转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202021313802.5 (22)申请日 2020.07.07 (73)专利权人 武汉捷隆汽车电动转向系统有限 公司 地址 434000 湖北省荆州市沙市区开发区 沙岑路120号恒盛工业园内 (72)发明人 雷景森 (74)专利代理机构 荆州市亚德专利事务所(普 通合伙) 42216 代理人 李杰 (51)Int.Cl. G01B 21/22(2006.01) G01L 5/00(2006.01) G01L 5/22(2006.01) (54)实用新型名称 一种转向管柱检测机。

2、台的中心轴及管柱检 测装置 (57)摘要 本实用新型涉及一种检测装置， 具体涉及一 种转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置。 该装置由装夹固定台、 角度检测头和中心轴检测 头构成， 装夹固定台的一侧设置有角度检测头， 角度检测头上方设置有中心轴检测头。 该装置在 检测过程中通过角度检测头能对工件管柱的转 动角度和转动阻力及手柄的保持力进行检测， 通 过中心轴检测头能对工件中心轴的伸缩调节力 及空载力矩进行检测， 并能对各检测参数进行直 观地观察和比较， 进而能参数化且准确地对工件 质量进行检测； 解决了现有检测装置检测结果不 准确， 不能将检测过程参数化， 且劳动强度大、 工 作效率低的问题。

3、， 特别适用于转向管柱的中心轴 及管柱检测使用。 权利要求书1页 说明书5页 附图7页 CN 212109965 U 2020.12.08 CN 212109965 U 1.一种转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置， 它由装夹固定台 （1） 、 角度检测头 （2） 和中心轴检测头 （3） 构成， 装夹固定台 （1） 的一侧设置有角度检测头 （2） ， 角度检测头 （2） 上方设置有中心轴检测头 （3） ； 其特征在于： 角度检测头 （2） 由支撑座 （201） 、 推移块 （202） 、 推移块电动缸 （203） 和压力传感器 （204） 构成， 支撑座 （201） 的顶部端面上通过对称设置。

4、的 滑轨安装有推移块 （202） ； 滑轨之间的支撑座 （201） 上设置有推移块电动缸 （203） ， 推移块电 动缸 （203） 的活塞杆通过压力传感器 （204） 与推移块 （202） 固定连接。 2.根据权利要求1所述的一种转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置， 其特征在 于： 所述的支撑座 （201） 的顶部端面呈倾斜状设置。 3.根据权利要求1所述的一种转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置， 其特征在 于： 所述的中心轴检测头 （3） 由安装座 （301） 、 旋转电机 （302） 、 电机移动电动缸 （303） 、 检测 夹爪 （304） 和连接套筒 （305） 构成， 安装。

5、座 （301） 的顶部端面通过滑轨活动安装有旋转电机 （302） ， 旋转电机 （302） 一侧的安装座 （301） 上设置有电机移动电动缸 （303） ， 电机移动电动 缸 （303） 的活塞杆与旋转电机 （302） 固定连接； 旋转电机 （302） 另一侧设置有检测夹爪 （304） ， 检测夹爪 （304） 通过拉压力传感器 （306） 与旋转电机 （302） 固定连接； 检测夹爪 （304） 之间设置有连接套筒 （305） ， 连接套筒 （305） 通过扭矩传感器 （307） 与穿过拉压力传感器 （306） 的旋转电机 （302） 输出轴固定连接。 4.根据权利要求3所述的一种转向管柱检。

6、测机台的中心轴及管柱检测装置， 其特征在 于： 所述的安装座 （301） 顶部端面呈坡面状设置。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212109965 U 2 一种转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置 技术领域 0001 本实用新型涉及一种检测装置， 具体涉及一种转向管柱检测机台的中心轴及管柱 检测装置。 背景技术 0002 汽车转向管柱在总装配过程中需要对其操作性能进行确认， 以保证汽车汽车转向 管柱的质量， 为总装配过程中的一个重要工序， 在大规模的在线制造中和产品量产前期是 确保装车过程一致性的重要环节。 0003 传统检测是通过人为对转向管柱的操作性能进行重复确认， 其存在以下弊端：。

