[发明专利]一种机动车方向盘力角仪自动校准装置及方法

摘要

本发明公开了一种机动车方向盘力角仪自动校准装置及方法，满足计量校准规程关于转向力校准的同时，也可进行对转向角的校准。仪器由转向角校准单元和转向力校准单元两部分组成，两个部分都各自包含电源模块、信号处理模块、控制模块以及执行模块。克服了原有设备只能校准转向力而无法校准转向角的缺点，改进了转向力校准的方式，减小了人工操作的工作量。采用高精度标准测力传感器、高精度绝对式编码器、三级信号处理、RS485通讯电路以及细分驱动器，控制系统的信号调理范围较大，信号放大电路线性度、重复性好，信号调理精度高，自动控制步进电机精确稳定，减少了人为干预下的手动校准过程中存在的不确定因素，提高了校准结果的精度。

主权项

一种机动车方向盘力角仪自动校准装置，其特征在于：该校准装置由转向角校准单元和转向力校准单元两部分组成，转向角校准单元为封闭的仪器箱，仪器箱内包括步进电机(216)、步进电机驱动器(204)、锂电池(206)、转向角控制PCB板(203)以及液晶显示器b(201)，仪器箱体外包括齿轮传动机构、编码器(215)、转向角控制矩阵按键(202)、托盘(211)、挡板(208)、上卡扣(209)、下卡扣(210)，齿轮传动机构包括电机齿轮(214)和编码器齿轮(213)；步进电机(216)的输出轴与电机齿轮(214)连接，托盘(211)通过刚性联轴器与电机齿轮(214)连接；电机齿轮(214)与编码器齿轮(213)相啮合，编码器齿轮(213)的转轴上设有编码器(215)；挡板(208)设置在托盘(211)的一侧，挡板(208)上设有上卡扣(209)、下卡扣(210)；方向盘检测仪固定在托盘(211)上，在测转向力的时候，上卡扣(209)和下卡扣(210)用以卡住托盘(211)上的方向盘检测仪；液晶显示器b(201)、锂电池(206)、步进电机驱动器(204)、转向角控制矩阵按键(202)和编码器(215)均与转向角控制PCB板(203)连接；步进电机(216)通过齿轮传动机构咬合与编码器(215)实现同步异向转动，编码器(215)采集到实时的转角值并反馈给控制电路，控制电路通过对比反馈值与设定值决定步进电机(216)的下一步动作，整个校准过程由转向角控制矩阵按键(202)实现；在转向角测量过程中只需将被检方向盘固定于托盘(211)上，按下转向角控制矩阵按键(202)上的50°、180°、720°和1080°相应测量点，然后对比转向角校准单元和被检方向盘力角仪的转向角示值完成校准；转向力校准单元包括控制箱体(105)、支撑底座(106)、丝杠传动机构(107)；控制箱体(105)上设有调节电阻(101)、液晶显示器a(102)、转向力控制矩阵按键(103)、转向力校准单元总电源开关(104)，调节电阻(101)与液晶显示器a(102)和转向力控制矩阵按键(103)连接，转向力校准单元总电源开关(104)与转向力控制矩阵按键(103)连接；控制箱体(105)、丝杠传动机构(107)均安装在支撑底座(106)上；丝杠传动机构(107)的丝杠与驱动电机的输出轴通过弹性联轴器进行连接构成动力来源，丝杠与丝杠推板通过螺母进行紧固，丝杠推板与传感器推板通过四根光轴进行连接和紧固，丝杠螺母运动后带动丝杠推板沿四根光轴进行往复运动，进而带动传感器推板往复运动，钢丝绳通孔(108)设置在支撑底座(106)的末端，测力传感器与钢丝绳的一端连接，钢丝绳穿过钢丝绳通孔(108)后与托盘(211)相连接；转向力控制矩阵按键(103)通过调节电阻(101)实现对驱动电机的转矩大小控制，在20Nm、40Nm、60Nm、80Nm、100Nm五个测量点处对比方向盘力角仪的示值完成校准。