CN117554197A - 一种驾驶室顶部强度智能检测装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于商用车驾驶室检测技术领域，具体涉及一种驾驶室顶部强度智能检测装置及其控制方法，驾驶室顶部强度智能检测装置包括支架组件、压板组件、底板组件、控制机构和驱动机构；支架组件包括龙门架、水平支撑架和立柱，驱动机构包括液压缸；控制机构包括控制器和多个电器元件，控制机构采集驾驶室顶部姿态，并基于驾驶室顶部姿态信息控制底板组件的升降调节结构完成驾驶室的高度和角度调整，控制机构控制驱动机构向下运动提供与驾驶室顶部静态载荷，并采集驾驶室顶部压力。本申请解决了商用车驾驶室顶部强度检测试验中驾驶室位置姿态以及如何准确平稳地施加目标静力载荷等问题，通过控制机构的控制方法控制最终实现驾驶室顶部强度智能检测。

Description

一种驾驶室顶部强度智能检测装置及其控制方法
技术领域
本发明属于商用车驾驶室检测技术领域，具体而言，涉及一种驾驶室顶部强度智能检测装置及其控制方法。
背景技术
汽车产业是一个经济规模大、涉及范围广、对国民经济具有很强带动作用的产业，从上游的钢铁、精密机械制造、自动化与人工智能等，到下游的能源，交通，金融，服务等，对国民经济有着巨大的影响力。对于大多数工业国家而言，汽车产业通常被看作是国家制造业整体水平和科技创新能力的象征。安全是汽车的重要性能之一。驾驶室安全是汽车安全的重要组成部分，它不仅直接关系到驾乘人员的生命安全，还可以提高汽车的整体安全性能，工业和信息化部和交通运输部在对商用车产品准入审核管理时，强制性要求驾驶室结构强度性能。强制性准入标准依据分别为GB2651-2011《商用车驾驶室乘员保护》和JT/T1178.1-2018《营运货车安全技术条件第1部分：载货汽车》，标准中都要求了驾驶室顶部结构强度试验方法和性能要求。因此，本发明提出了一种基于液压驱动的商用车驾驶室顶部强度智能检测装置，该装置可有效提高顶部结构强度检测质量和试验效率。
液压驱动具有高刚度、无级调速、可精准控制以及适用性强等特点，针对驾驶室顶部静力载荷测试，液压驱动不仅可以保证施加足够的静力载荷，还能实现精准控制从而保证达到所要求静力载荷的精度，避免对被测驾驶室造成额外损伤。针对底板调节装置部分，液压驱动控制小型液压升降器，可以实现小型液压升降器在小行程情况下的精准控制，保证底板装置的调控精度。
激光传感器的高精度、高抗干扰能力、无接触测量以及测试对象广泛等特点使得激光位移传感器可以对驾驶室位置姿态以及压力顶板的位移和速度进行精确测量。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种驾驶室顶部强度智能检测装置及其控制方法，驾驶室顶部强度智能检测装置解决了商用车驾驶室顶部强度检测试验中驾驶室位置姿态以及如何准确平稳地施加目标静力载荷等问题，通过控制机构的控制方法控制最终实现驾驶室顶部强度智能检测。
为实现本发明的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：
一种驾驶室顶部强度智能检测装置，包括支架组件、压板组件、底板组件、控制机构和驱动机构；支架组件包括龙门架、水平支撑架和立柱，驱动机构包括液压缸；
水平支撑架为矩形结构，具有对称的两个长边和两个短边；立柱具有多个，每个立柱安装在水平支撑架的底部的四角边缘内侧；龙门架架设在水平支撑架具有长边的两侧、且龙门架的顶部到水平支撑架的顶面具有预设距离，水平支撑架的中部具有与其边部内侧相连的支撑板；
压板组件为与水平支撑架相匹配的矩形结构，每个立柱贯穿于压板组件的四角边缘内侧、且与压板组件滑动连接；液压缸的推杆竖直向下设置，液压缸的一端固定于龙门架的横梁底部，另一端贯穿于水平支撑架中部的支撑板、且通过其推杆端部固定在压板组件的顶面中心；
