CN110456204A - 一种电动撑杆性能测试装置及测试方法 - Google Patents

一种电动撑杆性能测试装置及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动撑杆性能测试装置及测试方法，属于电动撑杆技术领域。该测试装置包括设有伺服电机的丝杆滑台，在丝杆滑台两端分别设置用于固定待测电动撑杆球头的第一卡接单元和第二卡接单元，第二卡接单元与丝杆滑台滑动连接，在第二卡接单元与滑块之间设力传感器，传感器用于第二卡接单元与滑块之间的压力，伺服电机可以通过控制滑块直线位移间接控制电动撑杆压缩行程，在精确的压缩行程下测电动撑杆所受的压缩力。本发明在距电动撑杆最大伸长量和最大压缩量10mm±1mm处取至少10组数据，取平均值，避免波峰及波谷带来的测量误差。

Description

一种电动撑杆性能测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及机械检测技术领域，具体涉及一种电动撑杆性能测试装置及测试方法。
背景技术
电动撑杆是汽车电动尾门与车体之间设置的电动升降机构，电动升降机构借由其电动马达驱动而抬升尾门以便于操作。电动升降机构的常见形态为可伸缩的电动撑杆。
众所周知，大批量生产的电动撑杆在组装到汽车上之前需要进行合格检测。传统方法中，电动撑杆被卡合在测试装置中，测试装置中设置与电动撑杆平行的丝杆，通过丝杆上连接的伺服电机对电动撑杆进行旋转压缩，同时测量电动撑杆的压缩行程和压力。然而，由于电动撑杆所受压力力值和压缩行程之间呈波形曲线，伺服电机测试在测试过程中仅测几个点，导致取值点偏差较大，不能反应产品的真实性能。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种电动撑杆性能测试装置及测试方法。
本发明提供的技术方案具体如下：
一种电动撑杆性能测试装置，包括丝杆滑台，丝杆滑台包括滑台伺服电机、丝杆和滑块，丝杆滑台上设有用于固定待测电动撑杆两端球头的第一卡接单元和第二卡接单元，第一卡接单元固定在丝杆滑台上，第二卡接单元通过与丝杆平行的滑轨连接丝杆滑台，第二卡接单元位于滑块与第一卡接单元之间，且电动撑杆与丝杆平行；第二卡接单元与滑块之间设有力传感器，力传感器用于测量滑块与第二卡接单元之间的压力。
在上述技术方案的基础上，丝杆平行于丝杆滑台台面，丝杆一端与固定在丝杆滑台上的滑台伺服电机连接，滑台伺服电机的输出轴与丝杆连接并带动丝杆转动。
在上述技术方案的基础上，力传感器固定在第二卡接单元上。
在上述技术方案的基础上，力传感器通过滑轨与丝杆滑台连接。
在上述技术方案的基础上，第一卡接单元和第二卡接单元上分别设有用于固定电动撑杆球头的球头卡扣。
在上述技术方案的基础上，第二卡接单元上的球头卡扣内设有压力报警器。
在上述技术方案的基础上，所述电动撑杆性能测试装置设有第一电源和第二电源，所述第一电源用于为电动撑杆内电机供电，所述第二电源用于为滑台伺服电机供电。
在上述技术方案的基础上，该装置还包括控制***，所述控制***包括：
用于控制电动撑杆内电机的转速和转向的撑杆电机控制器，
用于控制滑台伺服电机的转速和转向的滑台伺服电机控制器，
控制计算机，其内装有控制软件和数据处理软件，进行人机交互，对电动撑杆的运动进行控制，并记录、储存测试数据；撑杆电机控制器和滑台伺服电机控制器均连接至控制计算机，以及各测量模块分别通过数据采集器连接至控制计算机。
一种利用上述电动撑杆性能测试装置的测试方法，包括如下步骤：
将测试装置固定在竖直平面上，使第一卡接单元在上、第二卡接单元在下、固定在测试装置中的电动撑杆呈竖直方向；
控制撑杆电机不通电、滑台伺服电机通电：滑块以速度V1从滑块原点向上出发，当力传感器信号为预设定力值F0时，记录滑块位移为d；当滑块到达预设定的滑块位移Lmax处时，控制滑块以速度V2向下运动；当滑块返回到滑块位移为 L2±0.5mm处时，控制力传感器抓取若干组力学信号，取平均值F1；当滑块返回到滑块位移为L1±0.5mm处时，控制力传感器抓取若干组力学信号，取平均值 F2；
当滑块返回至滑块位移为d处时，在第二卡接单元上加载配重砝码，控制撑杆电机和滑台伺服电机同时通电、滑块以速度V1向上运动，当滑块到达预设定的滑块位移Lmax处时，控制滑块以速度V2向下运动；当滑块返回到滑块位移为 L2±0.5mm处时，控制力传感器抓取若干组力学信号，取平均值F3；当滑块返回到滑块位移为L1±0.5mm处时，控制力传感器抓取若干组力学信号，取平均值 F4。
