[發明專利]一種轉向管柱間隙的檢測機構及其檢測方法

在審

• 申請號: 201410287337.5
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN105222743A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 李正剛;范衛國;何徐敏;朱琳光;呂輝;高敏;章旦軼
• 申請（專利權）人: 杭州新松機器人自動化有限公司
• 主分類號: G01B21/16
• 分類號: G01B21/16
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 徐麗

1.一種轉向管柱間隙的檢測機構，其特征在于：包括機架、驅動機構、電磁離合器(3)、扭矩傳感器(4)、位移傳感器(5)、轉向管柱下夾具(6)及轉向管柱上夾具(8)，其中驅動機構安裝在機架的底部，所述驅動機構的輸出端依次連接有電磁離合器(3)、扭矩傳感器(4)及轉向管柱下夾具(6)，所述位移傳感器(5)設置于機架上、并與扭矩傳感器(4)上側的傳動軸相對應，所述機架的上端沿豎直方向設有滑軌，所述轉向管柱上夾具(8)滑動連接在所述滑軌上、并與轉向管柱下夾具(6)相對應，待檢測轉向管柱安裝在轉向管柱下夾具(6)和轉向管柱上夾具(8)之間。

2.按權利要求1所述的轉向管柱間隙的檢測機構，其特征在于：所述機架上設有上夾具升降機構(7)，所述上夾具升降機構(7)與轉向管柱上夾具(8)連接、并驅動轉向管柱上夾具(8)上下移動。

3.按權利要求2所述的轉向管柱間隙的檢測機構，其特征在于：所述上夾具升降機構(7)包括螺紋連接的絲杠和螺母，所述絲杠的兩端沿豎直方向轉動安裝在機架上，所述螺母與轉向管柱上夾具(8)固接。

4.按權利要求3所述的轉向管柱間隙的檢測機構，其特征在于：所述絲杠上設有手輪，通過手輪轉動絲杠旋轉，從而實現轉向管柱上夾具(8)的上、下移動。

5.按權利要求1所述的轉向管柱間隙的檢測機構，其特征在于：所述驅動機構包括伺服電機(1)和行星減速器(2)，所述伺服電機(1)安裝在機架的底部、并輸出端與行星減速器(2)連接，所述行星減速器(2)與電磁離合器(3)連接。

6.按權利要求1所述的轉向管柱間隙的檢測機構，其特征在于：所述位移傳感器(5)與傳動軸上設有的擺桿相對應。

7.按權利要求1所述的轉向管柱間隙的檢測機構的檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

將轉向管柱兩端的其中一端固定，另一端通過伺服電機(1)傳遞扭矩；

通過扭矩傳感器(4)和位移傳感器(5)實時采集轉向管柱一端的扭矩和位移值；

繪制位移和扭矩的關系曲線；

采用最小二乘法作出擬合曲線；

通過擬合曲線來得出轉向管柱的間隙。

8.按權利要求7所述的轉向管柱間隙的檢測方法，其特征在于：所述通過扭矩傳感器(4)和位移傳感器(5)實時采集轉向管柱一端的扭矩和位移值，過程為：

伺服電機(1)帶動轉向管柱正轉，直至扭矩加載至所需扭矩；

伺服電機(1)反轉，扭矩反向加載至所需扭矩。

9.按權利要求7所述的轉向管柱間隙的檢測方法，其特征在于：所述采用最小二乘法作出擬合曲線，包括：

根據所述關系曲線在第一象限的一段正轉曲線，采用最小二乘法，作出正轉擬合直線；

根據所述關系曲線在第三象限的一段反轉曲線，采用最小二乘法，作出反轉擬合直線。

10.按權利要求7所述的轉向管柱間隙的檢測方法，其特征在于：所述通過擬合曲線來得出轉向管柱的間隙，具體為：

將正轉擬合直線平移，并與正轉曲線的在扭矩、位移均為負值的象限部分相切，得出正轉擬合直線的相切線；將反轉擬合直線平移，并與正轉曲線在扭矩、位移均為正值的象限部分相切，得出反轉擬合直線的相切線；

計算正轉擬合直線和正轉擬合直線的相切線的間距，及位移傳感器(5)取值時的擺桿位置，通過弦角計算，即可以得出轉向管柱的正向間隙角；

計算反轉擬合直線和反轉擬合直線的相切線的間距，及位移傳感器(5)取值時的擺桿位置，通過弦角計算，即可以得出轉向管柱的反向間隙角；

所述弦角計算的公式為：

а＝arctan(A/L)

其中：а為間隙角，A為擬合直線和相切線之間的間隙值，L為機構傳動中心至位移傳感器測量桿中心之間的距離。