专利名称：汽车换挡器总成性能检测工作站及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车换挡器总成的性能检测工作站，属于检测装置技 术领域。
背景技术：
汽车换挡器是汽车上的主要部件，它的好坏直接影响到汽车的使用， 如果把不合格的产品安装到汽车上，这势必影响到整车的安全，因此就要 在换挡器生产中严格的把不合格产品检测出来。在现有的生产过程中由于没有很好的检测监控程序，以及相应的设备 来检测，全靠工人手工来检测，由于工人的技能因素就不能保证每个被检 测产品中的次品都能被检测出来，单从外观来看根本就不能检测出里面零 部件有无缺失，而用手动来模拟换挡又不能得出有效的数据与设定的参数 相比较，因此很有必要设计一款专用于测试汽车换挡器总成性能的检测系 统。。本申请人申请的中国专利第200820217704号专利公开了一种检测工 作站，将汽车换挡器总成固定在一个工作台板上，然后使用一个可以相对 于汽车换挡器本体前后、左右移动的夹爪夹持住换挡器把手，电气控制系 统控制夹爪前后、左右移动，模拟现实中的把手换挡，从而得出在换挡过 程中产生的一系列数据，与设定的参数对比，就能检测出待测换挡器总成 是否具有缺陷。中国专利第200520045396号专利公开了一种类似的用于 汽车换挡器总成性能测试的试验台，包括一个工作台，工作台上固定安装 一个安全框架，在其上悬吊安装一个XY方向的移动机构。上述的两种检 测装置的特点在于夹爪需要能产生两个方向的移动，因此夹爪的控制结构 和电气控制的驱动程序就会设计的较为复杂，制造成本也会提高。发明内容本发明的目的在于解决上述技术问题，提供了一种结构简单可靠、成 本较低的汽车换挡器总成的性能检测工作站。 本发明目的通过以下技术方案来实现一种汽车换挡器总成性能检测工作站，包括工作台板，设置在所述 工作台板上用于检测的汽车换挡器总成，所述汽车换挡器总成包括换挡器 本体和换挡器把手，所述汽车换挡器总成性能检测工作站包括有第一驱动 系统和第二驱动系统，以及用于固定换挡器本体的测试板、用于夹持住换 挡器把手的夹爪，所述第一驱动系统驱动测试板绕第一轴线旋转，同时带 动换挡器本体绕第一轴线旋转，所述第二驱动系统驱动夹爪绕第二轴线旋 转，同时带动换挡器把手绕第二轴线旋转，所述第一轴线与第二轴线相互 垂直。进一步地，所述第一驱动系统包括相互配接的控制器、伺服电机、减 速器、旋转轴、联轴器，所述伺服电机驱动旋转轴绕第一轴线旋转，所述 联轴器一端与旋转轴连接，另一端与测试板连接，所述旋转轴带动测试板 绕第一轴线旋转。进一步地，所述第二驱动系统包括相互配接的控制器、伺服电机、减 速器、旋转轴、联轴器，所述伺服电机驱动旋转轴绕第二轴线旋转，所述 联轴器一端与旋转轴连接，另一端与一汽缸连接，所述汽缸控制夹爪打开 或夹紧，所述旋转轴带动汽缸和夹爪一起绕第二轴线旋转。再进一步地，所述控制器连接到一电气控制系统，用于传输伺服电机 所产生的实时力矩至电气控制系统。再进一步地，所述汽车换挡器总成性能检测工作站还包括一个原点定 位系统，所述原点定位系统系统包括一个设置在伺服驱动系统上的一个输 入/输出点及连接于该输入/输出点的接近感应开关，所述伺服驱动系统包 括相互配接的伺服电机和减速器，所述接近感应开关挂接于所述旋转轴之再进一步地，所述汽车换挡器总成性能检测工作站还包括一个安装感 应系统，所述安装感应系统包括一个可相对于所述测试板垂直运动的感应 头，用于当换挡器本体被安装到测试板上后，所述感应头被按下、向测试 板底部运动。更进一步地，所述测试板上设有至少两个夹钳，用于将换挡器本体固 定在所述测试板上。再进一步地，所述汽车换挡器总成性能检测工作站还包括一个位移感 应系统，用于感应汽车换挡器总成的换挡器拉索在换挡的过程中所产生的 位移。本发明还揭示了一种汽车换挡器总成性能检测工作站的检测方式，包 括以下步骤，1) 将换挡器本体定位在测试板上；2) 夹紧换挡器本体，将所述紧换挡器本体固定在测试板上；3) 将换挡器把手手动调整到原点；4) 启动电气控制系统，夹爪夹紧所述换挡器把手；5) 测试板和换挡器本体一起绕第一轴线旋转；6) 夹爪和换挡器把手一起绕第二轴线旋转；7) 换挡过程中产生的数据通过控制测试板旋转的第一驱动系统和控 制夹爪旋转的第二驱动系统反馈给电气控制系统。