CN109341640B - 一种门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量装置与测量方法 - Google Patents

Abstract

一种门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量装置与测量方法，涉及实际工作状况下机构间相对运动角度差及机构扭矩测量技术领域。本发明沿底座长度方向的两侧分别设置第一导轨、第二导轨，底座上布置动力源，动力源的一端通过第一光杆、第二联轴器与扭矩测试装置的一端连接，扭矩测试装置的另一端通过第二光杆、第三联轴器与动力端角度测量装置的一端连接，动力端角度测量装置的另一端通过第四联轴器与安装台上的门锁机构一端连接；门锁机构另一端相对布置负载端角度测量装置，门锁机构另一端外沿通过第一连接器与负载端角度测量装置连接，门锁机构另一端通过第三光杆与模拟负载阻力装置连接。本发明实现了结构简单，测量效果好，测量数据准确。

Description

一种门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量装置与测量方法

技术领域

本发明涉及实际工作状况下机构间相对运动角度差及机构扭矩测量技术领域，尤其涉及门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量的技术领域。

背景技术

在现代交通与智能家居领域的自动门机构，一方面需要在动力端电机带动下实现负载端的门扇自动关开门，另外一方面负载端又要具备自我阻碍门扇在外力作用下强制打开的功能。以保证交通运输或家居安全。这种自我阻碍的功能如果由电控实现，则存在弊端，如掉电后门可能轻易就打开，或者掉电后门无法打开，这种设计在交通运输过程中存在安全隐患，很容易造成特大伤亡事故。因此，这类自动门机构都存在一个关键部件——门锁机构。门锁机构有动力输入端与负载连接端；动力端与电机连接，输入开关门动力；负载端，与丝杠连接，将输出的旋转动力转换为门扇的直线运动。动力端可以实现正常开关门动作，但是如果是从负载端输入开门力，则门锁机构内机械结构就锁死，阻碍连接门扇的丝杠转动，达到阻碍门扇打开的目的。因此，这类门锁机构在动力端输入动力开门时，就有一个解锁动作，就是动力端旋转一定角度后，实现门锁机构的内部解锁动作，此时负载端可以在外力作用下打开门扇，或者是动力端带动负载端丝杠实现门扇打开。既满足了正常的开关门功能需求，也满足了安全要求。但门锁机构由于零件加工、安装、装配等因素，使得门门锁机构的动力端解锁动作会出现无法解锁，解锁角度过大或过小，解锁扭矩过大或过小等故障。针对这种情况，就需要一种测量装置与方法，能够检验门锁机构质量，保证门锁机构在机构上正常工作。

门锁机构解锁角度测量就是要求，在符合实际负载情况下，实现门锁机构解锁角度与解锁扭矩在一周内的多次测量。现有的扭矩测试设备，有测量设备转动过程中的扭矩变化，或者是负载驱动的扭矩；角度测量更多的是用在测量转速，即使是测量角度，也达不到角度差测量要求。相对于门锁机构的要求，这些设备的测量功能单一。分解门锁机构测量功能，具体到技术实现上，主要有以下几个方面的要求。1、设备有动力输入，能满足门机构开关门动力；2、输入到门锁机构的解锁扭矩能够实时测量；3、能测量动力输入端的解锁角度，就是门锁机构动力端开始转动，直到负载端有转动迹象，此时动力端旋转的角度就是解锁角度。4、在负载端需要有阻力，以模拟门锁机构在实际工作中的负载端阻力，保证解锁角度、解锁扭矩测量时的工况与实际工作一致。5、由于测量需要模拟实际工况，对模拟负载阻力装置的阻力要有校准功能，以保证测量数据真实可靠。