7、 1、 由于操作人员之间存在个体差异， 使检测完成的转向器管柱性能存在较大差异， 即检测结 果不准确； 2、 不能对检测性能的过程参数化， 进而不能直观地显示性能的差异； 3、 检测过程 为多工序对转向管柱性能的不同方面进行检测， 同时需反复确认， 导致劳动强度大且工作 效率较低。 发明内容 0004 本实用新型的目的是： 提供一种能将检测过程参数化， 且能有效降低劳动强度， 提 高工作效率的转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置。 0005 本实用新型的技术方案是： 0006 一种转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置， 它由装夹固定台、 角度检测头 和中心轴检测头构成， 装夹固定台的一侧设。

8、置有角度检测头， 角度检测头上方设置有中心 轴检测头； 其特征在于： 所述的角度检测头由支撑座、 推移块、 推移块电动缸和压力传感器 构成， 支撑座的顶部端面上通过对称设置的滑轨安装有推移块； 滑轨之间的支撑座上设置 有推移块电动缸， 推移块电动缸的活塞杆通过压力传感器与推移块固定连接。 0007 所述的支撑座的顶部端面呈倾斜状设置。 0008 所述的中心轴检测头由安装座、 旋转电机、 电机移动电动缸、 检测夹爪和连接套筒 构成， 安装座的顶部端面通过滑轨活动安装有旋转电机， 旋转电机一侧的安装座上设置有 电机移动电动缸， 电机移动电动缸的活塞杆与旋转电机固定连接； 旋转电机另一侧设置有 检测。

9、夹爪， 检测夹爪通过拉压力传感器与旋转电机固定连接； 检测夹爪之间设置有连接套 筒， 连接套筒通过扭矩传感器与穿过拉压力传感器的旋转电机输出轴固定连接。 0009 所述的安装座顶部端面呈坡面状设置。 0010 本实用新型的有益效果在于： 0011 该转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置在检测过程中通过装夹固定台能 方便地对工件装夹并固定， 通过角度检测头能对工件管柱的转动角度和转动阻力及手柄的 保持力进行检测， 通过中心轴检测头能对工件中心轴的伸缩调节力及空载力矩进行检测， 并能对各检测参数进行直观地观察和比较， 进而能参数化且准确地对工件质量进行检测； 解决了现有检测装置检测结果不准确， 。

10、不能将检测过程参数化， 且劳动强度大、 工作效率低 说明书 1/5 页 3 CN 212109965 U 3 的问题， 特别适用于转向管柱的中心轴及管柱检测使用。 附图说明 0012 图1是本实用新型角度检测头的结构示意图； 0013 图2是图1的右视示意图； 0014 图3是本实用新型中心轴检测头的结构示意图； 0015 图4是图3的主视示意图； 0016 图5是图3的左视示意图； 0017 图6是本实用新型的装配示意图； 0018 图7是本实用新型中心轴伸缩调节力的曲线图； 0019 图8是本实用新型中心轴空载力矩的曲线图； 0020 图9是本实用新型管柱转动阻力及转动角度的曲线图； 00。

11、21 图10是本实用新型手柄保持力的曲线图； 0022 图11是本发明中心轴与管柱间隙的曲线图。 0023 图中： 1、 装夹固定台， 2、 角度检测头， 201、 支撑座， 202、 推移块， 203、 推移块电动 缸， 204、 压力传感器， 3、 中心轴检测头， 301、 安装座， 302、 旋转电机， 303、 电机移动电动缸， 304、 检测夹爪， 305、 连接套筒， 306、 拉压力传感器， 307、 扭矩传感器， 4、 控制柜， 5、 显示屏， 6、 工件， 7、 浮动转接头。 具体实施方式 0024 该转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置由装夹固定台1、 角度检测头2和中 。

12、心轴检测头3构成， 装夹固定台1的一侧设置有角度检测头2， 角度检测头2上方设置有中心 轴检测头3； 角度检测头由支撑座201、 推移块202、 推移块电动缸203和压力传感器204构 成， 支撑座201的顶部端面呈倾斜状设置， 支撑座201的顶部端面上对称设置有滑轨， 滑轨上 活动安装有推移块202， 滑轨的作用是限制推移块202的位移， 使推移块202只能沿着滑轨运 动， 而不会在运动过程中相对于滑轨发生偏移， 而保证推移块202推动工件6的过程中对工 件6的作用力方向一致； 推移块202呈U字形， 以防止推移块202推动工件6时， 工件6与推移块 202出现相对滑动， 而不会使工件6与推。

