CN102809490B - 一种安全带高度调节器的试验检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全带高度调节器的试验检测装置及其检测方法，该检测装置，包括检测样品，包括安装检测样品的样品安装板；包括用于检测样品按压解锁的气缸；在样品安装板上设驱动单元及检测单元；驱动单元，包括驱动电机、与驱动电机连接的滚珠丝杠及与滚珠丝杠配合的丝杠螺母，丝杠螺母上连接力传感器支架；检测单元，包括力传感器及位移传感器；气缸安装在气缸安装板上，在检测样品锁止状态时，气缸的活塞杆与检测样品的锁止按钮相接触；力传感器一端连接力传感器支架，力传感器另一端连接在气缸安装板的一端上，气缸安装板的另一端与位移传感器的检测头部相连接；本发明能精确反馈力度及移动距离，进一步反应操作舒适性等客观数据。

Description

一种安全带高度调节器的试验检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件检测技术领域，具体涉及到一种安全带高度调节器的试验检测装置及其检测方法。

背景技术

随着用户对汽车乘坐舒适性、安全性要求的不断提高，作为安全带调节的辅助装置，高度调节器的使用频率随之增加。目前高度调节器普遍安装于汽车(尤其是轿车)的B柱，不同身高或者体型的驾驶者，可以根据自身舒适性的要求，来调节安全带和驾驶者身体的接触位置；通过调节高度调节器的位置变化，来调整接触位置和接触力的大小，以达到最佳安全性和乘坐舒适性的要求。鉴于此，企业会在企业标准中将相应车型的不同高度调节器的耐久试验作为整车零部件检测的考察范围。

由于早期的安全带高度调节器试验装置未严格制定试验标准，检测范围小，大多没有列入考察范围，同时试验品的安装、夹持较为繁琐，试验过程不能很好的把控和调节，且试验过程中不能精确的反馈用户的力度、移动距离及操作舒适性等客观数据，因此不能很好的分析和后期设计调整，难以满足零部件试验要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种功能全面，能精确反馈用户的力度及移动距离等客观数据，且安装及检测方便的安全带高度调节器的试验检测装置及其检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

所述安全带高度调节器的试验检测装置，包括检测样品，包括安装所述检测样品的样品安装板；包括用于所述检测样品按压解锁的气缸；在所述样品安装板上设驱动单元及检测单元；所述驱动单元，包括驱动电机、与所述驱动电机输出轴连接的滚珠丝杠及与所述滚珠丝杠配合的丝杠螺母，所述丝杠螺母上连接有力传感器支架；所述检测单元，包括力传感器及设于所述样品安装板上的位移传感器；所述气缸安装在气缸安装板上，在所述检测样品锁止状态时，所述气缸的活塞杆与所述检测样品的锁止按钮相接触；所述力传感器一端连接所述力传感器支架，所述力传感器另一端连接在所述气缸安装板的一端上，所述气缸安装板的另一端与所述位移传感器的检测头部相连接；还包括分别与所述驱动电机、气缸、力传感器及位移传感器连接的控制器。

在所述力传感器与气缸安装板之间设一推板，推板一端与力传感器连接，推板另一端与气缸安装板相连接；在气缸安装板与位移传感器之间设一位移连接板，位移连接板一端与气缸安装板连接，位移连接板的另一端与位移传感器的检测头部相连接。

所述样品安装板连接有用于支撑所述样品安装板的底座，所述样品安装板通过一角度调节装置与所述底座相连接。

所述角度调节装置，包括与所述样品安装板连接的旋转轴；旋转轴两端分别通过轴承组件与所述底座相连接；在旋转轴两端轴承组件的一侧设有限制轴承绕轴承座转动的角度锁止器。

所述角度锁止器为用于限制轴承组件中的轴承绕轴承座转动的压紧块。

所述驱动电机为连接于样品安装板上的伺服电机，所述伺服电机的电机输出轴与滚珠丝杠通过联轴器连接。

在所述样品安装板上设有与所述气缸安装板配合用于气缸安装板移动导向的直线滑轨；所述气缸安装板安装于直线滑轨上，所述直线滑轨与滚珠丝杠平行设置。

所述检测样品通过安装支架连接在所述样品安装板上，在安装支架上设有微调检测样品安装位置的腰型孔；在所述气缸安装板上设有夹持所述检测样品的夹持块；在所述气缸活塞杆端部设有与所述检测样品的锁止按钮相接触的顶出杆。