一般情况下，角度测量使用编码器，但其在测量中不能承载扭矩。如果将编码器安装在设备二端，则虽然不受力，但是对测量装置设计要求高，安装也复杂，成本高。门锁机构在测量中需要动力输入，负载端有阻力加载，如果动力输入装置与负载模拟装置都是固定的，则门锁机构安装过程就比较复杂；解锁角度测量，如果在动力端采用编码器来测量旋转角度，在负载端必须要有反馈信号。如果反馈装置是监测负载端的动作，有动作就输出信号，那么这个动作信号阈值设置要求就高，如果设低，抗干扰要强，对监测装置电路要求就高，如果设高，则带来角度测量误差就大。另外由于门锁机构内部应力，在动力端解锁转动没有充分解锁情况下，会有应力释放，表现为负载端间隙性、短暂时间跟转，则动力端依靠负载端动作反馈信号测量解锁角度，会存在虚假测量。

发明内容

本发明目的是提供一种结构简单，测量效果好，测量数据准确的门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量装置与测量方法。

一种门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量装置，包括底座，沿底座长度方向的两侧分别设置第一导轨、第二导轨，底座上布置动力源，动力源的一端通过第一光杆、第二联轴器与扭矩测试装置的一端连接，扭矩测试装置的另一端通过第二光杆、第三联轴器与动力端角度测量装置的一端连接，动力端角度测量装置的另一端通过第四联轴器与安装台上的门锁机构一端连接；门锁机构另一端相对布置负载端角度测量装置，门锁机构另一端端部外沿通过连接器与负载端角度测量装置连接，门锁机构另一端通过第三光杆与模拟负载阻力装置连接。

比较好的是，本发明的动力源包括步进电机、电机安装座、第一联轴器、第一轴承座，步进电机安装在电机安装座上，电机安装座螺栓安装在底座上，步进电机轴与第一联轴器平键连接；第一联轴器与第一光杆通过平键连接，第一光杆穿过第一轴承座与第一联轴器平键连接，第一轴承座安装在底座上。

比较好的是，本发明的扭矩测试装置包括扭矩传感器、第一底座、第三联轴器、第二轴承座，第二联轴器与扭矩传感器轴的一端平键连接，扭矩传感器轴的另一端与第三联轴器平键连接，扭矩传感器安装在第一底座上，第一底座螺栓安装在底座上，第三联轴器与第二光杆平键连接，第二光杆穿过第二轴承座与第四联轴器平键连接，第二轴承座螺栓安装在底座上。

比较好的是，本发明的动力端角度测量装置包括第一编码器，第一编码器外壳分别设置第一辅助安装装置、第二辅助安装装置，第一辅助安装装置、第二辅助安装装置分别通过螺栓安装在底座上，第一编码器的空心轴通过螺栓与第二光杆连接。

比较好的是，本发明的门锁机构安装台包括门锁机构、安装台，安装台设置在底座上，门锁机构设置在安装台上；门锁机构的一端通过第四联轴器与第二光杆平键连接。

比较好的是，本发明的负载端角度测量装置包括了连接器、编码器安装套筒，第三轴承座，第一编码器安装辅助装置、第二编码器安装辅助装置、第一导轨滑块、第二导轨滑块、装置安装底座、第二编码器，编码器安装套筒的一端穿过第三轴承座后与第二编码器平键连接，第三轴承座螺栓安装在装置安装底座上，第二编码器通过第一编码器安装辅助装置、第二编码器安装辅助装置与装置安装底座连接，编码器安装套筒的另一端螺栓连接有连接器，装置安装底座的两侧螺栓连接与第一导轨、第二导轨相匹配的第一导轨滑块、第二导轨滑块。

比较好的是，本发明的模拟负载阻力装置包括了第三光杆、安装底座、第三导轨滑块、第四导轨滑块、磁粉制动器、紧固孔，第三光杆穿过磁粉制动器，且与磁粉制动器的空心轴平键连接，磁粉制动器安装在安装底座上，安装底座的两侧设置与第一导轨、第二导轨相匹配的第三导轨滑块、第四导轨滑块，安装底座通过紧固孔与底座螺栓连接。

