CN108534728B - 一种悬架弹簧外形尺寸检测装置及方法 - Google Patents

一种悬架弹簧外形尺寸检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种悬架弹簧外形尺寸检测装置及方法，包括工作台，工作台上设置有弹簧压缩机构，还包括：弹簧高度测量传感器、弹簧参数测量部件和控制系统；控制系统控制弹簧压缩机构对弹簧进行压缩，并接收弹簧高度测量传感器的测量数据，当弹簧被压缩到预设高度时，控制系统通过弹簧参数测量部件测量弹簧的外径和螺距。在工作台上设置弹簧压缩机构对弹簧进行压缩，并由弹簧高度测量传感器监测弹簧高度，当弹簧被压缩到预设高度时，由弹簧参数测量部件测量弹簧的外径和螺距，从而实现悬架弹簧在特定压缩状态下的外形尺寸自动检测。本发明可自动检测悬架弹簧在特定压缩状态下的外形尺寸，挑选出合格的悬架弹簧，提高其使用寿命，消除汽车安全隐患。

Description

一种悬架弹簧外形尺寸检测装置及方法
技术领域
本发明涉及悬架弹簧检测领域，具体涉及一种悬架弹簧外形尺寸的检测装置及方法。
背景技术
悬架弹簧是汽车悬架中的弹性元件，使车桥和车架之间作弹性联系，承受和传递垂直载荷，缓和及抑制不平路面所引起的冲击。当地面凹陷时，悬架弹簧向下变长，外径变小；而当地面凸起时，悬架弹簧向上压缩，外径变大。当其外径变大时，有可能会与其接触的部件相互磨损，降低汽车使用寿命，存在安全隐患。而目前，还没有检测悬架弹簧在模拟地面不平时，其外形尺寸是否合格的装置或方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种可检测悬架弹簧在不同状态下的外形尺寸的检测装置及方法。
本发明的技术方案是：一种悬架弹簧外形尺寸检测装置，包括工作台，工作台上设置有弹簧压缩机构，还包括：弹簧高度测量传感器、弹簧参数测量部件和控制系统；
所述控制系统控制弹簧压缩机构对弹簧进行压缩，并接收弹簧高度测量传感器的测量数据，当弹簧被压缩到预设高度时，控制系统通过弹簧参数测量部件测量弹簧的外径和螺距。
进一步地，所述弹簧参数测量部件包括：用于带动弹簧旋转的弹簧旋转子部件，用于测量弹簧旋转角度的角度传感器，用于在弹簧旋转时测量弹簧外径的径向位移传感器、径向测量杆和测量杆支撑件；
所述径向测量杆一侧与测量杆支撑件连接、另一侧与弹簧连接；径向位移传感器设置在径向测量杆上；
所述弹簧旋转子部件、角度传感器、径向位移传感器分别与控制系统电性连接。
进一步地，所述测量杆支撑件包括：基座、导向杆、滑轮、配重块和拉绳；
所述导向杆固定在工作台上，基座套穿在导向杆上，拉绳穿过滑轮一端连接配重块、另一端连接基座；
所述径向测量杆与基座连接。
进一步地，弹簧参数测量部件还包括：通过测量径向测量杆高度来测量弹簧螺距的垂向位移传感器。
进一步地，弹簧压缩机构包括：中横梁，驱动所述中横梁升降的升降驱动子机构，以及相适配的上压盘和下压盘；
所述上压盘设置在中横梁上，中横梁与升降驱动子机构连接，下压盘和升降驱动子机构安装在工作台上。
进一步地，所述升降驱动子机构包括：升降电机和两个丝杠；
中横梁的两端分别设置在两个丝杠上，升降电机驱动中横梁在两个丝杠上升降；
升降电机与控制系统电性连接。
进一步地，弹簧旋转子部件包括：旋转电机、上扭转盘和下扭转盘；上扭转盘设置在上压盘的下端面，下扭转盘设置在下压盘的上端面；旋转电机设置在上压盘的上端面，并与上扭转盘连接；弹簧一端与上扭转盘连接，另一端与下扭转盘连接；
旋转电机与控制系统电性连接。
