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专利号: 2020107323076
申请人: 浙江农林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于检测重卡轮毂总成启动力矩的检测机,包括底座(10)和数量为两根的轨道(11),两根轨道(11)之间滑动有输送轮毂总成的输送板(12),底座(10)上安装有支撑架(13),支撑架(13)上安装有升降装置(14),升降装置(14)上安装有伺服电机(15),伺服电机(15)的输出轴上安装有伸入到轮毂总成内圈并带动其转动的下检测头(16);其特征在于:底座(10)上竖直固定有顶升气缸(17),顶升气缸(17)的伸缩轴上固定有升降台(18),升降台(18)另外一端延伸到轨道(11)正下方,升降台(18)上固定有下检测板(19),下检测板(19)设在两条轨道(11)之间,下检测板(19)的四个端角都设有气密性检测头(20),下检测板(19)中间位置设有一个供下检测头(16)通过的通孔(191),输送板(12)下端面前端边缘处固定有RFID芯片(21),下检测板(19)所在区域的轨道(11)上安装有用于读取RFID芯片(21)的RFID芯片读取器;第二限位块(25)还包括限位推板(252),限位推板(252)垂直固定在限位推块(251)上并延伸到下检测板(19),限位推板(252)的顶端固定有朝向通孔(191)方向延伸的推块(253),推块(253)的长度大于输送板(12)宽度的1/2;两条轨道(11)之间安装有主动辊、从动辊、输送带(26)和第一电机(27),输送带(26)缠绕在主动辊和从动辊上,第一电机(27)驱动主动辊转动并带动输送带转动,输送板(12)放置在输送带(26)上,其中一条轨道(11)上安装有第二电机(28)和齿轮(29),第二电机(28)的输出轴伸入到两根轨道(11)之间并与齿轮(29)固定连接,输送板(12)下端面设有齿条(30),齿轮(29)与齿条(30)啮合并将输送板推送到下检测板(19)上;

升降装置(14)包括第一升降板(141)、第二升降板(142)和第一伸缩气缸(143),第二升降板(142)设在第一升降板(141)的正上方,第二升降板(142)上安装有减速器(22),减速器(22)通过传动轴与下检测头(16)连接,第一伸缩气缸(143)的外缸体固定在支撑架(13)上,第一伸缩气缸(143)的伸缩杆与第二升降板(142)固定连接,伺服电机(15)的壳体固定在第一升降板(141)上,伺服电机(15)的输出轴穿过第二升降板(142)与减速器(22)连接,支撑架(13)的中间位置设有升降通道(131),第一升降板(141)沿着升降通道(131)上下升降;

支撑架(13)的上端面两侧都安装有横向布置的第二伸缩气缸(23),两侧的第二伸缩气缸(23)的伸缩轴上分别固定有第一限位块(24)和第二限位块(25),第一限位块(24)为开口朝内且形状为U形的限位块,第二限位块(25)包括与第一限位块(24)形状相同的限位推块(251),第二升降板(142)上升指定位置时,两个第二伸缩气缸(23)分别推动各自的限位块相向移动并夹紧第二升降板(142);

底座(10)上固定有主机架(31),主机架(31)上安装有第三伸缩气缸(32)、滑板(33)、第四伸缩气缸(34)、上检测板(35)和用于压紧轮毂总成外圈的上检测头(36),上检测头(36)上安装有力矩传感器,第三伸缩气缸(32)的缸体安装在主机架(31)上,第三伸缩气缸(32)的伸缩杆与滑板(33)固定连接,上检测板(35)固定在滑板(33)上,第四伸缩气缸(34)安装在上检测板(35)上,第四伸缩气缸(34)的伸缩杆通过上检测板(35)与上检测头(36)固定连接,主机架(31)前端面安装有竖直布置的导轨(37),滑板(33)安装在导轨(37)上并沿着导轨(37)滑动;

下检测板(19)上的RFID芯片读取器将读取的电子标签信息编码发送给总线控制终端,信息传输过程中,信号损耗值L来判定输送板(12)与下检测板(19)之间的位置关系,信号损耗值公式如下:L=A+Blgf‑13.82lgHb‑α(Hm)+(44.9‑6.55lgHb)lgd+Cm

L为信号损耗值,单位为db;f为工作载波频率,单位为MHz;Hb为基站天线高度,单位为m;Hm为移动台天线高度,单位为m;d为输送板(12)与下检测板(19)距离;

伺服电机(15)带动下检测头(16)转动并得出轴承转速n,总线控制终端通过力矩传感器的力矩公式得出启动力矩M,启动力矩公式如下:

M=M0+M1

M1=f1P1dm

M为重卡轮毂轴承总成总启动力矩;M0为与轴承类型、转速和润滑脂性质有关的摩擦力矩;M1为与轴承载荷有关的摩擦力矩;v0为润滑剂的运动黏度;n为轴承转速;f0为与轴承类型、润滑方式有关的系数;f1为与轴承类型和载荷有关的系数;dm为轴承的节圆直径;P1为确定轴承摩擦力矩的计算载荷;