底板组件放置于与立柱相同的固定面、且位于压板组件的正下方，压板组件与底板组件之间的空间用于容置驾驶室，底板组件具有调整驾驶室的高度和角度姿态的升降调节结构，驾驶室放置于底板组件的顶面；
控制机构包括控制器和多个电器元件，多个电器元件分布安装在支架组件上，控制器与底板组件的升降调节结构、驱动机构通讯连接，控制机构采集驾驶室顶部姿态，并基于驾驶室顶部姿态信息控制底板组件的升降调节结构完成驾驶室的高度和角度调整，控制机构控制驱动机构向下运动提供与驾驶室顶部静态载荷，并采集驾驶室顶部压力。
进一步地，压板组件包括上压板、下压板和压力传感器；
上压板的顶部与液压缸的推杆固定连接，下压板的底部位于底板组件的正上方；
压力传感器具有多个，多个压力传感器间隔匀布在上压板和下压板之间，其顶部固定在上压板的地面，底部固定在下压板的顶面，压力传感器通过信号线与控制机构的控制器通讯连接。
进一步地，上压板和下压板的四角边缘内侧通过滑块连接固定，每个滑块均具有中心孔，每个滑块的中心孔内对应贯穿一个立柱。
进一步地，液压缸包括缸体、活塞推杆、第一油口和第二油口；
缸体与龙门架的连接端通过法兰连接，活塞推杆与上压板的连接端通过法兰连接；第一油口和第二油口分别设置在液压缸内活塞两侧对应的腔体侧壁上。
进一步地，驱动机构还包括油箱，油箱包括箱体、油管和油泵；
油箱的箱体通过油管分别与第一油口和第二油口连通，油泵设置在与第一油口和第二油口的连接管路上；油泵采用电子油泵、且通过信号线与控制机构的控制器通讯连接。
进一步地，底板组件包括上底板、下底板和升降器；
下底板采用矩形结构，上底板具有多个，多个上底板的顶面用于放置驾驶室；多个上底板呈M*N的横排竖列形式均匀分布在下底板的顶部；升降器具有若干，每个上底板和下底板之间通过按照预设阵列形态分布的多个升降器连接在一起。
进一步地，每个上底板和下底板之间安装5个升降器，其中1个升降器位于上底板的底部中心，另外4个升降器安装在上底板的四角边缘内侧。
进一步地，压力传感器具有5个，其中1个压力传感器安装在上压板顶面中心位置，其余4个压力传感器以上压板顶面中心对称安装在上压板的四角边缘内侧。
进一步地，控制机构的控制器为电控箱，控制机构的多个电器元件包括位移传感器和激光扫描仪。
一种驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法，利用上述所述的驾驶室顶部强度智能检测装置结构进行控制，所述控制方法包括：
步骤1：当被测驾驶室被放置于测试区域，计算机输入开始指令，4个激光扫描仪开始同步自动从最顶端向下扫描，当4个激光扫描仪扫描到驾驶室顶部位置姿态后，停止扫描，激光扫描信号经由电荷放大器放大后传入端子板再到运动控制卡，运动控制卡中的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后，最终输入计算机中；
步骤2：计算机接收到4个激光扫描仪的扫描信号后，通过算法分析出驾驶室的位置姿态，根据算法计算所得控制策略来纠正驾驶室的位置姿态，控制信号经由运动控制卡中的D/A模块将数字信号转换为模拟信号后传入端子板，经过压电放大器放大后输入到电控箱驱动油泵来控制每个升降器进行升降来调整每块上底板的高度以及倾斜角度；
步骤3：计算机设定的静力载荷和压板组件下降速度，通过控制压板组件下降，在压板组件下降的过程中，位移传感器测量压板组件装置的位移与速度，测量信号经由电荷放大器放大后传入端子板再到运动控制卡，运动控制卡中的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后，最终输入计算机中；安装在上压板和下压板之间的压力传感器对静力载荷进行测量，所测得信号经由电荷放大器放大后传入端子板再到运动控制卡，运动控制卡中的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后，最终输入计算机中；
