CN101216377B - 汽车油门踏板耐久性试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车油门踏板耐久性试验机，包括温湿度试验箱、机械传动装置、测控系统；所述机械传动装置包括机械部分和动力部分；所述机械部分安装在所述温湿度试验箱内，并由动力部分驱动；所述机械部分包括一个支架，安装在该支架下端的主旋转轴，安装在该支架上端的从旋转轴，安装在主旋转轴和从旋转轴上的平行连杆；主旋转轴、从旋转轴上分别各自设有多个带滚轮的摇臂；所述测控系统分为控制系统和测试系统；控制系统采用PLC，负责传送程序与发送开关机指令，控制步进电机旋转，通过角度编码器检测主旋转轴的转向位置。本发明能在一定的环境条件下，驱动FPM往复动作，以检测FPM的耐久性能。

Description

汽车油门踏板耐久性试验机
技术领域
本发明涉及一种汽车配件试验检测装置，特别是涉及一种汽车油门踏板耐久性试验机。
背景技术
目前国内汽车配件生产发展迅速，汽车配件对产品可靠性要求较高，急需一些实验设备测试验证产品的可靠性，汽车油门踏板耐久性试验机便是其中之一。
由于汽车油门踏板耐久性试验是多工况复合性试验，需要系统集成。受试验箱体体积限制，需要设计摇臂传动系统。进行试验检测的样品分为多种，并需多种工况，需要设计多种夹具，例如普通夹具，倾斜夹具，限制力矩夹具等等，具有一定的难度。
为保证汽车在使用寿命中油门踏板(经过数百万次踩踏)都能正常工作，目前通常采用多项试验测试油门踏板的耐久性。包括温度试验、湿热试验、油门踏板往复工作耐久性试验。由于一系列试验耗费大量时间且不能较好模拟实际使用工况。因此有必要设计新的试验方法与设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种汽车油门踏板耐久性试验机，在一定的环境条件(温度、湿度)下，驱动FPM(汽车油门踏板)往复动作，以检测FPM的耐久性能。
为解决上述技术问题，本发明的汽车油门踏板耐久性试验机，包括温湿度试验箱、机械传动装置、测控系统；
所述机械传动装置包括机械部分和动力部分；所述机械部分安装在所述温湿度试验箱内，并由动力部分驱动；动力部分由大功率步进电机、减速箱、角度编码器组成，步进电机驱动减速箱，减速箱的输出轴上安装一个角度编码器；所述机械部分包括一个支架，安装在该支架下端的主旋转轴，安装在该支架上端的从旋转轴，安装在主旋转轴和从旋转轴上的平行连杆；主旋转轴、从旋转轴上分别各自设有多个带滚轮的摇臂；
所述测控系统分为控制系统和测试系统；控制系统采用PLC，PLC负责传送程序与发送开关机指令，控制步进电机旋转，通过角度编码器检测主旋转轴的转向位置；
所述测试系统提供8套16路5V±0.3V稳压电源；同时测试32路输入电压信号，计算出汽车油门踏板位置值并与角度编码器得到的位置值做比较；
测试系统的控制计算机通过OPC server与PLC的RS485通讯口相连，控制PLC的运行。
由于采用上述结构，将以往温度试验、湿热试验、油门踏板往复工作耐久性试验复合在一台试验设备中同时进行，至少缩短一半试验时间，同时更加符合实际工况。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
附图是本发明的汽车油门踏板耐久性试验机结构示意图。
具体实施方式
本发明的汽车油门踏板耐久性试验机由温湿度试验箱、机械传动装置、测控系统三部分组成。外形结构如图1所示。
所述温湿度试验箱7可以采用目前市场上已有的温湿度试验箱(例如PHC1704-D II型温湿度试验箱)进行改造(侧壁开100mm孔，安装主旋转轴)后而成。该试验箱的特点是：温度范围：-70～150℃，准确度±2k。湿度范围：20～98％，准确度±3％。操作方便，采用中文界面的彩色液晶触摸屏，可设定、显示各种运行数据。记录量大，实时记录大量采样数据，并可使用CF(标准闪存卡)存储卡，实现在PC(个人计算机)机上打印曲线。高可靠性，为提高整机的可靠，主要部件全部由各著名专业厂商提供。安全保护，温度过升保护，试品保护，设备自身保护，操作人员安全保护。
所述机械传动装置包括机械部分和动力部分。
参见图1，所述动力部分由大功率的步进电机1、减速箱2、角度编码器3组成。步进电机1的步距角为1.8°，通过1∶10的减速箱2减速后90度转向。该减速箱2的输出轴上安装一个角度编码器3。所述动力部分固定安装在一个基座8上。
所述机械部分安装在温湿度试验箱7内，包括一个支架9，安装在该支架9下端的主旋转轴4，安装在该支架9上端的从旋转轴5，安装在主旋转轴和从旋转轴上的平行连杆6。主旋转轴4、从旋转轴5上分别各自设有4个带滚轮的摇臂10。
所述动力部分通过减速箱2的输出轴带动主旋转轴4旋转，主旋转轴4的步距角为0.18°，再通过平行连杆6带动从旋转轴5与主旋转轴4同步旋转。限位器(采用另一个编码器安装在角度编码器3旁)限制主、从旋转轴的偏转位置。步进电机1快速转动时，8个工位的带滚轮的摇臂10会同步转动，将FPM压下或抬起。
所述测控系统分为控制系统和测试系统。由于所述的汽车油门踏板耐久性试验机进行的是耐久性试验，考虑到设备的耐久性，将控制系统与测试系统分开。测控系统开机后，即使出现测试系统故障、上位机故障或意外关机，都将不影响汽车油门踏板耐久性试验机的运行。
控制系统采用PLC(可编程逻辑控制器)，PLC只负责传送程序与发送开关机指令。PLC控制步进电机1的旋转。PLC通过角度编码器3检测主旋转轴的转向位置。角度编码器3能精确的检测出主旋转轴4的转动角度，角度编码器3的精度即为主旋转轴4的转动角度精度。
所述测试系统提供8套16路5V±0.3V稳压电源作为FPM供电。同时测试32路输入FPM的电压信号，计算出FPM位置值(由FPM厂家提供)并与角度编码器3得到的位置值做比较，若一致则合格，不一致则中止试验并报告试验品不合格。所有数据可被记录在计算机上，记录可以随时回放。
测试系统的控制计算机通过OPC server与PLC的RS485通讯口相连，控制PLC的运行，可以在计算机上编制试验程序，下载程序至PLC，并在PLC上运行。
输入电压的采样和主旋转轴的角度编码器3的检测采用NI PCI的高精度模拟量32路输入板卡通过屏蔽线采集，使用Labview编程在计算机上读入全部的数据，并绘制出数据记录曲线。
所述汽车油门踏板耐久性试验机，根据测试系统的控制计算机的控制程序设定的FPM转动的频率、转动的位移量以及循环的次数，驱动动FPM转动。在转动过程中FPM检测位置传感器输出信号，以及FPM的位移量(通过驱动轴的角度编码器3换算得来)。位置传感器的测量值与时间的关系曲线，位置传感器的输出值与FPM的位移量的关系曲线在测试系统的控制计算机上以图形的形式显示、记录、回放。
如果对于某一个FPM的位移量测得的位置传感器输出信号超出误差范围(误差带由产品工程师提供)，所述汽车油门踏板耐久性试验机提示并报警，并记录出现故障点的数据。
FPM往复动作的次数可以设定，范围为0～500万次。
FPM角度(或位移)测量。由于温湿度试验箱7内环境温度变化范围很大，位移测量传感器或角度测量传感器无法安装在温湿度试验箱7内，导致每套FPM直接位移值或角度值无法测量，所以精确测量每个FPM位移值或角度值并不现实，只能利用角度编码器3测试主旋转轴4的转动角度。在本发明的实施方式中角度编码器3选用HEIDENHAIN增量式编码器进行角度测量，编码器每一转发出3600个脉冲，可以达到0.1度的精度。完全能购满足技术要求中0.25度的要求。经过细分后，精度还会有所提高。
位置传感器测量精度。为保证±5mv的测量精度。选择NI公司的16位模数转换板卡PCI-6224。理论上16位模数转化板卡可以达到10/65536＝0.14mv的精度。为防止外界干扰，采用NI公司的专用屏蔽线和屏蔽接线盒。
故障判断。根据FPM的位移值或角度值，判断此时位置传感器的输出值是否在误差范围内，若不在误差范围内停机报警。

