CN108051131A - 一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置 - Google Patents

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陈启生
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/28—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for testing brakes

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Abstract

本发明公开的是一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，包括依次连接的软件操作单元、电气控制单元和机械***单元，所述机械***单元包括伺服电机和带编码器的扭矩传感器，所述伺服电机、带编码器的扭矩传感器与法兰连接盘同轴传动连接，所述伺服电机、带编码器的扭矩传感器与法兰连接盘均设于支撑架上，所述法兰连接盘包括法兰盘、法兰轴和若干个套筒，所述法兰轴设于法兰盘的中心，所述若干个套筒以法兰盘的中心为圆心均匀分布在法兰盘上，本发明装置具有高精度、高可靠性、高灵活性、便于二次开发、使用便捷、便于携带和维护等特点。

Description

一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置
技术领域
本发明涉及力矩测量装置领域，具体涉及一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置。
背景技术
在整车的设计中拖滞力矩已经成为一个重要的参数指标，在整车拖滞力中车轮的拖滞力占较大比重，车轮处的拖滞力包括轮毂单元的摩擦、制动执行装置的拖滞以及驱动轴的反转等；因而车轮处的拖滞力矩的测量与分析就显得尤为重要。
现有用于检测车轮处的拖滞力矩的方法是用扭矩扳手检测。在汽车举升环境下，用扭力扳手带套筒的一端套在车轮的轮毂单元的螺栓上，手抓住扳手的另一端用力，带动车轮旋转并读取数据。现有方法测量结果不够精确；人工读取数据，存在人为误差。
目前常见的测量拖滞力矩的装置主要有液压盘式制动器拖滞力矩试验台，实现了对机动车液压盘式制动器拖滞力矩的在线检测，但其操作复杂，体积庞大，携带困难，试验台成本也很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，能为产品设计提供准确拖滞力矩测试参数，使用便捷，便于携带和维护。
为了解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案来实现的：一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，包括依次连接的软件操作单元、电气控制单元和机械***单元，所述机械***单元包括伺服电机和带编码器的扭矩传感器，所述伺服电机、带编码器的扭矩传感器与法兰连接盘同轴传动连接。
所述伺服电机、带编码器的扭矩传感器与法兰连接盘均设于支撑架上，所述支撑架采用三脚架。
所述法兰连接盘包括法兰盘、法兰轴和若干个套筒，所述法兰轴设于法兰盘的中心，所述若干个套筒以法兰盘的中心为圆心均匀分布在法兰盘上。
所述套筒一端设有螺纹，所述套筒与法兰盘螺纹连接，所述套筒另一端与车轮的锁紧螺栓相匹配。
所述法兰盘上设有3组螺纹孔，每组螺纹孔到法兰盘圆心的距离不相等。
所述法兰连接盘的轴与扭矩传感器的轴通过联轴器A衔接，所述扭矩传感器的轴与伺服电机的轴通过联轴器B衔接。
所述法兰连接盘、扭矩传感器和伺服电机均设于底板上，所述底板与支撑架连接，所述底板上设有把手，所述把手上设有用于控制设备运作的控制开关。
所述电气控制单元包括如下模块：
供电模块：对机械***单元上所使用扭力传感器、伺服电机供电；
数据采集模块：对机械***单元上所使用扭力传感器的信号进行接收处理、信号点输入输出；
运动控制模块：对机械***单元上所使用伺服电机控制点输入，控制伺服电机的通断电和伺服电机的转速。
所述软件操作单元包括如下模块：
操作模块：用于操作***运转功能；
数据显示模块：用于显示***运转过程中产生的实时数据及结果数据；
图表显示模块：用于显示将***运转过程中产生的实时数据及结果数据绘制成图表，以便直观的观察变化情况；
数据采集模块：对接收信号进行数据分析、处理。
本发明装置具有高精度、高可靠性、高灵活性、便于二次开发、使用便捷、便于携带和维护等特点。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中支撑架结构示意图；