步骤4：计算机接收到位移传感器和压力传感器所测的信号，通过算法计算出控制策略，控制信号经由运动控制卡中的D/A模块将数字信号转换为模拟信号后传入端子板，经过压电放大器放大后输入到电控箱来驱动油箱中的泵，进而控制液压缸进出油量来控制活塞推杆的运动，最终实现压板组件的升降。
根据上述的技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下的优点：
第一、本发明的压板组件采用液压的驱动方式，为整个装置提供强大驱动动力，确保驾驶室顶部强度智能检测装置可以给到被测驾驶室规定的静力载荷；底板组件的升降调节结构可以对驾驶室的高度和角度调整，精准控制驾驶室姿态，提高驾驶室强度检测的准确性；通过控制机构的控制器与底板组件的升降调节结构、驱动机构通讯连接，以及多个电器元件的部署，为驾驶室顶部强度智能检测装置提供精准运动控制，保证压板组件升降的平稳性，可以准确地达到设定的静力载荷，避免静力载荷出现超调对驾驶室造成额外损伤；
第二、在优选实现方式中，本发明的压板组件可以覆盖驾驶室顶部，通过压板组件的四角整体沿立柱上下滑动，保证压板组件的运动平稳，同时通过多个压力传感器的均匀分布，可以精准采集压板组件与驾驶室顶部接触后通过液压缸施加的静力载荷；
第三、在优选实现方式中，本发明通过液压驱动的方式控制油箱51的油泵，进而控制液压缸带动压板组件上下运动，能够精准设定静力载荷；
第四、在优选实现方式中，本发明的多个上底板均匀排列安装组成一个大底板组，每个上底板下安装5个升降器，通过对5个升降器的安装方式与布置方案进行设计，使得每块上底板可以实现不同高度以及不同倾斜角度的变化，在控制器的全局控制下，每块上底板的高度和倾斜角度进行协调调整，实现整个大底板组的平稳变化，保证被测驾驶室的位置姿态达到平整状态；
第五、在优选实现方式中，本发明的控制机构包括位移传感器、激光扫描仪和电控箱，电控箱包括电荷放大器、压电放大器、端子板、运动控制卡和计算机，位移传感器测量压板组件的位移和速度，激光扫描仪，激光扫描仪从不同方向对整个驾驶室进行扫描，控制机构采集压力传感器的静态载荷，通过控制机构的控制方法控制最终实现驾驶室顶部强度智能检测；
第六、在优选实现方式中，本发明的每个立柱上标有行程刻度，压板组件与每个立柱连接的表面上设有对齐标识，用以保证压板组件水平倾角始终为0°。
附图说明
图1是本发明的实施例的驾驶室顶部强度智能检测装置的立体结构图；
图2是本发明的实施例的驾驶室顶部强度智能检测装置的主视图；
图3是本发明的实施例的压板组件的俯视图；
图4是图3的A-A的剖视图；
图5是本发明的实施例的液压缸的立体结构图；
图6是本发明的实施例的底板组件隐藏一块上底板的俯视图；
图7是本发明的实施例的驾驶室顶部强度智能检测装置的侧视图；
图8是本发明的实施例的微型电动升降器的整体结构剖视图；
图9是本发明的实施例的驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法的原理图。
其中，1-支架组件；10-龙门架；11-水平支撑架；12-立柱；2-压板组件；20-上压板；21-下压板；22-压力传感器；3-底板组件；30-上底板；31-下底板；32-升降器；4-控制机构；40-位移传感器；41-激光扫描仪；42-电控箱；5-驱动机构；50-液压缸；500-缸体；501-活塞推杆；502-第一油口；503-第二油口；51-油箱；A1-底座；A2-电机；A3-联轴器；A4-丝杠；A5-螺母；A6-套管；A7-推杆。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图及实施例对本发明新型做进一步详细说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
本申请中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例1：
