CN114136652A - 插入力测量系统 - Google Patents

Abstract

根据示例性实施例，提供了一种测量设备，其包括致动器模块、控制模块、测压元件模块、处理模块和通知模块。致动器模块包括致动器。控制模块包括一个或多个被配置成控制致动器的致动器控制器。测压元件模块包括一个或多个马达，其被配置为相对于用户的位置设置致动器相对于部件的附着点的取向。处理模块包括处理器，其被配置为接收和分析来自测压元件模块的关于部件的插入力的信息。通知模块被配置为基于由处理模块执行的分析来提供通知。

Description

插入力测量系统

技术领域

该技术领域一般涉及测量系统，更具体地说，涉及用于测量插入力的系统，例如用于评估车辆客户环境的人体工程学条件的系统。

背景技术

如今使用各种系统来测量插入力。但是，在某些情况下，例如当用户更改位置时，现有的测量系统可能并不总是最佳的。

因此，期望提供用于测量插入力的改进的系统，例如用于评估车辆的客户环境的人体工程学条件。此外，结合附图和本发明的背景技术，根据本发明的随后的详细描述和所附的权利要求，本发明的其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

根据示例性实施例，提供一种测量设备，其包括致动器模块、控制模块、测压元件模块、处理模块和通知模块。致动器模块包括致动器。所述控制模块包括被配置为控制所述致动器的一个或多个致动器控制器。测压元件模块包括一个或多个马达，该一个或多个马达被配置为相对于用户的位置来设置致动器相对于一部件的附接点的取向。处理模块包括处理器，该处理器被配置为从测压元件模块接收并分析与部件的插入力有关的信息。通知模块被配置为基于由处理模块执行的分析来提供通知。

同样在示例性实施例中，该部件包括用于安装在车辆中的部件。

同样在示例性实施例中，该致动器包括具有位置反馈控制的气动线性致动器。

同样在示例性实施例中，该气动线性致动器控制该部件在z轴上的位置。

同样在示例性实施例中，测压元件模块的一个或多个马达包括一个或多个步进马达。

同样在示例性实施例中，一个或多个步进马达包括一个或多个三步进马达。

同样在示例性实施例中，通知模块包括交通信号灯设备，该交通信号灯设备基于与具有接受标准的信息的结果的比较来显示多种颜色中的一种。

同样在示例性实施例中，处理器被配置为将来自测压元件的信息转换为数字数据，绘制并分析数字数据，并将该信息转换到步进马达，以将控制模块定位在期望的位置。

同样在示例性实施例中，测量系统被配置为允许用于测量系统的连接点设置在与用户的位置不同的位置以及与用户的手不同的角度。

同样在示例性实施例中，用户可以经由测量设备，以用户在工作环境中通常执行的方式，通过仅使用或“玩耍(playing)”正在检查的部件，来使用测量设备。

在另一个示例性实施例中，提供一种测量设备，其包括气动线性致动器；一个或多个致动器控制器；一台或多台步进马达；处理器；和照明设备。一个或多个致动器控制器被配置为控制气动线性致动器。一个或多个步进马达被配置为相对于用户的位置来设置气动线性致动器相对于一部件的附接点的取向。处理器被配置为从一个或多个步进马达接收并分析关于部件的插入力的信息。照明设备被配置为基于由处理器执行的分析来提供具有多种不同光色之一的照明。

同样在示例性实施例中，该部件包括用于安装在车辆中的部件。

同样在示例性实施例中，具有位置反馈控制的气动线性致动器包括气动线性致动器，其控制该部件在z轴上的位置。

同样在示例性实施例中，一个或多个步进马达包括一个或多个三步进马达。

同样在示例性实施例中，照明设备包括交通信号灯设备，该交通信号灯设备基于与具有接受标准的信息的结果的比较来显示多种颜色中的一种。

同样在示例性实施例中，处理器被配置为将来自一个或多个步进马达的信息转换为数字数据，绘制并分析该数字数据，并将该信息转换到步进马达以将控制模块定位在所期望的位置。

同样在示例性实施例中，测量系统被配置为允许用于测量系统的连接点被设置在与用户的位置不同的位置以及与用户的手不同的角度。

同样在示例性实施例中，用户可以通过测量设备，以在工作环境中通常执行的方式，仅通过使用或“玩耍”正在被检查的部件，来使用测量设备。

同样在示例性实施例中，提供了一种系统，该系统包括壳体和测量系统。该测量系统包括气动线性致动器、一个或多个致动器控制器、处理器和照明设备。一个或多个致动器控制器被配置为控制气动线性致动器。一个或多个步进马达被配置为相对于用户的位置来设置气动线性致动器相对于一部件的附接点的取向。处理器被配置为从一个或多个步进马达接收并分析关于部件的插入力的信息。照明设备被配置为基于由处理器执行的分析来提供具有多种不同光色之一的照明。

