CN108068913A - 利用薄型柔性传感器改进配合表面之间的配合的方法 - Google Patents

利用薄型柔性传感器改进配合表面之间的配合的方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及利用薄型柔性传感器改进配合表面之间的配合的方法。一种用于测量闭合构件和由车辆限定的开口之间的密封间隙中的关键配合区域中的压力的方法和系统。识别关键接触压力区域，并通过薄型带状电子传感器测量密封间隙中的表面接触区域上的压力分布数据。电子传感器包括在传感器带上排列的多个离散的压力传感器。电子传感器插入在车门和车门开口之间，同时车门抵靠密封件“柔和地”关闭。压力数据可被分析并上传到制造数据库和控制系统。

Description

利用薄型柔性传感器改进配合表面之间的配合的方法
技术领域
本公开涉及利用薄型柔性压力传感器识别与车辆闭合构件和相邻车辆结构的配合有关的问题。
背景技术
在车辆组装操作中，诸如车门和行李箱盖的闭合构件必须被精确地组装在车门框架、行李箱开口、发动机罩开口等内。当闭合构件未对准或者闭合构件或框架超出公差时，闭合构件周围的区域可能对周边密封件施加不足或过大的压力。密封件上的压力不足可能导致漏水或风噪声、振动和声振粗糙度(NVH)问题。密封件上的压力过大可能导致关闭车门需要大的作用力。
本公开旨在解决上述问题和如下所概述的其他问题。
发明内容
根据本公开的一方面，公开了一种用于将闭合构件组装到车辆的方法。所述方法的第一步是识别闭合构件和车门开口之间的关键接触压力区域。接下来，通过长度为“L”的带状电子传感器测量闭合构件和开口之间的表面接触区域上的压力分布数据。然后分析压力分布数据以产生分析数据。
根据所述方法的其他方面，所述测量步骤通过厚度在0.5密耳和1.0密耳之间的用于测量表面接触区域上的压力分布的电子传感器来执行。电子传感器可以通过铰接接头连接到手柄，其中，传感器相对于手柄的角度定向被调节为当车门关闭时使带在人体工程学上与限定在闭合构件和由车辆限定的车门开口之间的密封间隙对准。
该方法还可以包括将多个关键配合区域的压力分布数据发送到数据处理系统并分析多个关键配合区域的压力分布数据。多个关键配合区域的压力分布数据可以存储在数据存储装置上并从数据存储装置下载到分析关键配合区域的压力分布数据的数据处理系统。
测量所有关键配合区域的表面接触区域上的压力分布数据的步骤可以在所选车辆在组装线上组装之后在所选车辆上执行，并可以将数据记录在收集与车辆相关的制造记录的数据库中。
根据本公开的另一方面，公开了一种用于监测车辆闭合构件周围的压力的系统。该系统包括电子传感器，电子传感器包括在膜上的产生压力分布数据的多个离散的压力传感器。数据处理器接收并分析压力分布数据以识别压力不足和压力过大的区域。数据存储系统记录车辆闭合构件周围的压力不足和压力过大的区域。
根据涉及所述系统的本公开的其他方面，发送器可以操作性地连接到电子传感器以发送压力分布数据，并且接收器可以操作性地连接到数据处理器以接收压力分布数据。或者，数据存储装置可以操作性地连接到电子传感器并存储压力分布数据，并且终端可以操作性地连接到数据处理器并从数据存储装置下载压力分布数据。
电子传感器可以是平面式电子传感器，并且所述系统还可以包括通过铰接式连接器附连到平面式电子传感器的手柄。平面式电子传感器适于在位于闭合构件周围的不同位置处的多个关键配合区域中被插入到限定在闭合构件和由车辆限定的车门开口之间的密封间隙中，所述车门开口通过闭合构件而被关闭。平面式电子传感器可以相对于手柄进行人体工程学调节以在选定的关键配合区域处与密封间隙对准。
测量表面接触区域上的压力分布数据的步骤可以在组装线上组装的每个车辆上的选定的关键配合区域的随机选择的子集处执行。可以利用数据库系统收集压力分布数据作为与车辆相关联的制造记录。
下面将参照附图描述本公开的上述方面和其他方面。
附图说明
图1是改进车辆中的闭合构件和开口之间的配合的方法的流程图。
图2是车门的局部侧视图，示出了车门周围的限定在车门和车门开口之间的密封间隙中的关键配合区域。
图3A是车门打开的车辆的局部透视图，示出了电子带状传感器就位以从车辆内部测量关键配合区域处的压力分布。
图3B是车门关闭的车辆的局部透视图，示出了电子带状传感器就位以从车辆外部测量关键配合区域处的压力分布。
图4是附连到电子压力传感器手柄的电子带状传感器的正视图。
图5是电子压力传感器手柄与通过铰接式连接器附连到手柄的电子带状传感器的平面图。
图6是电子压力传感器手柄与包括向数据处理系统提供压力分布数据的发射器的电子带状传感器的透视图。
图7是电子压力传感器手柄与适于向数据存储装置提供压力分布数据以便后续下载到数据处理系统的电子带状传感器的平面图。
具体实施方式
参照附图公开所示出的实施例。然而，将理解的是，所公开的实施例旨在仅仅是示例，所述示例可以以各种可替代的形式实施。附图无需按比例绘制并且可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。所公开的具体结构性和功能性细节不被解释为限制，而是作为用于教导本领域的技术人员如何实践所公开的构思的代表性基础。