13、移块202脱离； 滑轨之间的支撑座201上设置有推移 块电动缸203 （灵德LOE50-200-L10-P-T750W-T3-FB型） ， 推移块电动缸203的活塞杆端头与 推移块202之间设置有压力传感器204 （CAS SBA200gf型） ， 压力传感器204分别与推移块电 动缸203的活塞杆端头和推移块202固定连接， 进而使推移块电动缸203能通过压力传感器 204带动推移块202运动。 0025 中心轴检测头由安装座301、 旋转电机302、 电机移动电动缸303、 检测夹爪304和连 接套筒305构成， 安装座301顶部端面呈坡面状设置， 安装座301的顶部端面设置有滑轨， 滑 。

14、轨上活动安装有旋转电机302， 旋转电机302为伺服电机； 旋转电机302一侧的安装座301上 设置有电机移动电动缸303 （灵德LOE50-200-L10-P-T750W-T3-FB型） ， 电机移动电动缸303 的活塞杆与旋转电机302固定连接， 通过电机移动电动缸303带动旋转电机302沿着滑轨运 动； 旋转电机302另一侧设置有检测夹爪304， 旋转电机302上设置有拉压力传感器306， 拉压 力传感器306上通过气缸活动安装有检测夹爪304， 检测夹爪304通过拉压力传感器306与旋 说明书 2/5 页 4 CN 212109965 U 4 转电机302固定连接； 检测夹爪304之间。

15、设置有连接套筒305， 旋转电机302输出轴穿过拉压 力传感器306延伸至检测夹爪304之间， 延伸至检测夹爪304之间的旋转电机302输出轴端头 与连接套筒305之间设置有扭矩传感器307 （威斯特中航生产的CYB-806SB(010N.m） S1A1D1J1型扭矩检测器） ， 连接套筒305通过扭矩传感器307与穿过拉压力传感器306 （CAS SBA200gf型） 的旋转电机302输出轴固定连接。 0026 该转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置装配时， 固定安装在转向管柱检测 机台上； 转向管柱检测机台由机架、 装夹固定台1、 角度检测头2和中心轴检测头3构成， 机架 为框架体， 机。

16、架上设置有装夹固定机构1， 装夹固定台1一侧的机架上设置有角度检测头2， 角度检测头2上方的机架上设置有中心轴检测头3。 0027 机架的一侧设置有控制柜4 （BECKHOFF生产， C640型工业控制计算机） ， 控制柜4与 中心轴检测头之间的机架上设置有显示屏5， 显示屏5与控制柜4连接； 压力传感器204、 拉压 力传感器306和扭矩传感器307分别与控制柜4电连接， 压力传感器204、 拉压力传感器306和 扭矩传感器307分别将信号上传至控制柜4， 控制柜4分别对信号处理后， 分别将处理后的信 号上传至显示屏5， 并在显示屏5上显示； 推移块电动缸203、 旋转电机302和电机移动电。

17、动缸 303分别与控制柜4电连接， 推移块电动缸203、 旋转电机302和电机移动电动缸303分别受控 制柜4控制。 0028 该转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置工作时， 将工件6放置在转向管柱 操作性能检测装置的装夹固定台1上并对工件6装夹固定； 0029 工件6在装夹固定台上装夹固定台1后， 通过扳手将工件6中心轴的底端固定， 工件 6中心轴的底端固定后通过扳手在工件6中心轴连接方向盘一端端头安装浮动转接头7， 以 便于检测夹爪304和连接套筒305分别通过浮动转接头7与工件6中心轴连接； 0030 浮动转接头7安装完成后， 控制柜4启动电机移动电动缸303， 使电机移动电动缸 30。

18、3带动旋转电机302、 检测夹爪304和连接套筒305下行至控制柜4设定的检测夹爪304下行 距离， 使检测夹爪304与工件6中心轴上的浮动转接头7上端连接； 检测夹爪304下行到位后， 控制柜4控制检测夹爪304动作， 使检测夹爪304夹紧浮动转接头7； 0031 检测夹爪304夹紧浮动转接头7后， 控制柜4控制电机移动电动缸303依次通过旋转 电机302、 拉压力传感器306和检测夹爪304带动浮动转接头7上行至控制柜4设定距离， 使检 测夹爪304通过浮动转接头7带动工件6的中心轴沿轴向上行， 工件6的中心轴沿轴向上行过 程中， 拉压力传感器306检测工件6中心轴与检测夹爪304之间的拉。

