一种雨刮片间隙角度测试系统的制作方法

本实用新型涉及雨刮片测试技术领域，尤其涉及一种雨刮片间隙角度测试系统。

背景技术：

雨刮用来刷刮除去附着于车辆挡风玻璃上的雨点及灰尘，对于行车安全有重要影响，是乘用车必需装备的设备。雨刮片在不断使用中工作性能会不断降低，直接导致挡风玻璃刮不干净、雨刮抖动和异响噪音问题。因此，雨刮片的间隙角度是除雨刮片刮净度、雨刮臂压紧力等参数以外的一个评估雨刮工作状态的重要指标。

现有的测试手段的施力方法为人手借助推拉力计水平垂向拉扯雨刮片，此方法不能保证推、拉力的施力方向与雨刮片成垂直关系，亦不能保证施加的推、拉力一直保持稳定，试验过程受人为因素影响程度非常大。此外，受人为因素制约，无法开展成千上万次的针对雨刮片单个零件间隙运动的耐久试验。因此，现有的测试手段测试精度低、生产效率低、应用范围窄。

如图1所示，专利cn203011583u提供一种雨刮臂总成的压紧力及侧面摆动间隙角度测试工装，其主要结构包括用于测量雨刮臂上下旋转压力的电子测力表、用于测量雨刮臂左右摆动时所需拉力的管型拉力计、用于测量雨刮臂左右摆动间隙的百分表，以及工装的其他辅助零件，如：底板1、垫脚2、支撑板3、悬梁4、固定座5、挂钩15、调节螺杆16等等，该技术方案为传统人工测试方案，无法保证施加的推、拉力一直保持稳定，试验结果精度差，试验过程再现程度低；此外，无法开展成千上万次的针对雨刮片单个零件间隙运动的耐久试验，经济效益低。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种避免人为因素造成的误差同时提高测量结果可信度和可实施手段再现性的雨刮片间隙角度测试系统。

本实用新型提供了一种雨刮片间隙角度测试系统，包括雨刮臂、夹持于所述雨刮臂的末端且可绕该夹持支点摆动的雨刮片、可推动所述雨刮片摆动的驱动装置、控制所述驱动装置的控制装置以及连接所述驱动装置和所述控制装置的采集装置，所述采集装置包括采集驱动所述雨刮片的摆动驱动力的驱动力采集装置和采集所述雨刮片的摆动位移的位移采集装置，所述控制装置根据所述驱动力采集装置采集的驱动力信号控制所述驱动装置，并根据所述位移采集装置传输的位移信号计算出所述雨刮片相对于所述雨刮臂的间隙角度。

进一步，所述雨刮臂通过夹具固定，所述夹持支点位于离所述雨刮片最近的夹具的外侧，且在初始状态下，所述雨刮片处于水平；在测试系统工作时，所述雨刮臂始终静止，所述雨刮片在所述驱动装置的作用下绕所述夹持支点摆动。

进一步，所述驱动装置包括转动机构和连接所述转动机构的丝杠螺母机构，所述控制装置根据所述驱动力采集装置采集的驱动力信号控制所述转动机构的转动。

进一步，所述丝杠螺母机构包括连接于所述转动机构的丝杠、装配于所述丝杠的两端的滚动轴承以及套设于所述丝杠上的滑块，所述丝杠在所述转动机构的带动下转动，所述滑块在所述丝杠的带动下沿所述丝杠的轴向运动。

进一步，所述转动机构为步进电机或舵机；所述丝杠为滚珠丝杠，所述丝杠的一端设有与所述转动机构连接的联轴器和安装所述联轴器的键槽，所述丝杠的另一端设有限制所述滚动轴承沿所述丝杠的轴向运动的卡簧和安装所述卡簧的卡簧槽。

进一步，所述驱动力采集装置包括一端固接所述滑块的连接板、固接于所述连接板的另一端的推拉力计以及连接于所述推拉力计的推杆的力传感器，所述连接板、所述推拉力计和所述力传感器随所述滑块一起沿所述丝杠的轴向运动，当所述推拉力计推向所述雨刮片时，驱动所述雨刮片绕所述夹持支点摆动。

