一种汽车座椅水平驱动器自动夹装故障检测机构

摘要

本发明公开了一种汽车座椅水平驱动器自动夹装故障检测机构。现有汽车座椅水平驱动器检测技术有待改进。本发明包括机构底板、电机安装支架、第一滑块、线性滑动导轨、限位传感器、传动横板、驱动电机、电机轴套支架、HDM齿轮箱自动夹装装置、HDM丝杠自动夹装装置和大头丝杠支座；HDM齿轮箱自动夹装装置包括夹装安装底板、夹装电机、线性滑轨、HDM齿轮箱夹具、连接板、第二滑块、安装底座、丝杠、弹簧支座、缓冲弹簧和法兰；HDM丝杠自动夹装装置包括汽缸、汽缸杆、小头丝杠支座压板、小头丝杠支座和小头丝杠支座顶板。本发明对操作人员技术要求低，通过振动夹具放大故障信号，保证检测质量，且不会对HDM机构造成损坏。

说明书

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种自动夹装故障检测装置，特别涉及汽车座椅水平驱动器的自动夹装故障检测机构。

技术背景

汽车座椅水平驱动器(HDM，horizontal drive mechanism)是一种将驱动电机的回转运动转化为汽车座椅滑轨线性运动从而实现座椅位置前后调节的机构。由于其零件加工、装配误差、齿面上有磕碰或毛刺等原因，导致少部分产品在汽车座椅运行过程中产生异常打点噪声，一旦被安装在滑轨上之后，HDM受系统的影响，敲击信号得到放大，即使在较嘈杂的环境中调节座椅时都能清晰地听到，且由于制造误差HDM的尺寸有一定的尺寸误差不利于故障检测。由于座椅是汽车中最重要的安全部件之一，不允许单独更换滑轨，一旦有质量问题，必须更换整椅。因此，这类缺陷产生的后果将给供应商带来巨大的经济和信誉的损失。大多数的汽车零部件生产厂商都用人工听声方法来判断是否存在敲击声。由于制造厂家和中间商乃至终端客户，对噪音都采取主观检测，没有一致性的工程上标准，因此导致很多合格产品被误判不良。人工判别方法因为人为主观判断产品质量不仅使产品的成本增加，而且增加了产品的误判和误收的概率，无法适应汽车座椅水平驱动器的快速检测，非常不利于汽车座椅水平驱动器的质量检测。

为此设计出一种既要满足各环节人员对于汽车座椅水平驱动器质量检测的要求，简化技术要求，降低成本，又要能操作灵活，使用方便，且不会对HDM本身产生损坏的检测装置非常重要。

发明内容

本发明目的是针对现有检测方法与技术的不足，提供一种机构简单、适用于HDM快速夹装拆卸的故障检测机构，操作方便，能快速、可靠地检测HDM，对HDM不产生损坏。

本发明具体解决其技术问题所采取的解决方案是：

本发明包括机构底板、电机安装支架、第一滑块、线性滑动导轨、限位传感器、传动横板、驱动电机、电机轴套支架、HDM齿轮箱自动夹装装置、HDM丝杠自动夹装装置和大头丝杠支座。两根线性滑动导轨平行固定在机构底板上，每根线性滑动导轨均与第一滑块构成滑动副；每根线性滑动导轨两端均设有限位传感器；所述传动横板的两端与两根线性滑动导轨上的第一滑块固定；电机安装支架固定在传动横板上；驱动电机固定在电机安装支架上，驱动电机的输出轴通过轴套支承在电机轴套支架上，电机轴套支架固定在传动横板上；所述的HDM齿轮箱自动夹装装置包括夹装安装底板、夹装电机、线性滑轨、HDM齿轮箱夹具、连接板、第二滑块、安装底座、丝杠、弹簧支座、缓冲弹簧和法兰。夹装安装底板固定在传动横板上；两根线性滑轨平行固定在夹装安装底板上；每根线性滑轨两端与两块第二滑块构成滑动副；HDM齿轮箱夹具呈L形；两个HDM齿轮箱夹具的水平臂与其中一根线性滑轨上的两块第二滑块分别固定，另一根线性滑轨上的两块第二滑块均固定有安装底座；HDM齿轮箱夹具顶部设有振动传感器；每个安装底座与对应端HDM齿轮箱夹具的竖直臂通过连接板连接；两个安装底座的内端均固定弹簧支座；两个弹簧支座上均套置缓冲弹簧，且其中一个弹簧支座内端面固定压力传感器；两个HDM齿轮箱夹具关于驱动电机输出轴的中心轴线对中，两个弹簧支座关于驱动电机输出轴的中心轴线对中；两块连接板中部均固定法兰；两个法兰均与丝杠构成螺旋副，且两个法兰的螺纹旋向相反；夹装电机驱动丝杠转动。

