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基本信息
- 項目名稱：
- 基于加速度的轎車車門關(guān)閉速度的測試與評價系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品綜合了加速度數(shù)據(jù)采集、USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷鄠€模塊，實現(xiàn)了對轎車車門關(guān)閉時的各項性能參數(shù)進(jìn)行測試分析，以減少認(rèn)為誤判。并提供數(shù)據(jù)庫以及統(tǒng)計功能，可針對車型和車門做進(jìn)一步的分析，以作為品質(zhì)管理與日后工程調(diào)整的依據(jù)。本作品成本低廉，體積外形輕巧，攜帶方便。 本系統(tǒng)已經(jīng)成功地被神龍汽車有限公司采用，在整車測試車間對雪鐵龍系列和標(biāo)致系列車型的車門質(zhì)量進(jìn)行檢測和評估。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品以USB控制芯片CY7C64613為基礎(chǔ)，利用美國ICsensors公司的加速度傳感器M_3145對車門關(guān)閉時的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，上位機(jī)軟件對運(yùn)動力學(xué)過程進(jìn)行分析，得到車門在關(guān)閉的止位點前50毫米處的速度，進(jìn)而得到車門關(guān)閉過程中的各項運(yùn)動力學(xué)特性參數(shù)。 系統(tǒng)設(shè)計原理是通過牛頓的經(jīng)典運(yùn)動力學(xué)原理建立數(shù)學(xué)模型，利用對加速度——時間曲線的反演積分和一系列處理最終得到所需數(shù)據(jù)，同時可實時顯示測試結(jié)果、評價等級以及扣分情況，并且可以存儲并建立數(shù)據(jù)庫以備查詢使用，以及輸出綜合了不同車型車門質(zhì)量的評估報表。 系統(tǒng)綜合了加速度傳感器數(shù)據(jù)采集、實時系統(tǒng)處理、數(shù)據(jù)存儲與分析等技術(shù)，具有高精度測量、實時性、快速分析、可存儲和測試簡單等特點，而且相比于其他同類產(chǎn)品價格低廉，穩(wěn)定性高，系統(tǒng)設(shè)備組成簡單：一個主機(jī)箱和一個加速度傳感器，使用方便，操作容易。上位機(jī)軟件利用Delphi編程，界面清晰友好，功能強(qiáng)大，并且可以對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析評價，還有存儲和查詢功能。 本作品可以廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)和汽車產(chǎn)品監(jiān)督檢測部門。 作品特點如下: A.可計算車門關(guān)閉速度以及各項運(yùn)動力學(xué)特性參數(shù) B.系統(tǒng)實時顯示／儲存實時曲線圖 C.測試數(shù)據(jù)存至數(shù)據(jù)庫，提供統(tǒng)計功能，針對車型與車門做進(jìn)一步的分析，作為品質(zhì)管理與日后工程調(diào)整的依據(jù) D.傳感器具磁性座，直接吸附無需安裝 E.可分析并產(chǎn)生評價等級和扣分情況等 F.可自行判斷車門關(guān)閉是否成功
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 對于轎車而言，車門關(guān)閉時的運(yùn)動力學(xué)參數(shù)直接關(guān)系到整車的舒適性和安全性。 本作品以USB控制芯片CY7C64613為基礎(chǔ)，利用美國ICsensor公司的加速度傳感器M_3145對車門關(guān)閉時的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，上位機(jī)軟件對運(yùn)動力學(xué)過程進(jìn)行分析，得到車門在關(guān)閉的止位點前50毫米處的速度，進(jìn)而得到車門關(guān)閉過程中的各項運(yùn)動力學(xué)特性參數(shù)。其原理是通過牛頓的經(jīng)典運(yùn)動力學(xué)原理建立數(shù)學(xué)模型，利用對加速度——時間曲線的反演積分和一系列處理最終得到所需數(shù)據(jù)。同時可通過USB接口在上位機(jī)軟件上實時顯示測試結(jié)果。 設(shè)計創(chuàng)新點： 1）利用牛頓經(jīng)典運(yùn)動力學(xué)原理建立數(shù)學(xué)模型，通過加速度與力的相關(guān)性，準(zhǔn)確地測量車門關(guān)閉的運(yùn)動力學(xué)過程中各項性能參數(shù)。 