CN114061942B - 一种万向轴的角度故障检测装置及报警装置 - Google Patents

一种万向轴的角度故障检测装置及报警装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种万向轴的角度故障检测装置及报警装置，包括有机架,所述机架的内部设有摆动组件，所述机架的顶端设有机箱和位移调节组件，所述机箱与位移调节组件之间设有转动组件，包括有依次连接的传感器组件、微控制器和声光报警组件，所述传感器组件包括有角位移传感器和陀螺仪传感器。本发明能够实时检测从不同角度带动万向节联轴器中两个转动轴叉之间的相对位移所产生的数据，并进行对比以及报警，从而提高了检测效率。

Description

一种万向轴的角度故障检测装置及报警装置
技术领域
本发明主要涉及万向轴检测的技术领域，具体涉及一种万向轴的角度故障检测装置及报警装置。
背景技术
传动轴总成万向节是传动系统中的重要零部件，传动轴总成万向节的角度转动是影响传动轴使用性能的一项重要指标。
根据申请号为CN202010847920.2的专利文献所提供的一种传动轴总成万向节摆动角度检测装置可知，该产品的活动定位头设置在定位支架的一端，固定定位头设置在定位支架的另一端；活动定位头和固定定位头相对于定位支架可转动，活动定位头可向传动轴总成万向节一侧进给以紧固传动轴总成万向节。传动轴总成万向节设置在定位支架内侧，传动轴总成万向节的一端的耳孔与活动定位头抵接，传动轴总成万向节的另一端的耳孔与固定定位头抵接，传动轴总成万向节的突缘叉法兰端面与定位支架的内侧抵接，角度刻度盘固定在定位支架上。本发明提供的传动轴总成万向节摆动角度检测装置，可快速检测车辆传动轴总成万向节摆动角度，避免传动轴总成万向节摆动角度不够造成传动轴装车后发生干涉。
但上述万向节角度故障检测装置任然存在着缺陷，例如上述检测装置虽然能够避免传动轴总成万向节摆动角度不够造成传动轴装车后发生干涉，但该检测装置仅仅能向一个方向对万向节进行扳动，并检测万向节摆动是否合格，难以从任意角度转动万向节，从而影响了万向节的故障排查效果。
发明内容
本发明主要提供了一种万向轴的角度故障检测装置及报警装置用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种万向轴的角度故障检测装置，包括有机架,所述机架的内部设有摆动组件，所述机架的顶端设有机箱和位移调节组件，所述机箱与位移调节组件之间设有转动组件，所述机架远离机箱的一端顶部表面开设有通孔，所述摆动组件包括有第一电机，所述第一电机底端固定于所述机架的内壁表面，所述第一电机输出轴与减速机相连接，所述减速机底端固定于机架的内壁表面，所述减速机输出轴与连杆的一端相连接，所述位移调节组件包括有第一位移板，所述第一位移板的底端贯穿通孔延伸至机架内部，所述第一位移板的一端与连杆转动连接，所述第一位移板远离连杆的一侧表面的四个顶角处均固定有固定销，所述第一位移板通过固定销与第二位移板相连接；，所述转动组件包括有万向节联轴器，所述万向节联轴器的两端均固定有固定座，所述万向节联轴器的两端通过固定座分别与机箱以及第二位移板的一侧表面转动连接，靠近所述万向节联轴器一端的固定座远离万向节联轴器的一端延伸至机箱内部与第二电机输入轴相连接，所述第二电机固定于所述机箱内部。
进一步的，所述第一位移板和第二位移板的两端均铰接有液压伸缩杆，所述第一位移板和第二位移板均通过液压伸缩杆与机架内壁相连接。
进一步的，所述位移调节组件与延长组件相连接，所述延长组件包括有两个轴承座，每个所述轴承座均固定于所述第一位移板远离第二位移板的一侧表面，两个所述轴承座之间通过轴承转动连接有丝杆，所述丝杆的外周面通过丝母连接有升降块。
进一步的，所述连杆包括有第一杆体，所述第一杆体通过转轴与减速机输出轴相连接，所述第一杆体的内部固定有多个伸缩杆，多个所述伸缩杆远离伸缩杆的一端均固定于第二杆体壳体上，所述第二杆体通过转轴与升降块转动连接。