参照说明书附图1，一种驾驶室顶部强度智能检测装置，包括支架组件1、压板组件2、底板组件3、控制机构4和驱动机构5，支架组件1包括龙门架10、水平支撑架11和立柱12，驱动机构5包括液压缸50。
水平支撑架11为矩形结构，具有对称的两个长边和两个短边。立柱12具有多个，每个立柱12安装在水平支撑架11的底部的四角边缘内侧，立柱12的底部与平台或水平地面固定。龙门架10架设在水平支撑架11具有长边的两侧、且龙门架10的顶部到水平支撑架11的顶面具有预设距离。水平支撑架11的中部具有与其边部内侧相连的支撑板，该支撑板的顶面与水平支撑架11的顶面均呈水平姿态。
压板组件2为与水平支撑架11相匹配的矩形结构，每个立柱12贯穿于压板组件2的四角边缘内侧、且与压板组件2滑动连接。液压缸50的推杆竖直向下设置，液压缸50的一端固定于龙门架10的横梁底部，另一端贯穿于水平支撑架11中部的支撑板、且通过其推杆端部固定在压板组件2的顶面中心。
优选的，每个立柱12上标有行程刻度，压板组件2与每个立柱12连接的表面上设有对齐标识，用以保证压板组件2水平倾角始终为0°。
底板组件3放置于与立柱12相同的固定面、且位于压板组件2的正下方，压板组件2与底板组件3之间的空间用于容置驾驶室，底板组件3具有升降调节结构，驾驶室放置于底板组件3的顶面，通过底板组件3的升降调节结构对驾驶室的高度和角度姿态进行调整。
控制机构4包括控制器和多个电器元件，多个电器元件分布安装在支架组件1上，控制器与底板组件3的升降调节结构、驱动机构5通讯连接，控制机构4采集驾驶室顶部姿态，并基于驾驶室顶部姿态信息控制底板组件3的升降调节结构完成驾驶室的高度和角度调整，控制机构4控制驱动机构5向下运动与驾驶室顶部抵接，使得驾驶室顶部受力，同时控制机构4采集驾驶室顶部压力，根据驾驶室顶部强度的试验要求，检测驾驶室顶部的结构强度，最终实现驾驶室顶部强度智能检测。
采用本实施例的这种结构，压板组件2采用液压的驱动方式，为整个装置提供强大驱动动力，确保驾驶室顶部强度智能检测装置可以给到被测驾驶室规定的静力载荷；底板组件3的升降调节结构可以对驾驶室的高度和角度调整，精准控制驾驶室姿态，提高驾驶室强度检测的准确性；通过控制机构4的控制器与底板组件3的升降调节结构、驱动机构5通讯连接，以及多个电器元件的部署，为驾驶室顶部强度智能检测装置提供精准运动控制，保证压板组件2升降的平稳性，可以准确地达到设定的静力载荷，避免静力载荷出现超调对驾驶室造成额外损伤。
实施例2：
参照说明书附图1-4，在实施例1的基础上，本实施例的压板组件2包括上压板20、下压板21和压力传感器22。
压力传感器22具有多个，多个压力传感器22间隔匀布在上压板20和下压板21之间，其顶部固定在上压板20的地面，底部固定在下压板21的顶面，压力传感器22通过信号线与控制机构4的控制器通讯连接，用于测量驾驶室顶部静力载荷。
优选的，压力传感器22具有5个，其中1个压力传感器22安装在上压板20顶面中心位置，其余4个压力传感器22以上压板20顶面中心对称安装在上压板20的四角边缘内侧、且每个压力传感器22到上压板20的长边和短边的距离分别为1000mm和1500mm。
上压板20的顶部与液压缸50的推杆固定连接。下压板21的底部位于底板组件3的正上方。
上压板20和下压板21的外边界尺寸相匹配，上压板20和下压板21的四角边缘内侧通过滑块连接固定，每个滑块均具有中心孔，每个滑块的中心孔内对应贯穿一个立柱12。
优选的，每个滑块的上表面设有与每个立柱12的行程刻度对齐标识。
优选的，上压板20和下压板21采用硬质合金钢YG8材质。
本实施例的上压板20和下压板21组成的压板组件2的长边尺寸为7000mm，短边尺寸为4500mm，与上压板20和下压板21连接的滑块的中心孔其圆心距离压板组件2的长边为375mm、距离压板组件2的短边为575mm。