进一步地，用于测量弹簧旋转角度的角度传感器为编码器，编码器与旋转电机连接。
进一步地，控制系统为插卡式控制器。
本发明还提供一种悬架弹簧外形尺寸检测方法，包括以下步骤：
S1：将弹簧放置在上扭转盘、下扭转盘之间；
S2：控制系统控制升降电机驱动中横梁下降，对弹簧进行压缩；同时，控制系统接收弹簧高度测量传感器的测量数据；
S3：当弹簧压缩到第一预设高度时，控制系统控制升降电机停止工作，中横梁不动；
S4：将径向测量杆与弹簧进行连接；
S5：控制系统控制旋转电机驱动上扭转盘旋转，对弹簧进行旋转；
S6：弹簧带动径向测量杆移动，同时角度传感器、径向位移传感器、垂向位移传感器实时将测量数据传输至控制系统；
S7：控制系统绘制弹簧旋转角度、外径、螺距之间的关系曲线；
S8：控制系统控制旋转电机停止工作，将径向测量杆与弹簧进行拆解，并再次启动升降电机，对弹簧再次进行压缩；
S9：当弹簧压缩到第二预设高度时，控制系统控制升降电机停止工作，中横梁不动；之后重复步骤S4-S7。
本发明提供的悬架弹簧外形尺寸检测装置及方法，与现有技术相比，有以下有益效果：在工作台上设置弹簧压缩机构对弹簧进行压缩，并由弹簧高度测量传感器检测弹簧高度，当弹簧被压缩到预设高度时，由弹簧参数测量部件测量弹簧的外径和螺距，从而实现悬架弹簧在特定压缩状态下的外形尺寸自动检测。本发明可自动检测悬架弹簧在特定压缩状态下的外形尺寸，挑选出合格的悬架弹簧，提高其使用寿命，消除汽车安全隐患。
附图说明
图1是本发明具体实施例结构示意图。
图2是本发明具体实施例俯视结构示意图。
图中，1-工作台，2-滑轮，3-配重块，4-垂向位移传感器，5-拉绳，6-导向杆，7-基座，8-径向测量杆，9-径向位移传感器，10-弹簧高度测量传感器，11-旋转电机，12-中横梁，13-上压盘，14-上扭转盘，15-下扭转盘，16-丝杠16，17-下压盘，18-升降电机。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
实施例一
如图1和2所示，本实施例提供的悬架弹簧外形尺寸检测装置，包括工作台1和控制系统，工作台1上设置弹簧压缩机构、弹簧高度测量传感器10和弹簧参数测量部件。弹簧压缩机构对弹簧进行压缩，弹簧高度测量传感器10检测弹簧高度，弹簧参数测量部件测量弹簧的外径和螺距。弹簧高度测量传感器10可以是位移传感器。控制系统用于控制弹簧压缩机构对弹簧进行压缩，并接收弹簧高度测量传感器10的测量数据，当弹簧被压缩到预设高度时，控制系统通过弹簧参数测量部件测量弹簧的外径和螺距。需要说明的是，本实施例通过对弹簧进行旋转测量弹簧的外径和螺距，还实时检测弹簧的旋转角度，绘制弹簧旋转角度、外径、螺距之间的关系曲线。本实施例的控制系统可以是插卡式控制器，具体可采用基于计算机Windows系统的插卡式控制器。
本实施例的弹簧压缩机构包括：中横梁12，驱动中横梁12升降的升降驱动子机构，以及相适配的上压盘13和下压盘17。下压盘17和升降驱动子机构安装在工作台1上，中横梁12与升降驱动子机构连接，上压盘13设置在中横梁12上。本实施例由丝杠16带动中横梁12升降，即升降驱动子机构包括升降电机18和两个丝杠16。中横梁12的两端分别设置在两个丝杠16上，升降电机18驱动中横梁12在两个丝杠16上升降，升降电机18与控制系统电性连接。弹簧放置在上下压盘之间，中横梁12运动从而对弹簧进行压缩。
本实施例的弹簧参数测量部件包括：用于带动弹簧旋转的弹簧旋转子部件，用于测量弹簧旋转角度的角度传感器，用于在弹簧旋转时测量弹簧外径的径向位移传感器9、径向测量杆8和测量杆支撑件。