进一步，所述测试系统还包括机架，所述转动机构固定于所述机架上，所述机架上还设有引导所述滑块沿所述丝杠做轴向运动的导轨。

进一步，所述位移采集装置设于所述机架的侧壁，且所述位移采集装置与所述连接板固接。

进一步，所述位移采集装置为包括尺身和沿所述尺身随所述连接板同步运动的游标的游标卡尺，所述机架的侧壁上设有对应所述连接板的第一安装部，所述连接板上设有对应第一安装部的第二安装部，所述尺身安装于第一安装部，所述游标安装于所述第二安装部。

进一步，所述第一安装部为设于所述机架的侧壁的前后端的第一吊耳，所述第一吊耳上设有第一安装孔，所述尺身通过所述第一安装孔与螺栓的配合固接；所述第二安装部为设于所述连接板的侧边上的第二吊耳，所述第二吊耳上设有第二安装孔，所述游标通过所述第二安装孔与螺栓的配合固接。

综上所述，本实用新型通过转动机构和将转动机构的旋转运动转换为直线运动的丝杠螺母，并通过位移采集装置和驱动力采集装置向控制装置传输的位移信号和驱动力信号，控制转动机构的转速，进而控制向雨刮片提供的驱动力，并同时计算出雨刮片相对于雨刮臂的间隙角度，该测试过程全自动化运行，能避免人为测试所产生的影响，测试精度和测试效率高，能够很好地评估雨刮片的工作性能；此外，该测试系统还能针对雨刮片开展单个样件的间隙运动耐久试验，产生了很好的经济效益。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为现有技术中雨刮片间隙角度测试系统一具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的雨刮片间隙角度测试系统一具体实施例的结构示意图；

图3为图2中控制装置利用采集装置获取驱动力信号和位移信号、并根据驱动力信号驱动步进电机的结构示意图；

图4为转动机构驱动丝杠螺母、带动推拉力计驱动雨刮片绕夹持支点转动一定角度的结构示意图；

图5为图2中安装于机架上的驱动装置和采集装置的分解示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型详细说明如下。

如图2～图5所示，本实用新型提供了一种于工作台10上对雨刮片12样件和雨刮臂11样件进行测试的雨刮片间隙角度测试系统，其包括固定的雨刮臂11、夹持于雨刮臂11的末端且可绕该夹持支点100转动的雨刮片12、可推动雨刮片12摆动的驱动装置20、控制驱动装置20的控制装置30、连接驱动装置20和控制装置30的采集装置40以及装配驱动装置20的机架50。

其中，如图2、图3和图5所示，采集装置40包括采集驱动雨刮片12摆动驱动力的驱动力采集装置41和采集雨刮片12摆动位移的位移采集装置42，控制装置30可根据驱动力采集装置41采集的驱动力信号控制驱动装置20的转动，同时根据位移采集装置42传输的位移信号计算出雨刮片12相对于雨刮臂11的间隙角度。

本实用新型提供的驱动装置20包括转动机构21和连接转动机构21的丝杠螺母机构22，丝杠螺母机构22可以将转动机构21的旋转运动转化为驱动雨刮片12摆动的直线运动，控制装置30根据驱动力采集装置41采集的驱动力信号控制转动机构21的转动，本案利用丝杠螺母机构22配合转动机构21，以将转动机构21的旋转运动转化为直线运动，限制了施加于雨刮片12的推力方向，解决了传统测试方法中推拉力不与雨刮片12在同一平面的问题；此外，本案还通过驱动力采集装置41采集驱动力(推拉力)作为反馈信号，以更精确地控制转动机构21的行程，使测试精度更高、测试结果可复现；同时控制装置30还根据位移采集装置42传输的位移大小计算出雨刮片12相对于雨刮臂11的间隙角度，使得整个测试过程全自动化运行，避免人为测试所产生的影响，测试精度和测试效率高。该测试系统还能针对雨刮片开展单个样件的间隙运动耐久试验，产生了很好的经济效益。

