汽车安全带卷收器检测机及带敏、车敏、角敏的检测方法与流程

1.本发明涉及一种汽车安全带卷收器检测机，本发明还涉及一种汽车安全带卷收器带敏、车敏、角敏的检测方法，属于安全带检测设备技术领域。


背景技术：

2.目前很多汽车安全带的卷收器的生产厂家在卷收器制造完成以后，需要对卷收器的车敏、带敏以及角敏参数进行测试，用来判断安全带的卷收器是否合格。
3.国内目前绝大部分的生产厂家的一般的做法是使用基于plc的设备，通过plc控制伺服电机，让伺服电机拖动安全带的安全带，以一定的速度进行测试卷收器对于加速度的响应情况，这样的机构设计存在致命的缺点就是plc的数据采样率低，抓取信号的及时性根本不能完全模拟撞车时的速度和状态，这样造成在plc的系统下测试出来的结果往往是滞后的和不精确的，尤其是卷收器的加速度以及锁止距离的检测，测试出来的精度往往达不到精准的要求。


技术实现要素：

4.本发明的首要目的在于，提供一种汽车安全带卷收器检测机，可以克服现有技术中存在的问题，提高卷收器的锁止加速度及锁止距离的检测精度。
5.为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车安全带卷收器检测机，包括机架，所述机架上安装有卷收器控制机构和安全带控制机构，所述卷收器控制机构包括x轴平移机构、a轴摆动机构和b轴旋转机构，卷收器固定在b轴旋转机构上，b轴旋转机构支撑在a轴摆动机构上，a轴摆动机构支撑在x轴平移机构上，安全带从卷收器中引出后由安全带控制机构夹持并驱动前进。
6.进一步的，所述x轴平移机构包括x轴导轨、平移连接板和直线电机，所述平移连接板的背面靠近上下两端的位置分别设置有分散的两块通过滑块，上端的两块滑块和下端的两块滑块中分别水平贯穿支撑在所述x轴导轨上，所述直线电机的滑动体固定在平移连接板的背面中部，所述x轴导轨及直线电机的导向杆均固定在所述机架上。
7.进一步的，所述a轴摆动机构包括角度伺服电机和a轴摇板，所述角度伺服电机固定在所述平移连接板的背面，角度伺服电机的输出轴穿过平移连接板与所述a轴摇板的背面中部相连，所述a轴摇板的正面下部设有两块平行向前延伸的b轴支架，所述b轴支架的前端上部固定设置有水平铺设的b轴底板。
8.进一步的，所述b轴旋转机构包括模具旋转伺服电机和l形支架，所述模具旋转伺服电机固定在所述b轴底板的下方，模具旋转伺服电机的输出轴向上穿过b轴底板与所述l形支架的横板底部相连，所述l形支架的竖板上设有可固定卷收器的卷收器卡座。
9.进一步的，所述a轴摇板的正面上部固定有向前伸出的导向杆，所述导向杆的前端安装有第一导向轮，所述安全带控制机构包括轴线与第一导向轮平行的第二导向轮、压轮、主动轮和从动轮，安全带从第一导向轮引出后依次绕包在第二导向轮和主动轮上，所述压
轮位于第二导向轮与主动轮之间且压轮下方设有水平的限位底板，所述压轮受控于第一气缸且从上方将安全带限位在限位底板上使安全带呈u形；从动轮受控于第二气缸且从上方将安全带压紧在主动轮上，主动轮的轮轴后端由动力源驱动，所述动力源固定在电机安装板上，所述电机安装板通过固定板固定在机架上。
10.进一步的，所述第一气缸的缸体底部固定在气缸安装板上，气缸安装板的后端固定在所述电机安装板上，第一气缸的活塞杆下端固定连接在压轮顶板的前部，压轮顶板的后部连接有压轮导向杆，压轮导向杆的上端从气缸安装板的导向孔中穿过，所述压轮的轮轴两端通过支耳固定在压轮顶板的底部；所述电机安装板的上部安装有c型光电，压轮导向杆升起时触发c型光电发讯。
11.进一步的，所述主动轮的外侧设有安全带收集盒，所述机架的上部安装有显示屏，机架的前侧设有启动检测的按键。
12.本发明的另一个目的在于，提供一种基于汽车安全带卷收器检测机的带敏检测方法，可以克服现有技术中存在的问题，提高卷收器带敏检测时锁止加速度及锁止距离的检测精度。