所述底座，包括底板及与所述底板连接的安装座，安装座与底板之间设有支撑架。

一种安全带高度调节器的试验检测装置的检测方法，包括以下步骤；

(1)根据试验标准，首先将检测样品安装于样品安装板上，通过角度调节装置完成样品安装板角度的设定；

(2)开启控制器，控制器给予气缸按压动作信号，气缸接收信号后控制活塞杆，实现检测样品按钮的按压解锁，并保持解锁动作；解锁过程中控制器给予驱动电机步进信号，从而控制驱动电机转动，滚珠丝杠传递驱动电机的力至丝杠螺母，使得连接在丝杠螺母上的力传感器支架轴向移动，进而实现气缸安装板的移动，使得固定在气缸安装板上的夹持块夹持检测样品运动，检测样品产生位移的变化，利用连接在气缸安装板上的位移传感器进行位移的检测；力传感器实现驱动力度的检测；位移传感器及力传感器实时反馈力的大小和位移大小行程曲线关系到控制器的显示屏上，试验过程检测样品出现的问题能得到及时反馈及调整；

(3)驱动电机一个行程结束后，控制器控制气缸的活塞杆收回，检测样品进入锁止状态；此时通过角度调节装置完成样品安装板角度的设定；开启控制器，重复步骤(2)的操作，实现检测样品的再一个行程的检测，循环往复，直至完成预定的试验次数。

本发明的优点在于：

首先，所述安全带高度调节器的试验检测装置，能精确模拟反馈用户使用安全带高度调节器时的力度、移动距离等客观数据，根据该数据，安全带高度调节器的问题能得到及时反馈及调整，能够大大提高全带高度调节器的操作舒适性；同时所述安全带高度调节器的试验检测装置安装及检测方便。

其次，所述安全带高度调节器的试验检测装置，检测结果可靠性强，可根据实际需求调整力传感器和位移传感器检测精度，测量范围广，整个检测过程实时检测、反馈数据、行程曲线，可以及时发现过程问题，具有很好的实用性及数据准确性。

最后，所述安全带高度调节器的试验检测方法，通过所述检测装置来实现，通过控制器作用，使伺服电机和气缸完成定量的旋转和伸出、收回动作，通过辅助设备的转化、工装夹具对检测样品的位置保持以及相应力、位移传感器的检测和信号反馈，达到模拟乘员在使用高度调节器时的用力大小、位移变化以及通过力和位移曲线在显示屏上的直观反馈，从而为判断和调节乘员舒适度提供一个很好的检测依据，同时此装置可以进行相应的耐久动作检测，验证高度调节器质量情况。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明安全带高度调节器的试验检测装置的立体结构示意图；

图2为图1安全带高度调节器的试验检测装置的侧面视图；

图3为图1安全带高度调节器的试验检测装置的样品安装板、驱动单元及检测单元的结构示意图；

图4为图1安全带高度调节器的试验检测装置的驱动单元及检测单元的部分结构示意图；

上述图中的标记均为：

1、底座，11、底板，12、支撑架，13、安装座，14、固定块，2、角度调节装置，21、角度锁止器，22、轴承组件，23、旋转轴连接板，24、旋转轴，3、试验装置，31、样品安装板，32、驱动单元，33、检测单元，321、驱动电机，322、电机安装板，323、联轴器，324、丝杠固定块，325、滚珠丝杠，326、丝杠螺母，327、力传感器支架，331、位移传感器，332、位移连接板，333、推板，334、力传感器，335、螺杆，3306、气缸安装板，3307、气缸，3308、推出杆，3309、夹持块，3310、检测样品，3311、安装支架。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图4所示，所述安全带高度调节器的试验检测装置，包括试验装置3，包括安全带高度调节器的检测样品3310，包括安装检测样品3310的样品安装板31，检测样品3310安装在样品安装板31上；还包括用于检测样品3310按压解锁的气缸3307；在样品安装板31上设有驱动检测样品3310模拟高度位置调节的驱动单元32及用于检测检测样品3310驱动力及位移的检测单元33；驱动单元32，包括驱动电机321、与驱动电机321输出轴连接的滚珠丝杠325及与滚珠丝杠325配合的丝杠螺母326，丝杠螺母326上连接有力传感器支架327；检测单元33，包括力传感器334及设于样品安装板31上的位移传感器331；气缸3307安装在气缸安装板3306上，在检测样品3310锁止状态时，气缸3307的活塞杆与检测样品3310的锁止按钮相接触；力传感器334一端连接力传感器支架327，力传感器334另一端连接在气缸安装板3306的一端上，气缸安装板3306的另一端与位移传感器331的检测头部相连接；还包括分别与驱动电机321、气缸3307、力传感器334及位移传感器331连接的控制器。