根据以上的一种万向轴的角度故障检测装置的技术方案，还将提供一种万向轴的角度故障报警装置，包括有依次连接的传感器组件、微控制器和声光报警组件，所述传感器组件包括有角位移传感器和陀螺仪传感器，所述角位移传感器和陀螺仪传感器均通过导线与微控制器实现数据交互，所述角位移传感器固定于所述第一位移板的壳体上，所述陀螺仪传感器固定于所述固定座贯穿第二位移板延伸至第二位移板与第一位移板之间的一端外周面，所述声光报警组件包括有LED报警灯和蜂鸣器，所述LED报警灯和蜂鸣器均通过导线与所述微控制器相连接，所述LED报警灯和蜂鸣器均固定于所述机箱的外表面。
进一步的，所述陀螺仪传感器远离第二位移板的一端通过导线与导电滑环相连接，所述导电滑环远离陀螺仪传感器的一端固定于所述第一位移板壳体上并通过导线与微控制器相连接。
进一步的，所述微控制器与LED屏相连接，所述LED屏固定于所述机箱的外表面。
进一步的，所述微控制器为型号是STM32F103VFT6的单片机。
进一步的，所述陀螺仪传感器的型号为L3G4200DTR数字陀螺仪。
进一步的，所述角位移传感器的型号为ADXL203CE-REEL位移传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
其一，本发明能够从不同角度带动万向节联轴器中两个转动轴叉之间的相对位移，从而增强对万向节联轴器的测试效果，具体为：减速机输出轴上的连杆进行旋转时，带动第二位移板以减速机输出轴为中心以连杆的长度为半径沿圆周轨迹进行角位移，从而带动万向节联轴器中两个转动轴叉之间从不同角度进行相对位移，在此过程中，开启第二电机通过固定座92带动万向节联轴器进行旋转，从而对万向节联轴器的传动效果进行测试。
其二，本发明能够实时检测从不同角度带动万向节联轴器中两个转动轴叉之间的相对位移所产生的数据，并进行对比以及报警，从而提高了检测效率，具体为：微控制器接收和处理与其连接的角位移传感器和陀螺仪传感器所产生的带有第一位移板角位移信息以及万向节联轴器角位移信息的电信号，与自身所记录的安全阀值进行比较，确定陀螺仪传感器是否停止转动，或者在角位移传感器跟随第一位移板进行移动时，陀螺仪传感器所感受到的来自万向节联轴器的角位移信息是否超出规定阀值，若超出则代表万向节联轴器中两个转动轴叉之间松动。
以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明摆动组件和转动组件的结构示意图；
图3为本发明位移调节组件的结构示意图；
图4为本发明液压伸缩杆的结构示意图；
图5为图2中的A区结构放大图；
图6为本发明的流程图。
图中：1、机架；2、机箱；3、摆动组件；31、第一电机；32、减速机；33、连杆；331、第一杆体；332、伸缩杆；333、第二杆体；4、延长组件；41、升降块；42、丝杆；43、轴承座；5、位移调节组件；51、第一位移板；52、第二位移板；53、固定销；54、液压伸缩杆；6、传感器组件；61、角位移传感器；62、陀螺仪传感器；63、导电滑环；7、微控制器；8、声光报警组件；81、蜂鸣器；82、LED报警灯；83、LED屏；9、转动组件；91、第二电机；92、固定座；93、万向节联轴器。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例，请参照附图1-4，一种万向轴的角度故障检测装置，包括有机架1,所述机架1的内部设有摆动组件3，所述机架1的顶端设有机箱2和位移调节组件5，所述机箱2与位移调节组件5之间设有转动组件9，所述机架1远离机箱2的一端顶部表面开设有通孔11，所述摆动组件3包括有第一电机31，所述第一电机31底端固定于所述机架1的内壁表面，所述第一电机31输出轴与减速机32相连接，所述减速机32底端固定于机架1的内壁表面，所述减速机32输