附图说明

下文将结合以下附图描述本公开，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中:

图1是根据示例性实施例的测量系统的透视图，该测量系统用于测量插入力，例如用于评估车辆的客户环境的人体工程学条件；

图2描绘了根据示例性实施例的实现图1的测量系统的实现系统；

图3描绘了根据示例性实施例的图1的测量系统的第一模块，即其控制模块；

图4描绘了根据示例性实施例的图1的测量系统的第二模块，即其致动器模块；

图5描绘了根据示例性实施例的图1的测量系统的第三模块，即其测压元件模块；

图6描绘了根据示例性实施例的图1的测量系统的第四模块，即其信号处理模块；和

图7描绘了根据示例性实施例的图1的测量系统的第五模块，即其通知模块。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开或其应用和用途。此外，不打算受前面背景技术或下面详细描述中提出的任何理论的约束。

图1是根据示例性实施例的用于测量插入力的测量系统100的透视图。在各种实施例中，测量系统100用于评估车辆的客户环境的人体工程学条件，例如在车辆的模型的开发、工程和测试期间。然而，在各种其他实施例中，测量系统100也可以结合任何数量的其他不同应用来使用。

在各种实施例中，测量系统100呈箱或立方体的形状，如图1所示。然而，在其他实施例中，测量系统100可以根据应用采取任何数量的其他不同形状。

同样在各种实施例中，测量系统100嵌入、联接到一个或多个实现系统和/或以其他方式与一个或多个实现系统结合使用，例如用于评估车辆的客户环境的人体工程学条件，例如在车辆模型的开发、工程和测试期间(和/或用于一个或多个其他实施)。

图2描绘了结合示例性实施例的示例性实现系统200，其中可以利用图1的测量系统100。具体地，根据示例性实施例，图2描绘了模块110的俯视图(下面将更详细地描述)，在示例性实施例中，模块110包括位移杆中的模块，以允许在X轴和Y轴上的线性运动来改变模块130的位置。在各种实施例中，测量系统100作为控制箱100嵌入在壳体中，作为更大的植入系统200的一部分。在各种实施例中，实现系统200可以包括车辆乘员体验的一个或多个车辆部件(例如，用于安装在车辆中)，所述车辆为例如汽车、摩托车、卡车、其他陆地车辆、水上车辆、飞机、航天器和/或任何数量的其他类型的车辆。

返回参考图1，在各种实施例中，图1的测量系统100包括以下模块:(i)第一模块，称为控制模块110(在图3中描绘，并在下面结合其进一步描述)；(ii)第二模块，称为致动器模块120(在图4中示出，并在下面结合其进一步描述)；(iii)第三模块，命名为载荷测量模块130(在图5中示出，并在下面结合其进一步描述)；(iv)第四模块，其包括由数字140标识的信号处理模块和结果部署系统(在图6中示出，并在下面结合其进一步描述)；和(v)被称为结果可视化模块160的第五模块(在图7中示出，并在下面结合其进一步描述)。

图3描绘了根据示例性实施例的图1的测量系统100的第一模块，即其控制模块110。在各种实施例中，控制模块100包括用于测量系统100的所有功率级。控制模块100还包括冷却级、致动器外围设备、致动器控制器、步进马达控制器(例如，用于速度、位置)以及用于图1的测量系统100的电动马达和致动器的电缆管理系统。

具体地，在图3所示的实施例中，控制模块110包括多个位移杆302以及可缩回的橡胶回旋体(convolute)304。此外，同样在所示的实施例中，控制模块110还包括步进马达控制器，其包括速度控制器和编码器，以及与之联接的多个冷却板。另外，在各种实施例中，控制模块110还包括电源以及线性致动器控制器和线性致动器电源。同样在各种实施例中，控制模块110还包括用于管理系统的各种电缆和外围设备。同样在各种实施例中，在图3中描绘的是：(i)用于线性X-Y位移的步进马达控制器“A”340；(ii)步进马达热沉(空气或水)“B”350；(iii)用于气动线性致动器的电源和位置控制器“C”360；以及(iv)用于步进马达和控制器的电源级“D”370(不同的电压源：+5V、+12V、+24V或+48V，根据需要)。

