CN209102258U - 一种自动门锁机构的扭矩测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动门锁机构的扭矩测试装置，测试扭矩机构设计时加入制动离合器组机构；锁机构负载端转动角度测量，采用空心编码器安装在空心套筒上，扭矩输入轴从套筒空心孔穿过，与锁机构的负载端连接，空心套筒连接在锁机构负载端。该装置及测试方法，在满足角度测量精度要求情况下，实现了可靠的测量负载端在测试扭矩作用下的角度变化；同时采用扭矩传感器监测测试扭矩，避免了测试扭矩发生装置与扭矩传递结构高精度设计要求，使得整个测试装置加工、装配要求相对较低，装置测试功能实现变得可行。

Description

一种自动门锁机构的扭矩测试装置

技术领域

本实用新型涉及到的是一种自动门机构锁装置360度任意角度扭矩测试装置及其测试方法，是属于机构扭矩测试技术领域。

背景技术

在高铁、地铁的自动塞拉门机构，智能家居中的自动平移门机构，都是丝杆将电机的转动转换为门扇的平移，实现门关闭与打开。这些自动门都存在一种锁机构。该锁机构是自动门的关键机构。一方面门机构的动力源，通过正反旋转锁机构的动力端(就是连接动力源端)，可以打开或关闭门扇；另外一方面，锁机构的负载端(连接门扇端)，在门扇关闭时，阻止外力强行扒开门扇，以保证安全，尤其是公共交通工具，如高铁、地铁，这样的安全措施尤为重要。该锁机构阻止外力强行扒开门扇，并不是依靠动力源端及电机的阻力，而是依靠锁机构内部的机械结构。也就是动力源正反旋转可正常关闭打开门扇，而强行扒开门扇时，就是直接在锁机构负载端施加开门方向扭矩，这时锁机构内部机械机构就阻止负载端开门动作。因此，该测试装置关键技术是能够提供在负载端施加恒定的测试扭矩，能够测量负载端在测试扭矩下的转角，而且测试装置要能够保证负载端360度任意一点都可以测试。

现有的扭矩测试装置，是依靠旋转动力(典型的如各种电机)提供扭矩，测试对象在扭矩加载方向上没有要求，而且测试对象内部没有机械结构，任意一点的扭矩测试，都能反映测试对象整体性能。因此，此类测试装置结构要求的功能单一，机械结构设计简单。自动门锁机构由于其内部机械机构，测试装置功能要求复杂。1)为了满足不同锁机构，其测试扭矩要求可变，在30NM～100NM(牛米)。2)负载端测试点是沿着圆分布，需要角度调整机构，以保证负载端任意一点都可以测试到。负载端角度调整扭矩较小(一般在5NM以下)，但调整角度精度高。3)锁机构负载端在开门扭矩作用下，由于内部结构零件的变形、零件配合空隙、尺寸误差等原因，出现转动，会有比较小角度的旋转，对装置测量角度精度要求高。4)加载到锁机构负载端的测试扭矩不仅仅大，而且有精度要求。从通常的扭矩测试装置设计来看，大扭矩电机一般无法直接提供，必须配减速机构。考虑到测试扭矩加载后，如果锁机构正常，锁机构负载端是不旋转，如果是电机此时就是被卡死，但加载的扭矩又要求是稳定的、符合大小要求的；另外该测试还需要负载端角度调整扭矩，如果将测试扭矩动力源机构与角度调整机构，设计为一体，也就是由一个电机实现，再加上对角度、扭矩精度要求。显然，对电机与减速机构要求很高，设计出的机构体积过于庞大，制造成本过高，电机配减速机构方案不可行。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种自动门锁机构的扭矩测试装置及测试方法，可产生符合精度要求且大小可调整的测试扭矩，并实现角度精确测量。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种自动门锁机构的扭矩测试装置，包括挡块一1、轮盘2、底座一3、轴承座一4、轴承座二5、光杆一6、制动器7、安装架二8、联轴器一9、磁粉磁粉制动离合器组10、联轴器二11、轴承座三12、底座二13、光杆二14、轴承座四15、同步带轮一16、挡块二17、步进电机18、安装架一19、联轴器六20、轴承座五21、挡块三22、光杆三23、同步带轮二 24、挡块四25、轴承座六26、联轴器三27、扭矩传感器28、底座三29、联轴器四30、轴承座七31、编码器32、光杆四33、套筒34、轴承座八35、辅助固定架(36、37)、联轴器五 38、锁机构安装底座39、挡块五40、挡块六41、同步带43、固定平台44，其中：