比较好的是，本发明的模拟负载阻力装置的阻力校准装置包括了扭矩传感器、第一底座、第三联轴器、第二轴承座，第一联轴器与扭矩传感器轴的一端平键连接，扭矩传感器轴的另一端与第三联轴器平键连接，扭矩传感器安装在第一底座上，第一底座螺栓安装在底座上，第三联轴器与第二光杆平键连接，第二光杆穿过第二轴承座与第四联轴器平键连接，第二轴承座螺栓安装在底座上；第一导轨滑块、第二导轨滑块、第三光杆、安装底座、第三导轨滑块、第四导轨滑块、磁粉制动器、紧固孔，第三光杆穿过磁粉制动器，且与磁粉制动器的空心轴平键连接，磁粉制动器安装在安装底座上，安装底座的两侧设置与第一导轨、第二导轨相匹配的第三导轨滑块、第四导轨滑块，安装底座通过紧固孔与底座螺栓连接。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：1、本发明选择步进电机，电机的转速、方向、停机、启动都可以实现程序控制。步进电机动力并不是直接输给门锁机构，而是在它们之间，连接一个扭矩传感器，也就是扭矩传感器作为动力传输的一个环节，因此选择动态扭矩传感器。这样门锁机构在测试中，无论开门、关门，扭矩传感器可以实时测量输入门锁机构的扭矩。保证门锁机构工作扭矩被可靠的测量。

2、本发明的门锁机构负载端设置有阻力，以实现在测量过程中模拟负载，保证测量的数据具有高度可信性。考虑到门锁机构负载端是孔与丝杠连接，阻力装置应设计为带轴且在转动过程中伴有阻力。本发明选择可电控的空心轴磁粉制动器，连接门锁机构与磁粉制动器的轴可以根据装置要求设计。利用电量控制磁粉制动器精确输出阻力，保证锁机构被测量数据真实可靠。

3、本发明采用双编码器。动力端与负载端各安装一只编码器，二个编码器各自输出记录，他们的差值就是解锁角度。根据门锁机构设计原理，动力端解锁动作完成后，动力端与负载端的旋转是保持一致的。因此采用双编码器的读数差值法，即使解锁方向旋转超过了解锁角度，由于负载端跟转，也不会影响到解锁角度测量的精确度。而且本发明克服了阈值设置问题、负载端间歇性跟转带来的测量不完全问题，测量系统设计也简单可靠。

4、轴编码器是工业中常用角度传感器，为了保证测量精度与使用寿命，测量时一般安装在轴端处，避免编码器轴直接传递扭矩，或者通过皮带轮与被测量装置连接。但是门锁机构测量装置在锁机构二端——动力端与负载端，都已经有设计要求了，无法直接安装轴编码器。对于利用皮带轮等连接，使测量设备设计过于复杂，也不是最佳方案。因此，本发明测量装置二个编码器，都是采用的空心轴编码器。这样在动力端可以直接安装在连接门锁机构的扭矩传递轴上，外壳固定在支架上，编码器利用螺栓与轴连接，测量动力端转动角度，而无需承载扭矩；编码器在负载端的安装。由于负载端有模拟阻力输入装置，磁粉制动器的轴需要与锁机构负载端孔连接。因此，空心轴编码器是安装在空心套筒上，空心套筒与锁机构负载端凸出的外延直接连接。而磁粉制动器的轴可以穿过套筒的孔与锁机构负载端连接。这样阻力输入与编码器测量就相互不会干涉。

5、本发明模拟负载阻力装置的阻力校准，可以依靠装置设计就完成自我校准，无需其他设备。在校准时，将门锁机构、安装台拆除，将模拟负载助力装置沿直线导轨接近第四联轴器，通过磁粉制动器空心轴上安装的第三光杆与第四联轴器连接。通过固定孔固定模拟负载阻力装置，利用动力源输入旋转扭矩，测量磁粉制动器在不同电压下的阻力大小，及可实现模拟负载阻力装置的阻力校准。保证装置测量的数据符合真实工况要求。

6、另外考虑到实际测试过程中锁机构安装问题，如果动力源装置，负载端阻力装置，负载端角度测量装置是固定的，则门锁机构安装不方便，安装过程繁琐。考虑到阻力装置在测量中没有轴向运动，只是转动。因此，本发明将模拟负载阻力装置、负载端角度测量装置分别安装在双直线导轨滑块上，双导轨分别安装在装置的前后二侧。测试时，将装置移近、安装、固定，测量完毕时，将装置移开。这样装置有足够空间，便于门锁机构拆卸、安装。装置中步进电机、磁粉制动器是可以电控的，扭矩传感器、编码器有数据输出接口，便于采集系统采集数据。