参照图1，通过总体上由标号10表示的流程图来示出测量闭合构件和由车辆限定的开口之间的密封间隙中的关键配合区域中的压力的方法。
参照图1和图2，识别关键配合区域是流程图10中所示的第一步并由标号11表示。图2所示的关键配合区域的示例包括以下密封间隙位置：
14A-手柄处的B柱；
14B-下B柱；
14C-后门槛板；
14D-前门槛板；
14E-下铰链柱；
14F-上铰链柱；
14G-上A柱；和
14H-B柱处的车顶纵梁。
虽然在图2中示出了特定位置，但是应当理解，根据诸如漏水、潜在的风噪、关闭车门的作用力和客户反馈等考虑，可以将其他位置、附加位置或更少的位置指定为关键配合位置。对这些输入进行分析而为关键配合区域处的密封压力开发出“最佳点”。
参照图1、图3A和图3B，在流程图中，在15处，该过程的下一步是测量闭合构件上的密封件与开口之间的压力分布。车辆16包括用于闭合车门开口20的车门18。如图3B所示，当车门关闭时，在车门18上设置有适于接合车门开口20的密封件22。
在图3A和图3B中，车门18在图3A中被示出为处于打开位置，并且在图3B中被示出为处于关闭位置。车门18从图3A所示的打开位置运动到图3B所示的关闭位置。当车门关闭时，电子带状压力传感器(electronic strip pressure sensor)24插入在密封件22和车门开口20之间。车门以大约1.5焦耳(joule)的力量被关闭以减小密封件22对压力传感器24的冲击。1.5焦耳对应于车门18的相对“柔和”的关闭。
压力传感器提供在车门18关闭之后对密封件22施加在车门开口20上的压力进行测量。测量可以从车辆16的外部或车辆16的内部进行。所测量的压力表示当车门18关闭并且车辆16正在被驱动时被指定为关键配合区域14中的一个的离散位置处的密封压力分布。
图4和图5所示的传感器带28是电子带状压力传感器24的一部分。传感器带28包括排列在传感器带28的表面上的多个离散的压力传感器26。传感器带28具有0.5密耳(mil)和1.0密耳之间的厚度“T”。薄的传感器带允许测量施加到密封件的压力，而不会过度扭曲密封件22。传感器带28的长度“L”约为50毫米，传感器带28的宽度“W”约为20毫米。传感器带28的长度“L”和宽度“W”对应于如上参照图2所述而确定的关键配合区域的长度和宽度。
诸如枢转连接器或球接头之类的铰接接头30设置在电子带状压力传感器24和手柄32之间。手柄32优选地包括用于电子带状压力传感器24的电路，并且还包括用于控制电子压力传感器24的操作的通断开关(on/off switch)31和测量开关33。优选地在压力传感器24上设置硬止动件34，以控制压力传感器24在密封件22和车门开口20之间的插入程度。硬止动件34限制插入程度以提供更一致的结果，并且防止将压力传感器24插入到密封间隙中太远或不足。
参照图1、图6和图7，该过程中由标号35表示的下一步是分析由压力传感器24测量的压力分布数据。参照图6，压力分布数据可以由操作性地连接到压力传感器24的发送器36设置为向包括接收器40的计算机38提供压力数据。如图6所示，发送器36是连接到压力传感器24的手柄32的单独发送器。然而，应当理解，发送器36可以被设置为压力传感器24的集成部件。
参照图7，在替代实施例中，压力传感器24可以连接到数据存储装置42(诸如闪存驱动器或其他存储介质)。如下所述，数据存储装置42可以被周期性地下载到制造数据库和控制系统44。
参照图1、图6和图7，在流程图中，记录压力分布的步骤由标号43表示。如图6和图7所示，压力分布可以记录在制造数据库和控制系统44中。制造数据库和控制系统44可以基于统计过程控制技术来记录所选择的压力读数，以选择关键配合区域并记录数据用于后续的分析。所述数据可以保存为车辆制造记录的一部分。此外，所述数据可以在图1的45处使用，以随着组装操作的行进而进行操作改进，从而识别出生产线上可能发生的潜在问题进行立即校正。或者，同样如图1所示，进行设计改进的步骤通过标号47表示。通过与零件制造源通信，可以周期性地或持续地进行设计改进，以改进部件零件的设计。
数据可以被下载到零件制造源而不需要手动干预以用于投产操作、日常生产环境或诊断研究。通过基于统计控制而选择数据，可以在生产场所可用的循环时间内进行在线压力测量。压力传感器24可以提供精确的力和表面接触区域数据，从而提供对表面行为的深入了解以识别和消除潜在的质量控制问题并且不断地改进制造过程。测量关键配合区域的接触压力有助于消除关键接触压力区域中的风噪和漏水问题。
压力传感器24消除了使用手持式或数显卡尺的需要，并且通过消除操作者引起的误差而显著提高计量可靠性。电子压力传感器24可以包括无线或有线连接，以允许将数据收集到数据记录器单元上并上传到数据管理系统。薄型柔性传感器24能够对密封间隙的表面接触和测量进行更精确且更一致的分析。
上述实施例是具体示例，并未描述本公开的所有可能的形式。可组合所示实施例的特征以形成所公开构思的进一步的实施例。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语。权利要求的范围比具体公开的实施例更宽，并且还包括所示实施例的修改。

