一定角度的偏移。通過(guò)扭矩傳感器來(lái)記錄所加載的轉(zhuǎn)矩實(shí)際過(guò)程，再通過(guò)位移傳感器經(jīng)過(guò)換算來(lái)測(cè)定轉(zhuǎn)向軸的偏移角度。在顯示器上自動(dòng)形成以扭矩傳感器和位移傳感器所測(cè)定的數(shù)據(jù)所形成的位移轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)圖，通過(guò)轉(zhuǎn)向管柱曲線(xiàn)分析法，來(lái)檢測(cè)所裝轉(zhuǎn)向管柱的間隙。其中，正反方向只是在測(cè)試時(shí)所定義的一個(gè)方向，不論是順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蚨伎梢远x為正方向。
[0042]本發(fā)明的工作過(guò)程是:
[0043]在轉(zhuǎn)向管柱安裝好后，啟動(dòng)伺服電機(jī)1，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向管柱下夾具6旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，扭矩傳感器4輸出所傳遞扭矩?cái)?shù)據(jù)，且位移傳感器5輸出位移數(shù)據(jù)，扭矩?cái)?shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)輸送到上位機(jī)中，通過(guò)轉(zhuǎn)向管柱曲線(xiàn)分析法直接得出所裝轉(zhuǎn)向管柱的間隙數(shù)值。
[0044]所述轉(zhuǎn)向管柱曲線(xiàn)分析法是:
[0045]檢測(cè)時(shí)，電機(jī)先帶動(dòng)轉(zhuǎn)向管柱正轉(zhuǎn)，直至扭矩加載至所需扭矩，此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)，扭矩反向加載至所需扭矩。同時(shí)扭矩傳感器和位移傳感器把采集到的實(shí)時(shí)值反饋給PLC，根據(jù)轉(zhuǎn)向管柱的扭矩和位移變化，以位移為X軸，扭矩為Y軸，繪制出一條XY曲線(xiàn)。
[0046]根據(jù)0.6Nm至3Nm范圍的正轉(zhuǎn)曲線(xiàn)，采用最小二乘法，作出正轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)；
[0047]將正轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)平移，并與正向曲線(xiàn)的第三象限部分相切，得出正轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)的相切線(xiàn)；
[0048]計(jì)算正轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)和正轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)的相切線(xiàn)的間距，及位移傳感器取值時(shí)的擺桿位置，通過(guò)弦角計(jì)算，即可以得出轉(zhuǎn)向管柱的正向間隙角。
[0049]根據(jù)-0.6Nm至-3Nm范圍的反轉(zhuǎn)曲線(xiàn)，采用最小二乘法，作出反轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)；
[0050]將反轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)平移，并與正向曲線(xiàn)的第一象限部分相切，得出反轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)的相切線(xiàn)；
[0051]計(jì)算反轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)和反轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)的相切線(xiàn)的間距，及位移傳感器取值時(shí)的擺桿位置，通過(guò)弦角計(jì)算，即可以得出轉(zhuǎn)向管柱的反向間隙角。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其特征在于: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￠)，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)，待檢測(cè)轉(zhuǎn)向管柱安裝在轉(zhuǎn)向管柱下夾具(6)和轉(zhuǎn)向管柱上夾具⑶之間。2.按權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其特征在于: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)。3.按權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其特征在于: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。4.按權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述絲杠上設(shè)有手輪，通過(guò)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)。5.按權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其特征在于: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。6.按權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述位移傳感器(5)與傳動(dòng)軸上設(shè)有的擺桿相對(duì)應(yīng)。7.按權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)方法，其特征在于:包括以下步驟: 將轉(zhuǎn)向管柱兩端的其中一端固定，另一端通過(guò)伺服電機(jī)(I)傳遞扭矩； 通過(guò)扭矩傳感器(4)和位移傳感器(5)實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)向管柱一端的扭矩和位移值； 繪制位移和扭矩的關(guān)系曲線(xiàn)； 采用最小二乘法作出擬合曲線(xiàn)； 通過(guò)擬合曲線(xiàn)來(lái)得出轉(zhuǎn)向管柱的間隙。8.按權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)方法，其特征在于:所述通過(guò)扭矩傳感器(4)和位移傳感器(5)實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)向管柱一端的扭矩和位移值，過(guò)程為: 伺服電機(jī)(I)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向管柱正轉(zhuǎn)，直至扭矩加載至所需扭矩； 伺服電機(jī)(I)反轉(zhuǎn)，扭矩反向加載至所需扭矩。9.按權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)方法，其特征在于:所述采用最小二乘法作出擬合曲線(xiàn)，包括: 根據(jù)所述關(guān)系曲線(xiàn)在第一象限的一段正轉(zhuǎn)曲線(xiàn)，采用最小二乘法，作出正轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn).根據(jù)所述關(guān)系曲線(xiàn)在第三象限的一段反轉(zhuǎn)曲線(xiàn)，采用最小二乘法，作出反轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)。10.按權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)方法，其特征在于:所述通過(guò)擬合曲線(xiàn)來(lái)得出轉(zhuǎn)向管柱的間隙，具體為: 將正轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)平移，并與正轉(zhuǎn)曲線(xiàn)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(xiàn)的相切線(xiàn)；將反轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)平移，并與正轉(zhuǎn)曲線(xiàn)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(xiàn)的相切線(xiàn)； 計(jì)算正轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)和正轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)的相切線(xiàn)的間距，及位移傳感器(5)取值時(shí)的擺桿位置，通過(guò)弦角計(jì)算，即可以得出轉(zhuǎn)向管柱的正向間隙角； 計(jì)算反轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)和反轉(zhuǎn)擬合直線(xiàn)的相切線(xiàn)的間距，及位移傳感器(5)取值時(shí)的擺桿位置，通過(guò)弦角計(jì)算，即可以得出轉(zhuǎn)向管柱的反向間隙角； 所述弦角計(jì)算的公式為: a = arctan(A/L) 其中:a為間隙角，A為擬合直線(xiàn)和相切線(xiàn)之間的間隙值，L為機(jī)構(gòu)傳動(dòng)中心至位移傳感器測(cè)量桿中心之間的距離。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于分析及測(cè)量控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種轉(zhuǎn)向管柱間隙的檢測(cè)機(jī)構(gòu)及其檢測(cè)方法。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(cè)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。本發(fā)明保證轉(zhuǎn)向管柱間隙檢測(cè)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(cè)。
【IPC分類(lèi)】G01B21/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105222743
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410287337
【發(fā)明人】李正剛, 范衛(wèi)國(guó), 何徐敏, 朱琳光, 呂輝, 高敏, 章旦軼
【申請(qǐng)人】杭州新松機(jī)器人自動(dòng)化有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2014年6月24日