所述光杆一6、联轴器一9、磁粉制动离合器组10、联轴器二11、光杆二14依次连接，所述磁粉制动离合器组10安装在固定平台44上，所述光杆一6通过轴承座一4、轴承座二5安装在底座一3上，所述光杆二14通过轴承座三12、轴承座四15安装在底座二13上，

所述轮盘2、制动器7安装在光杆一6上，且所述轮盘2与光杆一6通过平键连接，挡块一1安装在光杆一6的端部，用于限制轮盘2沿光杆一6轴向移动，且所述挡块一1的直径大于光杆一6的端部直径；所述制动器7与光杆一6利用平键连接，制动器7与光杆一6 之间为过盈配合，且所述制动器7位于轮盘2和联轴器一9之间，制动器7固定安装在安装架二8上，安装架二8安装在固定平台44上。

所述同步带轮一16安装在光杆二14上，且同步带轮一16与光杆二14通过平键连接，挡块二17安装在光杆二14的端部，用于限制同步带轮一16沿光杆二14轴向移动，挡块二17的直径大于光杆二14端部直径。

所述步进电机18、联轴器六20、光杆三23、联轴器三27、扭矩传感器28、联轴器四30、光杆四33依次连接，扭矩传感器28安装在底座三29上，底座三29安装在固定平台44上，所述光杆三23通过轴承座六26、轴承座五21安装在固定平台44上，所述光杆四33通过轴承座七31安装在固定平台44上，所述同步带轮二24安装在光杆三23上，且所述同步带轮二24与光杆三23通过平键连接，所述同步带轮二24与同步带轮一16通过同步带43传动连接。

所述同步带轮二24位于轴承座六26、轴承座五21之间，且所述同步带轮二24与轴承座六26之间的光杆三23上设置有挡块四25，所述同步带轮二24与轴承座五21之间的光杆三23上设置有挡块三22，所述挡块四25、挡块三22为套状结构，固定安装在光杆三23上；所述步进电机18安装在电机安装架一19上，安装架一19安装在固定平台44上。

所述光杆四33穿过套筒34，且所述套筒34与光杆四33形成转动副，套筒34的外壁与轴承座八35连接，套筒34与轴承座八35过盈配合；所述套筒34背离扭矩传感器28的一侧与联轴器五38连接，所述联轴器五38用于与锁机构负载端连接；编码器32安装在套筒34上，且编码器32与套筒34利用平键连接，编码器32的外壳固定装置安装在辅助固定架(36、37)上，辅助固定架(36、37)安装在固定平台44上，轴承座八35安装在辅助固定架(36、 37)上。

锁机构安装单元包括挡块五40、挡块六41、锁机构安装底座39，所述挡块五40、挡块六41位于锁机构安装底座39相对的两边，且挡块五40、挡块六41、锁机构安装底座39安装在固定平台44上，所述锁机构安装底座39用于锁机构安装，使得锁机构负载端分别与光杆四33和联轴器五38连接。

优选的：所述磁粉制动离合器组10利用螺栓安装在固定平台44上，所述磁粉制动离合器组10的制动端与联轴器一9通过平键连接，磁粉制动离合器组10的离合器端与联轴器二 11通过平键连接。

优选的：所述联轴器一9与光杆一6通过平键连接，联轴器二11与光杆二14通过平键连接。

优选的：所述底座一3利用螺栓安装在固定平台44上，所述轴承座一4、轴承座二5通过螺栓安装在底座一3上，光杆一6穿过轴承座一4、轴承座二5，光杆一6与轴承座一4之间是过盈配合，光杆一6与轴承座二5之间是过盈配合；底座二13利用螺栓安装在固定平台 44上，轴承座三12、轴承座四15安装在底座二13上，光杆二14穿过轴承座三12、轴承座四15，且光杆二14与轴承座三12之间是过盈配合，光杆二14与轴承座四15之间是过盈配合。

优选的：扭矩传感器28的一端轴与联轴器三27通过平键连接，扭矩传感器28的另外一端轴与联轴器四30通过平键连接，所述联轴器三27与光杆三23利用平键连接，所述联轴器四30与光杆四33通过平键连接；所述步进电机18的电机轴与联轴器六20利用平键连接，联轴器六20与光杆三23利用平键连接。

优选的：所述轴承座六26、轴承座五21利用螺栓安装在固定平台44上，所述光杆三23 穿过轴承座六26、轴承座五21，且光杆三23与轴承座六26为过盈配合，所述光杆三23与轴承座五21为过盈配合；所述光杆四33安装在轴承座七31上，轴承座七31利用螺栓安装在固定平台44上。