采用本实施例的这种结构，压板组件2可以覆盖驾驶室顶部，通过压板组件2的四角整体沿立柱12上下滑动，保证压板组件2的运动平稳，同时通过多个压力传感器22的均匀分布，可以精准采集压板组件2与驾驶室顶部接触后通过液压缸50施加的静力载荷。
实施例3：
参照说明书附图1和图5，在实施例2的基础上，本实施例的驱动机构5还包括油箱51。油箱51包括箱体、油管和油泵。液压缸50包括缸体500、活塞推杆501、第一油口502和第二油口503。
龙门架10的横梁底部设有带通孔的法兰盘，缸体500与龙门架10的连接端具有带内螺纹孔的法兰盘，龙门架10横梁的法兰盘通孔与缸体500的法兰盘的内螺纹孔相匹配，通过螺栓将龙门架10和缸体500固定连接。上压板20的顶部设有内螺纹孔，活塞推杆501与上压板20的连接端具有带通孔的法兰盘，上压板20的顶部内螺纹孔与活塞推杆501的法兰盘的通孔相匹配，通过螺栓将活塞推杆501和上压板20固定连接。
第一油口502和第二油口503分别设置在液压缸50内活塞两侧对应的腔体侧壁上，油箱51的箱体通过油管分别与第一油口502和第二油口503连通，油泵设置在与第一油口502和第二油口503的连接管路上。油泵采用电子油泵、通过信号线与控制机构4的控制器通讯连接。
当活塞推杆501向下运动时，第一油口502连接管路上的油泵工作，第二油口503的连接管路上的油泵未工作，液压油从第一油口502进入压缩活塞，活塞推动活塞推杆501挤压其底部空间的液压油通过第二油口503流回油箱51的箱体，此时活塞推杆501带动压板组件2向下运动；当活塞推杆501向上运动时，第二油口503的连接管路上的油泵工作，第一油口502连接管路上的油泵未工作，液压油从第二油口503进入向上推动活塞，活塞推动活塞推杆501挤压其顶部空间的液压油通过第一油口502流回油箱51的箱体，此时活塞推杆501带动压板组件2向上运动。
本实施例的第一油口502和第二油口503距离缸体500底端分别为1811mm和404mm，液压缸50的行程长度为1500mm。液压缸50的底端与活塞推杆501的连接处通过密封元件密封以保证液压缸50内部液压油的密封性。采用本实施例的这种结构，通过液压驱动的方式控制油箱51的油泵，进而控制液压缸50带动压板组件2上下运动，能够精准设定静力载荷。
实施例4：
参照说明书附图6-7，在实施例2的基础上，本实施例的底板组件3包括上底板30、下底板31和升降器32。
下底板31采用矩形结构，上底板30具有多个，多个上底板30的顶面用于放置驾驶室。多个上底板30呈M*N的横排竖列形式均匀分布在下底板31的顶部。升降器32具有若干，每个上底板30和下底板31之间通过按照预设阵列形态分布的多个升降器32连接在一起。通过升降器32的升降调节控制每个上底板30的高度和角度姿态。
优选的，上底板30和下底板31采用硬质合金钢YG8材质。上底板30采用瓦楞板结构，可以有效防止置于其顶部的驾驶室在自重状态下滑移。
本实施例的升降器32采用微型液压升降器，微型液压升降器具有与实施例3中液压缸50相同结构，微型液压升降器结构尺寸远小于实施例3的液压缸50尺寸。微型液压升降器的液压缸与下底板31的顶面固定，微型液压升降器的活塞推杆与上底板30的底面固定。微型液压升降器的两个油口均通过油管和油泵与油箱51连接，每个微型液压升降器的油泵采用电子油泵、且通过信号线与控制机构4的控制器通讯连接，其实现的原理与实施例3相同，通过控制机构4的控制器可以实现每个微型液压升降器的独立控制，进而实现每个上底板30的高度和角度的独立控制。
在另一种实施例中，升降器32采用微型电动升降器，微型电动升降器包括底座A1、电机A2、联轴器A3、丝杠A4、螺母A5、套管A6和推杆A7。底座A1与下底板31的顶面固定，推杆A7与上底板30的底面固定。