本实用新型中，雨刮臂11通过两个以上的夹具13固定，本实用新型提供的夹具13为自制通用夹具，其由钢材或abs塑料加工而成，内设有支架、夹爪、弹簧等元部件。

本实用新型中，雨刮片12与雨刮臂11的夹持支点100位于离雨刮片12最近的夹具的外侧，且雨刮片12延伸至雨刮臂11的末端穿过该夹具13，以保证雨刮片12绕夹持支点100转动(做杠杆运动)。

初始状态下，雨刮片12处于水平，在该测试系统工作过程中，雨刮臂11由于固定而始终处于静止状态，雨刮片12则随着驱动装置20的驱动绕夹持支点100转动一定角度，该角度即为雨刮片12相对于雨刮臂11的间隙角度。

具体地，本实用新型中，转动机构21可为固定于机架50上可转动的步进电机或舵机；一优选实施例中，转动机构21安装固定于机架50的底部。

本实用新型中，丝杠螺母机构22包括连接于转动机构21的丝杠22a、装配于丝杠22a的两端并将丝杠22a固定在机架50上的滚动轴承以及通过内螺纹套设于丝杠22a上的滑块22c，滚动轴承在保证丝杠22很好地转动的同时，避免丝杠22发生移动而起到支撑和限制的作用。

在系统工作时，丝杠22a在转动机构21(步进电机或舵机的转轴)的带动下绕着滚动轴承转动，而滑块22c在丝杠22a的转动带动下沿着丝杠22a的轴向运动，向雨刮片12输出摆动的驱动力。

更具体地，本实用新型提供的丝杠22a为滚珠丝杠，滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，因此被广泛应用于各种工业设备和精密仪器中，有关于滚珠丝杠的具体结构和内容可参考现有技术，具体在此不再赘述。

本测试系统利用滚珠丝杠的直线运动，限制了推力方向，解决传统测试方法中推拉力不与雨刮片在同一平面的问题，利用由传感器采集到的力值作为触发信号，精确控制电机的行程，从而保证测试过程无人为因素干扰，测试精度高，测试结果可复现。

本实用新型进一步通过在丝杠22a(滚珠丝杠)的一端设有与转动机构21的转轴连接的联轴器和安装联轴器的键槽，保证滑块22c沿丝杠22a轴向运动的位移大小随转动机构21的转速的变化而变化，从而实现转动机构21对丝杠22a的控制；通过在丝杠22a的另一端设有卡簧和安装卡簧的卡簧槽，以利用卡簧限制滚动轴承沿丝杠22a的轴向运动，使丝杠22a仅发生转动而不会产生轴向运动，保证丝杠22a转动的稳定性和测量精度。

本实用新型中，机架50为钢型材加工而成，机架50上还设有安装转动机构21(步进电机)的通孔和引导滑块22c沿丝杠22a做轴向运动的导轨，以保证滑块22c的运动方向(滑动方向)与导轨一致，提高测试结果的准确性。

本实用新型提供的驱动力采集装置41包括一端固定连接滑块22c的连接板41a、固接于连接板41a的另一端的推拉力计41b以及连接推拉力计41b的推杆的力传感器41c。

可以理解，本实用新型中，连接板41a、推拉力计41b和力传感器41c随滑块22c一起沿丝杠22a运动，驱动雨刮片12绕夹持支点100摆动；详细地，滑块22c在丝杠22a的转动下而沿丝杠22a的轴向运动，与滑块22c固定的连接板41a以及与连接板41a固定的推拉力计41b一起随滑块22c沿丝杠22a的轴向运动，力传感器41c在推拉力计41b的推杆的作用下沿其轴向运动，在推拉力计41b推向雨刮片12时，驱动雨刮片12绕夹持支点100摆动一定的角度，推拉力计41b测得滑块22c(也即雨刮片12)受到的驱动力的大小，力传感器41c随滑块22c同步运动并获取相应的力值信息。一优选实施例中，连接板41a的上下两端分别设有4个通孔，以结合螺栓分别连接滑块22c和推拉力计41b；推拉力计41b为数显式，力传感器41c配有螺纹接头，通过螺纹连接方式，连接于推拉力计41b的推杆。

