CN202735072U - 安全带倾斜锁止试验设备 - Google Patents

Abstract

一种安全带倾斜锁止试验设备，包括机架、织带抽取机构、卷收器装夹机构、卷收器锁止识别机构、转动执行机构、高精度编码器。本实用新型的织带抽取机构利用上、下滚轮夹紧织带，抽取织带拉力可调，实现过载打滑功能。卷收器锁止识别机构超过设定受力限值时控制抽带电机反转，达到了对传感器和安全带样品的双重保护。通过调节传感器安装底座的安装位置改变传感器的空间位置，可适应不同规格安全带的装夹。传感器部件采用拉力传感器，比一般光电开关与气缸配合方式的精度更高。转动执行机构通过伺服电机与减速器的合理匹配，可增扭降噪，降低设备成本。高精度绝对值型编码器实现了卷收器锁止角度的测量。

Description

安全带倾斜锁止试验设备

技术领域

本实用新型涉及一种安全带试验设备，尤其是一种安全带倾斜锁止试验设备。 

背景技术

安全带卷收器倾斜锁止试验设备是一台检测汽车用安全带卷收器倾斜锁止性能的机电一体化装置。安全带作为目前国家机动车辆产品强制性检验产品，其卷收器的倾斜锁止试验是一项重要的性能测试环节。依据中华人民共和国国家标准GB14166-2003《机动车成年乘员用安全带和约束系统》中的条款5.6.2.3“卷收器倾斜锁止”的要求规定：卷收器应装在水平台面上，并使台面以不超过2°/s的速度倾斜直至发生锁止。当敏感装置在其制造厂规定的安装位置向任意方向倾斜12°或以下时，卷收器不得锁止；当4型卷收器的敏感装置在其制造厂规定的安装位置向任意方向上倾斜大于27°时，以及当4N型卷收器的敏感装置在其制造厂规定的安装位置向任意方向上倾斜大于40°时，卷收器必须锁止。 

一般常见的安全带倾斜锁止试验设备应包括织带抽取机构、卷收器装夹机构、卷收器锁止识别机构、转动执行机构和控制系统等。织带抽取机构、卷收器装夹机构、卷收器锁止识别机构、转动执行机构安装在工作台上，控制系统和人机界面安装在控制柜中，工作台与控制柜电连接。然而，一般常见的安全带倾斜锁止试验设备的织带抽取机构利用机械装置直接拉取，无法起到保护作用，极易损坏传感器和样品；卷收器装夹机构设计过于简单，一般无法进行位置和角度的调节，不便于不同型号安装带卷收器的装夹；卷收器锁止识别机构常采用光电开关与气缸配合的方式，较少采用力传感器，因而锁止判断时间存在轻微延迟；转动执行机构是利用步进电机驱动，只能进行速度参数的单一调整，精度相对较低，对试验过程的控制相对简单。因此，不能够准确地对安全带卷收器倾斜锁止性能做出理想的判断与评价，甚至一些设备本身都会出现机械失效、电气控制不良等问题。 

目前国内此类试验设备中多采用简单的机械结构，控制方式相对单一，驱动部分电气技术陈旧，尤其是在对试验样品的适应性上具有技术应用的局限性，不能满足汽车安全带倾斜锁止性能检测市场现有以及今后趋势发展的要求。 

根据CNCA-02C-026《机动车辆产品强制性产品认证实施规则一成人安全带产品》、国家标准GB14166-2003《机动车成年乘员用安全带和约束系统》(以及 其他国内外同类标准)中成人安全带倾斜锁止试验内容要求，研发一种满足各种样式的成人安全带倾斜锁止性能检测要求的试验设备。 

中华人民共和国国家标准GB141662003《机动车成年乘员用安全带和约束系统》已经发布实施有九年的时间。在标准颁布初期，国内汽车零部件检测设备生产机构已经研发出相应的试验设备产品，并应用到国内安全带检验机构和部分安全带生产厂家。但是，通过调研发现，由于研发时间跨度较大，国内行业在生产该种设备时设计开发并不成熟，多数应用过时简单的技术和工艺结构，并且，随着近年来，汽车安全带逐步在整车被动安全部件中占到更主要的因素影响下，其外形、结构、安装方式和出带角度的变化发展迅猛，与之适应的现有安全带倾斜锁止试验设备在实际应用中都存着不同程度的问题，而国外类似设备都向着集成化、自动化、多系统复杂化发展，致使试验平台繁杂化，体积相对庞大，成本过于高昂，必然会在运输、后期维护保养和设备检修等方面上带来诸多不便。 

实用新型内容

为解决实验设备机构和试验样品的保护问题、不同型号安全带卷收器的装夹问题、锁止判断时间的轻微延迟问题以及转动机构精度相对较低，控制相对简单的问题，本实用新型通过长时间对汽车安全带产品形式种类变化趋势的跟踪，掌握目前成熟检验方式和机械电气化方向的技术，考虑未来安全带检验行业的发展方向，提供一种成熟的、先进的、适应性强、扩展性良好的汽车安全带倾斜锁止试验设备。 