出轴与连杆33的一端相连接，所述位移调节组件5包括有第一位移板51，所述第一位移板51的底端贯穿通孔11延伸至机架1内部，所述第一位移板51的一端与连杆33转动连接，所述第一位移板51远离连杆33的一侧表面的四个顶角处均固定有固定销53，所述第一位移板51通过固定销53与第二位移板52相连接；，所述转动组件9包括有万向节联轴器93，所述万向节联轴器93的两端均固定有固定座92，所述万向节联轴器93的两端通过固定座92分别与机箱2以及第二位移板52的一侧表面转动连接，靠近所述万向节联轴器93一端的固定座92远离万向节联轴器93的一端延伸至机箱2内部与第二电机91输入轴相连接，所述第二电机91固定于所述机箱2内部。
具体的，请参照附图2和5，所述连杆33包括有第一杆体331，所述第一杆体331通过转轴与减速机32输出轴相连接，所述第一杆体331的内部固定有多个伸缩杆332，多个所述伸缩杆332远离伸缩杆332的一端均固定于第二杆体333壳体上，所述第二杆体333通过转轴与升降块41转动连接，由于第二杆体333通过转轴与升降块41转动连接，且第二杆体333与减速机32输出轴上的第一杆体331之间通过伸缩杆332相连接，使得第二杆体333随着升降块41进行移动时，第二杆体333得以拉动伸缩杆332，延长连杆33的长度。
具体的，请参照附图3，所述第一位移板51和第二位移板52的两端均铰接有液压伸缩杆54，所述第一位移板51和第二位移板52均通过液压伸缩杆54与机架1内壁相连接，使得连接在一起的第一位移板51和第二位移板52跟随摆动组件3中旋转的连杆33进行角位移时，由于第一位移板51和第二位移板52两端均铰接有液压伸缩杆54，且该液压伸缩杆54还铰接在机架1的内壁表面，从而利用液压伸缩杆54的伸缩适应第一位移板51和第二位移板52的角位移并为第一位移板51和第二位移板52时刻提供支撑，且利用液压伸缩杆54的伸缩产生阻尼感，防止第一位移板51和第二位移板52角位移过快，而影响第一位移板51和第二位移板52上连接的万向节联轴器93的转动。
具体的，请参照附图4,所述位移调节组件5与延长组件4相连接，所述延长组件4包括有两个轴承座43，每个所述轴承座43均固定于所述第一位移板51远离第二位移板52的一侧表面，两个所述轴承座43之间通过轴承转动连接有丝杆42，所述丝杆42的外周面通过丝母连接有升降块41，使得丝杆42进行转动时，由于该丝杆42通过丝母连接有升降块41，该升降块41通过转轴与转动连杆33的一端相连接，又由于连杆33能够伸缩，从而利用升降块41沿丝杆42进行直线位移带动连杆33伸长，从而扩大丝杆42通过轴承座43连接的第一位移板51的角位移范围，增强测试效果。
如图1-6所示，根据上述实施例还将提供一种万向轴的角度故障报警装置包括有依次连接的传感器组件6、微控制器7和声光报警组件8，所述传感器组件6包括有角位移传感器61和陀螺仪传感器62，所述角位移传感器61和陀螺仪传感器62均通过导线与微控制器7实现数据交互，所述角位移传感器61固定于所述第一位移板51的壳体上，所述陀螺仪传感器62固定于所述固定座92贯穿第二位移板52延伸至第二位移板52与第一位移板51之间的一端外周面，所述声光报警组件8包括有LED报警灯82和蜂鸣器81，所述LED报警灯82和蜂鸣器81均通过导线与所述微控制器7相连接，所述LED报警灯82和蜂鸣器81均固定于所述机箱2的外表面。
具体的，请着重参照附图1和6，所述陀螺仪传感器62远离第二位移板52的一端通过导线与导电滑环63相连接，所述导电滑环63远离陀螺仪传感器62的一端固定于所述第一位移板51壳体上并通过导线与微控制器7相连接，使得陀螺仪传感器62跟随万向节联轴器93上的固定座92进行转动时，由于陀螺仪传感器62通过导线与导电滑环63相连接，且导电滑环63通过导线与微控制器7相连接，从而防止陀螺仪传感器62上的导线因转动而不断扭转，影响陀螺仪传感器62上导线的使用寿命。
