一種轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測機(jī)構(gòu)及其檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于分析及測量控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測機(jī)構(gòu)及其檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和汽車質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)汽車零部件的質(zhì)量要求也越來越高，而汽車轉(zhuǎn)向管柱作為連接方向盤和轉(zhuǎn)向器的部件，其質(zhì)量也越來越受到各汽車廠家的重視，因而對(duì)其試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也更加嚴(yán)格。其中，轉(zhuǎn)向管柱間隙均指間隙角。
[0003]目前國內(nèi)對(duì)轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測機(jī)構(gòu)基本上采用水平檢測機(jī)構(gòu)，只能針對(duì)單個(gè)品種的轉(zhuǎn)向管柱進(jìn)行檢測，并且檢測的穩(wěn)定性無法得到保證。
[0004]目前市場上對(duì)轉(zhuǎn)向管柱的間隙還沒有一個(gè)明確的檢測方法。基本上都只對(duì)轉(zhuǎn)向管柱進(jìn)行一個(gè)扭轉(zhuǎn)形變的檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測機(jī)構(gòu)及其檢測方法，明確轉(zhuǎn)向管柱裝配完成后內(nèi)部的間隙數(shù)，保證轉(zhuǎn)向管柱間隙角檢測時(shí)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電磁離合器、扭矩傳感器、位移傳感器、轉(zhuǎn)向管柱下夾具及轉(zhuǎn)向管柱上夾具，其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架的底部，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端依次連接有電磁離合器、扭矩傳感器及轉(zhuǎn)向管柱下夾具，所述位移傳感器設(shè)置于機(jī)架上、并與扭矩傳感器上側(cè)的傳動(dòng)軸相對(duì)應(yīng)，所述機(jī)架的上端沿豎直方向設(shè)有滑軌，所述轉(zhuǎn)向管柱上夾具滑動(dòng)連接在所述滑軌上、并與轉(zhuǎn)向管柱下夾具相對(duì)應(yīng)，待檢測轉(zhuǎn)向管柱安裝在轉(zhuǎn)向管柱下夾具和轉(zhuǎn)向管柱上夾具之間。
[0007]所述機(jī)架上設(shè)有上夾具升降機(jī)構(gòu)，所述上夾具升降機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向管柱上夾具連接、并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向管柱上夾具上下移動(dòng)。
[0008]所述上夾具升降機(jī)構(gòu)包括螺紋連接的絲杠和螺母，所述絲杠的兩端沿豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)架上，所述螺母與轉(zhuǎn)向管柱上夾具固接。
[0009]所述絲杠上設(shè)有手輪，通過手輪轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向管柱上夾具的上、下移動(dòng)。
[0010]所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)和行星減速器，所述伺服電機(jī)安裝在機(jī)架的底部、并輸出端與行星減速器連接，所述行星減速器與電磁離合器連接。
[0011 ] 所述位移傳感器與傳動(dòng)軸上設(shè)有的擺桿相對(duì)應(yīng)。
[0012]一種轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測機(jī)構(gòu)的檢測方法，包括以下步驟:
[0013]將轉(zhuǎn)向管柱兩端的其中一端固定，另一端通過伺服電機(jī)傳遞扭矩；
[0014]通過扭矩傳感器和位移傳感器實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)向管柱一端的扭矩和位移值；
[0015]繪制位移和扭矩的關(guān)系曲線；
[0016]采用最小二乘法作出擬合曲線；
[0017]通過擬合曲線來得出轉(zhuǎn)向管柱的間隙。
[0018]所述通過扭矩傳感器和位移傳感器實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)向管柱一端的扭矩和位移值，過程為:
[0019]伺服電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向管柱正轉(zhuǎn)，直至扭矩加載至所需扭矩；