检测机包括HMI人机控制平台,总线控制终端设置在HMI人机控制平台上,HMI人机控制平台设置相关技术参数,可以模拟重卡轮毂总成道路运行状态,来检测重卡轮毂总成的启动力矩。

2.一种采用权利要求1所述的检测机检测重卡轮毂总成启动力矩的检测方法,如下步骤:

步骤a,输送重卡轮毂总成,操作人员将重卡轮毂总成放置在输送板(12)上,第一电机(27)正转动驱动输送带(26)转动,输送带(26)将输送板(12)输送到检测板所在区域;同时顶升气缸(17)启动并带动升降台(18)上升,升降台(18)带动下检测板(19)上升到与输送带(26)的上端面齐平;第二电机(28)带动齿轮(29)转动,输送板(12)通过齿轮(29)推移到下检测板(19)上;

步骤b,定位输送板,下检测板(19)上的RFID芯片读取器读取输送板(12)上的RFID芯片(21)的电子标签信息,RFID芯片读取器将电子标签信息发送给总线控制终端,总线控制终端启动安装有第二限位块(25)的第二伸缩气缸(23),第二伸缩气缸(23)带动限位推板(252)向下检测板(19)所在方向移动,推块(253)推动输送板(12),所有气密性检测头(20)都被输送板(12)覆盖,输送板(12)上的RFID芯片(21)与下检测板(19)一端两侧的气密性检测头(20)在同一直线上;

步骤c,定位重卡轮毂总成的内圈,启动第一伸缩气缸(143),第一伸缩气缸(143)带动第二升降板(142)上升到指定位置,下检测头(16)伸入到重卡轮毂总成的内圈中,启动安装有第一限位块的第二伸缩气缸(23),第二伸缩气缸(23)带动第一限位块(24)移动并夹紧第二升降板(142);

步骤d,定位重卡轮毂总成的外圈,启动第三伸缩气缸(32),第三伸缩气缸(32)带动滑板(33)向下移动,滑板(33)下降到预定位置后,停止第三伸缩气缸(32),启动第四伸缩气缸(34),第四伸缩气缸(34)带动下检测头(16)压紧重卡轮毂总成的外圈;

步骤e,检测重卡轮毂总成的启动力矩,启动伺服电机(15),伺服电机(15)带动下检测头(16)转动,下检测头(16)带动中重卡轮毂总成的内圈转动,上检测头(36)上的力矩传感器检测重卡轮毂总成的启动力矩;

步骤f,输出重卡轮毂总成,先启动安装有第一限位块(24)的第二伸缩气缸内,第二伸缩气缸(23)带动第一限位块(24)缩回,再启动安装有第二限位块(25)的第二伸缩气缸(23),第二伸缩气缸(23)带动限位推板(252) 再往下检测板(19)的方向移动,推块(253)推动输送板(12)并将其推送到齿轮(29)上,第二电机(28)带动齿轮(29)反向转动将输送板(12)输送板输送带(26)上,第一电机(27)反向转动并带动输送带(26)反向转动,输送带(26)将检测好的重卡轮毂总成输出到设备外。

3.根据权利要求2所述的采用检测机检测重卡轮毂总成启动力矩的检测方法,其特征在于:对于步骤b,下检测板(19)上的RFID芯片读取器将读取的电子标签信息编码发送给总线控制终端,信息传输过程中,信号损耗值L来判定输送板(12)与下检测板(19)之间的位置关系,信号损耗值公式如下:L=A+Blgf‑13.82lgHb‑α(Hm)+(44.9‑6.55lgHb)lgd+Cm

L为信号损耗值;f为工作载波频率;Hb为基站天线高度;Hm为移动台天线高度;d为输送板(12)与下检测板(19)距离, 常数A和B会随着频率的不同而发生变化,在车间内树木对于信号的影响为0,即Cm为0。

4.根据权利要求2所述的采用检测机检测重卡轮毂总成启动力矩的检测方法,其特征在于:对于步骤e中,伺服电机(15)带动下检测头(16)转动并得出轴承转速n,总线控制终端通过力矩传感器的力矩公式得出启动力矩M,启动力矩公式如下:M=M0+M1

M1=f1P1dm

M为重卡轮毂轴承总成总启动力矩;M0为与轴承类型、转速和润滑脂性质有关的摩擦力矩;M1为与轴承载荷有关的摩擦力矩;v0为润滑剂的运动黏度;n为轴承转速;f0为与轴承类型、润滑方式有关的系数;f1为与轴承类型和载荷有关的系数;dm为轴承的节圆直径;P1为确定轴承摩擦力矩的计算载荷。