加工凹槽，以确保电路板的合理安装，将连接导线面安装在凹槽处，通过开导线槽将其引出，底部加工有两个导线槽，两个侧面分别加工一个导线槽，便于电路板安装，三块电路板的导线汇聚在一起变成一股线通过外壳导线孔。

三轴角速度传感器的传感器夹具安装x、y、z三个轴的传感器电路板，来同时检测三轴的角速度情况，每块传感器电路板通过四颗螺钉固定在每个平面，用四颗螺钉保证传感器电路板的平行度，同时方便操作。传感器电路板通过四颗螺钉分别固定于x、y、z方向，通过角速度标定仪的标定检测来确定三者的窜扰情况，再用四颗螺钉调节角度来避免窜扰现象。

三轴角速度传感器内部电路板的加工安装方法是，加大电路板的整体面积，然后在电路板的四周开孔，同时确保电路板中各测量元器件的有效面积，然后用螺钉将其固定在底面以及两个侧面，并用仪器测量该电路板安装好后的水平度和垂直度，在安装时，需注意将已经焊接好的导线通过导线槽穿出。

上述已经安装好电路板的传感器夹具放入外壳底座，并灌胶固定，盖上外壳上盖，使外壳底座、传感器夹具、电路板、导线及上盖完全固定，确保传感器夹具在外壳内部不发生位移。该传感器采用在外壳和内部夹具整体安装调试好后通过灌胶方式加以永远固定的方式，使得传感器抗干扰性强，紧固性好，满足汽车碰撞试验要求。

作为优选的技术方案，所述外壳底座内设有三个夹具槽，所述夹具槽内分别卡设有沿x、y、z方向设置的三个夹具，所述夹具包括夹具上盖和夹具下盖，所述夹具上盖和夹具下盖之间安装有所述传感器电路板，所述三个传感器电路板通过夹具沿x、y、z方向设置而朝向x、y、z方向；所述夹具上盖边缘设有夹具导线上盖半孔，所述夹具下盖边缘设有夹具导线下盖半孔，所述夹具导线上盖半孔和夹具导线下盖半孔形成夹具导线孔，所述夹具导线孔用于引出所述传感器电路板的导线，所述夹具上盖和夹具下盖的内部空间通过灌胶密封处理而相连。

作为优选的技术方案，所述传感器电路板的导线通过所述夹具导线孔穿出后，汇集成一根导线由所述外壳导线孔穿出。

作为优选的技术方案，所述外壳底座和外壳上盖上均设有相对应的固定孔，用以在汽车碰撞试验时固定三轴角速度传感器。

三轴角速度传感器外壳底座的四周与外壳上盖配合，内部开有三个固定尺寸的夹具槽用以固定x、y、z三轴方向的夹具，通过机械加工与夹具配合，保证垂直度与平行度，外侧与外壳上盖配合。

三轴角速度传感器的夹具由夹具上盖和夹具下盖配合而成，夹具上盖和夹具下盖之间的空间预留用于安放传感器电路板，分别将三个夹具沿x、y、z方向安放在外壳底座的夹具槽中，则在传感器工作时可同时测量三个轴的角速度情况。

三轴角速度传感器的夹具可固定传感器电路板，通过夹具上盖和夹具下盖的配合保证焊接元件的传感器电路板的水平度，用以检测角速度情况，夹具上盖和夹具下盖上分别开有夹具导线上盖半孔和夹具导线下盖半孔，合在一起形成夹具导线孔，传感器电路板所焊接的连接导线通过夹具导线孔穿出，三股导线在外壳导线孔前汇成一股穿出，与外部检测设备连接。

三轴角速度传感器的夹具在安装完传感器电路板后，进行灌胶处理，使夹具上盖、夹具下盖与传感器电路板紧密贴合，不松动。该传感器采用在外壳和内部夹具整体安装调试好后通过灌胶方式加以永远固定的方式，使得传感器抗干扰性强，紧固性好，满足汽车碰撞试验要求。上述已经安装好传感器电路板的夹具分别放入外壳底座的三个凹槽中，并灌胶固定，盖上外壳上盖，使外壳底座、夹具、传感器电路板、导线及外壳上盖完全固定，确保内部夹具在外壳内部不发生位移。

三轴角速度传感器外形尺寸较小，为适合三轴角速度外形尺寸，必须体现与之配合的小尺寸夹具。

本发明的汽车碰撞试验用三轴角速度传感器整体结构简单，体积小，操作方便且不受外部环境影响，传感器电路板三轴垂直度好，抗干扰性强，避免了三轴角速度测量时的串扰问题，同时传感器夹具安装到位后通过灌胶固定提高了装置的紧固性，满足汽车碰撞试验的要求。

附图说明

图1为本发明实施例1的外壳底座的结构示意图；

图2为本发明实施例1的传感器夹具的结构示意图；

图3为本发明实施例1的传感器夹具安装在外壳底座上的结构示意图；

图4为本发明实施例1和2中的外壳上盖的结构示意图；

图5为本发明实施例2的外壳底座的结构示意图；

图6为本发明实施例2的夹具的结构示意图；

图7为本发明图6的拆分结构示意图；

图8为本发明实施例2的夹具安装在外壳底座上的结构示意图。

图中：1-外壳底座；2-外壳上盖；3-两阶插槽；4-固定孔；5-外壳导线底座半孔；6-外壳导线上盖半孔；7-底座；8-夹具；9-电路板槽；10-导线槽；11-螺钉座；12-夹具槽；13-夹具上盖；14-夹具下盖；15-夹具导线上盖半孔；16-夹具导线下盖半孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