附图说明

图1是测量装置安装在底座后的俯视图。

图2是测量装置安装底座的结构示意图。

图3是测量装置装配后的俯视图。

其中：底座1，第一导轨2，第一导轨3，步进电机4，电机安装座5，第一联轴器6，第一轴承座7，第一光杆8，第二联轴器9，扭矩传感器10，第一底座11，第三联轴器12，第二光杆13，第二轴承座14，第一辅助安装装置15，第二辅助安装装置16，第一编码器17，第四联轴器

18，门锁机构19，门锁机构安装台20，连接器21，第三光杆22，编码器安装套筒23，第三轴承座24，第一编码器安装辅助装置25，第二编码器安装辅助装置26，第一导轨滑块27、第二导轨滑块28，装置安装底座29，第二编码器30，安装底座31，第三导轨滑块32，第四导轨滑块

33，磁粉制动器34，紧固孔35。

实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：如图1、图2所示，一种门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量装置，包括底座1，沿底座长度方向的两侧分别设置第一导轨2、第二导轨3，底座1上布置动力源A，动力源A的一端通过第一光杆8、第二联轴器9与扭矩测试装置B的一端连接，扭矩测试装置B的另一端通过第二光杆13、第三联轴器12与动力端角度测量装置C的一端连接，动力端角度测量装置C的另一端通过第四联轴器18与门锁机构安装台D上的门锁机构的一端连接；门锁机构另一端相对布置负载端角度测量装置E，门锁机构另一端外沿通过连接器21与负载端角度测量装置E连接，门锁机构另一端通过第三光杆22与模拟负载阻力装置F连接。

如图3所示，本发明的动力源A包括步进电机4、电机安装座5、第一联轴器6、第一轴承座7，步进电机4安装在电机安装座5上，电机安装座5螺栓安装在底座1上，步进电机4轴与第一联轴器6平键连接；第一联轴器6与第一光杆8通过平键连接，第一光杆8穿过第一轴承座7与第二联轴器9平键连接，第一轴承座7安装在底座1上。

如图3所示，本发明的扭矩测试装置B包括扭矩传感器10、第一底座11、第三联轴器12、第二轴承座14，第二联轴器9与扭矩传感器10轴的一端平键连接，扭矩传感器10轴的另一端与第三联轴器12平键连接，扭矩传感器10安装在第一底座11上，第一底座11螺栓安装在底座1上，第三联轴器12与第二光杆13平键连接，第二光杆13穿过第二轴承座14与第四联轴器18平键连接，第二轴承座14螺栓安装在底座1上。

如图3所示，本发明的动力端角度测量装置C包括第一编码器17，第一编码器17外壳分别设置第一辅助安装装置15、第二辅助安装装置16，第一辅助安装装置15、第二辅助安装装置16分别通过螺栓安装在底座1上，第一编码器17的空心轴通过螺栓与第二光杆13连接。

如图3所示，本发明的门锁机构安装台D包括门锁机构19、安装台20，安装台20设置在底座1上，门锁机构19设置在安装台20上；门锁机构19的一端通过第四联轴器18与第二光杆13平键连接。

如图3所示，本发明的负载端角度测量装置E包括了连接器21、编码器安装套筒23，第三轴承座24，第一编码器安装辅助装置25、第二编码器安装辅助装置26、第一导轨滑块27、第二导轨滑块28、装置安装底座29、第二编码器30，编码器安装套筒23的一端穿过第三轴承座24后与第二编码器30平键连接，第三轴承座24螺栓安装在装置安装底座29上，第二编码器30通过第一编码器安装辅助装置25、第二编码器安装辅助装置26与装置安装底座29连接，编码器安装套筒23的另一端螺栓连接有连接器21，装置安装底座29的两侧螺栓连接与第一导轨2、第二导轨3相匹配的第一导轨滑块27、第二导轨滑块28。

