专利名称：用于汽车空调控制面板检测的试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测装置，具体涉及用于汽车空调控制面板上的旋钮、按钮、拨杆等控 制键检测的试验台。
背景技术：
目前，在国内很多汽车空调生产厂家，对于成为产品的汽车空调控制面板上的旋 钮、按钮、拨杆等部件的性能检测非常少，原因是没有很好的检测设备。相当部分厂家仅是 在设计阶段对试样产品进行检测，当产品被确认成批量生产之后，就很少对产品进行再检 测，仅仅是依靠人为旋动、按动、拨动等动作来感觉产品的性能情况，来判断是否合格，无法 科学地判断产品是否满足设计参数范围。尽管有些厂家对其产品抽样检查，但很少将空调 及控制面板模拟在汽车上的安装状态进行检测，未能全面评价产品的性能，这样很容易降 低产品的市场竞争力，影响了汽车空调行业的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于汽车空调控制面板检测的试验台， 它可对汽车空调控制面板上控制键的扭矩、按力、推拉力等进行测试。本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为用于汽车空调控制面板检测的试验台，它包括机架，机架包括底座和设置在底座 上的台架；机架上设有用于装载汽车空调控制面板的面板定位装置、用于检测汽车空调控制面板上旋钮扭矩的角度扭矩测试装置、用于检测汽车空调控制面板上按键按力的按力测试装置、用于检测汽车空调控制面板上拨杆推拉力的推拉力测试装置；所述面板定位装置设置在底座上；所述角度扭矩测试装置依次包括第一步进电机、第一扭矩传感器和第一旋钮夹 具；第一步进电机设置在台架上，第一步进电机的输出轴通过第一扭矩传感器驱动第一旋 钮夹具；所述按力测试装置依次包括第一直线电机、第一直线电机驱动的推杆、拉压力传 感器、按键压杆；第一直线电机设置在台架上，推杆通过拉压力传感器与按键压杆一端连 接；按力测试装置还包括用于测量第一直线电机和推杆之间位移的第一位移传感器；所述推拉力测试装置包括杆体、第二直线电机、第二直线电机驱动的推拉杆、压力 传感器、拨杆夹具；杆体设置在台架上，第二直线电机和推拉杆设置在杆体的前端，推拉杆 的运动方向与杆体垂直，推拉杆通过压力传感器驱动拨杆夹具；推拉力测试装置还包括用 于测量拨杆夹具移动距离的第二位移传感器；所述传感器的输出信号输入计算机。上述方案中，试验台还包括具有角度调整功能的安装板，安装板设置在台架上，所述第一步进电机、第一直线电机、杆体设置在安装板上。上述方案中，底座上设有可在X轴向和Y轴向上水平移动的平台，平台上设有支 架，支架的上端具有角度调整功能，所述面板定位装置固定在支架的上端。上述方案中，平台上还设有空调固定装置。上述方案中，台架上设有升降机构，安装板设置在升降机构上。上述方案中，试验台还包括悬臂和水平扭矩测试装置，悬臂的一端固定设置在台 架上，水平扭矩测试装置设置在悬臂上；所述水平扭矩测试装置包括第二步进电机、第二扭矩传感器和第二旋钮夹具；第 二步进电机固定设置在悬臂上，第二步进电机的输出轴向上并通过第二扭矩传感器驱动第 二旋钮夹具。上述方案中，所述第二位移传感器为光栅尺传感器，光栅尺传感器移动端固定在 压力传感器安装架上。上述方案中，所述升降机构包括钢丝绳、配重锤、设置在台架上端的定滑轮；钢丝 绳跨过定滑轮，钢丝绳的一端与配重锤连接，另一端与安装板连接。上述方案中，所述安装板与第一步进电机、第一直线电机、杆体之间均分别设有轴 向推进机构。本发明试验台的工作原理角度扭矩测试装置第一步进电机旋动第一扭矩传感器的驱动端，第一扭矩传感 器的测试端连接第一旋钮夹具，通过第一旋钮夹具旋动空调面板上的旋钮，旋转的角度范 围由软件设定，采集到旋钮上的力矩信号通过电路放大和处理，被送入计算机。