汽車后視鏡疲勞測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

杜海興，陳娟，李玉杰

(1.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)汽車與交通學(xué)院，天津 300222;2.天津職業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院，天津 300410；3.銘信(天津)汽車技術(shù)服務(wù)有限公司,天津 300450)

0 引言

汽車后視鏡是汽車重要的零件，影響汽車的行駛安全。汽車后視鏡可靠性檢測(cè)已經(jīng)成為國(guó)家強(qiáng)制的檢測(cè)項(xiàng)目，通過檢測(cè)可以評(píng)估汽車后視鏡的可靠性及進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)[1]。

現(xiàn)有的汽車后視鏡耐久檢測(cè)設(shè)備，在檢測(cè)時(shí)多將后視鏡基座進(jìn)行固定，而后用撥桿、撥輪反復(fù)撥動(dòng)后視鏡外殼，進(jìn)而達(dá)到反復(fù)折疊汽車后視鏡檢測(cè)其折疊耐久的效果。但是上述檢測(cè)設(shè)備存在以下缺陷：無論現(xiàn)有技術(shù)中的撥桿、撥輪在撥動(dòng)后視鏡殼體時(shí)會(huì)發(fā)生輕微撞擊，該輕微撞擊將傳至后視鏡的旋轉(zhuǎn)軸上，導(dǎo)致其檢測(cè)的折疊耐久的精度下降，另一方面反復(fù)碰撞后視鏡殼體會(huì)在殼體表面留下擦痕，破壞車漆的完整性，文中的設(shè)計(jì)方案可以解決撥桿撥輪與后視鏡殼體的撞擊摩擦問題，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。

1 試驗(yàn)臺(tái)的整體設(shè)計(jì)

汽車后視鏡旋轉(zhuǎn)疲勞檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)由機(jī)架、后視鏡夾緊和角度調(diào)節(jié)裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)，擺角檢測(cè)裝置和顯示裝置等組成。擺角檢測(cè)裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制單元和固定連接汽車后視鏡基座的傾角調(diào)節(jié)裝置安裝在機(jī)架上。擺角檢測(cè)裝置包括電機(jī)、曲柄及驅(qū)動(dòng)箱，其中電機(jī)固裝在機(jī)架上，且電機(jī)的輸出軸通過曲柄與驅(qū)動(dòng)箱的底板周向旋轉(zhuǎn)限位并徑向滑動(dòng)配合連接，如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)臺(tái)整體布局

傾角調(diào)節(jié)裝置由鉸裝板及對(duì)稱設(shè)置在鉸裝板兩端的立板，其中立板均豎直固裝在機(jī)架的頂面上，且立板的上部均加工有弧形限位長(zhǎng)孔，疲勞試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)需要更不夠規(guī)格后視鏡時(shí)，調(diào)節(jié)鉸裝板的角度可以避免檢測(cè)中的運(yùn)動(dòng)干涉，提高了設(shè)備的通用性。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元包括固裝在機(jī)架上的固定板，該固定板上固裝有控制器；控制器與電機(jī)及計(jì)數(shù)傳感器電連接。曲柄包括水平桿及垂直桿，其中水平桿的一端與電機(jī)的輸出軸固定連接，且水平桿的中部制出有沿電機(jī)的輸出軸徑向延伸的自適應(yīng)長(zhǎng)孔；垂直桿的頂部與驅(qū)動(dòng)箱的底板固定連接，垂直桿的底部向下穿透自適應(yīng)長(zhǎng)孔并與自適應(yīng)長(zhǎng)孔的內(nèi)壁滑動(dòng)配合連接。

2 驅(qū)動(dòng)夾具設(shè)計(jì)

驅(qū)動(dòng)夾具安裝在曲柄上，驅(qū)動(dòng)箱內(nèi)的發(fā)泡膠層與后視鏡殼體產(chǎn)生撓性連接，更接近人手驅(qū)動(dòng)后視鏡的真實(shí)場(chǎng)景，提高了檢測(cè)的精準(zhǔn)性，驅(qū)動(dòng)箱的頂部開設(shè)有發(fā)泡膠添加口，驅(qū)動(dòng)箱的內(nèi)壁上貼覆有防粘薄膜層；防粘薄膜層包覆的驅(qū)動(dòng)箱內(nèi)部填裝有彈性支撐汽車后視鏡的發(fā)泡膠層。驅(qū)動(dòng)箱的一側(cè)壁上鉸裝連接有密封門，且驅(qū)動(dòng)箱的另一側(cè)壁上制出有穿裝汽車后視鏡并與汽車后視鏡外壁密封連接的密封孔，如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)臺(tái)夾緊裝置

3 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該實(shí)驗(yàn)裝置主要包括驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)，其中硬件部分由電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊、編碼器，檢測(cè)控制模塊、霍爾傳感器和顯示裝置等組成[2]。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊發(fā)出指令控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)曲柄驅(qū)動(dòng)后視鏡夾擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸上的編碼器監(jiān)測(cè)后視鏡的實(shí)時(shí)位置，利用霍爾傳感器記錄后視鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)并控制電機(jī)換向，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通過顯示單元顯示出來[3]。系統(tǒng)整體框圖如圖3所示。

圖3 驅(qū)動(dòng)控制及檢測(cè)原理

4 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用單片機(jī)作為主控芯片，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先進(jìn)行初始化，初始化之后進(jìn)行霍爾檢測(cè)，檢測(cè)后視鏡是靠近霍爾元件，若經(jīng)過則系統(tǒng)進(jìn)入中斷，后視鏡耐疲勞實(shí)驗(yàn)次數(shù)加1。打開電機(jī)的開關(guān)，設(shè)置檢測(cè)速度，單片機(jī)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)，確定后視鏡的位置，單片機(jī)依次往復(fù)循環(huán)[4]，如圖4所示。

圖4 軟件設(shè)計(jì)框圖

5 結(jié)束語

汽車后視鏡旋轉(zhuǎn)疲勞檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)研制完成后，首先作為檢測(cè)設(shè)備投入到日常的檢測(cè)工作中，該試驗(yàn)臺(tái)可對(duì)不同型號(hào)尺寸的汽車后視鏡殼體進(jìn)行緩沖夾裝，有效解決了檢測(cè)設(shè)備與后視鏡殼體的撞擊及摩擦問題，避免撞擊及摩擦對(duì)檢測(cè)精度及車漆的不利影響，廣泛適用于各型號(hào)汽車后視鏡的旋轉(zhuǎn)耐久檢測(cè)。該設(shè)計(jì)即解決了電機(jī)的輸出軸與后視鏡的轉(zhuǎn)軸不同軸的旋轉(zhuǎn)自鎖問題，也避免了試驗(yàn)臺(tái)上的任何結(jié)構(gòu)與后視鏡殼體發(fā)生撞擊，其檢測(cè)精度明顯高于現(xiàn)有技術(shù)，且不會(huì)破壞車漆，是一種具有較高創(chuàng)造性的汽車后視鏡旋轉(zhuǎn)疲勞檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，為產(chǎn)品質(zhì)量提升及質(zhì)量監(jiān)管提供技術(shù)支撐，且能促進(jìn)我國(guó)汽車傳動(dòng)部件產(chǎn)品由維修市場(chǎng)轉(zhuǎn)向配套市場(chǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)，從而提高我國(guó)汽車傳動(dòng)部件產(chǎn)品質(zhì)量水平，增強(qiáng)其在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。