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的： 

一种安全带倾斜锁止试验设备，包括机架、织带抽取机构、卷收器装夹机构、卷收器锁止识别机构、转动执行机构，所述机架由设备底座、承载型机架和加固型机架构成，设备底座上设有承载型机架和加固型机架，承载型机架上设有织带抽取机构、卷收器装夹机构、卷收器锁止识别机构、转动执行机构、高精度编码器，加固型机架设于承载型机架两侧。 

所述织带抽取机构由两个滚轮、杆不回转气缸、伺服电机构成，两个滚轮中，一个滚轮与杆不回转气缸连接，另一个滚轮与伺服电机连接。 

所述卷收器装夹机构设有安装板，安装板下设有旋转轴。 

所述卷收器锁止识别机构设有拉力传感器和传感器安装底座，拉力传感器上设有光滑上端盖和织带挡片，拉力传感器与可编程逻辑控制器连接。 

所述转动执行机构由伺服电机和减速器构成，转动执行机构分别设于机架的铅直方向和水平方向上。 

所述高精度编码器单独设置在与转动执行机构所在机架相连的承载型机架上。 

所述杆不回转气缸设于承载型机架上，杆不回转气缸通过三位五通电磁阀、过滤减压阀与气源相通。 

所述伺服电机设于承载型机架上，所述伺服电机与滚轮通过联轴器连接，所述滚轮的转轴设有自调心轴承。 

所述旋转轴两端设有铜基自润滑镶嵌轴承，所述铜基自润滑镶嵌轴承设置在承载臂上。 

本实用新型的有益效果是： 

1.传感器和安全带样品的双重保护 

本实用新型利用上、下橡胶滚轮夹紧织带，并通过伺服电机带动下滚轮旋转实现织带的拉出和卷收。上滚轮所连接的杆不回转气缸供气压力可调，故夹紧力可调，橡胶滚轮的摩擦系数一定，则抽取织带拉力可调，保障安全带织带的正常抽取，同时可实现过载打滑功能，作为拉力传感器和安全带样品的第一重保护。拉力传感器的受力限值可以通过人机界面设定，并由可编程逻辑控制器实现一旦超过拉力传感器设定限值，则其控制抽带电机反转的功能，作为拉力传感器和安全带样品的第二重保护。由于各类安全带织带的抽取力差别不大，故取织带抽取力的较大值，通过计算确定一合适的拉力传感器受力值作为卷收器是否锁止的判别条件。一旦超出拉力传感器的既定受力值，系统则判断卷收器处于锁止状态，同时用于织带抽取的伺服电机反转，织带卷收。 

2.不同型号安全带卷收器装夹方便 

传感器安装底座，通过螺栓夹紧于承载型机架上，可调节其安装位置改变传感器的空间位置，以适应不同规格安全带的装夹。 

3.卷收器锁止判断时间精准 

本实用新型传感器部件采用拉力传感器，相比一般光电开关与气缸配合的方式，采用拉力传感器的精度更高，测量范围更广，寿命长，结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作，易于实现设备的小型化、整体化。 

4.转动机构操控严谨、高效 

在织带抽取的同时，相应的转动执行机构动作，以设定角速度旋转，实现卷收器倾斜的动作，直至卷收器锁止。本实用新型的转动执行机构可测试模拟实车俯仰、侧倾4个角度状态下的卷收器锁止性能。通过伺服电机与减速器的合理匹配，转动执行机构可增扭降噪，同时降低了设备成本。 

5.卷收器锁止角度测量精确 

卷收器锁止角度的测量，通过与转动执行机构所在机架相连的高精度绝对值型编码器实现，编码器单独固定于设备底座的承载型机架上，转轴角速度与水平方向电机输出轴线下侧电机所在机架同步，并将测量数据传输至可编程逻辑控制器，处理后显示至人机界面。 

6.零点搜索确定工作原点 

转动执行机构在除水平方向电机输出轴线下侧电机所在工作位置以外，另外两个工作位置均安装有光电开关，以便通过零点搜索，确定电机的工作原点。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。 

图1是本实用新型安全带倾斜锁止试验台的正视示意图。 

图2是图1所示安全带倾斜锁止试验台的侧视示意图。 

图3是图1所示安全带倾斜锁止试验台的俯视示意图。 

具体实施方式

如图1-图3所示，一种安全带倾斜锁止试验设备，包括机架、织带抽取机构4、卷收器装夹机构5、卷收器锁止识别机构6、转动执行机构7，所述机架由设备底座1、承载型机架2和加固型机架3构成，设备底座1上设有承载型机架2和加固型机架3，承载型机架2上设有织带抽取机构4、卷收器装夹机构5、卷收器锁止识别机构6、转动执行机构7、高精度编码器8，加固型机架3设于承载型机架2两侧。 