在上述技术方案的基础上，预设定力值F0＝100N，力传感器的响应时间为20 ms。
在上述技术方案的基础上，L1＝d+10mm，L2＝Lmax-10mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明测定的滑块原点到力传感器信号为预设定力值F0时的滑块位移 d的大小可以判定电动撑杆是否有零件缺失。
(2)本发明在距电动撑杆最大伸长量和最大压缩量10mm±1mm处至少取10 组数据，测量结果为平均值，避免波峰及波谷带来的误差。
附图说明
图1为本发明测试装置的结构示意图；
图中：1、滑台伺服电机；2、滑块；3、力传感器；4、电动撑杆；5、第一卡接单元；6、第二卡接单元。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明中各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“滑块原点”指的是设备上的一个固定点，是滑块的初始位置，术语“测量原点”指的是电动撑杆压缩行程为0 时的位置。
实施例1
参见图1所示，本发明实施例提供的一种电动撑杆性能测试装置，包括丝杆滑台，丝杆滑台包括滑台伺服电机、丝杆和滑块，丝杆滑台上设有用于固定待测电动撑杆两端球头的第一卡接单元和第二卡接单元，第一卡接单元固定在丝杆滑台上，第二卡接单元通过与丝杆平行的滑轨连接丝杆滑台，第二卡接单元位于滑块与第一卡接单元之间，且电动撑杆与丝杆平行；第二卡接单元与滑块之间设有力传感器，力传感器用于测量滑块与第二卡接单元之间的压力。
在上述技术方案的基础上，丝杆平行于丝杆滑台台面，丝杆一端与固定在丝杆滑台上的滑台伺服电机连接，滑台伺服电机的输出轴与丝杆连接并带动丝杆转动。
在上述技术方案的基础上，力传感器固定在第二卡接单元上。
在上述技术方案的基础上，力传感器通过滑轨与丝杆滑台连接。
在上述技术方案的基础上，第一卡接单元和第二卡接单元上分别设有用于固定电动撑杆球头的球头卡扣。
在上述技术方案的基础上，第二卡接单元上的球头卡扣内设有压力报警器。
在上述技术方案的基础上，所述电动撑杆性能测试装置设有第一电源和第二电源，所述第一电源用于为电动撑杆内电机供电，所述第二电源用于为滑台伺服电机供电。
在上述技术方案的基础上，该装置还包括控制***，所述控制***包括：
用于控制电动撑杆内电机的转速和转向的撑杆电机控制器，
用于控制滑台伺服电机的转速和转向的滑台伺服电机控制器，
控制计算机，其内装有控制软件和数据处理软件，进行人机交互，对电动撑杆的运动进行控制，并记录、储存测试数据；撑杆电机控制器和滑台伺服电机控制器均连接至控制计算机，以及各测量模块分别通过数据采集器连接至控制计算机。
具体地，伺服电机内设有编码器，编码器用于记录滑台伺服电机发出的脉冲数，并将脉冲数转换为滑块的线位移。
本发明提供的电动撑杆性能测试方法，包括以下步骤：
利用本发明测试电动撑杆性能的过程如下：
(1)将测试装置固定在竖直平面上，使第一卡接单元在上、第二卡接单元在下、固定在测试装置中的电动撑杆呈竖直方向；将电动撑杆总成卡合在测试装置中，压力报警器感应到预设定的50N压力后，发出警报确认电动撑杆总成放置到位，此时滑块位于滑块原点；
(2)接通第一电源，滑台伺服电机开始转动，滑台伺服电机的输出轴带动丝杆转动，丝杆带动滑块以300mm/min的速度向上直线运动，滑块前进，推动第二卡接单元压缩电动撑杆，当力传感器感受到滑块100N的压力时，记录滑块的位移d，此时电动撑杆的压缩行程为0；
(3)当滑块到达设定的最大位移Lmax后，使滑台伺服电机反向转动，滑块以300mm/min的速度向下直线运动，电动撑杆伸展释放，当滑块位移为Lmax-10mm ±0.5mm时，记录10组力值数据，计算得到平均值F1；当滑块位移为10±0.5mm 时，记录10组数据，运算得到平均值F2；
(4)伺服电机运行至压缩行程L＝0处，暂停，在第二卡接单元上加载负重砝码，同时接通第一电源和第二电源，电动撑杆内电机开始运转，滑块向上推动第二卡接单元：当滑块到达设定的最大位移Lmax后，使滑台伺服电机反向转动，滑块以300mm/min的速度向下直线运动，电动撑杆伸展释放，当滑块位移为 Lmax-10mm±0.5mm时的力传感器的10组力值，计算得到平均值F3；取滑块位移为10±0.5mm时的力传感器的10组力值，运算得到平均值F4。