按力测试装置通常是对空调控制面板上的按钮进行测试，第一直线电机推动拉 压力传感器朝按钮运动方向移动，装在拉压力传感器上的触点头接触空调面板上的按钮， 计算机记录位移传感器在该点的位置数据，以该点为按键运动起点，直到按力到达预设定 的参数值后，电机反转，拉压力传感器朝按钮运动反方向移动，返回初始位置。过程中，拉压 力传感器采集其与按钮之间作用力信号和位移传感器采集到的位移信号，并将该信号送往 电路进行处理，进入计算机。推拉力测试装置该装置主要是测试空调面板上的拨杆的力和位移之间关系，当 第二直线电机通过压力传感器推动推拉杆时，推拉杆与拨杆接触，并推动拨杆运动，此时推 动拨杆运动的力通过杠杆传递到压力传感器上，第二位移传感器采集运动的距离信号，压 力信号和距离信号都被送往电路进行处理，进入计算机。本发明的优点在于1、可对汽车空调控制面板上控制键的扭矩、按力、推拉力等进行测试，测试速度较 快，可进行生产线上产品的测试，操作性强，通用性好，其测得的结果输入计算机，方便数据 的保存和研究。2、第一步进电机、第一直线电机、杆体设置在安装板上，安装板具有角度调整功 能。机架上设有可在X轴向和Y轴向上水平移动的平台，平台上设有支架，支架的上端具有 角度调整功能，所述面板定位装置固定在支架的上端。机架上设有升降机构，安装板设置在 升降机构上。可针对不同的面板进行检测。3、试验台还包括水平扭矩测试装置，方便对面板上的旋钮进行快速检测，其工作原理同角度扭矩测试装置。4、第二位移传感器为光栅尺传感器，能避免电磁干扰和电机振动对位移值的影 响。5、采用定滑轮平衡重方式，减轻调整机构在Z轴方向上的力，便于升降装置的驱 动。6、安装板与第一步进电机、第一直线电机、杆体之间均分别设有轴向推进机构，可方便调整角度扭矩测试装置、按力测试装置、推拉力测试装置与面板定位装置之间的距离。
图1为本发明的试验台实施例的左视图及部分部件剖视2为本发明的试验台实施例的前视3为安装板上的各测试装置的结构示意中1-面板定位装置、2-角度扭矩测试装置、201-第一步进电机、202-第一扭 矩传感器、203-第一旋钮夹具、3-按力测试装置、301-第一直线电机、302-推杆、303-拉压 力传感器、304-按键压杆、305-第一位移传感器、4-推拉力测试装置、401-杆体、402-第二 直线电机、403-推拉杆、404-压力传感器、405-拨杆夹具、406-第二位移传感器、5-水平扭 矩测试装置、501-第二步进电机、502-第二扭矩传感器、503-第二旋钮夹具、6-升降机构、 601-钢丝绳、602-配重锤、603-定滑轮、7-机架、701-底座、702-台架、8-平台、9-支架、 10-空调固定装置、11-悬臂、12-安装板、13-轴向推进机构。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。如图1、2所示的是本发明用于汽车空调控制面板检测的试验台实施例，它包括机 架7，机架7包括底座701和设置在底座上的台架702 ；机架7上设有用于装载汽车空调控制面板的面板定位装置1、用于检测汽车空调控制面板上旋钮扭矩的角度扭矩测试装置2、用于检测汽车空调控制面板上按键按力的按力测试装置3、用于检测汽车空调控制面板上拨杆推拉力的推拉力测试装置4、悬臂11、具有角度调整功能的安装板12水平扭矩测试装置5 ；所述面板定位装置1设置在底座701上；底座701上设有可在X轴向和Y轴向上 水平移动的平台8，平台8上设有支架9，支架9的上端具有角度调整功能，所述面板定位装 置1固定在支架9的上端。平台8上还设有空调固定装置10。安装板12设置在台架702上，所述第一步进电机201、第一直线电机301、杆体401 设置在安装板12上。台架702上设有升降机构6，升降机构6、平台8由三坐标的电机驱动，安装板12 设置在升降机构6上。