如图3所示，本发明的模拟负载阻力装置F包括了第三光杆22、安装底座31、第三导轨滑块32、第四导轨滑块33、磁粉制动器34、紧固孔35，第三光杆22穿过磁粉制动器34，且与磁粉制动器34的空心轴平键连接，磁粉制动器34安装在安装底座31上，安装底座31的两侧设置与第一导轨2、第二导轨3相匹配的第三导轨滑块32、第四导轨滑块33，安装底座31通过紧固孔35与底座1螺栓连接。

由图1可知，整个测量装置动力源是步进电机。步进电机输出扭矩，经过扭矩传感器、光杆传递到安装台上的门锁机构。动力端角度测量装置与负载端角度测量装置配合，测量门锁机构的解锁角度。模拟负载阻力装置通过轴，产生阻力加载到门锁机构负载端，模拟实际工况。扭矩传感器可以实时测量扭矩。负载端角度测量装置、模拟负载阻力装置可通过滑块在导轨上左右移动，以方便门锁机构在测量台上的拆装。整个装置实现了角度差测量、扭矩测量、负载阻力模拟等功能。

本发明门锁机构测量过程扭矩输入装置，包括了步进电机4、电机安装座5、第一联轴器6、第一轴承座7、第一光杆8、第二联轴器9、扭矩传感器10、第三联轴器12、第二光杆13、第二轴承座14、第四联轴器18。步进电机4安装在电机安装座5上，电机安装座5利用螺栓安装在底座1上，电机4轴与第一联轴器6通过平键连接，第一联轴器6与第一光杆8通过平键连接，第一光杆8穿过第一轴承座7，与第二联轴器9通过平键连接，第一轴承座7安装在底座1上，第二联轴器9与扭矩传感器10的轴通过平键连接，扭矩传感器10轴与第三联轴器12通过平键连接，扭矩传感器10安装在底座11上，底座11利用螺栓安装在底座1上，第三联轴器12与第二光杆13通过平键连接，第二光杆13穿过第二轴承座14与第二联轴器18通过平键连接，第二轴承座14利用螺栓安装在底座1上，第四联轴器18与门锁机构19轴通过平键连接。测量过程中的扭矩，首先由步进电机4产生，通过第一联轴器6传递给第一光杆8，第一光杆8传递给第二联轴器9，第二联轴器9传递给扭矩传感器10，扭矩传感器10再传递给第三联轴器12，第三联轴器12将扭矩传递给第二光杆13，第二光杆13将扭矩传递给第四联轴器18，第四联轴器18传递给门锁机构19。所有部件之间的平键连接，是为了保证电机扭矩可靠的输入到门锁机构19的动力端。

动力端角度测量装置，包括了第一编码器17，第一编码器17安装第一辅助安装装置15、第二辅助安装装置16，第二光杆13，第四联轴器18。其中第一编码器17外壳安装第一辅助安装装置15、第二辅助安装装置16，第一辅助安装装置15、第二辅助安装装置16，利用螺栓安装在底座1上，第一编码器17的空心轴通过螺栓与第二光杆13连接。当门锁机构动力端在第二光杆13输入扭矩作用下转动时，第二光杆13的旋转角度与门锁机构19动力端的角度保持一致，因此第一编码器17测量第二光杆13的角度，就是测量门锁机构19动力端角度。

