劉琳霞　沈炯　陸曄敏

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，汽車已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，外后視鏡作為汽車駕駛員觀察后方情況的重要部件，但由于駕駛員身高、駕駛習(xí)慣等因素，需要對(duì)外后視鏡的鏡面角度進(jìn)行調(diào)整。因此，需要對(duì)鏡面轉(zhuǎn)向器的性能進(jìn)行測試。亟需一種外后視鏡鏡面轉(zhuǎn)向器性能測試機(jī)，本文提出了一種通用的汽車外后視鏡鏡面轉(zhuǎn)向器性能測試機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：鏡面轉(zhuǎn)向器 性能測試 工控機(jī) LabVIEW

1 引言

麥格納（太倉）汽車科技有限公司，主要從事車用燈具的產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。產(chǎn)品包括電子控制系統(tǒng)輸出部件（執(zhí)行器）、車用電子光學(xué)器件（汽車燈具）等產(chǎn)品和服務(wù)。

汽車外后視鏡鏡面轉(zhuǎn)向器作為公司主要生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，在多家品牌、不同車型的汽車上被廣泛的應(yīng)用中。產(chǎn)品在出廠前要經(jīng)過性能測試，來判斷是否符合對(duì)應(yīng)客戶的質(zhì)量要求。由于涉及同類產(chǎn)品型號(hào)眾多，因此一種通用型的汽車外后視鏡鏡面轉(zhuǎn)向器（以下簡稱鏡面轉(zhuǎn)向器）性能測試機(jī)系統(tǒng)就顯得尤為迫切。本文正是在此情況下而進(jìn)行的研究。

2 鏡面轉(zhuǎn)向器性能測試系統(tǒng)測試要求

為了滿足不同類型款式的待測試鏡面轉(zhuǎn)向器，外形輪廓以及測試要求，所設(shè)計(jì)的鏡面轉(zhuǎn)向器性能測試系統(tǒng)需要滿足以下要求：

（1）裝載鏡面轉(zhuǎn)向器的載具，可以根據(jù)鏡面轉(zhuǎn)向器的外形輪廓進(jìn)行更換;（2）本測試系統(tǒng)角度檢測分辨率為0.01°，數(shù)據(jù)采樣時(shí)間間隔為100ms，電流采集精度為0.01mA;（3）搭載用于角度檢測陀螺儀的機(jī)構(gòu)可經(jīng)過手動(dòng)進(jìn)行上下移動(dòng)，到達(dá)與鏡面轉(zhuǎn)向器貼合位置后可鎖定位置，針對(duì)不同種類的鏡面轉(zhuǎn)向器鎖定位置可上下調(diào)節(jié);（4）為了避免鏡面轉(zhuǎn)向器沿兩軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)相互影響，在測試前需要進(jìn)行水平調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完畢后分別對(duì)X軸和Y軸進(jìn)行單獨(dú)測試;（5）X（Y）軸正負(fù)方向的極限轉(zhuǎn)角值確定，根據(jù)0.5S內(nèi)對(duì)應(yīng)方向上角度變化量來確定，達(dá)到極限角度后鏡面轉(zhuǎn)向器內(nèi)部離合齒輪分離，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，不產(chǎn)生角位移;（6）測試過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)既可以顯示在操作界面供操作者觀察又可以保存在電腦文件中，以備后續(xù)使用。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 總體設(shè)計(jì)

根據(jù)鏡面轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及性能測試工藝要求，項(xiàng)目組設(shè)計(jì)了圖1所示的鏡面轉(zhuǎn)向器性能測試系統(tǒng)測試平臺(tái)結(jié)構(gòu)。待測試件放置于工件安裝座（不同外形結(jié)構(gòu)的待測試鏡面轉(zhuǎn)向器需更換與之對(duì)應(yīng)的工件安裝座）之上，通過牽引機(jī)構(gòu)，手動(dòng)移動(dòng)浮動(dòng)支架，使得浮臺(tái)（角度傳感器陀螺儀放置在浮臺(tái)之上）與待測試件的被測試面貼合。通過操作人員，人工操作將機(jī)構(gòu)鎖定于此位置，確保后續(xù)測試過程不產(chǎn)生移動(dòng)。

3.2 浮動(dòng)支架設(shè)計(jì)

浮動(dòng)支架部分，在本測試系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)測試臺(tái)與測試工件之間的測試表面接觸，測試的準(zhǔn)確性與接觸面緊密程度直接相關(guān)。項(xiàng)目組設(shè)計(jì)了如圖2所示的結(jié)構(gòu)。其中，21十字支架，22支撐框，23手柄，221活動(dòng)區(qū)，222匯聚區(qū)。通過手柄實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)支架移動(dòng)，使得浮臺(tái)與測試件貼合。