进一步地，所述第一驱动系统和第二驱动系统均包括相互配接的伺服 电机和控制器，所示控制器将伺服电机所产生的实时力矩反馈给电气控制 系统。本发明的有益效果主要体现在由于换挡器本体和换挡器把手都由单 独的机构控制转动，结构简单，装配方便；并且本发明所用的零件都为标 准件，不需单独设计制造，因为成本也大大降低；本发明能适应于所有的换挡杆只有一个旋转中心的汽车换挡器的性能测试。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明 图1:本发明的俯视图，此时未安装夹钳和待测汽车换挡器。 图2:本发明的俯视图，此时已安装上待测汽车换挡器。 图3:图2的主视图，此时已安装上夹钳和待测汽车换挡器。图4:图2的右视图，此时已安装上待测汽车换挡器。其中11、 21控制器12、 22伺服电机13、 23减速器14、 24减速器固定座15、 25旋转轴16、 26联轴器17、 27联轴器固定座18连接板19测试板110夹钳固定部111限位块112定位销113感应头28汽缸固定座29汽缸210夹爪3夹钳4工作台板51换挡器本体52换挡器把手6接近感应开关X第一轴线Y第二轴线具体实施方式
本发明揭示了一种汽车换挡器总成性能检测工作站，如图1所示，包括一个工作台板4，该工作台板4为一相对固定在地面上的平板。所述汽 车换挡器总成包括换挡器本体51和换挡器把手52，无论手动换挡器还是 自动换挡器，换挡器把手52相对于换挡器本体51之 有位移。如图2所示，所述汽车换挡器总成性能检测工作站包括有第一驱动系
统和第二驱动系统，以及用于固定换挡器本体51的测试板19、用于夹持 住换挡器把手52的夹爪210。
结合图3所示，所述第一驱动系统包括相互配接的控制器ll、伺服电 机12、减速器13、旋转轴15、联轴器16。所述控制器11连接到一电气 控制系统，用于传输伺服电机所产生的实时力矩至电气控制系统。所述伺 服电机12经过减速器13减速后驱动旋转轴15绕第一轴线X旋转，所述 减速器13由减速器固定座14固定于工作台板4上。所述联轴器16由联 轴器固定座17固定于工作台板4上，其一端与旋转轴15连接，另一端与 连接板18和测试板19连接，该连接板18与测试板19为相对垂直固定。 所述旋转轴15驱动测试板19绕第一轴线X旋转，同时带动换挡器本体51 绕第一轴线X旋转。
所述测试板19上设有2个夹钳固定部110，用于固定夹钳3，所述夹 钳3用于将换挡器本体51固定在所述测试板19上。所述测试板19上还 设有三个限位块111和两个定位销112，用于将换挡器本体51准确定位在 测试板19上。
所述汽车换挡器总成性能检测工作站还包括一个安装感应系统，所述 安装感应系统包括一个可相对于所述测试板19垂直运动的感应头113，用 于当换挡器本体51被安装到测试板19上后，所述感应头113向测试板19 底部运动。当感应头113被按下后，传递一个信号给电气控制系统，即换 挡器本体51已被安装固定到测试板19上，可以开始以下的测试。
结合图4所示，所述第二驱动系统包括相互配接的控制器21、伺服电 机22、减速器23、旋转轴25、联轴器26。所述控制器21连接到一电气 控制系统，用于传输伺服电机所产生的实时力矩至电气控制系统。所述伺 服电机22经过减速器23减速后驱动旋转轴25绕第二轴线Y旋转，所述 减速器23由减速器固定座24固定于工作台板4上。所述联轴器26由联轴器固定座27固定于工作台板4上，其一端与旋转轴25连接，另一端与 汽缸固定座28连接，所述汽缸固定座28上固设有一个汽缸29，所述汽缸 29的前端设有一个夹爪210，该汽缸29通气后可控制夹爪210松开或夹 紧换挡器把手52。所述旋转轴25驱动汽缸29和夹爪210同时绕第二轴线 Y旋转，同时也就带动换挡器把手52绕第二轴线Y旋转。本优选实施例中 所述第二轴线Y与第一轴线X大致相互垂直，当然偏设一定角度仍然在本 发明的保护范围之内。本发明的主要特征即在于通过控制绕两个相互垂直 的旋转轴线旋转的换挡器把手52和换挡器本体51，从而获得换挡器把手 52相对于换挡器本体51的球面运动，即模拟现实中的换挡过程。