具体的，请再次参照附图1和6，所述微控制器7与LED屏83相连接，所述LED屏83固定于所述机箱2的外表面，使得微控制器7得以通过LED屏83显示与微控制器7相连接的角位移传感器61和陀螺仪传感器62所产生的带有第一位移板51角位移信息以及万向节联轴器93角位移信息的电信号。
具体的，请再次着重参照附图1和6，所述微控制器7为型号是STM32F103VFT6的单片机，从而利用型号为STM32F103VFT6的单片机的微控制器7接收和处理与其连接的角位移传感器61和陀螺仪传感器62所产生的带有第一位移板51角位移信息以及万向节联轴器93角位移信息的电信号，与自身所记录的安全阀值进行比较，确定陀螺仪传感器62是否停止转动，或者在角位移传感器61跟随第一位移板51进行移动时，陀螺仪传感器62所感受到的来自万向节联轴器93的角位移信息是否超出规定阀值，所述陀螺仪传感器62的型号为L3G4200DTR数字陀螺仪，从而利用型号为L3G4200DTR数字陀螺仪的陀螺仪传感器62将来自万向节联轴器93转动而产生的物理信息转变为电信号传递给微控制器7，所述角位移传感器61的型号为ADXL203CE-REEL位移传感器，使得型号为ADXL203CE-REEL位移传感器的角位移传感器61将来自第一位移板51跟随连杆33转动而产生的物理信息转变为电信号传递给微控制器7。
本发明的具体操作方式如下：
对万向轴的转动角度进行故障排查时，首相将万向节联轴器93的耳孔对准机箱2上通过轴承转动连接的固定座92以及机架1顶端第二位移板52上的另一个固定座92，通过螺栓将待检测的万向节联轴器93固定在上述两个固定座92之间后，开启摆动组件3中的第一电机31，由于第一电机31与减速机32相连接，从而经过减速机32增加扭矩后带动减速机32输出轴上的连杆33进行旋转，由于该连杆33与第一位移板51之间转动连接，且第一位移板51通过第二位移板52之间通过固定销53相连接，从而带动第二位移板52以减速机32输出轴为中心以连杆33的长度为半径沿圆周轨迹进行角位移，从而带动万向节联轴器93中两个转动轴叉之间从不同角度进行相对位移，在此过程中，开启第二电机91通过固定座92带动万向节联轴器93进行旋转，从而对万向节联轴器93的传动效果进行测试；
在摆动组件3、位移调节组件5以及转动组件9带动万向节联轴器93中两个转动轴叉之间从不同角度进行相对位移时，由于角位移传感器61固定在第一位移板51上，而陀螺仪传感器62固定在万向节联轴器93上的固定座92上，从而利用型号为STM32F103VFT6的单片机的微控制器7接收和处理与其连接的角位移传感器61和陀螺仪传感器62所产生的带有第一位移板51角位移信息以及万向节联轴器93角位移信息的电信号，与自身所记录的安全阀值进行比较，确定陀螺仪传感器62是否停止转动，或者在角位移传感器61跟随第一位移板51进行移动时，陀螺仪传感器62所感受到的来自万向节联轴器93的角位移信息是否超出规定阀值，若超出则代表万向节联轴器93中两个转动轴叉之间松动，此时，与微控制器7相连接的LED报警灯82和蜂鸣器81开始报警。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种万向轴的角度故障检测装置，包括有机架(1),其特征在于,所述机架(1)的内部设有摆动组件(3)，所述机架(1)的顶端设有机箱(2)和位移调节组件(5)，所述机箱(2)与位移调节组件(5)之间设有转动组件(9)，所述机架(1)远离机箱(2)的一端顶部表面开设有通孔(11)；
所述摆动组件(3)包括有第一电机(31)，所述第一电机(31)底端固定于所述机架(1)的内壁表面，所述第一电机(31)输出轴与减速机(32)相连接，所述减速机(32)底端固定于机架(1)的内壁表面，所述减速机(32)输出轴与连杆(33)的一端相连接；