在力传感器334与气缸安装板3306之间设一推板333，推板333一端与力传感器334连接，推板333另一端与气缸安装板3306相连接；在气缸安装板3306与位移传感器331之间设一位移连接板332，位移连接板332一端与气缸安装板3306连接，位移连接板332另一端与位移传感器331的检测头部相连接。

驱动电机321为伺服电机，伺服电机固定于样品安装板31上，伺服电机的电机输出轴与滚珠丝杠325通过联轴器323连接，滚珠丝杠325通过丝杠固定块324与样品安装板31相连接，丝杠螺母326配合安装于滚珠丝杠325上；驱动单元32通过力传感器支架327与力传感器334相连接，力传感器334连接推板333，推板333与气缸安装板3306连接；在样品安装板32上设有限制推板333转动的限位机构；伺服电机的电机轴转动时，带动滚珠丝杠325转动，丝杠螺母326与力传感器支架327固定连接，力传感器支架327与推板333固定连接，推板333被限位机构所限制而无法转动；这样伺服电机的电机输出轴转动时，带动滚珠丝杠325转动，滚珠丝杠325的转动即转化成丝杠螺母326的沿滚珠丝杠325的轴向直线运动，从而带动气缸安装板3306直线移动，达到驱动的目的；即驱动单元32工作过程为：驱动电机321根据控制器信号反馈转动，转动力矩经联轴器323传递至滚珠丝杠325，使得连接于力传感器支架327上的丝杠螺母326沿滚珠丝杠325轴向进行直线往复运动，从而实现驱动功能。

检测单元33主要实现力和位移的收集、反馈，由两端分别连接于力传感器支架327和推板333的力传感器334实现力的检测，力传感器334通过螺杆335两端螺纹连接力传感器支架327和推板333，力传感器334与力传感器支架327和推板333的连接长度可调，可以模拟出人手按压高度调节器后举升力的大小；位移传感器331通过螺栓连接在样品安装板31上，其检测头部连接在位移连接板332上，通过驱动单元32的驱动力，首先驱使丝杠螺母326带动力传感器支架327及推板333，进而带动气缸安装板3306沿着样品安装板31上下移动，从而带动位移连接板332的上下运动，于是最终由位移传感器331实时进行位移大小的检测；在样品安装板31上设有与气缸安装板3306配合用于气缸安装板3306上下移动导向的直线滑轨，气缸安装板3306安装于直线滑轨上，推板333与气缸安装板3306固定连接，直线滑轨为限制推板333旋转的限位机构；直线滑轨与滚珠丝杠325平行设置于样品安装板31上，从而更好的实现按压部分的直线往复运动。

检测样品3310通过安装支架3311连接在样品安装板31上，在安装支架3311上设有微调检测样品3310安装位置的腰型孔；在气缸安装板3306上设有夹持检测样品3310的夹持块3309；气缸3307通过电磁阀与控制器连接；气缸3307活塞杆端部设有与检测样品3310的锁止按钮相接触的顶出杆；在使用时，首先将检测样品3310固定在安装支架3311上，将安装支架3311安装在样品安装板31上，然后控制作为按压部分的气缸3307的活塞杆伸出，使顶出杆与检测样品3310的按钮相抵，模拟人手按动按钮，并通过调节气缸3307活塞杆的伸出长度来调节按压力；其次控制驱动单元32动作，带动气缸安装板3306沿检测样品3310高度调节方向运动，在此过程中，连接气缸安装板3306与驱动单元32的力传感器334可以监测驱动单元32与气缸安装板3306的作用力，从而获知待测高度调节器与安全带的提升力；同时，位移传感器331可以监测气缸安装板3306的位移，并将位移信息反馈至驱动单元32，从而得出位移过程中的作用力大小的位移曲线。在整个测试过程中，所述检测装置可以模拟乘员在使用高度调节器时的用力大小、位移变化以及通过力和位移曲线在控制器显示屏上的直观反馈，从而为判断乘员舒适度提供一个很好的检测依据，同时此装置可以进行相应的耐久动作检测，验证高度调节器的质量情况。