Claims (2)

1.一种汽车油门踏板耐久性试验机，包括温湿度试验箱，其特征在于：还包括机械传动装置、测控系统；
所述机械传动装置包括机械部分和动力部分；所述机械部分安装在所述温湿度试验箱内，并由动力部分驱动；动力部分由大功率步进电机、减速箱、角度编码器组成，步进电机驱动减速箱，减速箱的输出轴上安装一个角度编码器；所述机械部分包括一个支架，安装在该支架下端的主旋转轴，安装在该支架上端的从旋转轴，安装在主旋转轴和从旋转轴上的平行连杆；主旋转轴、从旋转轴上分别各自设有多个带滚轮的摇臂；
所述测控系统分为控制系统和测试系统；控制系统采用PLC，PLC负责传送程序与发送开关机指令，控制步进电机旋转，通过角度编码器检测主旋转轴的转向位置；
所述测试系统提供8套16路5V±0.3V稳压电源；同时测试32路输入电压信号，计算出汽车油门踏板位置值并与角度编码器得到的位置值做比较；
测试系统的控制计算机通过OPC server与PLC的RS485通讯口相连，控制PLC的运行。
2.如权利要求1所述的汽车油门踏板耐久性试验机，其特征在于：所述步进电机的步距角为1.8°，通过1∶10的减速箱减速后90度转向。
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