底座A1具有空腔，电机A2安装在底座A1内，电机A2的输出轴通过联轴器A3与丝杠A4连接，丝杠A4套设在装有轴承的轴承安装座内，轴承安装座固定在底座A1内、且位于联轴器A3上方。套管A6套设在底座A1内，其底部与轴承安装座的顶面抵接固定，套管A6的顶部具有于其内部连通的开孔，推杆A7一端通过套管A6的顶部开孔伸入套管A6内部，另一端外露于套管A6的顶部外。螺母A5固定在滑块上，滑块与套管A6内壁滑动连接，螺母A5的外壁与推杆A7的底部内壁固定连接，丝杠A4与螺母A5螺纹连接、且伸入推杆A7内部。电机A2通过信号线与控制机构4的控制器通讯连接，通过控制器控制电机正反旋转，使得电机带动丝杠A4顺时针或逆时针旋转，螺母A5带动滑块和推杆A7沿套管A6内壁上下移动。
优选的，每个上底板30和下底板31之间安装5个升降器32，其中1个升降器32位于上底板30的底部中心，另外4个升降器32安装在上底板30的四角边缘内侧。
采用本实施例的这种结构，多个上底板30均匀排列安装组成一个大底板组，每个上底板30下安装5个升降器32，通过对5个升降器32的安装方式与布置方案进行设计，使得每块上底板30可以实现不同高度以及不同倾斜角度的变化，在控制器的全局控制下，每块上底板30的高度和倾斜角度进行协调调整，实现整个大底板组的平稳变化，保证被测驾驶室的位置姿态达到平整状态。
实施例5：
参照说明书附图1-2，实施例1-4中的控制机构4的控制器为本实施例的说明书附图1-2中的电控箱42，在实施例1-4的基础上，控制机构4的多个电器元件包括位移传感器40和激光扫描仪41。
位移传感器40安装在上压板20的外侧、且探测头部竖直向下，朝向地面，位移传感器40用于测量压板组件2的位移和速度，位移传感器40通过信号线与电控箱42连接。
激光扫描仪41具有多个，其数量与立柱12的数量相匹配，每个激光扫描仪41通过安装支架固定在于其对应的立柱12上、且位于压板组件2下方。激光扫描仪41采用现有结构，多个激光扫描仪41用于从不同方向对整个驾驶室进行扫描，并将扫描型号通过信号线传递至电控箱42。
电控箱42包括电荷放大器、压电放大器、端子板、运动控制卡和计算机。
实施例6：
参照说明书附图9，结合实施例1-5，本实施例提供了一种驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法，该控制方法包括：
步骤1：当被测驾驶室被放置于测试区域，计算机输入开始指令，4个激光扫描仪41开始同步自动从最顶端向下扫描，当4个激光扫描仪41扫描到驾驶室顶部位置姿态后，停止扫描，激光扫描信号经由电荷放大器放大后传入端子板再到运动控制卡，运动控制卡中的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后，最终输入计算机中。
步骤2：计算机接收到4个激光扫描仪41的扫描信号后，通过算法分析出驾驶室的位置姿态，根据算法计算所得控制策略来纠正驾驶室的位置姿态，控制信号经由运动控制卡中的D/A模块将数字信号转换为模拟信号后传入端子板，经过压电放大器放大后输入到电控箱42驱动油泵来控制每个升降器32进行升降来调整每块上底板30的高度以及倾斜角度。
步骤3：计算机设定的静力载荷和压板组件2下降速度，通过控制压板组件2下降，在压板组件2下降的过程中，位移传感器40测量压板组件2装置的位移与速度，测量信号经由电荷放大器放大后传入端子板再到运动控制卡，运动控制卡中的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后，最终输入计算机中；安装在上压板20和下压板21之间的压力传感器22对静力载荷进行测量，所测得信号经由电荷放大器放大后传入端子板再到运动控制卡，运动控制卡中的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后，最终输入计算机中。
