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汽车内饰件操作力测试系统
2020-06-20 15:23:02· 来源：中汽中心空气动力学实验室
中汽中心工程院从德国引进高自由度六轴机器人测量试验台，构建了汽车内饰件操作力测试系统可对汽车按钮、翘板、旋钮、拨杆等类型开关进行力、位移曲线的测量，还
中汽中心工程院从德国引进高自由度六轴机器人测量试验台，构建了汽车内饰件操作力测试系统可对汽车按钮、翘板、旋钮、拨杆等类型开关进行力、位移曲线的测量，还可对出风口拨片开关、拨片刚度以及其它内饰件刚度进行测量。该测试系统具有测量范围广、精度高、再现性强等特点，能够为企业相关零部件研发与分析、企业标准完善、对标研究、产品质量控制与提升等环节提供可靠的客观数据支持。其测量数据的分析还可与主观评价相结合，实现对汽车相关性能更为准确，全面的把控与评价，助力于企业快速实现车辆内部操作件触感及品质的提升。
图1 汽车内饰件操作力测试系统价值链
图2 操作力测试系统测量试验台
测试系统技术参数：
1)机器人臂展：713mm
2)机器人最大移动速度：9300mm/s
3)机器人重复定位精度：±0.02mm
4)力传感器测量范围：力：0-240N 扭矩：0-5Nm
5)力传感器精度：最小力精度：0.025N 最小扭矩精度：0.00075Nm
测试能力：
1.按钮开关操作力测量：
机器人测量试验台可对按钮开关的操作力进行测量。使用触觉工具沿按钮运动行程方向按压，测得力/位移曲线，通过数据处理模块分析获得峰值行程感、峰谷行程感、力感、档位感和回弹力感等数据。
图3 按钮操作力测量状态
我们的优势：
· 高自由度六轴机器人通过基准定位可完全按照按钮运动行程进行测量，测量结果更加精准。
· 完整的数据采集分析模块可为按钮的使用手感提升提供更全面直观的数据支持。
图4 按键力-位移曲线
2.旋钮开关操作力测量
机器人测量试验台可对旋钮开关的操作力进行测量。配备不同尺寸夹爪实现多种直径旋钮旋转力/位移曲线测量，通过数据处理模块分析得到旋转扭矩峰值及峰值偏差等数据，为旋钮操作手感评价提供可靠的客观数据。
图5 旋钮操作力测量状态
我们的优势：
· 通过基准定位，传感器校准及重力补偿等方式准确找到各类型旋钮的旋转轴，保证测量结果的精确性。
· 高自由度机器人可以对不同行程范围的旋钮进行测量，保证了测量结果的完整性。
· 可测量具有四方向拨动功能类型的旋钮。
图6 旋钮力矩-角度曲线
3.旋钮框量测量
机器人测量试验台可对旋钮框量进行测量。使用触觉工具对旋钮进行多角度的框量测量，从而获得旋钮径向框量雷达图。多种尺寸的触觉工具可以对不同尺寸的旋钮进行更准确地框量测量，直接生成框量雷达图，使测量数据更加直观。
图7 旋钮框量测量状态
图8 旋钮框量雷达图
4.升降器开关操作力测量
机器人测量试验台可对升降器开关的操作力进行测量。首先使用触觉工具模拟人手操作升降器开关时的弧线运动轨迹，然后沿该运动轨迹进行操作力测量，保证测量结果的精确性。
图9 机器人测量试验台
我们的优势：
· 利用多点定位法拟合升降器类开关的运动轨迹，使测量过程更为贴近真实的人手操作动作。
· 沿拟合的弧线轨迹测量全行程操作力的大小，使测量结果更为全面精准。
图10 升降器扣手力-角度曲线
5.拨杆类开关操作力测量
机器人测量试验台可对拨杆类开关进行测量，首先通过视觉相机对拨杆某一特征点跟踪拍摄获得拨杆运动轨迹，再使用触觉工具沿该轨迹拨动拨杆，并获取运动过程中拨动力/位移数据。通过数据分析为拨杆类开关的操作手感评价提供客观数据。
图11 拨杆类开关操作力测量状态
我们的优势：
· 高自由度机器人及自由组合夹具可完成传统测量方法难以做到的拨杆类开关的操作力测量。
· 使用视觉相机精确记录拨杆的运动轨迹，极大地减少了测量误差。
· 可对测量过程中拨杆运动的全行程数据进行记录分析，数据更加全面准确。
图12 组合开关拨动力-角度曲线
6. 空调出风口舒适度测量
机器人测量试验台可对出风口拨片水平及垂直方向的操作力进行测量，获得力/位移曲线。通过数据分析对空调出风口拨片和滚轮的操作手感进行评价。
还可对汽车空调出风口导风板的刚度进行测量。通过对导风板进行多点按压，获得不同按压点处的形变量，进而评价导风板质感。
图13 空调出风口拨片操作力测量状态
图14 出风口拨片力-位移曲线
7. 内饰刚度测量
机器人测量试验台可对内饰刚度进行测量，通过触觉工具对内饰包裹材料进行多点按压，得出在不同测量点内饰包裹材料的刚度，通过数据处理模块的分析对内饰的舒适度及均匀性进行客观评价。
图15 内饰刚度测量状态
8. 内饰平整度及顺滑度测量