同样如图3所示，在各个实施例中，控制模块110还包括旋转附件306。在各个实施例中，旋转附件306在x轴上旋转(例如，如图3中的旋转箭头308所示)以及y轴(例如，如图3中的旋转箭头310所示)。在各种实施例中，旋转附件310允许将连接点设置在与用户的位置(X，Y，Z)不同的位置并且与用户的手不同的角度(θx，θy，θz)，例如用于用户的不同的运动(例如，用户的手臂的运动)。

图4描绘了根据示例性实施例的图1的测量系统100的第二模块120，即其致动器模块120。如图4所示，在各个实施例中，致动器模块120包括致动器402。在各个实施例中，致动器402包括具有位置反馈(例如关于图4中所示的位置(l)404和406的示例性变化)的线性气动致动器。在各个实施例中，线性气动致动器402设置在可缩回的橡胶回旋体408内部，以用作保护性罩，以防止来自环境的灰尘或碎屑。

如图4所示，在各个实施例中，致动器模块120联接到待评估的评估部件410。在某些实施例中，评估部件410包括一个或多个车辆部件。然而，这在其他实施例中可以变化。另外，在某些实施例中，评估部件(包括致动器402和橡胶回旋体408)可以根据部件410进行评估的需要而改变。

同样在各种实施例中，致动器模块120用作第三模块(或测压元件模块)130的附接点，这将在下面进一步详细描述。如图4所示，在各个实施例中，气动致动器允许改变模块130的位置，例如，如上下双箭头所示的，其示出了根据应用需要相对于用户在测量设备中的位置在+/-Z轴上下的位移。

图5描绘了根据示例性实施例的图1的测量系统100的第三模块，即其测压元件模块130。如图5所示，测压元件模块130包括具有旋转头504的三步进马达502。在各个实施例中，三步进马达502被配置为根据每个车辆位置相对于用户位置的附接点的取向来设定。在示例性实施例中，旋转头504具有三个自由度(DOF)，其允许沿着旋转的x轴506以不同角度设置取向。在某些实施例中，这用作一种机器人手腕。

同样如图5所示，在各个实施例中，测压元件模块130包括具有z轴旋转522的测压元件520。在各个实施例中，测压元件520连接并联接至三步进马达502，并且获得包括关于部件(在一个实施例中，为要安装在车辆中的部件)的插入力的测量的信息。另外，在各个实施例中，测压元件520包括和/或连接到和/或联接至绕着y轴532旋转的端部旋转部件530。

继续参考图5，在各个实施例中，用户设置其中他或她希望保持测量设备100和/或实现设备200的位置的位置，然后将测压元件模块130设置到该位置。同样在各种实施例中，测压元件模块130是界面在现实世界中的位置和取向。同样在各种实施例中，不同的用户可以在任何位置更改安装点以适应其他用户的需求等。另外，在各种实施例中，用户可以经由测量设备100，以用户在工作环境中通常会使用的普通方式，仅仅使用或“玩耍”正在检查的车辆部件，来使用测量设备。

图6描绘了根据示例性实施例的图1的测量系统100的第四模块，即信号处理模块及其结果部署系统模块140。如图6所示，信号处理模块140包括转换器602、触摸屏604和处理器606。在各个实施例中，转换器602包括模数转换器。同样在各种实施例中，转换器602将来自图5的测压元件520的关于部件的插入力的信息“转换”为要由处理器606绘制和分析的数字数据。在各种实施例中，转换器602也发送信号并将其转换到图5的步进马达502，以便将图3的控制模块110定位在所需位置。

进一步参考图6，在示例性实施例中，触摸屏604被配置为实时显示来自图5的测压元件520的测量值。在某些实施例中，触摸屏604包括发光二极管(LED)显示屏；然而，在其他实施例中这可以变化。同样在各种实施例中，显示(和/或相关信息)可以提供给测量系统100的用户和/或一个或多个不同的客户(例如，在某些实施例中，一个或多个其他人检查车辆部件以进行车辆模型的设计和/或测试等)。

同样在各种实施例中，继续参考图6，处理器包括计算机微处理器。在各种实施例中，处理器606总体上为信号处理模块140以及测量系统100提供指令和控制。同样在各种实施例中，处理器606是计算机系统的一部分，该计算机系统包括或联接到电源和用于数据管理系统的附加电子设备，并且还包括连接装置(例如，图6中描绘的USB端口607)以及提取结果以进行进一步分析。在某些实施例中，处理器606和/或随附的计算机系统还可包括和/或联接到无线模块(例如，短距离无线模块，诸如蓝牙模块)以改善与移动设备的通信和数据共享。

图7描绘了根据示例性实施例的图1的测量系统100的第五模块，即其通知模块150。如图7所示，在各种实施例中，通知模块150提供关于测量结果是否满足预定接受标准的通知或指示。