所述升降机构6包括钢丝绳601、配重锤602、设置在台架上端的定滑轮603 ；钢丝绳跨过定滑轮，钢丝绳的一端与配重锤连接，另一端与安装板连接。悬臂11的一端固定设置在台架702上，水平扭矩测试装置5设置在悬臂11上；所 述水平扭矩测试装置5包括第二步进电机501、第二扭矩传感器502和第二旋钮夹具503 ； 第二步进电机固定设置在悬臂上，第二步进电机的输出轴向上并通过第二扭矩传感器驱动 第二旋钮夹具。如图3所示，所述角度扭矩测试装置2依次包括第一步进电机201、第一扭矩传感 器202和第一旋钮夹具203;第一步进电机设置在台架上，第一步进电机的输出轴通过第一 扭矩传感器驱动第一旋钮夹具。所述按力测试装置3依次包括第一直线电机301、第一直线电机驱动的推杆302、 拉压力传感器303、按键压杆304;第一直线电机设置在台架上，推杆通过拉压力传感器与 按键压杆一端连接；按力测试装置还包括用于测量第一直线电机和推杆之间位移的第一位 移传感器305。所述推拉力测试装置4包括杆体401、第二直线电机402、第二直线电机驱动的推 拉杆403、压力传感器404、拨杆夹具405 ；杆体设置在台架上，第二直线电机和推拉杆设置 在杆体的前端，推拉杆的运动方向与杆体垂直，推拉杆通过压力传感器驱动拨杆夹具；推 拉力测试装置还包括用于测量拨杆夹具移动距离的第二位移传感器406 ；第二位移传感器 406为光栅尺传感器，光栅尺传感器移动端固定在压力传感器404安装架上。所述安装板12与第一步进电机201、第一直线电机301、杆体401之间均分别设有 轴向推进机构13，轴向推进机构13由人工通过手柄驱动。上述传感器的输出信号输入计算机。本发明实施例的工作原理为1、对空调控制面板的旋钮进行水平方向扭矩测试步骤第一步，将测试件空调控制面板装入专用控制面板装载夹具，检查第二旋钮夹具 503是否锁紧，并用适量的力下压工件，固定测试面板；第二步，设定相关参数，启动测试，至测试停止；第三步，松开第二旋钮夹具503，松开控制面板，取出测试件，整个测试结束。2、在可调整测试角度测试装置上进行扭矩、按力和推拉力测试步骤首先，根据空调的安装要求，调整多功能空调固定装置10，并将空调装入固定；其 次，把面板定位装置1定位安装空调控制面板，再次，调整安装板12、面板定位装置1的角 度，调整升降机构6和平台8，角度调整在竖直方向上调整的距离L =两角度传感器之间的 水平距离L2(已知)*调整的对应角度正切值tg θ (已知)+ [测试端与角度传感器1的垂 直距离L3(已知)+控制面板装载夹具定位装置中心点与角度传感器2的垂直距离L4(已 知)]*(1/C0S θ -1)，计算机自行计算并自动进行调整相应距离。最后，在工控机点击自动调整三坐标按钮，程序根据上述的调整角度数据，计算出 对中所需要的三坐标调整量，三坐标的电机根据相对应的数据自动调整，实现对中。2. 1在可调整测试角度扭矩测试装置上进行扭矩测试第一步，输入测试件的各旋钮相对于空调控制面板装载夹具的定位装置中心点相 对坐标值，设置测试速度、旋转角度、上限值等参数；第二步，选择所需要测试的旋钮，三坐标的电机根据旋钮相对坐标数据自动调整坐标；第三步，旋转轴向推进机构13的手柄，推进扭矩测试端往前移动至旋钮夹具夹紧旋钮为止，启动测试程序；第四步，测试停止，旋转手柄使旋钮夹具退出旋钮，再选择其他测试旋钮，如上述 步骤进行即可。2. 2在可调整测试角度按力测试装置上进行按力测试第一步，输入测试件的各按钮相对于空调控制面板装载夹具的定位装置中心点相 对坐标值，设置测试速度、上限值等参数；第二步，旋转手柄，推进按力测试端往前移动至距测试端平衡面最近的按钮前，并 保证有足够的距离以免测试端在移动过程中碰撞按钮，一般为3mm左右；第三步，选择所需要测试的按钮，三坐标的电机根据按钮相对坐标数据自动调整 坐标，启动测试程序；第四步，测试停止，重新选择所需测试按钮，如上述步骤进行即可。2. 3在可调整测试角度推拉力测试装置上进行推拉力测试第一步，输入测试件的各拨杆相对于空调控制面板装载夹具的定位装置中心点相 对坐标值，设置测试速度、上限值等参数；第二步，启动坐标调整程序，三坐标的电机根据按钮相对坐标数据自动调整坐 标；第三步，旋转手柄，推进按力测试端往前移动至拨杆夹具套入拨杆，但不与面板接 触，启动测试；第四步，测试停止，重新选择所需测试按钮，如上述步骤进行即可。