所述位移调节组件(5)包括有第一位移板(51)，所述第一位移板(51)的底端贯穿通孔(11)延伸至机架(1)内部，所述第一位移板(51)的一端与连杆(33)转动连接，所述第一位移板(51)远离连杆(33)的一侧表面的四个顶角处均固定有固定销(53)，所述第一位移板(51)通过固定销(53)与第二位移板(52)相连接；
所述转动组件(9)包括有万向节联轴器(93)，所述万向节联轴器(93)的两端均固定有固定座(92)，所述万向节联轴器(93)的两端通过固定座(92)分别与机箱(2)以及第二位移板(52)的一侧表面转动连接，靠近所述万向节联轴器(93)一端的固定座(92)远离万向节联轴器(93)的一端延伸至机箱(2)内部与第二电机(91)输入轴相连接，所述第二电机(91)固定于所述机箱(2)内部。
2.根据权利要求1所述的一种万向轴的角度故障检测装置，其特征在于，所述第一位移板(51)和第二位移板(52)的两端均铰接有液压伸缩杆(54)，所述第一位移板(51)和第二位移板(52)均通过液压伸缩杆(54)与机架(1)内壁相连接。
3.根据权利要求1所述的一种万向轴的角度故障检测装置，其特征在于，所述位移调节组件(5)与延长组件(4)相连接，所述延长组件(4)包括有两个轴承座(43)，每个所述轴承座(43)均固定于所述第一位移板(51)远离第二位移板(52)的一侧表面，两个所述轴承座(43)之间通过轴承转动连接有丝杆(42)，所述丝杆(42)的外周面通过丝母连接有升降块(41)。
4.根据权利要求3所述的一种万向轴的角度故障检测装置，其特征在于，所述连杆(33)包括有第一杆体(331)，所述第一杆体(331)通过转轴与减速机(32)输出轴相连接，所述第一杆体(331)的内部固定有多个伸缩杆(332)，多个所述伸缩杆(332)远离伸缩杆(332)的一端均固定于第二杆体(333)壳体上，所述第二杆体(333)通过转轴与升降块(41)转动连接。
5.一种万向轴的角度故障报警装置，其特征在于，基于权利要求1-4中任一项所述的一种万向轴的角度故障检测装置，包括有依次连接的传感器组件(6)、微控制器(7)和声光报警组件(8)，所述传感器组件(6)包括有角位移传感器(61)和陀螺仪传感器(62)，所述角位移传感器(61)和陀螺仪传感器(62)均通过导线与微控制器(7)实现数据交互，所述角位移传感器(61)固定于所述第一位移板(51)的壳体上，所述陀螺仪传感器(62)固定于所述固定座(92)贯穿第二位移板(52)延伸至第二位移板(52)与第一位移板(51)之间的一端外周面；
所述声光报警组件(8)包括有LED报警灯(82)和蜂鸣器(81)，所述LED报警灯(82)和蜂鸣器(81)均通过导线与所述微控制器(7)相连接，所述LED报警灯(82)和蜂鸣器(81)均固定于所述机箱(2)的外表面。
6.根据权利要求5所述的一种万向轴的角度故障报警装置，其特征在于，所述陀螺仪传感器(62)远离第二位移板(52)的一端通过导线与导电滑环(63)相连接，所述导电滑环(63)远离陀螺仪传感器(62)的一端固定于所述第一位移板(51)壳体上并通过导线与微控制器(7)相连接。
7.根据权利要求6所述的一种万向轴的角度故障报警装置，其特征在于，所述微控制器(7)与LED屏(83)相连接，所述LED屏(83)固定于所述机箱(2)的外表面。
8.根据权利要求7所述的一种万向轴的角度故障报警装置，其特征在于，所述微控制器(7)为型号是STM32F103VFT6的单片机。
9.根据权利要求8所述的一种万向轴的角度故障报警装置，其特征在于，所述陀螺仪传感器(62)的型号为L3G4200DTR数字陀螺仪。
10.根据权利要求9所述的一种万向轴的角度故障报警装置，其特征在于，所述角位移传感器(61)的型号为ADXL203CE-REEL位移传感器。
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