如图3所示，本发明的汽车换挡器总成性能检测工作站还包括一个原 点定位系统，该系统包括一个设置在伺服驱动系统上的一个输入/输出点 及连接于该输入/输出点的接近感应开关6，所述伺服驱动系统包括相互配 接的伺服电机12和减速器13，所述接近感应开关6挂接于旋转轴15之上。 当电气控制系统启动后，伺服驱动系统进行原点搜索，当伺服电机12转 动时，会感应到所述接近感应开关6，所述接近感应开关6随即控制伺服 电机12停止，使其停止在某个特定位置，该位置即为电气控制系统的原 点。本发明中一般只需要在首次启动时进行原点搜索，即本发明在不断电 的情况下不需要在重复进行原点搜索。
所述汽车换挡器总成性能检测工作站还可包括一个位移感应系统，所 述位移感应系统也与电气控制系统连接，用于感应汽车换挡器总成的换挡 器拉索在换挡的过程中所产生的位移。本发明由于采用电气控制系统控 制，因此还可以加入远程控制功能。本发明通过将换挡器本体51与换挡 器把手52设计成具有相互独立且垂直的两个运动，模拟现实中的换挡过 程，而且在换挡过程中测量换挡的实时力矩来显示挡位力的大小强度。所 述的力矩由连接于伺服电机的控制器反馈给电气控制系统，并且力矩曲线 显示到一个显示器上，同样的，换挡器拉索的位移曲线也可以显示到该显不器上。
本发明中，为了能更好的模拟换挡的动作，电气控制系统设置成脉冲
控制伺服电机往复转动30至60度。
下面简单介绍一下汽车换挡器总成性能检测工作站的检测方式，包括
以下步骤
1) 通过限位块111和定位销112将换挡器本体51定位在测试板19
上；
2) 按动夹钳3夹紧换挡器本体51，将所述紧换挡器本体51固定在测 试板19上；
3) 将换挡器把手52手动调整到电气控制系统设定的原点；
4) 启动电气控制系统，汽缸29驱动夹爪210夹紧所述换挡器把手52;
5) 伺服电机12启动旋转，驱动测试板19和换挡器本体51—起绕第 一轴线X旋转，进行挂挡动作模拟；
6) 伺服电机22启动旋转，驱动汽缸29、夹爪210和换挡器把手52 一起绕第二轴线Y旋转，与第5)步骤配合进行换挡动作模拟；
7) 换挡过程中产生的数据通过控制测试板19旋转的第一驱动系统和 控制夹爪210旋转的第二驱动系统反辯给电气控制系统。
进一步地，所述第一驱动系统和第二驱动系统均包括相互配接的伺服 电机12、 22和控制器11、 21，所示控制器11、 21将伺服电机12、 22所 产生的实时力矩反馈给电气控制系统。
本发明还有多种实现方式。例如将夹钳的形式作简单的替换，或者改 变、省略次要的组件。凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方 案，均落在本发明要求保护的范围之内。
ii
权利要求
1.一种汽车换挡器总成性能检测工作站，包括工作台板(4)，设置在所述工作台板(4)上用于检测的汽车换挡器总成，所述汽车换挡器总成包括换挡器本体(51)和换挡器把手(52)，其特征在于所述汽车换挡器总成性能检测工作站包括有第一驱动系统和第二驱动系统，以及用于固定换挡器本体(51)的测试板(19)、用于夹持住换挡器把手(52)的夹爪(210)，所述第一驱动系统驱动测试板(19)绕第一轴线(X)旋转，同时带动换挡器本体(51)绕第一轴线(X)旋转，所述第二驱动系统驱动夹爪(210)绕第二轴线(Y)旋转，同时带动换挡器把手(52)绕第二轴线(Y)旋转，所述第一轴线(X)与第二轴线(Y)相互垂直。
2. 根据权利要求1所述的汽车换挡器总成性能检测工作站，其特征 在于所述第一驱动系统包括相互配接的控制器(11)、伺服电机(12)、 减速器(13)、旋转轴(15)、联轴器(16)，所述伺服电机(12)驱动旋 转轴(15)绕第一轴线(X)旋转，所述联轴器(16) —端与旋转轴(15) 连接，另一端与测试板(19)连接，所述旋转轴(15)带动测试板(19) 绕第一轴线(X)旋转。