权利要求
用于汽车空调控制面板检测的试验台，其特征在于它包括机架，机架包括底座和设置在底座上的台架；机架上设有用于装载汽车空调控制面板的面板定位装置、用于检测汽车空调控制面板上旋钮扭矩的角度扭矩测试装置、用于检测汽车空调控制面板上按键按力的按力测试装置、用于检测汽车空调控制面板上拨杆推拉力的推拉力测试装置；所述面板定位装置设置在底座上；所述角度扭矩测试装置依次包括第一步进电机、第一扭矩传感器和第一旋钮夹具；第一步进电机设置在台架上，第一步进电机的输出轴通过第一扭矩传感器驱动第一旋钮夹具；所述按力测试装置依次包括第一直线电机、第一直线电机驱动的推杆、拉压力传感器、按键压杆；第一直线电机设置在台架上，推杆通过拉压力传感器与按键压杆一端连接；按力测试装置还包括用于测量第一直线电机和推杆之间位移的第一位移传感器；所述推拉力测试装置包括杆体、第二直线电机、第二直线电机驱动的推拉杆、压力传感器、拨杆夹具；杆体设置在台架上，第二直线电机和推拉杆设置在杆体的前端，推拉杆的运动方向与杆体垂直，推拉杆通过压力传感器驱动拨杆夹具；推拉力测试装置还包括用于测量拨杆夹具移动距离的第二位移传感器；所述传感器的输出信号输入计算机。
2.如权利要求1所述的试验台，其特征在于它还包括具有角度调整功能的安装板，安 装板设置在台架上，所述第一步进电机、第一直线电机、杆体设置在安装板上。
3.如权利要求1所述的试验台，其特征在于底座上设有可在X轴向和Y轴向上水平 移动的平台，平台上设有支架，支架的上端具有角度调整功能，所述面板定位装置固定在支 架的上端。
4.如权利要求3所述的试验台，其特征在于平台上还设有空调固定装置。
5.如权利要求2所述的试验台，其特征在于台架上设有升降机构，安装板设置在升降 机构上。
6.如权利要求1所述的试验台，其特征在于它还包括悬臂和水平扭矩测试装置，悬臂 的一端固定设置在台架上，水平扭矩测试装置设置在悬臂上；所述水平扭矩测试装置包括第二步进电机、第二扭矩传感器和第二旋钮夹具；第二步 进电机固定设置在悬臂上，第二步进电机的输出轴向上并通过第二扭矩传感器驱动第二旋 钮夹具。
7.如权利要求1所述的试验台，其特征在于所述第二位移传感器为光栅尺传感器，光 栅尺传感器移动端固定在压力传感器安装架上。
8.如权利要求5所述的试验台，其特征在于所述升降机构包括钢丝绳、配重锤、设置 在台架上端的定滑轮；钢丝绳跨过定滑轮，钢丝绳的一端与配重锤连接，另一端与安装板连 接。
9.如权利要求2所述的试验台，其特征在于所述安装板与第一步进电机、第一直线电 机、杆体之间均分别设有轴向推进机构。
全文摘要
本发明涉及用于汽车空调控制面板检测的试验台，其特征在于它包括机架，机架上设有面板定位装置、角度扭矩测试装置、按力测试装置、推拉力测试装置；角度扭矩测试装置包括第一扭矩传感器；按力测试装置包括拉压力传感器、第一位移传感器；推拉力测试装置包括压力传感器、第二位移传感器；所述传感器的输出信号输入计算机。本发明试验台可对汽车空调控制面板上控制键的扭矩、按力、推拉力等进行测试。
文档编号G01M17/007GK101832864SQ20101017562
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者关智明, 徐达伟, 田韶鹏, 胡强, 韩爱国 申请人:武汉理工大学