3.3 鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

鎖定機(jī)構(gòu)是將調(diào)整到位的浮動(dòng)支架固定的結(jié)構(gòu)。固定后，浮臺(tái)上的陀螺儀才能準(zhǔn)確地測試出鏡面轉(zhuǎn)向器的角度變化。項(xiàng)目總設(shè)計(jì)了圖3所示的結(jié)構(gòu)。其中，62固定座A，63定位扣，65驅(qū)動(dòng)柄，66固定座B，67固定孔。

4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行調(diào)節(jié)測試前，需要將測試將放置于測試臺(tái)上并鎖定好。

4.1 控制要求

（1）對(duì)已放置好的鏡面轉(zhuǎn)向器進(jìn)行手動(dòng)調(diào)平（根據(jù)陀螺儀反饋的角度來確定），調(diào)平過程由手動(dòng)測試功能實(shí)現(xiàn)，本功能需要包含對(duì)X軸和Y軸的分別調(diào)節(jié)，包含兩軸的正負(fù)方向，調(diào)整分辨率為0.01°;（2）待測試件調(diào)平后，可進(jìn)行自動(dòng)測試。測試的數(shù)據(jù)可以保存，保存的文件名由用戶輸入確定;（3）自動(dòng)測試X軸過程：轉(zhuǎn)向器首先向X軸負(fù)方向的極限位置旋轉(zhuǎn)，在控制界面中有角度轉(zhuǎn)動(dòng)提示，旋轉(zhuǎn)到達(dá)X軸負(fù)方向的極限位置后，顯示出此時(shí)的極限角度值，之后向X軸正方向轉(zhuǎn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)到達(dá)X軸正方向的極限位置后，顯示出正向極限角度及X軸負(fù)方向與X軸正方向兩個(gè)極限位置的夾角，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)行電流均需顯示和存儲(chǔ)，此時(shí)X軸方向的測試完成，需要回到調(diào)平的位置，以便進(jìn)行Y軸的測試;（4）自動(dòng)測試Y軸過程：轉(zhuǎn)向器首先向Y軸負(fù)方向的極限位置旋轉(zhuǎn)，在控制界面中有角度轉(zhuǎn)動(dòng)提示，旋轉(zhuǎn)到達(dá)Y軸負(fù)方向的極限位置后，顯示出此時(shí)的極限角度值，之后向Y軸正方向轉(zhuǎn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)到達(dá)Y軸正方向的極限位置后，顯示出正向極限角度及X軸負(fù)方向與X軸正方向兩個(gè)極限位置的夾角，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)行電流均需顯示和存儲(chǔ)，此時(shí)Y軸方向的測試完成，需要回到調(diào)平的位置，完成整個(gè)自動(dòng)測試過程。（5）可進(jìn)行雙測試工位同時(shí)工作的設(shè)置;（6）可在軟件中查閱保存的數(shù)據(jù)資料，可根據(jù)時(shí)間進(jìn)行條件篩選;（7）設(shè)置操作用戶權(quán)限，需設(shè)置登錄密碼，用戶登錄后可新建使用者并授予一定的操作權(quán)限。

4.2 控制系統(tǒng)主要硬件選擇

控制系統(tǒng)需要檢測測試過程中的轉(zhuǎn)向器電機(jī)的轉(zhuǎn)角及鏡面轉(zhuǎn)向器工作過程中的最大電流，選取對(duì)應(yīng)的陀螺儀和電流傳感器進(jìn)行對(duì)應(yīng)物理量的采集。本系統(tǒng)選用工控機(jī)進(jìn)行控制，控制系統(tǒng)硬件組成示意圖如圖4所示。

4.3 程序設(shè)計(jì)

程序流程圖如圖5所示，經(jīng)過調(diào)平后，測試程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡面轉(zhuǎn)向器X（Y）軸正反方向的極限轉(zhuǎn)角和最大工作電流的測試與記錄，測試過程中將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及時(shí)記錄在Excel文件中。程序設(shè)計(jì)采用Labview軟件設(shè)計(jì)，自動(dòng)測試設(shè)置界面如圖6所示。

轉(zhuǎn)角采集程序Labview代碼如下：

“”

“Y-轉(zhuǎn)動(dòng)角度（度）”

5 結(jié)語

系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試已正式投入使用中，在使用過程中系統(tǒng)能夠完成設(shè)計(jì)的功能。在保證耐久測試功能的前提下，系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制方面進(jìn)行提升，可讓系統(tǒng)更加智能和便捷。

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