本实用新型提供的位移采集装置42设于机架50的侧壁，且位移采集装置42与连接板41a固接，从而使位移采集装置42随连接板41a一起运动，采集并获取滑块22c(也即雨刮片12)的运动行程(位移)。一优选实施例中，位移采集装置42为游标卡尺，包括设于机架50的侧壁的尺身和沿尺身随连接板41a同步运动的游标。

具体地，机架50的侧壁上设有对应连接板41a的第一安装部，连接板41a上设有对应第一安装部的第二安装部，通过将尺身安装于第一安装部，将游标安装于第二安装部，实现即时采集雨刮片12的运动行程(位移)，并进一步利用控制装置30，准确计算出雨刮片12相对于雨刮臂11的间隙角度。

更详细地，本实用新型中第一安装部为设于机架50的侧壁的前后端的第一吊耳，第一吊耳上设有第一安装孔，尺身通过第一安装孔与螺栓的配合固接；第二安装部为设于连接板41a的侧边上的第二吊耳，第二吊耳上设有第二安装孔，游标通过第二安装孔与螺栓的配合固接。在初始状态下，游标处于尺身的零刻度线；在系统工作时，尺身随机架50固定不动，而游标随连接板41a沿丝杠22a的轴向运动，游标能即时测出连接板41a的行程，也即雨刮片12运动的行程。

关于雨刮片12绕夹持支点100间隙运动的示意图如图4所示：

本实用新型提供的雨刮片间隙角度测试系统在开始工作前，应根据被测雨刮片12与雨刮臂11样件的形状，调整夹具13的高度、角度和位置，使雨刮片12保持水平，使夹持支点100与力传感器41c与雨刮片12的接触点之间有合适的水平间距l，之后锁紧夹具。

在测试系统工作时，力传感器、电子游标卡尺分别将驱动力和位移信号输出至控制装置30与驱动装置20的驱动器中，控制装置30与驱动装置20的驱动器通讯，以通过控制装置30的控制软件自动计算雨刮片12的间隙角度值，并控制驱动装置20的工作状态。

进一步地，在测试系统工作时，转动机构21带动丝杠22a旋转，使滑块22c沿着丝杠22a的轴向运动，滑块22c带动连接板41a、推拉力计41b(数显式推拉力计)、力传感器41c推向雨刮片12的骨架，雨刮片12受推力作用，产生绕夹持支点100逆时针旋转的位移角度θ，该角度θ即为系统所需测量的雨刮片间隙角度的二分之一，它通过水平间距l、游标卡尺测出的行程和控制装置30内的控制程序自动换算得出。该控制程序为自动化控制程序，可自动完成成千上万次的间隙运动耐久试验，并实时显示测试数据，包括当前测试次数，单次测量结果，累计测试结果等。

本实用新型提供的控制装置30包括但不限于安装有控制软件的通用笔记本电脑或台式电脑等微程序控制装置，有关控制装置30的具体选择可根据现有技术和需要进行择选，具体不做限制。

综上，本实用新型提供的雨刮片间隙角度测试系统，通过转动机构和将转动机构的旋转运动转换为直线运动的丝杠螺母，并通过位移采集装置和驱动力采集装置向控制装置传输位移信号和驱动力信号，控制转动机构的转速，进而控制向雨刮片提供的驱动力，并同时计算出雨刮片相对于雨刮臂的间隙角度，该测试过程全自动化运行，能避免人为测试所产生的影响，测试精度和测试效率高，能够很好地评估雨刮片的工作性能；此外，该测试系统还能针对雨刮片开展单个样件的间隙运动耐久试验，产生了很好的经济效益。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。