样品安装板31连接有用于支撑样品安装板31的底座1，样品安装板31通过一角度调节装置2与底座1相连接，角度调节装置2能够调整高度调节器检测样品3310检测时模拟作用力的方向，以满足检测的需求；角度调节装置2，包括与样品安装板31连接的旋转轴24，旋转轴24通过一旋转轴连接板23与样品安装板31连接，旋转轴连接板23通过螺栓与样品安装板31连接；旋转轴24两端分别通过轴承组件22与底座1相连接，轴承组件22由轴承及用于安装轴承的轴承座构成，旋转轴24两端套装在轴承上，轴承的轴承座与底座1相连接；在旋转轴24两端轴承组件22的一侧设有限制轴承绕轴承座转动的角度锁止器21，角度锁止器1为用于限制轴承绕轴承座转动的压紧块；当需要调节样品安装板31的角度，进而调整高度调节器的检测样品3310检测时模拟作用力的方向时，打开角度锁止器21，旋转轴24绕轴承座转动，进而带动样品安装板31以旋转轴24轴线为旋转中心旋转，样品安装板31旋转到预定位置时，锁止角度锁止器21即完成调节；底座1，包括底板11及与底板11连接的安装座13，安装座13与底板11之间设有支撑架12，支撑架12两端通过固定块14螺栓连接在底板11及安装座13上，安装座13与轴承座底端相连接。

所述安全带高度调节器的试验检测装置的检测方法，包括以下步骤；

首先，根据试验标准，通过角度调节装置2完成样品安装板31角度的设定，接着将检测样品3310两端通过螺钉安装于安装支架3311上，安装支架3311固定于样品安装板31上，在安装支架3311上的腰型孔可以微调检测样品3310的固定位置；随后通过连接推出杆3308和夹持块3309，将检测样品3310固定于样品安装板31上。

在试验检测过程中，需要遵循解锁→移动→做大行程后锁止→解锁→移动(返回)→试验初始位置锁止→解锁→……的动作循环，且要求循环3000次，解锁过程(即气缸3307模拟按压过程)，移动过程(即驱动电机321的步进动作)，两种运动需要精确配合，即在动作开始前，控制器给予气缸3307按压动作信号，气缸3307接收信号后控制活塞杆进行伸长缩短动作，通过推出杆3308的作用从而实现检测样品3310按钮的按压解锁，并保持解锁动作；解锁过程中控制器给予伺服驱动器步进信号，从而控制伺服电机转动，通过联轴器323完成滚珠丝杠325动作的传递，实现连接在丝杠螺母326上的力传感器支架327轴向移动，从而推动气缸安装板3306上下运动，使得固定在气缸安装板3306上的夹持块3309夹持样品活动机构运动，即高度调节器活动部分的上下运动，产生位移的变化，利用连接在气缸安装板3306上的位移传感器331进行位移的检测；

最后，气缸3307的活塞杆收回，即作出最大行程后锁止，依此循环进行耐久试验检测，且在检测过程中，力传感器334和位移传感器331反馈出力的大小和位移大小行程曲线关系，直观的反馈到控制器的显示屏上，试验过程高度调节器出现的问题可以得到及时反馈及调整；检测过程中，由于受力方向会导致检测结果有差异，可以通过角度调节装置2进行角度的调整。

本发明的工作原理如下：所述安全带高度调节器的试验检测装置，通过控制器作用，使伺服电机和气缸3307完成定量的旋转和伸出、收回动作，通过辅助设备的转化、工装夹具对检测样品3310的位置保持以及相应力、位移传感器331的检测和信号反馈，达到模拟乘员在使用高度调节器时的用力大小、位移变化以及通过力和位移曲线在显示屏上的直观反馈，从而为判断和调节乘员舒适度提供一个很好的检测依据，同时此装置可以进行相应的耐久动作检测，验证高度调节器质量情况。

待检测样品3310安装于样品安装板31上，通过气缸3307的顶出后收回的动作模拟驾驶员手动按压按钮的动作，实现解锁，同时伺服电机动作，通过滚珠丝杠325的转化，实现夹持块3309带动检测样品3310上下移动，完成位移实现的过程，过程中保证按钮位置固定，确保按压力的准确性，过程中通过角度调节装置2对试验角度进行调整；通过力传感器334和位移传感器331的反馈和输出，检测过程中乘员的用力大小和移动距离，从而达到检测过程把握和调节。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种安全带高度调节器的试验检测装置，包括检测样品(3310)，其特征在于：包括安装所述检测样品(3310)的样品安装板(31)；包括用于所述检测样品(3310)按压解锁的气缸(3307)；在所述样品安装板(31)上设驱动单元(32)及检测单元(33)；所述驱动单元(32)，包括驱动电机(321)、与所述驱动电机(321)输出轴连接的滚珠丝杠(325)及与所述滚珠丝杠(325)配合的丝杠螺母(326)，所述丝杠螺母(326)上连接有力传感器支架(327)；所述检测单元(33)，包括力传感器(334)及设于所述样品安装板(31)上的位移传感器(331)；所述气缸(3307)安装在气缸安装板(3306)上，在所述检测样品(3310)锁止状态时，所述气缸(3307)的活塞杆与所述检测样品(3310)的锁止按钮相接触；所述力传感器(334)一端连接所述力传感器支架(327)，所述力传感器(334)另一端连接在所述气缸安装板(3306)的一端上，所述气缸安装板(3306)的另一端与所述位移传感器(331)的检测头部相连接；还包括分别与所述驱动电机(321)、气缸(3307)、力传感器(334)及位移传感器(331)连接的控制器；