负载端角度测量装置，包括了连接器21，编码器安装套筒23，第三轴承座24，第一编码器安装辅助装置25，第二编码器安装辅助装置26，第一导轨滑块27，第二导轨滑块28，装置安装底座29，第二编码器30。编码器安装套筒23穿过第三轴承座24，它们过盈配合，第三轴承座24利用螺栓安装在底座29上，第二编码器30安装在编码器安装套筒23上，并利用平键连接，以保证第二编码器30空心轴与编码器安装套筒23运动保持一致，第二编码器30外壳安装在第一编码器安装辅助装置25、第二编码器安装辅助装置26上，第一编码器安装辅助装置25、第二编码器安装辅助装置26分别安装在装置安装底座29上，连接器21与编码器安装套筒23端部利用螺栓紧固连接，另外一端测量时与门锁机构19负载端紧固连接，装置安装底座29利用螺栓安装在第一导轨滑块27、第二导轨滑块28上，第一导轨滑块27、第二导轨滑块28再分别装配在第一导轨2、第二导轨3上，可实现整个负载端角度测量装置在第一导轨2、第二导轨3上移动。测量时，整个装置通过第一导轨滑块27、第二导轨滑块28沿第一导轨2、第二导轨3向门锁机构19移动，足够连接器21与门锁机构19负载端紧固连接，连接器21与编码器安装套筒23端部也是紧固连接，编码器安装套筒23与第三轴承座24的轴承过盈配合。如果门锁机构19负载端有转动，连接器21就可以带着编码器安装套筒23沿着第三轴承座24的轴承内环旋转，编码器安装套筒23与第二编码器30的空心轴紧密连接，如果编码器安装套筒23转动，第二编码器30就可以测量编码器安装套筒23转动角度，也就实现了门锁机构19负载端转动角度测量。

模拟负载阻力装置，包括了第三光杆22，安装底座31，第三导轨滑块32，第四导轨滑块33，磁粉制动器34。第三光杆22穿过磁粉制动器34空心轴，通过平键紧密连接。磁粉制动器34安装在安装底座31上，安装底座31安装在第三导轨滑块32、第四导轨滑块33上。在装配时要注意，第三光杆22是穿过编码器安装套筒23的孔，且不能与编码器安装套筒23内壁接触，保持在中心位置。在测量时，负载端角度测量装置首先移向门锁机构19，然后模拟负载阻力装置依靠第三导轨滑块32，第四导轨滑块33沿第一导轨2、第二导轨3移向门锁机构19，直到穿过编码器安装套筒23的第三光杆22端部与门锁机构19的负载端孔，利用平键可靠连接，利用安装底座31的紧固孔35与底座1利用螺栓螺母固定。磁粉制动器34利用磁电效应，产生力，使得空心轴需要克服一定的阻力才能够转动，由于磁粉制动34器空心轴与第三光杆22紧密连接，第三光杆22与门锁机构19的负载端紧密连接，也就是门锁机构负载端19需要磁粉制动器34的阻力才能够转动，也就实现模拟了门锁机构19负载端的工作阻力功能。磁粉制动器34由电信号控制工作，其功率放大器可控制阻力大小。

扭矩在线测量装置，包括了第一光杆8，第一联轴器9，扭矩传感器10，扭矩传感器底座11，第二联轴器12，第二光杆13。第一光杆8与扭矩输入装置利用平键紧密连接，第一光杆8与第一联轴器9利用平键紧密连接，第一联轴器9与扭矩传感器10轴利用平键紧密连接，扭矩传感器10利用螺栓安装在第一底座11上，第一底座11安装在装置底座1上。扭矩传感器10轴与第二联轴器12利用平键紧密连接，第二联轴器12利用平键与第二光杆13利用紧密连接。这样传递的扭矩由第一光杆8输入，扭矩传递通过扭矩传感器10的轴再由第二光杆13输出，传递给门锁机构。也就是，门锁机构动力端输入扭矩都是由扭矩传感器10传递的，实现了门锁机构动力端输入扭矩的可靠测量。

本发明的测量方法如下：在测试前为了保证阻力符合实际工况要求，需要校准磁粉制动器输入电压与阻力之间的关系。装置拆除门锁机构安装台20，连接器21。然后将模拟负载阻力装置、负载端角度测量装置通过第一导轨2、第二导轨3，向第四联轴器18靠近，保证第三光杆22与第四联轴器18紧密连接。利用固定孔固定模拟负载阻力装置。步进电机4以一定的转速转动，磁粉制动器功率放大器输入不同电压，记录扭矩传感器扭矩大小，得到磁粉制动器阻力与输入电压关系。然后，松开第三光杆22与第四联轴器18连接，模拟负载阻力装置、负载端角度测量装置通过第一导轨2、第二导轨3，远离第四联轴器18。重新安装好门锁机构安装台20、连接器21，校准保持一个星期一次。