机器人测量试验台可对内饰包裹材料平整度及其表面的顺滑度进行测量。使用触觉工具对汽车包裹材料表面进行多路径滑移获得竖直方向（跳动力）和水平方向（阻力）的力/位移曲线，通过分析竖直方向跳动力的波动范围和水平方向阻力的大小来分别评价内饰的平整度和顺滑度。
图16 内饰平整度及顺滑度测量状态
中汽中心工程院配备了专用规范的汽车内饰件操作力测试实验室，专业的工程师团队，建立了成熟完整的流程规范体系，具备汽车内饰件操作力测试能力，更多相关内容欢迎来电或留言咨询。
图1 汽车内饰件操作力测试系统价值链
图2 操作力测试系统测量试验台
测试系统技术参数：
1)机器人臂展：713mm
2)机器人最大移动速度：9300mm/s
3)机器人重复定位精度：±0.02mm
4)力传感器测量范围：力：0-240N 扭矩：0-5Nm
5)力传感器精度：最小力精度：0.025N 最小扭矩精度：0.00075Nm
测试能力：
1.按钮开关操作力测量：
机器人测量试验台可对按钮开关的操作力进行测量。使用触觉工具沿按钮运动行程方向按压，测得力/位移曲线，通过数据处理模块分析获得峰值行程感、峰谷行程感、力感、档位感和回弹力感等数据。
图3 按钮操作力测量状态
我们的优势：
· 高自由度六轴机器人通过基准定位可完全按照按钮运动行程进行测量，测量结果更加精准。
· 完整的数据采集分析模块可为按钮的使用手感提升提供更全面直观的数据支持。
图4 按键力-位移曲线
2.旋钮开关操作力测量
机器人测量试验台可对旋钮开关的操作力进行测量。配备不同尺寸夹爪实现多种直径旋钮旋转力/位移曲线测量，通过数据处理模块分析得到旋转扭矩峰值及峰值偏差等数据，为旋钮操作手感评价提供可靠的客观数据。
图5 旋钮操作力测量状态
我们的优势：
· 通过基准定位，传感器校准及重力补偿等方式准确找到各类型旋钮的旋转轴，保证测量结果的精确性。
· 高自由度机器人可以对不同行程范围的旋钮进行测量，保证了测量结果的完整性。
· 可测量具有四方向拨动功能类型的旋钮。
图6 旋钮力矩-角度曲线
3.旋钮框量测量
机器人测量试验台可对旋钮框量进行测量。使用触觉工具对旋钮进行多角度的框量测量，从而获得旋钮径向框量雷达图。多种尺寸的触觉工具可以对不同尺寸的旋钮进行更准确地框量测量，直接生成框量雷达图，使测量数据更加直观。
图7 旋钮框量测量状态
图8 旋钮框量雷达图
4.升降器开关操作力测量
机器人测量试验台可对升降器开关的操作力进行测量。首先使用触觉工具模拟人手操作升降器开关时的弧线运动轨迹，然后沿该运动轨迹进行操作力测量，保证测量结果的精确性。
图9 机器人测量试验台
我们的优势：
· 利用多点定位法拟合升降器类开关的运动轨迹，使测量过程更为贴近真实的人手操作动作。
· 沿拟合的弧线轨迹测量全行程操作力的大小，使测量结果更为全面精准。
图10 升降器扣手力-角度曲线
5.拨杆类开关操作力测量
机器人测量试验台可对拨杆类开关进行测量，首先通过视觉相机对拨杆某一特征点跟踪拍摄获得拨杆运动轨迹，再使用触觉工具沿该轨迹拨动拨杆，并获取运动过程中拨动力/位移数据。通过数据分析为拨杆类开关的操作手感评价提供客观数据。
图11 拨杆类开关操作力测量状态
我们的优势：
· 高自由度机器人及自由组合夹具可完成传统测量方法难以做到的拨杆类开关的操作力测量。
· 使用视觉相机精确记录拨杆的运动轨迹，极大地减少了测量误差。
· 可对测量过程中拨杆运动的全行程数据进行记录分析，数据更加全面准确。
图12 组合开关拨动力-角度曲线
6. 空调出风口舒适度测量
机器人测量试验台可对出风口拨片水平及垂直方向的操作力进行测量，获得力/位移曲线。通过数据分析对空调出风口拨片和滚轮的操作手感进行评价。
还可对汽车空调出风口导风板的刚度进行测量。通过对导风板进行多点按压，获得不同按压点处的形变量，进而评价导风板质感。
图13 空调出风口拨片操作力测量状态
图14 出风口拨片力-位移曲线
7. 内饰刚度测量
机器人测量试验台可对内饰刚度进行测量，通过触觉工具对内饰包裹材料进行多点按压，得出在不同测量点内饰包裹材料的刚度，通过数据处理模块的分析对内饰的舒适度及均匀性进行客观评价。
图15 内饰刚度测量状态
8. 内饰平整度及顺滑度测量
机器人测量试验台可对内饰包裹材料平整度及其表面的顺滑度进行测量。使用触觉工具对汽车包裹材料表面进行多路径滑移获得竖直方向（跳动力）和水平方向（阻力）的力/位移曲线，通过分析竖直方向跳动力的波动范围和水平方向阻力的大小来分别评价内饰的平整度和顺滑度。
图16 内饰平整度及顺滑度测量状态
中汽中心工程院配备了专用规范的汽车内饰件操作力测试实验室，专业的工程师团队，建立了成熟完整的流程规范体系，具备汽车内饰件操作力测试能力，更多相关内容欢迎来电或留言咨询。
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