与同行业相比，撑杆产品本身的动力源于内部的弹簧本身，在汽车尾门在开启和关闭的瞬间会有两个位置点的力值比较重要。尾门开启状态，滑块位移 Lmax-10mm处，此时的力要足够可以开门的状态，克服本身尾门的重量，在伸展至最高点，记为滑块位移为10mm处，此时电动撑杆要能够支撑尾门，不至于滑落。所以我们认为电动撑杆作为一个安全法规件需要针对弹簧本身加强这个控制点，针对压缩伸展行程Lmax-10mm及10mm处需要满足一定的力值要求，在我们上面讲到在压缩伸展的过程中，电动撑杆的马达是不通电的，而弹簧在这两个点处需要满足对应的力值(公差±40N)。
电动撑杆内部有2mm左右的平垫，在生产装配过程中，很容易发生漏装，且不易发现，我们在实验过程中发现，对于同一批次的撑杆零件在组装完成后，零件的总长基本在1mm的公差内，针对内部如果缺失一个2mm的平垫，d就会偏差2mm以上，因此滑块原点到测量零点这个相对距离d，可以作为判定漏装零件的一个手段。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种电动撑杆性能测试装置，包括丝杆滑台，其特征在于：所述丝杆滑台包括滑台伺服电机(1)、丝杆和滑块(2)，所述丝杆滑台上设有用于固定待测电动撑杆(4)两端球头的第一卡接单元(5)和第二卡接单元(6)，所述第一卡接单元(5)固定在丝杆滑台上，所述第二卡接单元(6)通过与丝杆平行的滑轨连接丝杆滑台，所述第二卡接单元(6)位于滑块(2)与第一卡接单元(5)之间，且电动撑杆(4)与丝杆平行；第二卡接单元(6)与滑块(2)之间设有力传感器(3)，所述力传感器用于测量滑块(2)与第二卡接单元(6)之间的压力。
2.根据权利要求1所述的电动撑杆性能测试装置，其特征在于：所述丝杆平行于丝杆滑台台面，所述丝杆一端与固定在丝杆滑台上的滑台伺服电机(1)连接，所述滑台伺服电机(1)的输出轴与丝杆连接并带动丝杆转动。
3.根据权利要求1所述的电动撑杆性能测试装置，其特征在于:所述力传感器(3)固定在第二卡接单元(6)上。
4.根据权利要求1所述的电动撑杆性能测试装置，其特征在于:所述力传感器(3)通过滑轨与丝杆滑台连接。
5.根据权利要求1所述的电动撑杆性能测试装置，其特征在于:所述第一卡接单元(5)和第二卡接单元(6)上分别设有用于固定电动撑杆球头的球头卡扣。
6.根据权利要求5所述的电动撑杆性能测试装置，其特征在于:第二卡接单元(6)上的球头卡扣内设有压力报警器。
7.一种利用权利要求1-6任一项所述的电动撑杆性能测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
将测试装置固定在竖直平面上，使第一卡接单元在上、第二卡接单元在下、固定在测试装置中的电动撑杆呈竖直方向；
控制撑杆电机不通电、滑台伺服电机通电：滑块以速度V1从滑块原点向上出发，当力传感器信号为预设定力值F0时，记录滑块位移为d；当滑块到达预设定的滑块位移Lmax处时，控制滑块以速度V2向下运动；当滑块返回到滑块位移为L2±0.5mm处时，控制力传感器抓取若干组力学信号，取平均值F1；当滑块返回到滑块位移为L1±0.5mm处时，控制力传感器抓取若干组力学信号，取平均值F2；
当滑块返回至滑块位移为d处时，在第二卡接单元上加载配重砝码，控制撑杆电机和滑台伺服电机同时通电、滑块以速度V1向上运动，当滑块到达预设定的滑块位移Lmax处时，控制滑块以速度V2向下运动；当滑块返回到滑块位移为L2±0.5mm处时，控制力传感器抓取若干组力学信号，取平均值F3；当滑块返回到滑块位移为L1±0.5mm处时，控制力传感器抓取若干组力学信号，取平均值F4。
8.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：预设定力值F0＝100N，V1＝V2。
9.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：L1＝d+10mm，L2＝Lmax-10mm。
10.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：力传感器的响应时间为20ms。
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