汽車外后視鏡鏡面轉向器性能測試機系統設計

劉琳霞　沈炯　陸曄敏

摘 要：隨著社會的不斷發展，汽車已經走進了千家萬戶，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、駕駛習慣等因素，需要對外后視鏡的鏡面角度進行調整。因此，需要對鏡面轉向器的性能進行測試。亟需一種外后視鏡鏡面轉向器性能測試機，本文提出了一種通用的汽車外后視鏡鏡面轉向器性能測試機系統設計方法。

關鍵詞：鏡面轉向器 性能測試 工控機 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品開發、設計、生產。產品包括電子控制系統輸出部件（執行器）、車用電子光學器件（汽車燈具）等產品和服務。

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

2 鏡面轉向器性能測試系統測試要求

為了滿足不同類型款式的待測試鏡面轉向器，外形輪廓以及測試要求，所設計的鏡面轉向器性能測試系統需要滿足以下要求：

（1）裝載鏡面轉向器的載具，可以根據鏡面轉向器的外形輪廓進行更換;（2）本測試系統角度檢測分辨率為0.01°，數據采樣時間間隔為100ms，電流采集精度為0.01mA;（3）搭載用于角度檢測陀螺儀的機構可經過手動進行上下移動，到達與鏡面轉向器貼合位置后可鎖定位置，針對不同種類的鏡面轉向器鎖定位置可上下調節;（4）為了避免鏡面轉向器沿兩軸向運動時相互影響，在測試前需要進行水平調節，調節完畢后分別對X軸和Y軸進行單獨測試;（5）X（Y）軸正負方向的極限轉角值確定，根據0.5S內對應方向上角度變化量來確定，達到極限角度后鏡面轉向器內部離合齒輪分離，發生相對滑動，不產生角位移;（6）測試過程中產生的數據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，以備后續使用。

3 結構設計

3.1 總體設計

根據鏡面轉向器的結構特點以及性能測試工藝要求，項目組設計了圖1所示的鏡面轉向器性能測試系統測試平臺結構。待測試件放置于工件安裝座（不同外形結構的待測試鏡面轉向器需更換與之對應的工件安裝座）之上，通過牽引機構，手動移動浮動支架，使得浮臺（角度傳感器陀螺儀放置在浮臺之上）與待測試件的被測試面貼合。通過操作人員，人工操作將機構鎖定于此位置，確保后續測試過程不產生移動。

3.2 浮動支架設計

浮動支架部分，在本測試系統中實現測試臺與測試工件之間的測試表面接觸，測試的準確性與接觸面緊密程度直接相關。項目組設計了如圖2所示的結構。其中，21十字支架，22支撐框，23手柄，221活動區，222匯聚區。通過手柄實現浮動支架移動，使得浮臺與測試件貼合。

3.3 鎖定機構設計

鎖定機構是將調整到位的浮動支架固定的結構。固定后，浮臺上的陀螺儀才能準確地測試出鏡面轉向器的角度變化。項目總設計了圖3所示的結構。其中，62固定座A，63定位扣，65驅動柄，66固定座B，67固定孔。

4 控制系統設計

在進行調節測試前，需要將測試將放置于測試臺上并鎖定好。

4.1 控制要求

（1）對已放置好的鏡面轉向器進行手動調平（根據陀螺儀反饋的角度來確定），調平過程由手動測試功能實現，本功能需要包含對X軸和Y軸的分別調節，包含兩軸的正負方向，調整分辨率為0.01°;（2）待測試件調平后，可進行自動測試。測試的數據可以保存，保存的文件名由用戶輸入確定;（3）自動測試X軸過程：轉向器首先向X軸負方向的極限位置旋轉，在控制界面中有角度轉動提示，旋轉到達X軸負方向的極限位置后，顯示出此時的極限角度值，之后向X軸正方向轉動;旋轉到達X軸正方向的極限位置后，顯示出正向極限角度及X軸負方向與X軸正方向兩個極限位置的夾角，同時轉動的角速度、轉動時間、運行電流均需顯示和存儲，此時X軸方向的測試完成，需要回到調平的位置，以便進行Y軸的測試;（4）自動測試Y軸過程：轉向器首先向Y軸負方向的極限位置旋轉，在控制界面中有角度轉動提示，旋轉到達Y軸負方向的極限位置后，顯示出此時的極限角度值，之后向Y軸正方向轉動;旋轉到達Y軸正方向的極限位置后，顯示出正向極限角度及X軸負方向與X軸正方向兩個極限位置的夾角，同時轉動的角速度、轉動時間、運行電流均需顯示和存儲，此時Y軸方向的測試完成，需要回到調平的位置，完成整個自動測試過程。（5）可進行雙測試工位同時工作的設置;（6）可在軟件中查閱保存的數據資料，可根據時間進行條件篩選;（7）設置操作用戶權限，需設置登錄密碼，用戶登錄后可新建使用者并授予一定的操作權限。

4.2 控制系統主要硬件選擇

控制系統需要檢測測試過程中的轉向器電機的轉角及鏡面轉向器工作過程中的最大電流，選取對應的陀螺儀和電流傳感器進行對應物理量的采集。本系統選用工控機進行控制，控制系統硬件組成示意圖如圖4所示。

4.3 程序設計

程序流程圖如圖5所示，經過調平后，測試程序自動實現對鏡面轉向器X（Y）軸正反方向的極限轉角和最大工作電流的測試與記錄，測試過程中將產生的數據及時記錄在Excel文件中。程序設計采用Labview軟件設計，自動測試設置界面如圖6所示。

轉角采集程序Labview代碼如下：

“”

“Y-轉動角度（度）”

5 結語

系統經調試已正式投入使用中，在使用過程中系統能夠完成設計的功能。在保證耐久測試功能的前提下，系統可以遠程監控與控制方面進行提升，可讓系統更加智能和便捷。

參考文獻：

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