13.为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：一种基于汽车安全带卷收器检测机的带敏检测方法，包括如下步骤：a1.将安全带从卷收器中引出，依次从第一导向轮、第二导向轮和主动轮的顶部绕过；a2.控制系统进行初始化，并控制第一气缸的活塞杆伸出，压轮向下将第二导向轮与主动轮之间的安全带限位在限位底板上；a3.第二气缸的活塞杆伸出，使从动轮将安全带压紧在主动轮上；a4.动力源以设定的加速度驱动主动轮转动，使安全带从静止状态加速到设定加速度，然后安全带保持在设定加速度下做恒加速运动；a5.如果在设定加速度下触发了卷收器的锁止，使安全带无法继续拉出时，安全带收紧，使压轮上浮，压轮导向杆升起触发c型光电，控制系统得到安全带被锁止的信号，并记录安全带被锁止时的加速度值；控制系统实时读取动力源的编码器信号，计算出安全带从静止到锁止的距离，锁止距离与锁止加速度在显示屏上显示；如果在设定加速度下没有触发卷收器的锁止，则进入a6；a6.控制系统实时读取动力源的编码器信号，计算出安全带从静止启动后运动距离已达设定距离值时，测试过程结束，记录该加速度下安全带没有实现锁止并显示。
14.本发明的又一个目的在于，提供一种基于汽车安全带卷收器检测机的车敏检测方法，可以克服现有技术中存在的问题，提高卷收器车敏检测时锁止加速度及锁止距离的检测精度。
15.为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车安全带卷收器检测机的车敏检测方法，包括如下步骤：b1.将安全带从卷收器中引出，依次从第一导向轮、第二导向轮和主动轮的顶部绕过；b2.控制系统进行初始化，并控制第一气缸的活塞杆伸出，压轮向下将第二导向轮与主动轮之间的安全带限位在限位底板上；
b3.第二气缸的活塞杆伸出，使从动轮将安全带压紧在主动轮上，且动力源保持不动；b4.直线电机以设定的加速度拉安全带，使安全带从静止状态加速到设定加速度，然后安全带保持在设定加速度下做恒加速运动；b5.如果在设定加速度下触发了卷收器的锁止，使安全带无法继续拉出时，安全带收紧，使压轮上浮，压轮导向杆升起触发c型光电，控制系统得到安全带被锁止的信号，并记录安全带被锁止时的加速度值；控制系统实时读取直线电机的光栅尺反馈的位置信号，计算出安全带从静止到锁止的距离，锁止距离与锁止加速度在显示屏上显示；如果在设定加速度下没有触发卷收器的锁止，则进入b6；b6.控制系统实时读取直线电机的光栅尺反馈的位置信号，计算出安全带从静止启动后运动距离已达设定距离值时，测试过程结束，记录该加速度下安全带没有实现锁止并显示。
16.本发明的再一个目的在于，提供一种基于汽车安全带卷收器检测机的角敏检测方法，可以克服现有技术中存在的问题，提高卷收器角敏检测时锁止加速度及锁止距离的检测精度。
17.为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车安全带卷收器检测机的角敏检测方法，包括如下步骤：c1.将安全带从卷收器中引出，依次从第一导向轮、第二导向轮和主动轮的顶部绕过；c2.控制系统进行初始化，并控制第一气缸的活塞杆伸出，压轮向下将第二导向轮与主动轮之间的安全带限位在限位底板上；c3.角度伺服电机驱动a轴摇板摆动一定角度，使卷收器摆动至设定倾斜角度后固定不动；c4.第二气缸的活塞杆伸出，使从动轮将安全带压紧在主动轮上；然后动力源以设定的加速度驱动主动轮转动，使安全带从静止状态加速到设定加速度，然后安全带保持在设定加速度下做恒加速运动；c5.如果在设定加速度下触发了卷收器的锁止，使安全带无法继续拉出时，安全带收紧，使压轮上浮，压轮导向杆升起触发c型光电，控制系统得到安全带被锁止的信号，并记录安全带被锁止时的加速度值和角度值；控制系统实时读取动力源的编码器信号，计算出安全带从静止到锁止的距离，锁止角度、锁止距离与锁止加速度在显示屏上显示；如果在设定加速度下没有触发卷收器的锁止，则进入c6；c6.控制系统实时读取动力源的编码器信号，计算出安全带从静止启动后运动距离已达设定距离值时，测试过程结束，记录该角度及加速度下安全带没有实现锁止并显示；c7.更新设定倾斜角度，重复步骤c3至c6，直至完成所有设定倾斜角度的检测。