图3为本发明中法兰盘结构示意图；
图4为本发明中机械***单元结构示意图；
图5为本发明***框图。
具体实施方式
如图1和图5所示，一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，包括依次连接的软件操作单元6、电气控制单元5和机械***单元3，所述机械***单元3包括伺服电机3-6和带编码器的扭矩传感器3-4，所述伺服电机3-6、带编码器的扭矩传感器3-4与法兰连接盘2同轴传动连接，所述伺服电机3-6、带编码器的扭矩传感器3-4与法兰连接盘2均设于支撑架1上，所述法兰连接盘2与车轮锁紧螺栓连接，带减速机的伺服电机3-6用于提供检测所需的持续平均转速，带编码器的扭力传感器3-4用于检测车轮在旋转过程中的拖滞力，扭力传感器3-4通过电气控制单元5与软件操作单元6连接。
所述软件操作单元6包括如下模块：
操作模块6-1：用于操作***运转功能，包括手动运转、自动运转功能和紧急停止功能，即能够控制伺服电机运转；
数据显示模块6-2：用于显示***运转过程中产生的实时数据及结果数据；
图表显示模块6-3：用于显示将***运转过程中产生的实时数据及结果数据绘制成图表，以便直观的观察变化情况；
数据采集模块6-4：对接收信号进行数据分析、处理。
所述电气控制单元5包括如下模块：
供电模块5-1：对机械***单元上所使用扭力传感器、伺服电机供电；
数据采集模块5-2：对机械***单元上所使用扭力传感器的信号进行接收处理、信号点输入输出；
运动控制模块5-3：对机械***单元上所使用伺服电机控制点输入，控制伺服电机的通断电和伺服电机的转速。
如图1和图2所示，在本实施例中，所述支撑架1采用三脚架，支撑架1由可拆卸支撑杆（三根）1-1、支撑杆固定座1-2、外套筒1-3、基座1-4、侧面把手1-5、限位螺栓1-6、活动轴1-7构成。可拆卸支撑杆（三根）1-1与支撑杆固定座1-2通过螺纹拧紧连接；外套筒1-3有外螺纹的一端与支撑杆固定座1-2上的螺纹孔拧紧；活动轴1-7滑设于外套筒1-3内；限位螺栓1-6穿透外套筒1-3，并与活动轴1-7接触；基座1-4与活动轴1-7的外螺纹一端通过螺纹连接；侧面把手1-5固定安装在基座1-4侧面（基座1-4两侧对称开螺纹孔，均可用侧面把手1-5拧紧，方便人员操作）。支撑架1用于固定装置，支撑装置的重量。通过限位螺栓1-6和活动轴1-7的配合，可调整基座1-4的高度。
如图1和图3所示，所述法兰连接盘2包括法兰盘2-1、法兰轴2-3、缓冲接头2-4和若干个套筒2-2，缓冲接头2-4与法兰轴2-3通过销子2-5连接，所述法兰轴2-3设于法兰盘2-1的中心，法兰轴2-3与法兰盘2-1通过螺栓连接，所述套筒2-2一端设有螺纹，所述套筒2-2与法兰盘2-1螺纹连接，所述若干个套筒2-2以法兰盘的中心为圆心均匀分布在法兰盘2-1上，所述套筒2-2另一端与车轮的锁紧螺栓相匹配，在实际使用时将各套筒2-2对应的套设在车轮锁紧螺栓的螺栓头上。所述法兰盘2-1上设有3组螺纹孔，每组螺纹孔到法兰盘圆心的距离不相等，可以通过调整套筒2-2在法兰盘上的位置，适用于不同型号车轮，通用性高。
如图1和图4所示，在本实施例中，所述法兰连接盘2、扭矩传感器3-4和伺服电机3-6均设于底板3-1上，法兰连接盘2的轴与扭矩传感器3-4的轴通过联轴器A 3-3衔接，所述扭矩传感器3-4的轴与伺服电机3-6的轴通过联轴器B 3-2衔接，外罩壳3-8套设在底板3-1上，外罩壳3-8上靠近侧面把手1-5处设有指示灯和紧急停止开关。
所述底板3-1与支撑架1连接，所述底板3-1上设有把手4，所述把手4上设有用于控制设备运作的控制开关，控制开关控制整台设备的通断，把手可单手握住，与支撑架配合保持装备平衡。
工作原理：
测量方法1
1）通过举升机将车辆举起，使车轮均处于自由状态；
2）根据被测量车轮型号，调整套筒2-2在法兰盘2-1上的位置；
3）将支撑架1的可拆卸支撑杆1-1撑开放置在平地上，通过调整限位螺栓1-6和活动轴1-7，使法兰连接盘2的轴与轮胎尽量垂直；
4）左手握侧面把手1-5，右手握住把手4，右手食指启动把手4的控制开关4-2；
5）带减速机的伺服电机3-6转动，通过法兰连接盘带动车轮转动，带编码器的扭力传感器3-4，将所测数据通过电气控制单元反馈到软件操作单元。
测量方法2
1）通过举升机将车辆举起，使车轮均处于自由状态；
2）根据被测量车轮型号，调整套筒2-2在法兰盘2-1上的位置；
3）将支撑架1的可拆卸支撑杆1-1撑开放置在平地上，通过调整限位螺栓1-6和活动轴1-7，使法兰连接盘2的轴与轮胎尽量垂直；
4）左手握侧面把手1-5，右手握住把手4，点击软件操作模块的自动运行或者手动运行；
5）带减速机的伺服电机3-6转动，通过法兰盘工装2带动车轮转动，带编码器的扭力传感器3-4，将所测数据通过电气控制单元反馈到软件操作单元。