第一步：将门锁机构19固定在安装台20上。联轴器18与门锁机构19的轴紧密连接。

第二步：将负载端角度测量装置，利用第一导轨滑块27、第二导轨滑块28沿第一导轨2、第二导轨3接近门锁机构19，将连接器21与门锁机构19负载端外延紧密连接。

第三步：将模拟负载阻力装置，利用第三导轨滑块32，第四导轨滑块33沿第一导轨2、第二导轨3接近门锁机构19。将第三光杆22与门锁机构19的负载端安装孔连接，利用底座

31的固定孔35固定装置。

第四步：在操作系统界面设置好测量参数，旋转速度、阻力、测试次数、扭矩上下限、解锁角度上下限等。

第五步：步进电机设置为关门方向，旋转后。如果负载端有角度输出就可以停止，此动作目的是消除开门方向，锁机构19内部的应力。

第六步：步进电机设置为开门方向，沿开门方向转动，则负载端角度测量如果出现跟转，且大于一定的角度后为，则停止转动，记录动力端测量角度/>。则解锁角度就为：。且记录转动过程中扭矩。一次测量完毕。

第七步：测量数据与设定数据比较。如果解锁角度大于或小于设定值，或记录的解锁扭矩大于或小于设定值，则停止测量，跳转到第十步；如果解锁角度与解锁扭矩数据正常，则执行第八步。

第八步：步进电机设置为开门方向，旋转到下一个测试角度，准备测量。

第九步：重复执行第六步～第八步，直到沿着圆周设置的测量点，全部测量结束。

第十步：步进电机使能失效。松开底座35固定螺栓，模拟负载阻力装置利用第三导轨滑块32，第四导轨滑块33沿第一导轨2、第二导轨3远离门锁机构19。将连接器21与门锁机构19负载端外延连接松开，负载端角度测量装置利用第一导轨滑块27、第二导轨滑块28沿第一导轨2、第二导轨3远离门锁机构19。第四联轴器18与门锁机构19的轴连接松开。然后拆卸门锁机构19，安装下一个门锁机构，重复第一步～第九步。

Claims (4)

1.一种门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量装置，其特征在于包括底座（1），沿底座长度方向的两侧分别设置第一导轨（2）、第二导轨（3），底座（1）上布置动力源（A），动力源（A）的一端通过第一光杆（8）、第二联轴器（9）与扭矩测试装置（B）的一端连接，扭矩测试装置（B）的另一端通过第二光杆（13）、第三联轴器（12）与动力端角度测量装置（C）的一端连接，动力端角度测量装置（C）的另一端通过第四联轴器（18）与门锁机构安装台（D）上的门锁机构一端连接；门锁机构另一端相对布置负载端角度测量装置（E），门锁机构另一端外沿通过连接器（21）与负载端角度测量装置（E）连接，门锁机构另一端通过第三光杆（22）与模拟负载阻力装置（F）连接；

上述扭矩测试装置包括扭矩传感器（10）、第一底座（11）、第三联轴器（12）、第二轴承座（14），第二联轴器（9）与扭矩传感器（10）轴的一端平键连接，扭矩传感器（10）轴的另一端与第三联轴器（12）平键连接，扭矩传感器（10）安装在第一底座（11）上，第一底座（11）螺栓安装在底座（1）上，第三联轴器（12）与第二光杆（13）平键连接，第二光杆（13）穿过第二轴承座（14）与第四联轴器（18）平键连接，第二轴承座（14）螺栓安装在底座（1）上；

上述动力端角度测量装置包括第一编码器（17），第一编码器（17）外壳分别设置第一辅助安装装置（15）、第二辅助安装装置（16），第一辅助安装装置（15）、第二辅助安装装置（16）分别通过螺栓安装在底座（1）上，第一编码器（17）的空心轴通过螺栓与第二光杆（13）连接；