[0020]伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，扭矩反向加載至所需扭矩。
[0021]所述采用最小二乘法作出擬合曲線，包括:
[0022]根據(jù)所述關(guān)系曲線在第一象限的一段正轉(zhuǎn)曲線，采用最小二乘法，作出正轉(zhuǎn)擬合直線；
[0023]根據(jù)所述關(guān)系曲線在第三象限的一段反轉(zhuǎn)曲線，采用最小二乘法，作出反轉(zhuǎn)擬合直線。
[0024]所述通過擬合曲線來得出轉(zhuǎn)向管柱的間隙，具體為:
[0025]將正轉(zhuǎn)擬合直線平移，并與正轉(zhuǎn)曲線的在扭矩、位移均為負(fù)值的象限部分相切，得出正轉(zhuǎn)擬合直線的相切線；將反轉(zhuǎn)擬合直線平移，并與正轉(zhuǎn)曲線在扭矩、位移均為正值的象限部分相切，得出反轉(zhuǎn)擬合直線的相切線；
[0026]計(jì)算正轉(zhuǎn)擬合直線和正轉(zhuǎn)擬合直線的相切線的間距，及位移傳感器取值時(shí)的擺桿位置，通過弦角計(jì)算，即可以得出轉(zhuǎn)向管柱的正向間隙角；
[0027]計(jì)算反轉(zhuǎn)擬合直線和反轉(zhuǎn)擬合直線的相切線的間距，及位移傳感器取值時(shí)的擺桿位置，通過弦角計(jì)算，即可以得出轉(zhuǎn)向管柱的反向間隙角；
[0028]所述弦角計(jì)算的公式為:
[0029]a = arctan (A/L)
[0030]其中:a為間隙角，A為擬合直線和相切線之間的間隙值，L為機(jī)構(gòu)傳動(dòng)中心至位移傳感器測量桿中心之間的距離。
[0031]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
[0032]1.本發(fā)明保證轉(zhuǎn)向管柱間隙檢測時(shí)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性，及在單臺(tái)設(shè)備上能進(jìn)行多種轉(zhuǎn)向管柱的檢測。
[0033]2.本發(fā)明通過絲桿來調(diào)整轉(zhuǎn)向管柱上夾具的位置，來適應(yīng)各種長度不一樣的轉(zhuǎn)向管柱的檢測。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]其中:1為伺服電機(jī)，2為行星減速器，3為電磁離合器，4為扭矩傳感器，5為位移傳感器，6為轉(zhuǎn)向管柱下夾具，7為上夾具升降機(jī)構(gòu)，8為轉(zhuǎn)向管柱上夾具。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電磁離合器3、扭矩傳感器4、位移傳感器5、轉(zhuǎn)向管柱下夾具6及轉(zhuǎn)向管柱上夾具8，其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架的底部，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端依次連接有電磁離合器3、扭矩傳感器4及轉(zhuǎn)向管柱下夾具6。所述位移傳感器5設(shè)置于機(jī)架上、并與扭矩傳感器4上側(cè)的傳動(dòng)軸上設(shè)有的擺桿相對(duì)應(yīng)。所述機(jī)架的上端沿豎直方向設(shè)有滑軌，所述轉(zhuǎn)向管柱上夾具8滑動(dòng)連接在所述滑軌上、并與轉(zhuǎn)向管柱下夾具6相對(duì)應(yīng)。轉(zhuǎn)向管柱作為待檢測工件安裝在轉(zhuǎn)向管柱下夾具6和轉(zhuǎn)向管柱上夾具8之間，其中轉(zhuǎn)向管柱上夾具8固定，轉(zhuǎn)向管柱下夾具6可隨傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一起旋轉(zhuǎn)。
[0038]所述機(jī)架上設(shè)有上夾具升降機(jī)構(gòu)7，所述上夾具升降機(jī)構(gòu)7與轉(zhuǎn)向管柱上夾具8連接、并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向管柱上夾具8上下移動(dòng)。所述上夾具升降機(jī)構(gòu)7包括螺紋連接的絲杠和螺母，所述絲杠的兩端沿豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)架上，所述螺母與轉(zhuǎn)向管柱上夾具8固接。所述絲杠上設(shè)有手輪，通過手輪轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向管柱上夾具8的上、下移動(dòng)。
[0039]所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)I和行星減速器2，所述伺服電機(jī)I安裝在機(jī)架的底部、并輸出端與行星減速器2連接，所述行星減速器2與電磁離合器3連接。
[0040]本發(fā)明的工作原理是:
[0041]將轉(zhuǎn)向管柱一端固定，另一端加載一個(gè)先正方向連續(xù)增長到設(shè)定值再反向加載的轉(zhuǎn)矩，由于裝配間隙和本身形變，輸入端產(chǎn)生正反兩個(gè)方向的