19、力， 对工件6中心轴上行 时的阻力进行检测； 电机移动电动缸303带动工件6中心轴上行至控制柜4设定距离后， 控制 柜4控制电机移动电动缸303带动工件6中心轴下行， 工件6的中心轴沿轴向下行过程中， 拉 压力传感器306对工件6中心轴下行时的阻力进行检测， 通过对工件6中心轴上行和下行时 的阻力进行检测， 而对工件6中心轴的伸缩调节力进行检测； 拉压力传感器306在检测过程 中将检测信号上传至控制柜4中， 控制柜4对拉压力传感器306上传的信号处理后传递至显 示屏5， 在显示屏5上以数据表格和曲线的形式显示， 同时控制柜4在显示屏5上同步显示中 心轴伸缩调节力标准数据表格和曲线； 0032 。

20、工件6中心轴伸缩调节力检测数据和曲线在显示屏5上显示后， 对工件6中心轴伸 缩调节力的检测数据和曲线与中心轴伸缩调节力标准数据和曲线进行评估： 工件6中心轴 伸缩调节力的检测数据和曲线在中心轴伸缩调节力标准数据和曲线之间时， 评估工件6中 说明书 3/5 页 5 CN 212109965 U 5 心轴伸缩调节力为合格； 工件6中心轴伸缩调节力的检测数据和曲线部分超过或全部超过 中心轴伸缩调节力标准数据和曲线之间时， 评估工件6中心轴伸缩调节力为不合格； 0033 评估工件6中心轴伸缩调节力完成后， 通过工件6手柄将转向器管柱锁紧， 以避免 中心轴晃动； 转向器管柱锁紧后， 控制柜4控制检测夹爪。

21、304复位， 并控制旋转电机302以控 制柜4设定的转动速度逆时针转动1圈， 逆时针转动1圈完成后控制柜4控制旋转电机302以 控制柜4设定的转动速度顺时针转动1圈； 旋转电机302逆时针转动1圈和顺时针转动1圈过 程中， 旋转电机302通过扭矩传感器307带动连接套筒305转动， 进而使连接套筒305通过浮 动转接头7带动工件6中心轴逆时针转动1圈和顺时针转动1圈； 扭矩传感器307在工件6中心 轴逆时针转动1圈和顺时针转动1圈的过程中， 对工件6中心轴的转动阻力进行检测， 即对工 件6中心轴的空载力矩进行检测； 扭矩传感器307在检测过程中将检测信号上传至控制柜4 中， 控制柜4对扭矩传感。

22、器307上传的信号处理后传递至显示屏5， 在显示屏5上以数据表格 和曲线的形式显示， 同时控制柜4在显示屏5上同步显示中心轴空载力矩标准数据表格和曲 线； 0034 工件6中心轴空载力矩检测数据和曲线在显示屏5上显示后， 对工件6中心轴转动 的检测数据和曲线与中心轴空载力矩标准数据和曲线进行评估： 工件6中心轴空载力矩的 检测数据和曲线在中心轴空载力矩标准数据和曲线之间时， 评估工件6中心轴空载力矩为 合格； 工件6中心轴空载力矩的检测数据和曲线部分超过或全部超过中心轴空载力矩标准 数据和曲线之间时， 评估工件6中心轴空载力矩为不合格； 0035 评估工件6中心轴空载力矩完成后， 通过手柄将转。

23、向器管柱松开； 转向器管柱松开 后， 控制柜4控制电机移动电动缸303复位， 而使工件6上的浮动转接头7与连接套筒305脱 离； 浮动转接头7与连接套筒305脱离后， 控制柜4控制推移块电动缸203通过压力传感器204 带动推移块202上行， 使工件6的中心轴逐渐插入推移块202之间， 工件6的中心轴逐渐插入 推移块202后推移块202继续上行过程中， 推移块202推动工件6中心轴带动管柱相对于底板 转动， 压力传感器204在工件6管柱相对于底板转动过程中， 对工件6管柱的转动阻力进行检 测； 压力传感器204在检测过程中将检测信号上传至控制柜4中， 控制柜4通过压力传感器 204检测到管柱的。