18.本发明的有益效果是：本发明集车敏、带敏和角敏检测于一体，卷收器及安全带夹持一次，即可模拟汽车行进过程中安全带卷收器的实际工作状态，实现对不同要求不同参数的检测，检测的顺序和品种根据需要设置，操作方便，检测效率高，结果精确。
附图说明
19.图1是本发明的立体图一；图2是本发明的立体图二；图3是本发明的立体图三；图4是本发明的控制原理图。
20.图中：1、机架，2、直线电机，3、平移连接板，4、滑块，5、x轴导轨，6、角度伺服电机，7、a轴摇板，8、b轴支架，9、b轴底板，10、模具旋转伺服电机，11、l形支架，12、卷收器卡座，13、卷收器，14、安全带，15、第一导向轮，16、第二导向轮，17、第一气缸，18、气缸安装板，19、压轮，20、压轮顶板，21、压轮导向杆，22、限位底板，23、气缸罩壳，24、动力源，25、电机安装板，26、主动轮，27、从动轮，28、第二气缸，29、安全带收集盒，30、c型光电，31、显示屏，32、按键；33、固定板。
具体实施方式
21.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
22.如图1至图3所示，本发明的汽车安全带卷收器检测机，包括机架1，机架1上安装有卷收器控制机构和安全带控制机构，卷收器控制机构包括x轴平移机构、a轴摆动机构和b轴旋转机构，卷收器13固定在b轴旋转机构上，b轴旋转机构支撑在a轴摆动机构上，a轴摆动机构支撑在x轴平移机构上，安全带14从卷收器13中引出后由安全带控制机构夹持并驱动前进。卷收器13自身可以实现三轴运动，安全带控制机构配合卷收器13的动作，对安全带14进行牵引、加速、横加速度、锁止等动作，满足车敏、带敏和角敏不同检测状态的需求。
23.x轴平移机构包括x轴导轨5、平移连接板3和直线电机2，平移连接板3的上下两端分别通过滑块4支撑在x轴导轨5上，直线电机2的滑动体固定在平移连接板3的背面中部，x轴导轨5及直线电机2的导向杆均固定在机架1上。车敏检测时，基于工业控制计算机的本设备控制软件通过对ni7344运动控制板卡的驱动并控制直线电机2进行x轴运动，直线电机2驱动平移连接板3横向平移，平移连接板3上下两端的滑块4沿x轴导轨5滑行，可以确保平移连接板3沿x轴运动。平移连接板3移动的同时，承载其上的a轴摆动机构和b轴旋转机构跟随平移。
24.a轴摆动机构包括角度伺服电机6和a轴摇板7，角度伺服电机6固定在平移连接板3的背面，角度伺服电机6的输出轴穿过平移连接板3与a轴摇板7的背面中部相连，a轴摇板7的正面下部设有向前延伸的b轴支架8，b轴支架8的前端上部固定有b轴底板9。角度伺服电机6可以驱动a轴摇板7绕角度伺服电机6输出轴的轴线摆动，摆动角度通常是在
±
10
°
~
±
27
°
的范围内可以任意设定。a轴摇板7摆动时，其上的b轴支架8及b轴底板9承载b轴旋转机构同步摆动。
25.b轴旋转机构包括模具旋转伺服电机10和l形支架11，模具旋转伺服电机10固定在b轴底板9的下方，模具旋转伺服电机10的输出轴向上穿过b轴底板9与l形支架11的横板底部相连，l形支架11的竖板上设有可固定卷收器13的卷收器卡座12。模具旋转伺服电机10可以驱动l形支架11绕模具旋转伺服电机10输出轴的轴线转动，安装在l形支架11上的卷收器卡座12带动卷收器13进行角度的变换，可以转动0
°
、90
°
、180
°
、270
°
、360
°
等，可以根据产品
设定不同的象限，实现了机构安装的角度不受限制，在四个象限内中任意角度进行检测，在进行车敏、带敏和角敏检测之前，首先将模具转动客户想要的角度，然后进行相应测试。
26.a轴摇板7的正面上部固定有向前伸出的导向杆，导向杆的前端安装有第一导向轮15，安全带控制机构包括轴线与第一导向轮15平行的第二导向轮16、压轮19、主动轮26和从动轮27，安全带14从第一导向轮15引出后依次绕包在第二导向轮16和主动轮26上，压轮19位于第二导向轮16与主动轮26之间，且压轮19的下方设有水平的限位底板22用于限定压轮19的下限位置，压轮19受控于第一气缸17且从上方将安全带14限位在限位底板22上使安全带14呈u形。