优选的：所述光杆一6的左端直径小，右端直径大；光杆二14的右端直径小，左端大；光杆三23的两端直径小中间尺寸大；光杆四33的左端直径小，右端直径大；套筒34的左端有二个台阶，为空心结构，外壁尺寸与轴承座八35轴承内圈过盈配合，且安装空心编码器32，空心孔径需要保证光杆四33正常工作而不干涉；左端第二个台阶是用于隔离左端第一个台阶，防止其与轴承有干涉；另外第一个台阶用于保证套筒34通过联轴器五38与锁机构负载端连接。

一种上述自动门锁机构的扭矩测试装置，包括以下步骤：

1.固定锁机构与悬挂重物：将绳一端固定在轮盘2上，另外一端缠绕在轮盘2外延并悬挂重物；将锁机构固定在锁机构安装底座39上，利用锁机构安装底座39上腰形孔调整锁机构负载端与光杆四33和联轴器五38连接，锁机构安装底座39位置合适后，固定腰形孔螺栓；

2.调整扭矩数值：磁粉制动离合器组10的制动端松开，离合器端闭合，步进电机18释放，转动轮盘2悬挂重物，扭矩传感器28读入扭矩数据，调整重物使得扭矩传感器28的扭矩数值与标准扭矩差值在允许范围内；

3.开始测试，磁粉制动离合器组10的制动端制动，离合器端分离；

4.调整测试角度：步进电机18使能，输入步进脉冲，调整锁机构负载端到测试点；调整扭矩通过联轴器六20、光杆三23、联轴器三27、扭矩传感器28的轴、联轴器四30、光杆四33传递到锁机构负载端；

5.负载端输入测试扭矩与角度测量：步进电机18电机释放，制动器7制动，磁粉制动离合器组10的离合端器闭合，制动器端释放，制动器7释放，测试扭矩加载到锁机构负载端，由编码器32计量负载端旋转角度，测试扭矩由轮盘2与悬挂的重物产生，通过光杆一6、联轴器一9、磁粉磁粉制动离合器组10的轴、联轴器二11、光杆二14、同步带轮一16、同步带43、同步带轮二24、光杆三23、联轴器三27、扭矩传感器28的轴、联轴器四30、光杆四33输入到锁机构负载端；角度测量，负载端角度变化通过联轴器五38、套筒34传递给编码器32；

6.重复步骤4、5直到锁机构负载端要求的测试点都完成测试；

7.制动器7制动，离合器松开，电机释放，拿下悬挂重物，制动器释放。

优选的：扭矩测试时，制动器7加载扭矩，磁粉制动离合器组10制动端松开，处于自由状态，离合器端闭合，步进电机18处于自由状态，由轮盘产生的扭矩传递到光杆四33，加载到锁机构负载端，此时通过扭矩传感器28判断，扭矩平稳后，就撤销制动器7的扭矩，获得符合要求且无冲击的测试扭矩。

优选的：角度调整时，磁粉制动离合器组10制动，防止轮盘上重物自由落体，磁粉制动离合器组10离合器端分离，离合器端与联轴器11连接的轴，处于自由状态，这样的结构可以使得步进电机18调整角度时，无需克服悬挂重物扭矩；步进电机18使能，在脉冲作用下，调整锁机构负载端到下一个测试角度。

本实用新型相比现有技术，具有以下有益效果：

1.本方案是将测试扭矩机构与负载端角度调整机构设计为二个部分，测试扭矩机构设计时加入制动离合器组机构，可以实现测试扭矩根据需要加载与隔离。

2.本实用新型方案采用直接测量负载端，编码器测量机构直接与锁机构负载端连接，避免了扭矩输入轴与锁机构负载端配合带来的测量误差。编码器采用空心编码器，安装装置套筒也为空心，扭矩输入轴从套筒孔穿过，连接锁机构的负载端，套筒直接与锁机构负载端连接，该方案直接测量锁机构负载端的角度变化，也就不存在扭矩输入轴与负载端孔连接带来的角度测量误差，另外扭矩输入也没有经过编码器轴，避免了编码器轴承载高扭矩和设计复杂的编码器安装结构，可靠的测量了负载端在测试扭矩作用下的角度变化，同时也满足测量精度要求。

3.本实用新型方案采用用扭矩传感器监测扭矩，也就是测试扭矩通过扭矩传感器再加载到锁机构负载端，这样就不考虑前段测试扭矩传输过程损耗，只要最后输入到扭矩传感器扭矩满足要求就可以，这样对装置加工、装配要求相对较低，装置测试功能实现变得可行。