24、转动阻力急剧增大时， 管柱相对于底板不能再转动， 此过程中， 推移块电 动缸203将行程数据上传至控制柜4， 控制柜4通过推移块电动缸203的行程计算管柱相对于 底板的转动角度， 而对管柱的转动角度进行检测， 即对管柱的可调节角度进行检测； 管柱的 转动阻力超过设定值时， 控制柜4控制推移块电动缸203逐渐复位， 而使推移块202复位； 推 移块202复位过程中， 管柱在工件6复位弹簧弹力作用下复位； 压力传感器204和推移块电动 缸203将数据上传至控制柜4后， 控制柜4对数据处理， 并将管柱转动角度和转动阻力数据和 曲线在显示屏5上显示， 同时同步显示管柱转动角度和转动阻力的标准数据和曲线。

25、； 0036 工件6管柱转动阻力和转动角度检测数据和曲线在显示屏5上显示后， 对工件6管 柱转动阻力和转动角度的检测数据和曲线与管柱转动阻力和转动角度标准数据和曲线进 行评估： 工件6管柱转动阻力和转动角度的检测数据和曲线在管柱转动阻力和转动角度标 准数据和曲线之间时， 评估工件6管柱转动阻力和转动角度为合格； 工件6管柱转动阻力和 转动角度的检测数据和曲线部分超过或全部超过管柱转动阻力和转动角度标准数据和曲 线之间时， 评估工件6管柱转动阻力和转动角度为不合格； 0037 管柱复位后， 通过工件6手柄将管柱锁紧， 使管柱不能再相对于底板转动； 管柱锁 说明书 4/5 页 6 CN 21210。

26、9965 U 6 紧后， 控制柜4启动推移块电动缸203， 使推移电动缸17带动推移块202上行， 在推移块202上 行过程中， 推移块202对工件6管柱施加一个向上的力， 此过程中， 压力传感器204对中心轴 对推移块202的反作用力进行检测， 即手柄对管柱的保持力进行检测； 推移块电动缸203将 行程数据上传至控制柜4， 控制柜4通过推移块202的行程计算中心轴与管柱之间的间隙， 即 对中心轴与管柱的间隙进行检测， 同时对管柱相对于手柄的位移进行检测， 控制柜4对数据 进行处理并在显示屏5上显示手柄保持力和中心轴与管柱的间隙的曲线， 同时同步显示保 持力和间隙的标准曲线； 0038 工件6。

27、手柄保持力和中心轴与管柱的间隙的检测曲线在显示屏5上显示后， 对工件 6手柄保持力的检测曲线与手柄保持力标准曲线且对中心轴与管柱的间隙的检测曲线与中 心轴与管柱的间隙的标准曲线进行评估： 工件6手柄保持力的检测曲线在手柄保持力标准 曲线之间时， 评估工件6手柄保持力为合格； 工件6手柄保持力的检测曲线部分超过或全部 超过手柄保持力标准曲线之间时， 评估工件6手柄保持力为不合格； 工件6中心轴与管柱的 间隙的检测曲线在中心轴与管柱的间隙的标准曲线之间时， 评估工件6中心轴与管柱的间 隙为合格； 工件6中心轴与管柱的间隙的检测曲线部分超过或全部超过中心轴与管柱的间 隙的标准曲线时， 评估工件6中心。

28、轴与管柱的间隙为不合格； 0039 工件6手柄保持力检测完成后， 控制柜4使推移块电动缸203复位， 推移块电动缸 203复位后， 将工件6由装夹固定台1上取下。 0040 该转向管柱检测机台的中心轴及管柱检测装置在检测过程中通过装夹固定台能 方便地对工件装夹并固定， 通过角度检测头能对工件管柱的转动角度和转动阻力及手柄的 保持力进行检测， 通过中心轴检测头能对工件中心轴的伸缩调节力及空载力矩进行检测， 并能对各检测参数进行直观地观察和比较， 进而能参数化且准确地对工件质量进行检测； 解决了现有检测装置检测结果不准确， 不能将检测过程参数化， 且劳动强度大、 工作效率低 的问题， 特别适用于转。

29、向管柱的中心轴及管柱检测使用。 说明书 5/5 页 7 CN 212109965 U 7 图1 图2 说明书附图 1/7 页 8 CN 212109965 U 8 图3 说明书附图 2/7 页 9 CN 212109965 U 9 图4 说明书附图 3/7 页 10 CN 212109965 U 10 图5 说明书附图 4/7 页 11 CN 212109965 U 11 图6 图7 说明书附图 5/7 页 12 CN 212109965 U 12 图8 图9 说明书附图 6/7 页 13 CN 212109965 U 13 图10 图11 说明书附图 7/7 页 14 CN 212109965 U 14 。