27.安全带14从卷收器13引出并绕过第一导向轮15后，呈水平状态，再从第二导向轮16的顶部绕过，然后从主动轮26与从动轮27之间穿过，第一气缸17的活塞杆向下伸出，驱动压轮19从第二导向轮16与主动轮26之间的位置压下，将安全带14限位在限位底板22上，安全带14呈现出u形绕包状态。
28.从动轮27受控于第二气缸28且从上方将安全带14压紧在主动轮26上，主动轮26的轮轴后端由动力源24驱动，动力源24固定在电机安装板25上，动力源24的上下两侧均设有固定板33，电机安装板25通过固定板33固定在机架1上。第一气缸17及第二气缸28的外侧设有气缸罩壳23。动力源24为伺服电机或其它驱动装置。
29.当第二气缸28的活塞杆向下伸出，驱动从动轮27下行，将安全带14压紧在主动轮26上时，如果动力源24驱动主动轮26转动，则主动轮26与从动轮27即可共同夹持安全带14前进，避免安全带14在主动轮26上打滑。主动轮26的外侧设有安全带收集盒29，主动轮26拉出的安全带14落入安全带收集盒29中。前轮过程中，如果卷收器13发生锁止，则主动轮26至卷收器13之间的安全带14紧绷，安全带14的张力将压轮19向上升起，由此可判断出已触发卷收器锁止。
30.如果在从动轮27压紧状态下，动力源24保持不动，则安全带14被主动轮26与从动轮27夹持不动，直线电机2可以动作，从卷收器13一端牵拉安全带14，进行车敏测试。
31.第一气缸17的缸体底部固定在气缸安装板18上，气缸安装板18的后端固定在电机安装板25上，第一气缸17的活塞杆下端固定连接在压轮顶板20的前部，压轮顶板20的后部连接有压轮导向杆21，压轮导向杆21的上端从气缸安装板18的导向孔中穿过，压轮19的轮轴两端通过支耳固定在压轮顶板20的底部；电机安装板25的上部安装有c型光电30，压轮导向杆21升起时触发c型光电30发讯。
32.压轮导向杆21与第一气缸17的活塞杆相平行且同步动作，第一气缸17的活塞杆伸出时，驱动压轮顶板20下行，压轮顶板20带动压轮19同步下行，此时压轮导向杆21在气缸安装板18的导向孔中向下滑动，保证压轮顶板20及压轮19沿第一气缸活塞杆的轴线浮动，防止出现歪斜。当第一气缸17的活塞杆缩回时，其下端牵引压轮顶板20及压轮19上行，压轮顶板20带动压轮导向杆21向上升起，压轮导向杆21的上端触发c型光电30发讯，控制系统即得知压轮19已被动升起，从而判断出卷收器13已触发锁止。
33.机架1的上部安装有显示屏30，用于显示各个阶段的加速度，同时显示锁止的加速度、距离及角度等，便于操作人员实时观看。
34.如图4所示，控制系统包括控制计算机、第一控制板卡和第二控制板卡，第一控制板卡的型号为pci7344，用于接收控制计算机的指令并控制第一气缸17、第二气缸28、直线
电机2、动力源24和模具旋转伺服电机10的动作。第二控制板卡的型号为pci6320，用于接收角度伺服电机6和动力源24的编码器反馈信号、直线电机2的光栅尺反馈的位置信号，并发送给控制计算机。
35.本发明基于汽车安全带卷收器检测机的带敏检测方法，包括如下步骤：a1.将安全带14从卷收器13中引出，依次从第一导向轮15、第二导向轮16和主动轮26的顶部绕过；a2.按下机架前侧的按键32，控制计算机、第一控制板卡和第二控制板卡进行初始化，第一控制板卡控制第一气缸17的活塞杆伸出，压轮19向下将第二导向轮16与主动轮26之间的安全带14限位在限位底板22上；a3.第一控制板卡控制第二气缸28的活塞杆伸出，使从动轮27将安全带14压紧在主动轮26上；a4.第一控制板卡控制动力源24以设定的加速度驱动主动轮26转动，使安全带14从静止状态加速到设定加速度，然后安全带14保持在设定加速度下做恒加速运动；a5.如果在设定加速度下触发了卷收器13的锁止，使安全带14无法继续拉出时，安全带14收紧，使压轮19上浮，压轮导向杆21升起触发c型光电30，控制计算机得到安全带14被锁止的信号，并记录安全带14被锁止时的加速度值；第二控制板卡实时读取动力源24的编码器信号发送给控制计算机，控制计算机计算出安全带从静止到锁止的距离，锁止距离与锁止加速度在显示屏30上显示；如果在设定加速度下没有触发卷收器13的锁止，则进入a6；a6.第二控制板卡实时读取动力源24的编码器信号发送给控制计算机，控制计算机计算出安全带14从静止启动后运动距离已达设定距离值例如为50mm时，测试过程结束，记录该加速度下安全带14没有实现锁止并在显示屏30上显示。