2）采用Delphi可視化編程軟件進(jìn)行應(yīng)用軟件的開發(fā)，界面友好。 3）USB系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，速度快，穩(wěn)定性高。 作品的技術(shù)關(guān)鍵為加速度的測量，數(shù)據(jù)的傳輸和評價系統(tǒng)的設(shè)計，有以下特點： A.可計算車門關(guān)閉速度以及各項動力學(xué)特性參數(shù) B.系統(tǒng)實時顯示／儲存實時曲線圖 C.測試數(shù)據(jù)存至數(shù)據(jù)庫，提供統(tǒng)計功能，作為品質(zhì)管理與日后工程調(diào)整的依據(jù) D.傳感器具磁性座，直接吸附無需安裝 E.可分析并產(chǎn)生評價等級和扣分情況等 F.可自行判斷車門關(guān)閉是否成功 本作品可以達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo)： 數(shù)據(jù)顯示時延：實時 數(shù)據(jù)傳輸方式：USB 準(zhǔn)確度：>90% 工作溫度:-20℃—75℃
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 在目前出現(xiàn)的各種測量技術(shù)中，已有兩種比較成熟的轎車車門關(guān)閉性能測試系統(tǒng)：一種是由步進(jìn)電機(jī)控制的測試系統(tǒng)，系統(tǒng)由于存在機(jī)電運(yùn)動控制系統(tǒng)，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障，不易檢修，并且維護(hù)費(fèi)用很高。另一種是采用半導(dǎo)體激光器作為點光源, 記錄激光束依次通過車門某點的時間間隔, 測出車門速度, 進(jìn)而計算出車門軸鎖系統(tǒng)的性能參數(shù)。但是該系統(tǒng)要求有一定的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，而且能被有效接收的光斑與激光器間的距離需在一定范圍內(nèi), 在此范圍外的光斑不能參與測量，缺乏穩(wěn)定性。而本作品運(yùn)用了牛頓定律的經(jīng)典運(yùn)動學(xué)原理，以加速度與力的相關(guān)性建立簡單易懂的數(shù)學(xué)模型，以高精度的加速度傳感器作為數(shù)據(jù)采集裝置，通過高速USB數(shù)據(jù)傳輸， 比較理想的得到了車門關(guān)閉運(yùn)動力學(xué)過程的相關(guān)參數(shù)。設(shè)計實現(xiàn)方便簡單，成本低廉，有效地避免了上述兩種方式的性能缺陷。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品于09年舉行的省‘挑戰(zhàn)杯’大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲得一等獎，得到業(yè)內(nèi)專家的高度評價。 中國科學(xué)院巖土力學(xué)研究所責(zé)任研究員、湖北儀器儀表學(xué)會副理事長，武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院劉明貴教授對本作品的評價為：該作品結(jié)合市場需求與國內(nèi)實情，運(yùn)用信息處理技術(shù)設(shè)計新型機(jī)械制造與生產(chǎn)中的測試儀器設(shè)備，具有明顯的產(chǎn)品開發(fā)前景。 湖北省機(jī)械工程學(xué)會副理事長兼秘書長陳萬誠對本作品的評價為：該作品成功地將信息技術(shù)的方法應(yīng)用到機(jī)械制造與生產(chǎn)中，制作了一套獨(dú)有的車門關(guān)閉速度的測試設(shè)備。該設(shè)備避免了現(xiàn)有設(shè)備的性能缺陷，具有明顯的產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用前景。 武漢自動化學(xué)會副理事長漆正林對本作品的評價為：該作品結(jié)合市場需求，利用牛頓經(jīng)典運(yùn)動力學(xué)原理建立簡單實用的數(shù)學(xué)模型，解決了測試難題。運(yùn)用了多種弱電模式，以及編程技術(shù)，思路清晰，設(shè)計合理，有廣闊的市場前景。