附图说明

图1是扭矩测试装置整体组装俯视图。

图2是整个测试装置安装底座，其中圆形孔是安装孔，方形孔是走线孔。所有的孔都为通孔。

图3是扭矩产生装置组装俯视图。

图4是扭矩产生装置中部分组件结构二维图。

图5是锁机构负载端角度调整装置俯视图。

图6是角度调整装置中部分组件结构二维图。

图7是负载端角度变化测量组件结构二维图与组装俯视图。

其中，1.挡块一，2.轮盘，3.底座一，4.轴承座一，5.轴承座二，6.光杆一，7.制动器，8. 安装架二，9.联轴器一，10.磁粉制动离合器组，11.联轴器二，12.轴承座三，13.底座二，14. 光杆二，15.轴承座四，16.同步带轮一，17.挡块二，18.步进电机，19.安装架一，20.联轴器六， 21.轴承座五，22.挡块三，23.光杆三，24.同步带轮二，25.挡块四，26.轴承座六，27.联轴器三，28.扭矩传感器，29.底座三，30.联轴器四，31.轴承座七，32.编码器，33.光杆四，34.套筒，35.轴承座八，36、37.辅助固定架，38.联轴器五，39.锁机构安装底座，40.挡块五，41. 挡块六，43.同步带，44.固定平台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种自动门锁机构的扭矩测试装置，如图1-7所示，包括扭矩输入单元、角度调整单元、阻尼单元、扭矩制动分离单元、角度测量单元、锁机构安装单元。扭矩输入单元包括了扭矩发生结构，传送结构，相应的支撑、传递辅助。设计阻尼单元，是考虑到锁机构间隙、变形等原因，引起悬挂的重物在小距离引起瞬间自由落体，也就是测试扭矩瞬间冲击，会导致制动离合器组制动失败，因此装置设计了阻尼机构，以消除冲击，保证制动离合器组稳定工作。扭矩制动分离单元是在锁机构更换测试点时，机构脱离测试扭矩，以保证小扭矩就可以调整。角度调整单元，是调整锁机构到新测试点结构，包括了步进电机、传送结构，相应的支撑、传递辅助装置。角度测量单元，测量锁机构负载端在测试扭矩作用下的角度变化，调整锁机构新的测试点，包括了连接机构，支撑、安装架辅助。锁机构安装单元，实现锁机构固定、调整，便于测试。

扭矩输入单元主要包括挡块一1、轮盘2、光杆一6、轴承座一4、轴承座二5、底座一3、联轴器一9、磁粉磁粉制动离合器组10、联轴器二11、轴承座三12、轴承座四15、底座二13、光杆二14、同步带轮一16、挡块二17、同步带43、同步带轮二24、光杆三23、挡块三 22、挡块四25、轴承座五21、轴承座六26、联轴器三27、扭矩传感器28、底座三29、联轴器四30、轴承座七31、光杆四33。其中轮盘2与光杆一6通过平键连接，挡块一1通过螺栓安装在光杆一6的端部，挡块一1的直径大于光杆一6的端部直径，光杆一6穿过轴承座一4、轴承座二5，它们之间是过盈配合，轴承座一4、轴承座二5通过螺栓安装在底座一3 上，底座一3利用螺栓安装在固定平台44上，光杆一6与联轴器一9通过平键连接，磁粉制动离合器组10的制动端与联轴器一9通过平键连接，磁粉制动离合器组10与联轴器二11通过平键连接，磁粉制动离合器组10利用螺栓安装在固定平台44上，联轴器二11与光杆二 14通过平键连接，光杆二14穿过轴承座三12、轴承座四15，它们之间是过盈配合，光杆二 14与同步带轮一16通过平键连接，挡块二17利用螺栓安装在光杆二14的端部，挡块二17 的直径要大于光杆端部直径，轴承座三12、轴承座四15安装在底座二13上，底座二13利用螺栓安装在固定平台44上。同步带轮二24与同步带轮一16通过同步带43连接。光杆三 23与同步带轮二24通过平键连接，挡块四25、挡块三22为套状结构，利用螺栓安装在光杆三23上，光杆三23穿过轴承座六26、轴承座五21，为过盈配合，轴承座六26、轴承座五 21利用螺栓安装在固定平台44上。光杆三23与联轴器三27利用平键连接，联轴器三27与扭矩传感器28一端轴通过平键连接，扭矩传感器28另外一端轴与联轴器四30通过平键连接，扭矩传感器28通过螺栓安装在底座三29上，底座三29利用螺栓安装在固定平台44上，光杆四33安装在轴承座七31上，并与联轴器四30通过平键连接，轴承座七31利用螺栓安装固定平台44上，光杆四33与锁机构的负载端利用平键连接，输入测试扭矩。