3. 根据权利要求1所述的汽车换挡器总成性能检测工作站，其特征 在于所述第二驱动系统包括相互配接的控制器(21)、伺服电机(22)、 减速器(23)、旋转轴(25)、联轴器(26)，所述伺服电机(22)驱动旋 转轴(25)绕第二轴线(Y)旋转，所述联轴器(26) —端与旋转轴(25) 连接，另一端与一汽缸(29)连接，所述汽缸(29)控制夹爪(210)打 开或夹紧，所述旋转轴(25)带动汽缸(29)和夹爪(210) —起绕第二 轴线(Y)旋转。
4. 根据权利要求2或3所述的任意一种汽车换挡器总成性能检测工 作站，其特征在于所述控制器(11、 21)连接到一电气控制系统，用于传输伺服电机所产生的实时力矩至电气控制系统。
5. 根据权利要求2所述的汽车换挡器总成性能检测工作站，其特征 在于所述汽车换挡器总成性能检测工作站还包括一个原点定位系统，所 述原点定位系统系统包括一个设置在伺服驱动系统上的一个输入/输出点 及连接于该输入/输出点的接近感应开关(6)，所述伺服驱动系统包括相互配接的伺服电机(12)和减速器(13)，所述接近感应开关(6)挂接于 所述旋转轴(15)之上。
6. 根据权利要求1所述的汽车换挡器总成性能检测工作站，其特征在于所述汽车换挡器总成性能检测工作站还包括一个安装感应系统，所述安装感应系统包括一个可相对于所述测试板(19)垂直运动的感应头 (113)，用于当换挡器本体(51)被安装到测试板(19)上后，所述感应 头(113)被按下、向测试板(19)底部运动。
7. 根据权利要求1所述的汽车换挡器总成性能检测工作站，其特征 在于所述测试板(19)上设有至少两个夹钳(3)，用于将换挡器本体(51) 固定在所述测试板(19)上。
8. 根据权利要求1所述的汽车换挡器总成性能检测工作站，其特征 在于所述汽车换挡器总成性能检测工作站还包括一个位移感应系统，用 于感应汽车换挡器总成的换挡器拉索在换挡的过程中所产生的位移。
9. 一种如权利要求1所述的汽车换挡器总成性能检测工作站的检测方式，其特征在于包括以下步骤，1) 将换挡器本体(51)定位在测试板(19)上；2) 夹紧换挡器本体(51)，将所述紧换挡器本体(51)固定在测试板(19)上；3) 将换挡器把手(52)手动调整到原点；4) 启动电气控制系统，夹爪(210)夹紧所述换挡器把手(52);5) 测试板(19)和换挡器本体(51) —起绕第一轴线(X)旋转；6) 夹爪(210)和换挡器把手(52) —起绕第二轴线(Y)旋转；7) 换挡过程中产生的数据通过控制测试板(19)旋转的第一驱动系 统和控制夹爪(210)旋转的第二驱动系统反馈给电气控制系统。
10.根据权利要求9所述的汽车换挡器总成性能检测工作站的检测方式，其特征在于所述第一驱动系统和第二驱动系统均包括相互配接的伺服电机(12、 22)和控制器(11、 21)，所示控制器(11、 21)将伺服电 机(12、 22)所产生的实时力矩反馈给电气控制系统。
全文摘要
本发明提供了一种汽车换挡器总成性能检测工作站，所述汽车换挡器总成包括换挡器本体和换挡器把手，所述汽车换挡器总成性能检测工作站包括有第一驱动系统和第二驱动系统，以及用于固定换挡器本体的测试板、用于夹持住换挡器把手的夹爪，所述第一驱动系统驱动测试板和换挡器本体绕第一轴线旋转，所述第二驱动系统驱动夹爪和换挡器把手绕第二轴线旋转，所述第一轴线与第二轴线相互垂直。本发明的有益效果主要体现在由于换挡器本体和换挡器把手都由单独的机构控制转动，结构简单，装配方便；并且本发明所用的零件都为标准件，不需单独设计制造，因此成本也大大降低；本发明能适应于所有的换挡杆只有一个旋转中心的汽车换挡器的性能测试。
文档编号G01M17/007GK101566521SQ20091003063
公开日2009年10月28日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者王庆云 申请人:苏州工业园区格比机电有限公司