设计HDM齿轮箱夹具，使得HDM齿轮箱夹具的固有频率达到HDM齿轮箱的故障信号频率的0.5至1.4，对所采集故障信号起放大作用，即使HDM齿轮箱的故障信号传递率T达到最大值。HDM齿轮箱的故障信号传递率T计算如下：

$>\left|T\right|=\frac{\sqrt{1+\frac{1}{Q^2}{\left(\frac{f}{f_0}\right)}^2}}{\sqrt{{[1-{\left(\frac{f}{f_0}\right)}^2]}^2+\frac{1}{Q^2}{\left(\frac{f}{f_0}\right)}^2}}$>

式中，f为故障信号的频率，Q为阻尼比，HDM齿轮箱夹具的固有频率为：

$>f_0=\frac{1}{2\pi }\sqrt{k/M}=\frac{1}{4\pi }\frac{t}{l^2}\sqrt{E/\rho }$>

式中，k为HDM齿轮箱夹具的当量弹性系数，M为HDM齿轮箱夹具的等效质量；t为HDM齿轮箱夹具的竖直臂厚度，l为HDM齿轮箱夹具的竖直臂高度，E和ρ分别HDM齿轮箱夹具的杨氏模量和材料密度。

所述的HDM丝杠自动夹装装置包括汽缸、汽缸杆、小头丝杠支座压板、小头丝杠支座和小头丝杠支座顶板。所述的汽缸固定在机构底板上；汽缸的汽缸杆与小头丝杠支座固定；两块小头丝杠支座压板与小头丝杠支座两侧构成滑动副，且均固定在机构底板上；小头丝杠支座顶板固定在机构底板上，对小头丝杠支座起轴向限位作用。大头丝杠支座固定在机构底板上，且与小头丝杠支座同轴。

所述的驱动电机、夹装电机和汽缸均由控制系统控制，限位传感器、振动传感器和压力传感器将检测到的信号传给控制系统。

本发明结构能简单、紧凑，制造和操作方便、可靠，对操作人员技术要求低，且通过振动夹具对故障信号进行了放大，便于故障信号测量，保证检测质量的同时不会对HDM机构造成损坏。

附图说明

图1是本发明的整体结构立体图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明中HDM齿轮箱自动夹装装置的结构示意图；

图4是本发明中HDM丝杠自动夹装装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1、图2、图3和图4所示，一种汽车座椅水平驱动器自动夹装故障检测机构，包括机构底板1、电机安装支架2、第一滑块3、线性滑动导轨4、限位传感器5、传动横板6、驱动电机、电机轴套支架7、HDM齿轮箱自动夹装装置8、HDM丝杠自动夹装装置9和大头丝杠支座11。两根线性滑动导轨4平行固定在机构底板1上，每根线性滑动导轨4均与第一滑块3构成滑动副；每根线性滑动导轨4两端均设有限位传感器5；传动横板6的两端与两根线性滑动导轨4上的第一滑块3固定；电机安装支架2固定在传动横板6上；驱动电机固定在电机安装支架2上，驱动电机的输出轴通过轴套支承在电机轴套支架7上，电机轴套支架7固定在传动横板6上；HDM齿轮箱自动夹装装置8包括夹装安装底板81、夹装电机82、线性滑轨83、HDM齿轮箱夹具84、连接板85、第二滑块86、安装底座87、丝杠88、弹簧支座89、缓冲弹簧810和法兰811。夹装安装底板81固定在传动横板6上；两根线性滑轨83平行固定在夹装安装底板81上；每根线性滑轨83两端与两块第二滑块86构成滑动副；HDM齿轮箱夹具84呈L形；两个HDM齿轮箱夹具84的水平臂与其中一根线性滑轨83上的两块第二滑块86分别固定，另一根线性滑轨83上的两块第二滑块86均固定有安装底座87；HDM齿轮箱夹具84顶部设有振动传感器；每个安装底座87与对应端HDM齿轮箱夹具84的竖直臂通过连接板85连接；两个安装底座87的内端均固定弹簧支座89；两个弹簧支座89上均套置缓冲弹簧810，且其中一个弹簧支座89内端面固定压力传感器；两个HDM齿轮箱夹具84关于驱动电机输出轴的中心轴线对中，两个弹簧支座89关于驱动电机输出轴的中心轴线对中；两块连接板85中部均固定法兰811；两个法兰811均与丝杠88构成螺旋副，且两个法兰811的螺纹旋向相反；夹装电机82驱动丝杠88转动。