角度调整单元主要由步进电机18、电机安装架一19、联轴器六20、轴承座五21、光杆三23、轴承座六26、联轴器三27、扭矩传感器28、底座三29、联轴器四30、光杆四33、轴承座三31构成。其中，步进电机18利用螺栓安装在电机安装架一19上，安装架一19利用螺栓安装在固定平台44上，电机轴与联轴器六20利用平键连接，联轴器六20与光杆三 23连接利用平键连接，光杆三23安装在轴承座五21、轴承座六26上，它们之间是过盈配合，轴承座五21、轴承座六26利用螺栓安装在固定平台44上，光杆三23与联轴器三27利用平键连接，联轴器三27与扭矩传感器28利用平键连接，扭矩传感器28安装在底座29上，扭矩传感器28的轴与联轴器四30利用平键连接，底座三29利用螺栓安装在固定平台44上，联轴器四30与光杆四33利用平键连接，光杆四33与轴承座七31连接，它们间是过盈配合，轴承座七31利用螺栓安装在固定平台44上，光杆四33与锁机构的负载端利用平键连接，整个构件连接实现负载端测试角度调整。

阻尼单元主要由制动器7、安装架二8、光杆一6、轴承座一4、轴承座二5、底座一3组成，光杆一6与轴承座一4、轴承座二5连接，他们之间过盈配合，轴承座一4、轴承座二 5利用螺栓安装在底座一3上，底座一3安装在固定平台44上，光杆一6与制动器7利用平键连接，过盈配合，制动器7安装在安装架二8上，安装架二8利用螺栓安装在固定平台44 上。

扭矩制动分离单元主要由光杆一6、联轴器一9、磁粉制动离合器组10、联轴器二11组成。光杆一6与联轴器一9平键连接，联轴器一9与磁粉制动离合器组10利用平键连接，磁粉制动离合器组10与联轴器一11利用平键连接，磁粉制动离合器组10利用螺栓安装在固定平台44上。

角度测量单元主要由套筒34、编码器辅助固定架36、37、轴承座七35、编码器32组成。套筒34与轴承座七35连接，它们之间是过盈配合，编码器32安装在套筒34上，它们之间利用平键连接，编码器32的外壳固定装置利用螺栓安装在辅助固定架36、37上，固定架36、37利用螺栓安装在固定平台44上，轴承座七35利用螺栓安装在固定平台44上。

锁机构安装单元主要由挡块五40、挡块六41、锁机构安装底座39组成，挡块五40、挡块六41利用螺栓固定在固定平台44上，锁机构安装底座39安装在固定平台44上，锁机构利用螺栓安装在锁机构安装底座39上。

所述光杆一6的左端直径小，右端直径大，如图4，是防止装置组装后轴向左侧运动滑落，这种尺寸设计，装配后，轴承座一3、轴承座二4的轴承内圈会阻止光杆一6向左窜动，而右侧有联轴器一9阻止向右窜动。光杆二14的右端直径小，左端大，轴承座三12的轴承内圈会阻止光杆二14向右窜动，左侧的联轴器二11会阻止其向左窜动。

光杆三23的两端直径小中间尺寸大，如图6所示，装配后轴承座六26、轴承座五21轴承内圈防止光杆三23在工作中左右窜动。

光杆四33的左端直径小，右端直径大，左端尺寸主要是为了与锁机构的负载端连接，中间尺寸，是为了保证在组装中能够穿过套筒34，而且在工作过程中与套筒34的内壁不干涉。光杆四33中间部分与右端部分交接处有凸起的结构，如图6局部放大图，该设计是为了防止光杆四33在工作中左右窜动。

套筒34的左端有二个台阶，为空心结构，外壁尺寸与轴承座八35轴承内圈过盈配合，且安装空心编码器32，空心孔径需要保证光杆四33正常工作而不干涉；左端第二个台阶是用于隔离左端第一个台阶，防止其与轴承有干涉；另外第一个台阶用于保证套筒34通过联轴器五38与锁机构负载端连接。

底座39安装在底座44上，安装孔设计为腰形孔，用于调整锁机构与光杆33连接。

一种自动门锁机构的扭矩测试方法，包括以下步骤：

1.固定锁机构与悬挂重物：将绳一端固定在轮盘2上，另外一端缠绕在轮盘2外延并悬挂重物；将锁机构固定在锁机构安装底座39上，利用锁机构安装底座39上腰形孔调整锁机构负载端与光杆四33和联轴器五38连接，锁机构安装底座39位置合适后，固定腰形孔螺栓；