Claims (9)

1.一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，包括依次连接的软件操作单元、电气控制单元和机械***单元，所述机械***单元包括伺服电机和带编码器的扭矩传感器，所述伺服电机、带编码器的扭矩传感器与法兰连接盘同轴传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，所述伺服电机、带编码器的扭矩传感器与法兰连接盘均设于支撑架上，所述支撑架采用三脚架。
3.根据权利要求1所述的一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，所述法兰连接盘包括法兰盘、法兰轴和若干个套筒，所述法兰轴设于法兰盘的中心，所述若干个套筒以法兰盘的中心为圆心均匀分布在法兰盘上。
4.根据权利要求3所述的一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，所述套筒一端设有螺纹，所述套筒与法兰盘螺纹连接，所述套筒另一端与车轮的锁紧螺栓相匹配。
5.根据权利要求4所述的一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，所述法兰盘上设有3组螺纹孔，每组螺纹孔到法兰盘圆心的距离不相等。
6.根据权利要求1所述的一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，所述法兰连接盘的轴与扭矩传感器的轴通过联轴器A衔接，所述扭矩传感器的轴与伺服电机的轴通过联轴器B衔接。
7.根据权利要求2所述的一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，所述法兰连接盘、扭矩传感器和伺服电机均设于底板上，所述底板与支撑架连接，所述底板上设有把手，所述把手上设有用于控制设备运作的控制开关。
8.根据权利要求1所述一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，所述电气控制单元包括如下模块：
供电模块：对机械***单元上所使用扭力传感器、伺服电机供电；
数据采集模块：对机械***单元上所使用扭力传感器的信号进行接收处理、信号点输入输出；
运动控制模块：对机械***单元上所使用伺服电机控制点输入，控制伺服电机的通断电和伺服电机的转速。
9.根据权利要求1所述一种汽车车轮拖滞力矩的测量装置，其特征在于，所述软件操作单元包括如下模块：
操作模块：用于操作***运转功能；
数据显示模块：用于显示***运转过程中产生的实时数据及结果数据；
图表显示模块：用于显示将***运转过程中产生的实时数据及结果数据绘制成图表，以便直观的观察变化情况；
数据采集模块：对接收信号进行数据分析、处理。
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