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 隨著經(jīng)濟(jì)與科技的迅速發(fā)展，國內(nèi)轎車產(chǎn)銷量逐年增長，09年第一季度國產(chǎn)轎車銷售近140萬輛。在每年產(chǎn)銷量巨大的轎車市場里，如何制造出質(zhì)量更好的轎車，是轎車生產(chǎn)商的一個挑戰(zhàn)。車門作為車身的一部分，發(fā)揮著它特有的功能，是非常重要的部件。 轎車車門關(guān)閉速度測試與評價系統(tǒng)在汽車制造工業(yè)中有著很大的發(fā)展空間，具有廣闊的市場前景。一方面便于車門設(shè)計工程師們收集相關(guān)數(shù)據(jù)資料，建立經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫，提高我國汽車工業(yè)發(fā)展水平和轎車的質(zhì)量。另一方面可進(jìn)行轎車出廠前的性能檢測，以便制造出讓客戶感覺舒適滿意的車門。 本作品綜合了加速度傳感器數(shù)據(jù)采集、實時系統(tǒng)處理、數(shù)據(jù)存儲與分析等技術(shù)，具有高精度測量、實時性、快速分析等特點，而且相比于其他同類產(chǎn)品價格低廉，穩(wěn)定性高，系統(tǒng)設(shè)備組成簡單，采用USB供電，無需其他電源。本作品可以廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)和汽車產(chǎn)品監(jiān)督檢測部門。 本作品已經(jīng)成功地被神龍汽車有限公司采用，在整車測試車間對雪鐵龍系列和標(biāo)致系列車型的車門質(zhì)量進(jìn)行檢測和評估。
同類課題研究水平概述
- 目前出現(xiàn)的各種測量技術(shù)中，已有兩種比較成熟的轎車車門關(guān)閉性能測試系統(tǒng)：一種是由步進(jìn)電機(jī)控制的測試系統(tǒng)，系統(tǒng)由于存在機(jī)電運(yùn)動控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障，不易檢修，并且維護(hù)費(fèi)用很高。另一種是采用半導(dǎo)體激光器作為點光源，記錄激光束依次通過車門某點的時間間隔，測出車門速度，進(jìn)而計算出車門軸鎖系統(tǒng)的性能參數(shù)。但是該系統(tǒng)要求有一定的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，而且能被有效接收的光斑與激光器間的距離需在一定范圍內(nèi)，在此范圍外光斑不能參與測量，缺乏穩(wěn)定性。 本文設(shè)計的系統(tǒng)是基于加速度的轎車車門關(guān)閉速度測試與評價系統(tǒng)。它以USB控制芯片CY7C64613為基礎(chǔ)，利用美國ICsensor公司的加速度傳感器M_3145對車門關(guān)閉時的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，上位機(jī)軟件對運(yùn)動力學(xué)過程進(jìn)行分析，得到車門在關(guān)閉的止位點前50毫米處的速度，進(jìn)而得到車門關(guān)閉過程中的各項運(yùn)動力學(xué)特性參數(shù)。其原理是通過牛頓的經(jīng)典運(yùn)動力學(xué)原理建立數(shù)學(xué)模型，利用對加速度——時間曲線的反演積分和一系列處理最終得到所需數(shù)據(jù)，同時可通過USB接口在計算機(jī)后臺軟件上實時顯示測試結(jié)果、評價等級以及扣分情況，并且可以存儲并建立數(shù)據(jù)庫以備查詢使用，以及輸出綜合了不同車型車門質(zhì)量的評估報表。本系統(tǒng)綜合了加速度傳感器數(shù)據(jù)采集、實時系統(tǒng)處理、數(shù)據(jù)存儲與分析等技術(shù)，具有高精度測量、實時性、快速分析、可存儲和測試簡單等特點，可以廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)和汽車產(chǎn)品監(jiān)督檢測部門。 本系統(tǒng)已經(jīng)成功地被神龍汽車有限公司采用，在整車測試車間對雪鐵龍系列和標(biāo)致系列車型的車門質(zhì)量進(jìn)行檢測和評估。 該系統(tǒng)有以下優(yōu)點： (1)價格低廉。 (2)USB采集和傳輸系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，使用方便。 (3)上位機(jī)軟件，界面友好清晰，操作容易，功能強(qiáng)大，可對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析評價，并且能夠存儲和查詢。 (4)可以對固件進(jìn)行升級，方便地優(yōu)化系統(tǒng)。 (5)采集和傳輸測試數(shù)據(jù)速度快。 (6)設(shè)備便攜性好，以USB供電，不需要其他電源。 (7)系統(tǒng)設(shè)備組成簡單，維護(hù)方便。