2.调整扭矩数值：磁粉制动离合器组10的制动端松开，离合器端闭合，步进电机18释放，转动轮盘2悬挂重物，扭矩传感器28读入扭矩数据，调整重物使得扭矩传感器28的扭矩数值与标准扭矩差值在允许范围内；

3.开始测试，磁粉制动离合器组10的制动端制动，离合器端分离；

4.调整测试角度：步进电机18使能，输入步进脉冲，调整锁机构负载端到测试点；调整扭矩通过联轴器六20、光杆三23、联轴器三27、扭矩传感器28的轴、联轴器四30、光杆四33传递到锁机构负载端；

5.负载端输入测试扭矩与角度测量：步进电机18电机释放，制动器7制动，磁粉制动离合器组10的离合端器闭合，制动器端释放，制动器7释放，测试扭矩加载到锁机构负载端，由编码器32计量负载端旋转角度，测试扭矩由轮盘2与悬挂的重物产生，通过光杆一6、联轴器一9、磁粉磁粉制动离合器组10的轴、联轴器二11、光杆二14、同步带轮一16、同步带43、同步带轮二24、光杆三23、联轴器三27、扭矩传感器28的轴、联轴器四30、光杆四33输入到锁机构负载端；角度测量，负载端角度变化通过联轴器五38、套筒34传递给编码器32；

6.重复步骤4、5直到锁机构负载端要求的测试点都完成测试；

7.制动器7制动，离合器松开，电机释放，拿下悬挂重物，制动器释放。

扭矩测试时，制动器7加载扭矩，磁粉制动离合器组10制动端松开，处于自由状态，离合器端闭合，步进电机18处于自由状态，由轮盘产生的扭矩传递到光杆四33，加载到锁机构负载端，此时通过扭矩传感器28判断，扭矩平稳后，就撤销制动器7的阻尼，获得符合要求且无冲击的测试扭矩。

角度调整时，磁粉制动离合器组10制动，防止轮盘上重物自由落体，磁粉制动离合器组 10离合器端分离，离合器端与联轴器11连接的轴，处于自由状态，这样的结构可以使得步进电机18调整角度时，无需克服悬挂重物扭矩；步进电机18使能，在脉冲作用下，调整锁机构负载端到下一个测试角度。

锁机构负载端角度变化测量。套筒34与空轴编码器32利用平键连接，编码器32外壳利用螺栓固定在辅助固定架(36、37)上。套筒34的左端与锁机构负载端利用联轴器五38连接。负载端在光杆四33输入的扭矩作用下，变化角度通过联轴器五38、套筒34由编码器32读取，光杆四33穿过套筒34，既输入测试扭矩和角度调整扭矩，而又不干涉角度测量。

本实用新型将测试扭矩机构与负载端角度调整机构设计为二个部分。测试扭矩放弃采用电机的方案，而采用重力方法。测试装置利用轮盘，钢绳一端固定在轮盘上，另外一端缠绕在轮盘外外延并悬挂重物，这样轮盘在悬挂重物作用下，在轮盘轴上输出稳定的扭矩。可以根据要求增减悬挂重物，改变轮盘输出的扭矩，满足测试扭矩大小根据不同要求改变。负载端角度调整，由于扭矩小，考虑到性价比，装置采用步进电机，利用轴承座及光杆直接将角度调整加载到锁机构负载端。需要注意的时，由于测试扭矩与调整扭矩都是加载到锁机构负载端，这二个扭矩工作时会相互干涉。本实用新型方案可以避免这样的问题。由于本方案是将测试扭矩机构与负载端角度调整机构设计为二个部分，测试扭矩机构设计时加入制动离合器组机构，可以实现测试扭矩根据需要加载与隔离。也就是，测试扭矩由制动离合器组控制，当步进电机调整负载端测试角度时，测试扭矩被隔离；当负载需要扭矩测试时，再通过制动离合器组加载测试扭矩，此时步进电机轴处于自由状态。在结构上，轮盘轴与制动离合器组的制动器端连接，离合器端通过同步带轮与锁机构负载端扭矩输入轴机构连接。