36.本发明汽车安全带卷收器检测机的车敏检测方法，包括如下步骤：b1.将安全带14从卷收器13中引出，依次从第一导向轮15、第二导向轮16和主动轮26的顶部绕过；b2.按下机架前侧的按键32，控制计算机、第一控制板卡和第二控制板卡进行初始化，第一控制板卡控制第一气缸17的活塞杆伸出，压轮19向下将第二导向轮16与主动轮26之间的安全带14限位在限位底板22上；b3.第一控制板卡控制第二气缸28的活塞杆伸出，使从动轮27将安全带14压紧在主动轮26上，且动力源24保持不动；b4.第一控制板卡控制直线电机2以设定的加速度拉安全带14，使安全带14从静止状态加速到设定加速度，然后安全带14保持在设定加速度下做恒加速运动；b5.如果在设定加速度下触发了卷收器13的锁止，使安全带14无法继续拉出时，安全带14收紧，使压轮19上浮，压轮导向杆21升起触发c型光电30，控制计算机得到安全带14被锁止的信号，并记录安全带14被锁止时的加速度值；第二控制板卡实时读取直线电机2的光栅尺反馈的位置信号发送给控制计算机，控制计算机计算出安全带14从静止到锁止的距离，锁止距离与锁止加速度在显示屏30上显示；如果在设定加速度下没有触发卷收器13的锁止，则进入b6；b6.第二控制板卡实时读取直线电机2的光栅尺反馈的位置信号并发送给控制计
算机，控制计算机计算出安全带14从静止启动后运动距离已达设定距离值例如为50mm时，测试过程结束，记录该加速度下安全带14没有实现锁止并显示。
37.本发明汽车安全带卷收器检测机的角敏检测方法，包括如下步骤：c1.将安全带14从卷收器13中引出，依次从第一导向轮15、第二导向轮16和主动轮26的顶部绕过；c2.按下机架前侧的按键32，控制计算机、第一控制板卡和第二控制板卡进行初始化，第一控制板卡控制第一气缸17的活塞杆伸出，压轮19向下将第二导向轮16与主动轮26之间的安全带14限位在限位底板22上；c3.第一控制板卡控制角度伺服电机6驱动a轴摇板7摆动一定角度，摆动角度通常是在
±
10
°
~
±
27
°
的范围内可以任意设定，使卷收器13摆动至设定倾斜角度后固定不动；c4.第一控制板卡控制第二气缸28的活塞杆伸出，使从动轮27将安全带14压紧在主动轮26上；然后动力源24以设定的加速度驱动主动轮26转动，使安全带14从静止状态加速到设定加速度，然后安全带14保持在设定加速度下做恒加速运动；c5.如果在设定加速度下触发了卷收器13的锁止，使安全带14无法继续拉出时，安全带14收紧，使压轮19上浮，压轮导向杆21升起触发c型光电30，控制计算机得到安全带14被锁止的信号，并记录安全带14被锁止时的加速度值和角度值；第二控制板卡实时读取动力源24的编码器信号发送给控制计算机，控制计算机计算出安全带从静止到锁止的距离，锁止角度、锁止距离与锁止加速度在显示屏30上显示；如果在设定加速度下没有触发卷收器13的锁止，则进入c6；c6.第二控制板卡实时读取动力源24的编码器信号发送给控制计算机，控制计算机计算出安全带14从静止启动后运动距离已达设定距离值例如为50mm时，测试过程结束，记录该角度及加速度下安全带14没有实现锁止并显示；c7.更新设定倾斜角度，重复步骤c3至c6，直至完成所有设定倾斜角度的检测。
38.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
39.本技术中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
40.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。