其中，弹簧旋转子部件包括：旋转电机11、上扭转盘14和下扭转盘15；上扭转盘14设置在上压盘13的下端面，下扭转盘15设置在下压盘17的上端面；旋转电机11设置在上压盘13的上端面，并与上扭转盘14连接；弹簧一端与上扭转盘14连接，另一端与下扭转盘15连接。旋转电机11与控制系统电性连接。旋转电机11启动时，带动上下扭转盘和弹簧旋转。旋转电机11、角度传感器、径向位移传感器9分别与控制系统电性连接。
旋转过程中，测量弹簧旋转角度、外径和螺距。弹簧旋转角度由角度传感器测量，角度传感器可以是编码器，编码器与旋转电机11连接，通过检测旋转电机11的旋转角度从而获知弹簧旋转角度。
弹簧外径由径向位移传感器9、径向测量杆8和测量杆支撑件测得。径向测量杆8一侧与测量杆支撑件连接、另一侧与弹簧连接；径向位移传感器9设置在径向测量杆8上。本实施例的测量杆支撑件包括：基座7、导向杆6、滑轮2、配重块3和拉绳5。导向杆6固定在工作台1上，基座7套穿在导向杆6上，拉绳5穿过滑轮2一端连接配重块3、另一端连接基座7。径向测量杆8与基座7连接。配重块3的重量与基座7、径向测量杆8、径向位移传感器9的重量总和相同，使径向测量杆8处于类悬浮状态，给径向测量杆8稍加微小的力即可带动径向测量杆8移动，这样弹簧旋转小角度即可驱动径向测量杆8的移动，可更加精准地测量弹簧外径和螺距。
弹簧参数测量部件还包括：通过测量径向测量杆8高度来测量弹簧螺距的垂向位移传感器4。垂向位移传感器4与控制系统电性连接。弹簧旋转时，会带动径向测量杆8沿螺旋线运动。一方面，径向测量杆8沿纵向方向上升或下降，垂向位移传感器4测得径向测量杆8高度变化，弹簧旋转360度，垂向位移传感器4测得的高度差即螺距。另一方面，径向测量杆8沿径向方向伸缩，从而径向位移传感器9测得径向位移变化，弹簧旋转360度，径向位移传感器9测出弹簧的外径。
本实施例的弹簧参数测量部件可实时测量弹簧的旋转角度、外径、螺距三者之间的关系，并绘制曲线。测量准确，且可获知弹簧从上到下整个外形尺寸。
实施例二
在实施例一基础上，本实施例提供一种基于上述检测装置的悬架弹簧外形尺寸检测方法，具体包括以下步骤：
S1：将弹簧放置在上扭转盘14、下扭转盘15之间；
S2：控制系统控制升降电机18驱动中横梁12下降，对弹簧进行压缩；同时，控制系统接收弹簧高度测量传感器10的测量数据；
S3：当弹簧压缩到第一预设高度时，控制系统控制升降电机18停止工作，中横梁12不动；
S4：将径向测量杆8与弹簧进行连接；
S5：控制系统控制旋转电机11驱动上扭转盘14旋转，对弹簧进行旋转；
S6：弹簧带动径向测量杆8移动，同时角度传感器、径向位移传感器9、垂向位移传感器4实时将测量数据传输至控制系统；
S7：控制系统绘制弹簧旋转角度、外径、螺距之间的关系曲线；
S8：控制系统控制旋转电机11停止工作，将径向测量杆8与弹簧进行拆解，并再次启动升降电机18，对弹簧再次进行压缩；
S9：当弹簧压缩到第二预设高度时，控制系统控制升降电机18停止工作，中横梁12不动；之后重复步骤S4-S7。
本发明具备径向和轴向两个方向的运动机构和测量系统，弹簧轴向运动和旋转运动交替进行，能够实时检测弹簧在任一高度时，弹簧旋转角度、外径和螺距三者之间的关系，并绘制曲线。有效测量弹簧外形尺寸，以检测弹簧是否合格。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种悬架弹簧外形尺寸检测装置，包括工作台，工作台上设置有弹簧压缩机构，其特征在于，还包括：弹簧高度测量传感器、弹簧参数测量部件和控制系统；