测量锁机构负载端在测试扭矩下的角度，采用编码器测量，一般编码器测量角度都是直接安装在轴上，或者是其他辅助装置用来直接测量轴的旋转角度，也就得到测量对象在扭矩作用下的角度变化。从装置设计方案看，如果直接安装在扭矩输入轴上，由于轴的扭矩最高接近100NM，一般轴编码器的轴承受不了，其次为了扭矩输入轴与锁机构负载端安装孔安装方便，肯定要有间隙，这必定会影响到角度测量精度。如果是利用辅助装置的话，如利用皮带轮与皮带，将编码器的轴与扭矩输入轴连接，避免编码器的轴承载高扭矩，但这样同样不能克服扭矩输入轴与锁机构负载端安装孔之间的空隙带来的角度测量误差，而且该设计需要皮带轮与皮带之间的配合要紧密，又增加了新的设计要求。本实用新型方案采用直接测量负载端，编码器测量机构直接与锁机构负载端直接连接，避免了安装在扭矩输入轴与锁机构负载端间隙误差，编码器采用空心，安装装置套筒也为空心，扭矩输入轴从套筒孔穿过，连接锁机构的负载端，该方案直接测量锁机构负载端的角度变化，也就不存在扭矩输入轴与负载端孔连接间隙产生的误差，另外扭矩输入也没有经过编码器轴。可靠的测量了负载端在测试扭矩作用下的角度变化，同时也满足了测量精度要求。

测试扭矩虽然由轮盘依靠重物自然下垂产生，但是最后加载到锁机构负载端中间经过了制动离合器组、同步带轮、轴承等结构，该中间机构势必影响扭矩大小。如果只是这样加载测试扭矩，需要大量的计算与仿真，才能保证加载到锁机构负载端满足精度要求，对中间零件精度要求就提高。而其中有些机构是直接购买的，其性能参数不可控。本实用新型方案采用用扭矩传感器监测扭矩，也就是测试扭矩通过扭矩传感器再加载到锁机构负载端，这样就不考虑前段测试扭矩传输过程损耗，只要最后输入到扭矩传感器扭矩满足要求就可以，这样对装置加工、装配要求相对较低，装置测试功能实现变得可行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种自动门锁机构的扭矩测试装置，其特征在于：自动门锁机构的扭矩测试装置包括挡块一(1)、轮盘(2)、底座一(3)、轴承座一(4)、轴承座二(5)、光杆一(6)、制动器(7)、安装架二(8)、联轴器一(9)、磁粉制动离合器组(10)、联轴器二(11)、轴承座三(12)、底座二(13)、光杆二(14)、轴承座四(15)、同步带轮一(16)、挡块二(17)、步进电机(18)、安装架一(19)、联轴器六(20)、轴承座五(21)、挡块三(22)、光杆三(23)、同步带轮二(24)、挡块四(25)、轴承座六(26)、联轴器三(27)、扭矩传感器(28)、底座三(29)、联轴器四(30)、轴承座七(31)、编码器(32)、光杆四(33)、套筒(34)、轴承座八(35)、辅助固定架(36、37)、联轴器五(38)、锁机构安装底座(39)、挡块五(40)、挡块六(41)、同步带(43)、固定平台(45)，其中：

所述光杆一(6)、联轴器一(9)、磁粉制动离合器组(10)、联轴器二(11)、光杆二(14)依次连接，所述磁粉制动离合器组(10)安装在固定平台(45)上，所述光杆一(6)通过轴承座一(4)、轴承座二(5)安装在底座一(3)上，所述光杆二(14)通过轴承座三(12)、轴承座四(15)安装在底座二(13)上，

所述轮盘(2)、制动器(7)安装在光杆一(6)上，且所述轮盘(2)与光杆一(6)通过平键连接，挡块一(1)安装在光杆一(6)的端部，用于限制轮盘(2)沿光杆一(6)轴向移动，且所述挡块一(1)的直径大于光杆一(6)的端部直径；所述制动器(7)与光杆一(6)利用平键连接，制动器(7)与光杆一(6)之间为过盈配合，且所述制动器(7)位于轮盘(2)和联轴器一(9)之间，制动器(7)固定安装在安装架二(8)上，安装架二(8)安装在固定平台(45)上；

所述同步带轮一(16)安装在光杆二(14)上，且同步带轮一(16)与光杆二(14)通过平键连接，挡块二(17)安装在光杆二(14)的端部，用于限制同步带轮一(16)沿光杆二(14)轴向移动，挡块二(17)的直径大于光杆二(14)端部直径；

所述步进电机(18)、联轴器六(20)、光杆三(23)、联轴器三(27)、扭矩传感器(28)、联轴器四(30)、光杆四(33)依次连接，扭矩传感器(28)安装在底座三(29)上，底座三(29)安装在固定平台(45)上，所述光杆三(23)通过轴承座六(26)、轴承座五(21)安装在固定平台(45)上，所述光杆四(33)通过轴承座七(31)安装在固定平台(45)上，所述同步带轮二(24)安装在光杆三(23)上，且所述同步带轮二(24)与光杆三(23)通过平键连接，所述同步带轮二(24)与同步带轮一(16)通过同步带(43)传动连接；