在所述力传感器(334)与气缸安装板(3306)之间设一推板(333)，推板(333)一端与力传感器(334)连接，推板(333)另一端与气缸安装板(3306)相连接；在气缸安装板(3306)与位移传感器(331)之间设一位移连接板(332)，位移连接板(332)一端与气缸安装板(3306)连接，位移连接板(332)另一端与位移传感器(331)的检测头部相连接。

2.按照权利要求1所述的安全带高度调节器的试验检测装置，其特征在于：所述样品安装板(31)连接有用于支撑所述样品安装板(31)的底座(1)，所述样品安装板(31)通过一角度调节装置(2)与所述底座(1)相连接。

3.按照权利要求2所述的安全带高度调节器的试验检测装置，其特征在于：所述角度调节装置(2)，包括与所述样品安装板(31)连接的旋转轴(24)；旋转轴(24)两端分别通过轴承组件(22)与所述底座(1)相连接；在旋转轴(24)两端轴承组件(22)的一侧设有限制轴承绕轴承座转动的角度锁止器(21)。

4.按照权利要求3所述的安全带高度调节器的试验检测装置，其特征在于：所述角度锁止器(21)为用于限制轴承组件(22)中的轴承绕轴承座转动的压紧块。

5.按照权利要求1或2或3或4所述的安全带高度调节器的试验检测装置，其特征在于：所述驱动电机(321)为连接于样品安装板(31)上的伺服电机，所述伺服电机的电机输出轴与滚珠丝杠(325)通过联轴器(323)连接。

6.按照权利要求5所述的安全带高度调节器的试验检测装置，其特征在于：在所述样品安装板(31)上设有与所述气缸安装板(3306)配合用于气缸安装板(3306)移动导向的直线滑轨；所述直线滑轨与滚珠丝杠(325)平行设置。

7.按照权利要求6所述的安全带高度调节器的试验检测装置，其特征在于：所述检测样品(3310)通过安装支架(3311)连接在所述样品安装板(31)上，在安装支架(3311)上设有微调检测样品(3310)安装位置的腰型孔；在所述气缸安装板(3306)上设有夹持所述检测样品(3310)的夹持块(3309)；在所述气缸(3307)活塞杆端部设有与所述检测样品(3310)的锁止按钮相接触的顶出杆。

8.按照权利要求7所述的安全带高度调节器的试验检测装置，其特征在于：底座(1)，包括底板(11)及与所述底板(11)连接的安装座(13)，安装座(13)与底板(11)之间设有支撑架(12)。

9.一种权利要求1所述的安全带高度调节器的试验检测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤；

(1)根据试验标准，首先将检测样品安装于样品安装板上，通过角度调节装置完成样品安装板角度的设定；

(2)开启控制器，控制器给予气缸按压动作信号，气缸接收信号后控制活塞杆，实现检测样品按钮的按压解锁，并保持解锁动作；解锁过程中控制器给予驱动电机步进信号，从而控制驱动电机转动，滚珠丝杠传递驱动电机的力至丝杠螺母，使得连接在丝杠螺母上的力传感器支架轴向移动，进而实现气缸安装板的移动，使得固定在气缸安装板上的夹持块夹持检测样品运动，检测样品产生位移的变化，利用连接在气缸安装板上的位移传感器进行位移的检测；力传感器实现驱动力度的检测；位移传感器及力传感器实时反馈力的大小和位移大小行程曲线关系到控制器的显示屏上，试验过程检测样品出现的问题能得到及时反馈及调整；

(3)驱动电机一个行程结束后，控制器控制气缸的活塞杆收回，检测样品进入锁止状态；此时通过角度调节装置完成样品安装板角度的设定；开启控制器，重复步骤(2)的操作，实现检测样品的再一个行程的检测，循环往复，直至完成预定的试验次数。