所述控制系统控制弹簧压缩机构对弹簧进行压缩，并接收弹簧高度测量传感器的测量数据，当弹簧被压缩到预设高度时，控制系统通过弹簧参数测量部件测量弹簧的外径和螺距；
所述弹簧参数测量部件包括：用于带动弹簧旋转的弹簧旋转子部件，用于测量弹簧旋转角度的角度传感器，用于在弹簧旋转时测量弹簧外径的径向位移传感器、径向测量杆和测量杆支撑件；
所述径向测量杆一侧与测量杆支撑件连接、另一侧与弹簧连接；径向位移传感器设置在径向测量杆上；
所述弹簧旋转子部件、角度传感器、径向位移传感器分别与控制系统电性连接；
所述测量杆支撑件包括：基座、导向杆、滑轮、配重块和拉绳；
所述导向杆固定在工作台上，基座套穿在导向杆上，拉绳穿过滑轮一端连接配重块、另一端连接基座；
所述径向测量杆与基座连接；
弹簧参数测量部件还包括：通过测量径向测量杆高度来测量弹簧螺距的垂向位移传感器。
2.根据权利要求1所述的悬架弹簧外形尺寸检测装置，其特征在于，弹簧压缩机构包括：中横梁，驱动所述中横梁升降的升降驱动子机构，以及相适配的上压盘和下压盘；
所述上压盘设置在中横梁上，中横梁与升降驱动子机构连接，下压盘和升降驱动子机构安装在工作台上。
3.根据权利要求2所述的悬架弹簧外形尺寸检测装置，其特征在于，所述升降驱动子机构包括：升降电机和两个丝杠；
中横梁的两端分别设置在两个丝杠上，升降电机驱动中横梁在两个丝杠上升降；
升降电机与控制系统电性连接。
4.根据权利要求3所述的悬架弹簧外形尺寸检测装置，其特征在于，弹簧旋转子部件包括：旋转电机、上扭转盘和下扭转盘；上扭转盘设置在上压盘的下端面，下扭转盘设置在下压盘的上端面；旋转电机设置在上压盘的上端面，并与上扭转盘连接；弹簧一端与上扭转盘连接，另一端与下扭转盘连接；
旋转电机与控制系统电性连接。
5.根据权利要求4所述的悬架弹簧外形尺寸检测装置，其特征在于，用于测量弹簧旋转角度的角度传感器为编码器，编码器与旋转电机连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的悬架弹簧外形尺寸检测装置，其特征在于，控制系统为插卡式控制器。
7.一种基于权利要求5所述装置的悬架弹簧外形尺寸检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将弹簧放置在上扭转盘、下扭转盘之间；
S2：控制系统控制升降电机驱动中横梁下降，对弹簧进行压缩；同时，控制系统接收弹簧高度测量传感器的测量数据；
S3：当弹簧压缩到第一预设高度时，控制系统控制升降电机停止工作，中横梁不动；
S4：将径向测量杆与弹簧进行连接；所述径向测量杆一侧与测量杆支撑件连接、另一侧与弹簧连接；径向位移传感器设置在径向测量杆上；所述测量杆支撑件包括：基座、导向杆、滑轮、配重块和拉绳；所述导向杆固定在工作台上，基座套穿在导向杆上，拉绳穿过滑轮一端连接配重块、另一端连接基座；所述径向测量杆与基座连接；
S5：控制系统控制旋转电机驱动上扭转盘旋转，对弹簧进行旋转；
S6：弹簧带动径向测量杆移动，同时角度传感器、径向位移传感器、垂向位移传感器实时将测量数据传输至控制系统；
S7：控制系统绘制弹簧旋转角度、外径、螺距之间的关系曲线；
S8：控制系统控制旋转电机停止工作，将径向测量杆与弹簧进行拆解，并再次启动升降电机，对弹簧再次进行压缩；
S9：当弹簧压缩到第二预设高度时，控制系统控制升降电机停止工作，中横梁不动；之后重复步骤S4-S7。
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