由图1-4所示，本实施例的汽车碰撞试验用三轴角速度传感器，包括外壳底座1、外壳上盖2，外壳底座1的边缘设为内高外低的两阶插槽3，两阶插槽3内侧卡接有传感器夹具，两阶插槽3外侧与外壳上盖2插合相连；外壳底座1边缘设有外壳导线底座半孔5，外壳上盖2边缘设有外壳导线上盖半孔6，外壳导线底座半孔5和外壳导线上盖半孔6拼合形成外壳导线孔，外壳导线孔用于引出传感器电路板的导线；传感器夹具包括底座7，底座7卡设在外壳底座1的两阶插槽3内侧底面上，底座7上安装有三个分别沿x、y、z方向设置的夹具8，夹具8上均设有电路板槽9，底座7上还开设有连接电路板槽9的导线槽10，电路板槽9内通过螺钉固定有传感器电路板，使传感器电路板分别朝向x、y、z方向，传感器电路板的导线沿导线槽10铺设，并汇集成一根导线由外壳导线孔穿出；电路板槽9的四周分设四个螺钉座11，传感器电路板的四周对应位置处设有四个螺钉孔，传感器电路板通过螺钉穿过螺钉孔且固定在螺钉座11上而固定在电路板槽9上；外壳底座1和外壳上盖2的内部空间通过灌胶密封处理而相连，外壳底座1和外壳上盖2上均设有相对应的固定孔4。

本实施例的三轴角速度传感器通过下述步骤安装：

1、将芯片、其他元器件及连接细导线焊在传感器电路板上；

2、将焊好后的传感器电路板分别用螺钉固定在传感器夹具的z轴凹槽、x轴凹槽以及y轴凹槽，在安装时注意将接有导线的那一面安装在凹槽处，并校准每个传感器电路板相对于传感器夹具的平行度以及垂直度；

3、将细导线分别通过x轴、y轴以及z轴导线槽导出，三股细导线汇合成一股粗导线；

4、将安装好传感器电路板后的传感器夹具放入外壳底座1中，并将粗导线安放在外壳底座1的外壳导线底座半孔5中；

5、确保传感器夹具与外壳底座1的贴合后，灌入胶水，使其完全充满整个外壳底座1及传感器夹具，不留缝隙；

6、在外壳上盖2中涂一层胶水，与外壳底座1贴合，同时保证外壳上盖2的外壳导线上盖半孔6与外壳底座1的外壳导线底座半孔5配合并将导线夹紧固定，擦掉多余的胶水，固定烘干。

本实施例的汽车碰撞试验用三轴角速度传感器整体结构简单，体积小，操作方便且不受外部环境影响，传感器电路板三轴垂直度好，抗干扰性强，避免了三轴角速度测量时的串扰问题，同时传感器夹具安装到位后通过灌胶固定提高了装置的紧固性，满足汽车碰撞试验的要求。

实施例2

由图4-8所示，本实施例的汽车碰撞试验用三轴角速度传感器，包括外壳底座1、外壳上盖2，外壳底座1的边缘设为内高外低的两阶插槽3，两阶插槽3内侧卡接有传感器夹具，两阶插槽3外侧与外壳上盖2插合相连，外壳底座1内设有三个夹具槽12，夹具槽12内分别卡设有传感器夹具的沿x、y、z方向设置的三个夹具8，夹具8包括夹具上盖13和夹具下盖14，夹具上盖13和夹具下盖14之间安装有传感器电路板，三个传感器电路板通过夹具8沿x、y、z方向设置而朝向x、y、z方向；夹具上盖13边缘设有夹具导线上盖半孔15，夹具下盖14边缘设有夹具导线下盖半孔16，夹具导线上盖半孔15和夹具导线下盖半孔16形成夹具导线孔，夹具导线孔用于引出传感器电路板的导线，夹具上盖13和夹具下盖14的内部空间通过灌胶密封处理而相连；外壳底座1边缘设有外壳导线底座半孔5，外壳上盖2边缘设有外壳导线上盖半孔6，外壳导线底座半孔5和外壳导线上盖半孔6拼合形成外壳导线孔，外壳导线孔用于引出传感器电路板的导线；外壳底座1和外壳上盖2的内部空间通过灌胶密封处理而相连；传感器电路板的导线通过夹具导线孔穿出后，汇集成一根导线由外壳导线孔穿出；外壳底座1和外壳上盖2上均设有相对应的固定孔4。

作为优选的技术方案，

1、将焊有元器件及导线的传感器电路板用夹具上盖13和夹具下盖14夹紧固定，同时灌胶，将细导线通过夹具导线孔引出，固定烘干；

2、重复步骤1，完成三个相同的带有测量元件传感器电路板的夹具8；

3、将已安装完成的夹具8分别按x、y、z方向放入外壳底座的夹具槽12中，同时注意旋转方向的确定；

4、从三个夹具8中引出的细导线汇成一股粗导线，并固定于外壳底座1的外壳导线底座半孔5中，并用仪器测量出每个夹具8安放的水平度以及垂直度；

5、确保传感器夹具与外壳底座1的贴合后，灌入胶水，使其完全充满整个外壳底座1、传感器夹具及导线，不留缝隙；

6、在外壳上盖中涂一层胶水，与底座贴合，同时保证外壳上盖2的外壳导线上盖半孔6与外壳底座1的外壳导线上盖半孔5配合并将导线夹紧固定，擦掉多余的胶水，固定烘干。

本实施例的汽车碰撞试验用三轴角速度传感器整体结构简单，体积小，操作方便且不受外部环境影响，传感器电路板三轴垂直度好，抗干扰性强，避免了三轴角速度测量时的串扰问题，同时传感器夹具安装到位后通过灌胶固定提高了装置的紧固性，满足汽车碰撞试验的要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。