步骤4：计算机接收到位移传感器40和压力传感器22所测的信号，通过算法计算出控制策略，控制信号经由运动控制卡中的D/A模块将数字信号转换为模拟信号后传入端子板，经过压电放大器放大后输入到电控箱42来驱动油箱51中的泵，进而控制液压缸50进出油量来控制活塞推杆501的运动，最终实现压板组件2的升降。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种驾驶室顶部强度智能检测装置，包括支架组件(1)、压板组件(2)、底板组件(3)、控制机构(4)和驱动机构(5)；其特征在于，支架组件(1)包括龙门架(10)、水平支撑架(11)和立柱(12)，驱动机构(5)包括液压缸(50)；
水平支撑架(11)为矩形结构，具有对称的两个长边和两个短边；立柱(12)具有多个，每个立柱(12)安装在水平支撑架(11)的底部的四角边缘内侧；龙门架(10)架设在水平支撑架(11)具有长边的两侧、且龙门架(10)的顶部到水平支撑架(11)的顶面具有预设距离，水平支撑架(11)的中部具有与其边部内侧相连的支撑板；
压板组件(2)为与水平支撑架(11)相匹配的矩形结构，每个立柱(12)贯穿于压板组件(2)的四角边缘内侧、且与压板组件(2)滑动连接；液压缸(50)的推杆竖直向下设置，液压缸(50)的一端固定于龙门架(10)的横梁底部，另一端贯穿于水平支撑架(11)中部的支撑板、且通过其推杆端部固定在压板组件(2)的顶面中心；
底板组件(3)放置于与立柱(12)相同的固定面、且位于压板组件(2)的正下方，压板组件(2)与底板组件(3)之间的空间用于容置驾驶室，底板组件(3)具有调整驾驶室的高度和角度姿态的升降调节结构，驾驶室放置于底板组件(3)的顶面；
控制机构(4)包括控制器和多个电器元件，多个电器元件分布安装在支架组件(1)上，控制器与底板组件(3)的升降调节结构、驱动机构(5)通讯连接，控制机构(4)采集驾驶室顶部姿态，并基于驾驶室顶部姿态信息控制底板组件(3)的升降调节结构完成驾驶室的高度和角度调整，控制机构(4)控制驱动机构(5)向下运动提供与驾驶室顶部静态载荷，并采集驾驶室顶部压力。
2.根据权利要求1所述的驾驶室顶部强度智能检测装置，其特征在于，压板组件(2)包括上压板(20)、下压板(21)和压力传感器(22)；
上压板(20)的顶部与液压缸(50)的推杆固定连接，下压板(21)的底部位于底板组件(3)的正上方；
压力传感器(22)具有多个，多个压力传感器(22)间隔匀布在上压板(20)和下压板(21)之间，其顶部固定在上压板(20)的地面，底部固定在下压板(21)的顶面，压力传感器(22)通过信号线与控制机构(4)的控制器通讯连接。
3.根据权利要求2所述的驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法，其特征在于，上压板(20)和下压板(21)的四角边缘内侧通过滑块连接固定，每个滑块均具有中心孔，每个滑块的中心孔内对应贯穿一个立柱(12)。
4.根据权利要求2所述的驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法，其特征在于，液压缸(50)包括缸体(500)、活塞推杆(501)、第一油口(502)和第二油口(503)；
缸体(500)与龙门架(10)的连接端通过法兰连接，活塞推杆(501)与上压板(20)的连接端通过法兰连接；第一油口(502)和第二油口(503)分别设置在液压缸(50)内活塞两侧对应的腔体侧壁上。
5.根据权利要求4所述的驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法，其特征在于，驱动机构(5)还包括油箱(51)，油箱(51)包括箱体、油管和油泵；
油箱(51)的箱体通过油管分别与第一油口(502)和第二油口(503)连通，油泵设置在与第一油口(502)和第二油口(503)的连接管路上；油泵采用电子油泵、且通过信号线与控制机构(4)的控制器通讯连接。