在某些实施例中，通知模块150包括“交通灯”模块，其根据测量数据如何与预定接受标准进行比较来提供不同的颜色。例如，在某些实施例中，通知模块150包括具有多种颜色的光显示器700，即：(i)第一颜色702(例如，绿色)；(ii)第二种颜色704(例如黄色)；以及(iii)第三颜色706(例如红色)。在示例性实施例中，作为示例：(i)当测得的力或载荷远低于预定最大值(和/或处于可接受范围内)时，光显示器700发绿色光；(ii)当测得的力或载荷接近预定最大值(例如，处于距离该预定最大值的预定量以内)(和/或处于可接受/不可接受的临界范围内)时，光显示器700发黄光；(iii)当测得的力或载荷大于预定最大值(和/或处于不可接受的范围内)时，光显示器700发绿色光。

因此，提供了一种用于测量插入力的测量系统和随附的实现系统，例如用于评估车辆的客户环境的人体工程学条件。在各种实施例中，测量系统包括立方体或箱，其包括以下中的每个：(i)控制模块；(ii)致动器模块；(iii)测压元件模块；(iv)信号处理模块；以及(v)通知模块。在各种实施例中，可以在握在其用户的手中的多种情况下利用该测量系统和实现系统。

另外，同样在各种实施例中，该公开测量系统和实现系统允许将连接点设置在与用户的位置不同的位置以及与用户的手不同的角度。

此外，同样在各种实施例中，如上所述，不同的用户可以在任何位置改变安装点以适应其他用户的需求等。另外，在各种实施例中，用户可以经由测量设备以用户在工作环境中通常会进行的普通方式仅通过使用或“玩耍”正在被检查的车辆部件，来使用测量设备。

将理解到，测量设备100、实现系统200、其各种部件以及与之结合公开的系统可以与图1-7中所描绘的和/或如上所述的那些不同。同样将理解，在不同的实施例中，附图中描绘的和/或如上所述的实施方式也可以变化。

尽管在以上详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，一个或多个示例性实施方式仅是示例，并且无意以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实施一个或多个示例性实施方式的便利路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求及其合法等同物所阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种测量设备，包括：

致动器模块，该致动器模块包括致动器；

控制模块，该控制模块包括配置为控制所述致动器的一个或多个致动器控制器；

测压元件模块，该测压元件模块包括一个或多个马达，该一个或多个马达配置为相对于用户的位置来设置致动器相对于一部件的附接点的取向；

处理模块，该处理模块包括处理器，该处理器被配置为从测压元件模块接收并分析与部件的插入力有关的信息；和

通知模块，该通知模块配置为基于由处理模块执行的分析来提供通知。

2.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述部件包括用于安装在车辆中的部件。

3.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述致动器包括具有位置反馈控制的气动线性致动器。

4.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述测压元件模块的一个或多个马达包括一个或多个步进马达。

5.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述通知模块包括交通信号灯设备，该交通信号灯设备基于与具有接受标准的信息的结果的比较来显示多种颜色中的一种。

6.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述处理器被配置为将来自所述测压元件的信息转换为数字数据，绘制并分析所述数字数据，并将所述信息转换到步进马达，以将所述控制模块定位在期望的位置。

7.根据权利要求1所述的测量设备，其中，测量系统被配置为允许用于该测量系统的连接点设置在与用户的位置不同的位置和与用户的手不同的角度处。

8.根据权利要求1所述的测量设备，其中，用户能够经由测量设备，以用户在工作环境中通常执行的方式，通过仅使用或“玩耍”正在检查的部件，来使用测量设备。

9.一种测量设备，包括：

气动线性致动器；

一个或多个致动器控制器，该一个或多个致动器控制器被配置为控制该气动线性致动器；

一个或多个步进马达，该一个或多个步进马达被配置为相对于用户的位置来设置气动线性致动器相对于一部件的附接点的取向；

处理器，该处理器被配置为从一个或多个步进马达接收并分析关于部件的插入力的信息；和

照明设备，该照明设备被配置为基于由处理器执行的分析来提供具有多种不同光色之一的照明。

10.一种系统，包括：

壳体；以及

测量系统，该测量系统包括：

气动线性致动器；

一个或多个致动器控制器，该一个或多个致动器控制器被配置为控制该气动线性致动器；

一个或多个步进马达，该一个或多个步进马达被配置为相对于用户的位置来设置气动线性致动器相对于一部件的附接点的取向；

处理器，该处理器被配置为从一个或多个步进马达接收并分析关于部件的插入力的信息；和

照明设备，该照明设备被配置为基于由处理器执行的分析来提供具有多种不同光色之一的照明。

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