Claims (12)

1.一种将闭合构件组装到车辆的方法，包括：
识别闭合构件和开口之间的关键接触压力区域；
通过长度为“L”的带状电子传感器测量闭合构件和开口之间的表面接触区域上的压力分布数据；和
分析压力分布数据以产生分析数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用厚度在0.5密耳和1.0密耳之间的电子传感器来测量表面接触区域上的压力分布。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电子传感器通过铰接接头连接到手柄，其中，所述电子传感器与手柄的角度定向被调节为当闭合构件关闭时使带与限定在闭合构件和车门开口之间的密封间隙对准。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将多个关键配合区域的压力分布数据发送到数据处理系统；和
分析所述多个关键配合区域的压力分布数据。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将多个关键配合区域的压力分布数据存储在数据存储装置上；
将压力分布数据从数据存储装置下载到数据处理系统；和
分析所述多个关键配合区域的压力分布数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，测量表面接触区域上的压力分布数据的步骤在所选车辆在组装线上组装之后在所选车辆上被执行，并且将数据记录在收集与所述车辆相关联的制造记录的数据库中。
7.一种用于监测车辆闭合构件周围的压力的系统，包括：
电子传感器，包括位于膜上的产生压力分布数据的多个离散的压力传感器；
数据处理器，接收和分析压力分布数据以识别压力不足的区域和压力过大的区域；和
数据存储系统，用于记录车辆闭合构件周围的压力不足的区域和压力过大的区域。
8.根据权利要求7所述的系统，还包括：
发送器，操作性地连接到电子传感器并发送压力分布数据；和
接收器，操作性地连接到数据处理器并接收压力分布数据。
9.根据权利要求7所述的系统，还包括：
数据存储装置，操作性地连接到电子传感器并存储压力分布数据；和
终端，操作性地连接到数据处理器并将压力分布数据下载到数据处理系统。
10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述电子传感器是平面式电子传感器，所述系统还包括：
手柄，通过铰接式连接器附连到平面式电子传感器，其中，平面式电子传感器在位于闭合构件周围的不同位置处的多个关键配合区域中被插入到限定在闭合构件和由车辆限定的车门开口之间的密封间隙中，所述车门开口通过闭合构件而被关闭，其中，平面式电子传感器相对于手柄被调节为在选定的关键配合区域处与密封间隙对准。
11.根据权利要求7所述的系统，其中，在组装线上组装的每个车辆上的选定的关键配合区域的随机选择的子集处执行测量表面接触区域上的压力分布数据的步骤。
12.根据权利要求7所述的系统，还包括：
数据库系统，收集压力分布数据作为与车辆相关联的制造记录。
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