上述负载端角度测量装置包括了连接器（21）、编码器安装套筒（23），第三轴承座（24），第一编码器安装辅助装置（25）、第二编码器安装辅助装置（26）、第一导轨滑块（27）、第二导轨滑块（28）、装置安装底座（29）、第二编码器（30），编码器安装套筒（23）的一端穿过第三轴承座（24）后与第二编码器（30）平键连接，第三轴承座（24）螺栓安装在装置安装底座（29）上，第二编码器（30）通过第一编码器安装辅助装置（25）、第二编码器安装辅助装置（26）与装置安装底座（29）连接，编码器安装套筒（23）的另一端螺栓连接有连接器（21），装置安装底座（29）的两侧螺栓连接与第一导轨（2）、第二导轨（3）相匹配的第一导轨滑块（27）、第二导轨滑块（28）；

上述模拟负载阻力装置包括了第三光杆（22）、安装底座（31）、第三导轨滑块（32）、第四导轨滑块（33）、磁粉制动器（34）、紧固孔（35），第三光杆（22）穿过磁粉制动器（34），且与磁粉制动器（34）的空心轴平键连接，磁粉制动器（34）安装在安装底座（31）上，安装底座（31）的两侧设置与第一导轨（2）、第二导轨（3）相匹配的第三导轨滑块（32）、第四导轨滑块（33），安装底座（31）通过紧固孔（35）与底座（1）螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量装置，其特征在于上述动力源包括步进电机（4）、电机安装座（5）、第一联轴器（6）、第一轴承座（7），步进电机（4）安装在电机安装座（5）上，电机安装座（5）螺栓安装在底座（1）上，步进电机（4）轴与第一联轴器（6）平键连接；第一联轴器（6）与第一光杆（8）通过平键连接，第一光杆（8）穿过第一轴承座（7）与第二联轴器（9）平键连接，第一轴承座（7）安装在底座（1）上。

3.根据权利要求1所述的门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量装置，其特征在于上述门锁机构安装台包括门锁机构（19）、安装台（20），安装台（20）设置在底座（1）上，门锁机构（19）设置在安装台（20）上；门锁机构（19）的一端通过第四联轴器（18）与第二光杆（13）平键连接。

4.基于权利要求1-3任一所述的门锁机构解锁角度及解锁扭矩测量装置的测量方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：将门锁机构（19）固定在安装台（20）上；第四联轴器（18）与门锁机构（19）的轴紧密连接；

第二步：利用第一导轨滑块（27）、第二导轨滑块（28）沿第一导轨（2）、第二导轨（3）接近门锁机构（19），将负载端角度测量装置的连接器（21）与门锁机构（19）的负载端外沿紧密连接；

第三步：利用第三导轨滑块（32）、第四导轨滑块（33）沿第一导轨（2）、第二导轨（3）将模拟负载阻力装置接近门锁机构（19）；将第三光杆（22）与门锁机构（19）的负载端安装孔连接，利用安装底座（31）的紧固孔（35）固定装置；

第四步：在操作系统界面设置好控制步进电机（4）参数及测量参数；

第五步：步进电机（4）设置为关门方向，旋转后，如果负载端有角度输出就可以停止；

第六步：步进电机（4）设置为开门方向，沿开门方向转动，则负载端角度测量如果出现跟转，且大于一定的角度后为，则停止转动，记录动力端测量角度/>，则解锁角度就为：/>，且记录转动过程中解锁扭矩，一次测量完毕；

第七步：测量数据与设定数据比较，如果解锁角度大于或小于设定值，或记录的解锁扭矩大于或小于设定值，则停止测量，跳转到第十步；如果解锁角度与解锁扭矩数据正常，则执行第八步；

第八步：步进电机（4）设置为关门方向，旋转到下一个测试角度，准备测量；

第九步：重复执行第六步～第十步，直到沿着圆周设置的测量点，全部测量结束；

第十步：步进电机使能失效；松开紧固孔（35）固定螺栓，模拟负载阻力装置利用第三导轨滑块（32）、第四导轨滑块（33）沿第一导轨（2）、第二导轨（3）远离门锁机构（19），将连接器（21）与门锁机构（19）负载端外沿连接松开，负载端角度测量装置利用第一导轨滑块（27）、第二导轨滑块（28）沿第一导轨（2）、第二导轨（3）远离门锁机构（19），第四联轴器（18）与门锁机构（19）的轴连接松开，然后拆卸门锁机构（19），安装下一个门锁机构，重复第一步～第九步。