所述织带抽取机构4由两个滚轮、杆不回转气缸9、伺服电机10构成，两个滚轮中，一个滚轮与杆不回转气缸9连接，另一个滚轮与伺服电机10连接。 

所述卷收器装夹机构5设有安装板11，安装板11下设有旋转轴12。 

所述卷收器锁止识别机构6设有拉力传感器13和传感器安装底座14，拉力传感器13上设有光滑上端盖和织带挡片，拉力传感器13与可编程逻辑控制器连接。 

所述转动执行机构7由伺服电机和减速器构成，转动执行机构7分别设于机架的铅直方向和水平方向上。 

所述高精度编码器8单独设置在与转动执行机构7所在机架相连的承载型机架2上。 

所述杆不回转气缸9设于承载型机架2上，杆不回转气缸9通过三位五通电磁阀、过滤减压阀与气源相通。 

所述伺服电机10设于承载型机架2上，所述伺服电机10与滚轮通过联轴 器连接，所述滚轮的转轴设有自调心轴承。 

所述旋转轴12两端设有铜基自润滑镶嵌轴承，所述铜基自润滑镶嵌轴承设置在承载臂15上。 

本实用新型安全带倾斜锁止试验设备的实施过程： 

供电、供气，将安全带装夹于卷收器装夹机构5上，启动测量角度方向对应的电机选项，织带抽取机构4自动抽取织带，随即对应的转动执行机构7调整姿态后，转动机架及其上面负载。当达到卷收器倾斜锁止角度时，安全带锁止，卷收器锁止识别机构6反馈信号至可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器发出脉冲，控制织带抽取机构4逆转，织带回收，同时对应的转动执行机构7回转至原点。编码器8判断锁止角度，并将信号回传至上位机，在人机界面触摸屏处显示数值。 

其中，卷收器装夹机构5在0-180°可调，转动执行机构7通过调整姿态可以实现目前所有安全带锁止所需的倾斜角度，织带抽取机构4与卷收器锁止识别机构6配合使用，既可平稳抽取织带，准确判断锁止状态，又可实现对设备与样品的双重保护，高精度绝对值型编码器8可以准确测量出安全带的锁止角度，机体结构简单紧凑，设备功能的实现方式灵活，具有很高的可靠性。 

Claims (9)

1.一种安全带倾斜锁止试验设备，包括机架、织带抽取机构(4)、卷收器装夹机构(5)、卷收器锁止识别机构(6)、转动执行机构(7)，其特征是：所述机架由设备底座(1)、承载型机架(2)和加固型机架(3)构成，设备底座(1)上设有承载型机架(2)和加固型机架(3)，承载型机架(2)上设有织带抽取机构(4)、卷收器装夹机构(5)、卷收器锁止识别机构(6)、转动执行机构(7)、高精度编码器(8)，加固型机架(3)设于承载型机架(2)两侧。

2.根据权利要求1所述的安全带倾斜锁止试验设备，其特征是：所述织带抽取机构(4)由两个滚轮、杆不回转气缸(9)、伺服电机(10)构成，两个滚轮中，一个滚轮与杆不回转气缸(9)连接，另一个滚轮与伺服电机(10)连接。

3.根据权利要求1所述的安全带倾斜锁止试验设备，其特征是：所述卷收器装夹机构(5)设有安装板(11)，安装板(11)下设有旋转轴(12)。

4.根据权利要求1所述的安全带倾斜锁止试验设备，其特征是：所述卷收器锁止识别机构(6)设有拉力传感器(13)和传感器安装底座(14)，拉力传感器(13)上设有光滑上端盖和织带挡片，拉力传感器(13)与可编程逻辑控制器连接。

5.根据权利要求1所述的安全带倾斜锁止试验设备，其特征是：所述转动执行机构(7)由伺服电机和减速器构成，转动执行机构(7)分别设于机架的铅直方向和水平方向上。

6.根据权利要求1所述的安全带倾斜锁止试验设备，其特征是：所述高精度编码器(8)单独设置在与转动执行机构(7)所在机架相连的承载型机架(2)上。

7.根据权利要求2所述的安全带倾斜锁止试验设备，其特征是：所述杆不回转气缸(9)设于承载型机架(2)上，杆不回转气缸(9)通过三位五通电磁阀、过滤减压阀与气源相通。

8.根据权利要求2所述的安全带倾斜锁止试验设备，其特征是：所述伺服电机(10)设于承载型机架(2)上，所述伺服电机(10)与滚轮通过联轴器连接，所述滚轮的转轴设有自调心轴承。

9.根据权利要求3所述的安全带倾斜锁止试验设备，其特征是：所述旋转轴(12)两端设有铜基自润滑镶嵌轴承，所述铜基自润滑镶嵌轴承设置在承载臂(15)上。

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