HDM齿轮箱夹具84根据随机振动原理、HDM齿轮箱尺寸以及齿轮箱故障频率设计，使得HDM齿轮箱夹具84的固有频率达到HDM齿轮箱的故障信号频率的0.5至1.4，对所采集故障信号起放大作用，即使HDM齿轮箱的故障信号传递率T达到最大值。HDM齿轮箱的故障信号传递率T计算如下：

$>\left|T\right|=\frac{\sqrt{1+\frac{1}{Q^2}{\left(\frac{f}{f_0}\right)}^2}}{\sqrt{{[1-{\left(\frac{f}{f_0}\right)}^2]}^2+\frac{1}{Q^2}{\left(\frac{f}{f_0}\right)}^2}}$>

式中，f为故障信号的频率，Q为阻尼比，HDM齿轮箱夹具84的固有频率为：

$>f_0=\frac{1}{2\pi }\sqrt{k/M}=\frac{1}{4\pi }\frac{t}{l^2}\sqrt{E/\rho }$>

式中，k为HDM齿轮箱夹具84的当量弹性系数，M为HDM齿轮箱夹具84的等效质量；t为HDM齿轮箱夹具84的竖直臂厚度，l为HDM齿轮箱夹具84的竖直臂高度，E和ρ分别HDM齿轮箱夹具84的杨氏模量和材料密度。

HDM丝杠自动夹装装置9包括汽缸91、汽缸杆92、小头丝杠支座压板93、小头丝杠支座94和小头丝杠支座顶板95。汽缸91固定在机构底板1上；汽缸91的汽缸杆92与小头丝杠支座94固定；两块小头丝杠支座压板93与小头丝杠支座94两侧构成滑动副，且均固定在机构底板1上；小头丝杠支座顶板95固定在机构底板1上，对小头丝杠支座94起轴向限位作用。大头丝杠支座11固定在机构底板1上，且与小头丝杠支座94同轴。

驱动电机、夹装电机82和汽缸91均由控制系统控制，限位传感器5、振动传感器和压力传感器将检测到的信号传给控制系统。

该汽车座椅水平驱动器自动夹装故障检测机构的工作原理：

对HDM进行质量检测时，首先HDM齿轮箱10置于HDM齿轮箱夹具84之间，并与驱动电机的输出轴连接；松开小头丝杠支座94顶部螺栓，汽缸杆92带动小头丝杠支座94向后移动，将丝杠小头与小头丝杠支座94安装孔对心，丝杠大头与大头支座95安装孔对心，拧紧大头丝杠支座11顶部螺栓，汽缸杆92带动小头丝杠支座94向前移动至小头丝杠支座顶板95，拧紧小头丝杠支座94顶部螺栓，完成丝杠夹装。然后，夹装电机82正转，驱动丝杠88带动法兰811，从而通过连接板85带动HDM齿轮箱夹具84和安装底座87对HDM齿轮箱进行夹紧，当压力传感器的压力达到5N时自动关闭夹装电机82，完成自动夹紧。最后驱动电机正转驱动HDM齿轮箱10带动传动横板6及其上的零件正向运动，HDM齿轮箱夹具84上的振动传感器进行HDM齿轮箱10正转数据采集；当传动横板6抵达限位传感器时，驱动电机反转驱动HDM齿轮箱带动传动横板及其上零件反向运动，HDM齿轮箱夹具84上的振动传感器进行反转数据采集；当传动横板6抵达限位传感器时驱动电机停止，完成HDM故障检测数据采集。松开HDM齿轮箱，松开HDM丝杠，取下HDM，等待下次检测。