6.根据权利要求4所述的驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法，其特征在于，底板组件(3)包括上底板(30)、下底板(31)和升降器(32)；
下底板(31)采用矩形结构，上底板(30)具有多个，多个上底板(30)的顶面用于放置驾驶室；多个上底板(30)呈M*N的横排竖列形式均匀分布在下底板(31)的顶部；升降器(32)具有若干，每个上底板(30)和下底板(31)之间通过按照预设阵列形态分布的多个升降器(32)连接在一起。
7.根据权利要求6所述的驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法，其特征在于，每个上底板(30)和下底板(31)之间安装5个升降器(32)，其中1个升降器(32)位于上底板(30)的底部中心，另外4个升降器(32)安装在上底板(30)的四角边缘内侧。
8.根据权利要求2所述的驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法，其特征在于，压力传感器(22)具有5个，其中1个压力传感器(22)安装在上压板(20)顶面中心位置，其余4个压力传感器(22)以上压板(20)顶面中心对称安装在上压板(20)的四角边缘内侧。
9.根据权利要求1所述的驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法，其特征在于，控制机构(4)的控制器为电控箱(42)，控制机构(4)的多个电器元件包括位移传感器(40)和激光扫描仪(41)。
10.一种驾驶室顶部强度智能检测装置的控制方法，其特征在于，利用权利要求1-9所述的驾驶室顶部强度智能检测装置结构进行控制，所述控制方法包括：
步骤1：当被测驾驶室被放置于测试区域，计算机输入开始指令，4个激光扫描仪(41)开始同步自动从最顶端向下扫描，当4个激光扫描仪(41)扫描到驾驶室顶部位置姿态后，停止扫描，激光扫描信号经由电荷放大器放大后传入端子板再到运动控制卡，运动控制卡中的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后，最终输入计算机中；
步骤2：计算机接收到4个激光扫描仪(41)的扫描信号后，通过算法分析出驾驶室的位置姿态，根据算法计算所得控制策略来纠正驾驶室的位置姿态，控制信号经由运动控制卡中的D/A模块将数字信号转换为模拟信号后传入端子板，经过压电放大器放大后输入到电控箱(42)驱动油泵来控制每个升降器(32)进行升降来调整每块上底板(30)的高度以及倾斜角度；
步骤3：计算机设定的静力载荷和压板组件(2)下降速度，通过控制压板组件(2)下降，在压板组件(2)下降的过程中，位移传感器(40)测量压板组件(2)装置的位移与速度，测量信号经由电荷放大器放大后传入端子板再到运动控制卡，运动控制卡中的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后，最终输入计算机中；安装在上压板(20)和下压板(21)之间的压力传感器(22)对静力载荷进行测量，所测得信号经由电荷放大器放大后传入端子板再到运动控制卡，运动控制卡中的A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后，最终输入计算机中；
步骤4：计算机接收到位移传感器(40)和压力传感器(22)所测的信号，通过算法计算出控制策略，控制信号经由运动控制卡中的D/A模块将数字信号转换为模拟信号后传入端子板，经过压电放大器放大后输入到电控箱(42)来驱动油箱(51)中的泵，进而控制液压缸(50)进出油量来控制活塞推杆(501)的运动，最终实现压板组件(2)的升降。
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