所述同步带轮二(24)位于轴承座六(26)、轴承座五(21)之间，且所述同步带轮二(24)与轴承座六(26)之间的光杆三(23)上设置有挡块四(25)，所述同步带轮二(24)与轴承座五(21)之间的光杆三(23)上设置有挡块三(22)，所述挡块四(25)、挡块三(22)为套状结构，固定安装在光杆三(23)上；所述步进电机(18)安装在电机安装架一(19)上，安装架一(19)安装在固定平台(45)上；

所述光杆四(33)穿过套筒(34)，且所述套筒(34)与光杆四(33)形成转动副，套筒(34)的外壁与轴承座八(35)连接，套筒(34)与轴承座八(35)过盈配合；所述套筒(34)背离扭矩传感器(28)的一侧与联轴器五(38)连接，所述联轴器五(38)用于与锁机构负载端连接；编码器(32)安装在套筒(34)上，且编码器(32)与套筒(34)利用平键连接，编码器(32)的外壳固定装置安装在辅助固定架(36、37)上，辅助固定架(36、37)安装在固定平台(45)上，轴承座八(35)安装在辅助固定架(36、37)上；

锁机构安装单元包括挡块五(40)、挡块六(41)、锁机构安装底座(39)，所述挡块五(40)、挡块六(41)位于锁机构安装底座(39)相对的两边，且挡块五(40)、挡块六(41)、锁机构安装底座(39)安装在固定平台(45)上，所述锁机构安装底座(39)用于锁机构安装，使得锁机构负载端分别与光杆四(33)和联轴器五(38)连接。

2.根据权利要求1所述自动门锁机构的扭矩测试装置，其特征在于：所述磁粉制动离合器组(10)利用螺栓安装在固定平台(45)上，所述磁粉制动离合器组(10)的制动端与联轴器一(9)通过平键连接，磁粉制动离合器组(10)的离合器端与联轴器二(11)通过平键连接。

3.根据权利要求1所述自动门锁机构的扭矩测试装置，其特征在于：所述联轴器一(9)与光杆一(6)通过平键连接，联轴器二(11)与光杆二(14)通过平键连接。

4.根据权利要求1所述自动门锁机构的扭矩测试装置，其特征在于：所述底座一(3)利用螺栓安装在固定平台(45)上，所述轴承座一(4)、轴承座二(5)通过螺栓安装在底座一(3)上，光杆一(6)穿过轴承座一(4)、轴承座二(5)，光杆一(6)与轴承座一(4)之间是过盈配合，光杆一(6)与轴承座二(5)之间是过盈配合；底座二(13)利用螺栓安装在固定平台(45)上，轴承座三(12)、轴承座四(15)安装在底座二(13)上，光杆二(14)穿过轴承座三(12)、轴承座四(15)，且光杆二(14)与轴承座三(12)之间是过盈配合，光杆二(14)与轴承座四(15)之间是过盈配合。

5.根据权利要求1所述自动门锁机构的扭矩测试装置，其特征在于：扭矩传感器(28)的一端轴与联轴器三(27)通过平键连接，扭矩传感器(28)的另外一端轴与联轴器四(30)通过平键连接，所述联轴器三(27)与光杆三(23)利用平键连接，所述联轴器四(30)与光杆四(33)通过平键连接；所述步进电机(18)的电机轴与联轴器六(20)利用平键连接，联轴器六(20)与光杆三(23)利用平键连接。

6.根据权利要求1所述自动门锁机构的扭矩测试装置，其特征在于：所述轴承座六(26)、轴承座五(21)利用螺栓安装在固定平台(45)上，所述光杆三(23)穿过轴承座六(26)、轴承座五(21)，且光杆三(23)与轴承座六(26)为过盈配合，所述光杆三(23)与轴承座五(21)为过盈配合；所述光杆四(33)安装在轴承座七(31)上，轴承座七(31)利用螺栓安装在固定平台(45)上。

7.根据权利要求1所述自动门锁机构的扭矩测试装置，其特征在于：所述光杆一(6)的左端直径小，右端直径大；光杆二(14)的右端直径小，左端大；光杆三(23)的两端直径小中间尺寸大；光杆四(33)的左端直径小，右端直径大；套筒(34)的左端有二个台阶，为空心结构，外壁尺寸与轴承座八(35)轴承内圈过盈配合，且安装空心编码器(32)，空心孔径需要保证光杆四(33)正常工作而不干涉；左端第二个台阶是用于隔离左端第一个台阶，防止其与轴承有干涉；另外第一个台阶用于保证套筒(34)通过联轴器五(38)与锁机构负载端连接。