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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于加速度的轎車車門關(guān)閉速度的測(cè)試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)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€(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)轎車車門關(guān)閉時(shí)的各項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試分析，以減少認(rèn)為誤判。并提供數(shù)據(jù)庫(kù)以及統(tǒng)計(jì)功能，可針對(duì)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(cè)試車間對(duì)雪鐵龍系列和標(biāo)致系列車型的車門質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品以USB控制芯片CY7C64613為基礎(chǔ)，利用美國(guó)ICsensors公司的加速度傳感器M_3145對(duì)車門關(guān)閉時(shí)的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，上位機(jī)軟件對(duì)運(yùn)動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行分析，得到車門在關(guān)閉的止位點(diǎn)前50毫米處的速度，進(jìn)而得到車門關(guān)閉過(guò)程中的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理是通過(guò)牛頓的經(jīng)典運(yùn)動(dòng)力學(xué)原理建立數(shù)學(xué)模型，利用對(duì)加速度——時(shí)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(shí)可實(shí)時(shí)顯示測(cè)試結(jié)果、評(píng)價(jià)等級(jí)以及扣分情況，并且可以存儲(chǔ)并建立數(shù)據(jù)庫(kù)以備查詢使用，以及輸出綜合了不同車型車門質(zhì)量的評(píng)估報(bào)表。 系統(tǒng)綜合了加速度傳感器數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)系統(tǒng)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析等技術(shù)，具有高精度測(cè)量、實(shí)時(shí)性、快速分析、可存儲(chǔ)和測(cè)試簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，而且相比于其他同類產(chǎn)品價(jià)格低廉，穩(wěn)定性高，系統(tǒng)設(shè)備組成簡(jiǎn)單：一個(gè)主機(jī)箱和一個(gè)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(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析評(píng)價(jià)，還有存儲(chǔ)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(cè)部門。 作品特點(diǎn)如下: A.可計(jì)算車門關(guān)閉速度以及各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)力學(xué)特性參數(shù) B.系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示／儲(chǔ)存實(shí)時(shí)曲線圖 C.測(cè)試數(shù)據(jù)存至數(shù)據(jù)庫(kù)，提供統(tǒng)計(jì)功能，針對(duì)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(wú)需安裝 E.可分析并產(chǎn)生評(píng)價(jià)等級(jí)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(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 對(duì)于轎車而言，車門關(guān)閉時(shí)的運(yùn)動(dòng)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(guó)ICsensor公司的加速度傳感器M_3145對(duì)車門關(guān)閉時(shí)的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，上位機(jī)軟件對(duì)運(yùn)動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行分析，得到車門在關(guān)閉的止位點(diǎn)前50毫米處的速度，進(jìn)而得到車門關(guān)閉過(guò)程中的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)。其原理是通過(guò)牛頓的經(jīng)典運(yùn)動(dòng)力學(xué)原理建立數(shù)學(xué)模型，利用對(duì)加速度——時(shí)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(shí)可通過(guò)USB接口在上位機(jī)軟件上實(shí)時(shí)顯示測(cè)試結(jié)果。 設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)： 1）利用牛頓經(jīng)典運(yùn)動(dòng)力學(xué)原理建立數(shù)學(xué)模型，通過(guò)加速度與力的相關(guān)性，準(zhǔn)確地測(cè)量車門關(guān)閉的運(yùn)動(dòng)力學(xué)過(guò)程中各項(xiàng)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(kāi)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(cè)量，數(shù)據(jù)的傳輸和評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有以下特點(diǎn)： A.可計(jì)算車門關(guān)閉速度以及各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)特性參數(shù) B.系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示／儲(chǔ)存實(shí)時(shí)曲線圖 C.測(cè)試數(shù)據(jù)存至數(shù)據(jù)庫(kù)，提供統(tǒng)計(jì)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(wú)需安裝 E.可分析并產(chǎn)生評(píng)價(jià)等級(jí)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(shí)延：實(shí)時(shí) 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(cè)量技術(shù)中，已有兩種比較成熟的轎車車門關(guān)閉性能測(cè)試系統(tǒng)：一種是由步進(jìn)電機(jī)控制的測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)由于存在機(jī)電運(yùn)動(dòng)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(diǎn)光源, 記錄激光束依次通過(guò)車門某點(diǎn)的時(shí)間間隔, 測(cè)出車門速度, 進(jìn)而計(jì)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(cè)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(dòng)學(xué)原理，以加速度與力的相關(guān)性建立簡(jiǎn)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(guò)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(dòng)力學(xué)過(guò)程的相關(guān)參數(shù)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方便簡(jiǎn)單，成本低廉，有效地避免了上述兩種方式的性能缺陷。
獲獎(jiǎng)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(jìng)賽中獲得一等獎(jiǎng)，得到業(yè)內(nèi)專家的高度評(píng)價(jià)。 中國(guó)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(huì)副理事長(zhǎng)，武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院劉明貴教授對(duì)本作品的評(píng)價(jià)為：該作品結(jié)合市場(chǎng)需求與國(guó)內(nèi)實(shí)情，運(yùn)用信息處理技術(shù)設(shè)計(jì)新型機(jī)械制造與生產(chǎn)中的測(cè)試儀器設(shè)備，具有明顯的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前景。 湖北省機(jī)械工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)陳萬(wàn)誠(chéng)對(duì)本作品的評(píng)價(jià)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(cè)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(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。 武漢自動(dòng)化學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)漆正林對(duì)本作品的評(píng)價(jià)為：該作品結(jié)合市場(chǎng)需求，利用牛頓經(jīng)典運(yùn)動(dòng)力學(xué)原理建立簡(jiǎn)單實(shí)用的數(shù)學(xué)模型，解決了測(cè)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(jì)合理，有廣闊的市場(chǎng)前景。
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無(wú)
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 隨著經(jīng)濟(jì)與科技的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)轎車產(chǎn)銷量逐年增長(zhǎng)，09年第一季度國(guó)產(chǎn)轎車銷售近140萬(wàn)輛。在每年產(chǎn)銷量巨大的轎車市場(chǎng)里，如何制造出質(zhì)量更好的轎車，是轎車生產(chǎn)商的一個(gè)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(cè)試與評(píng)價(jià)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(chǎng)前景。一方面便于車門設(shè)計(jì)工程師們收集相關(guān)數(shù)據(jù)資料，建立經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，提高我國(guó)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(cè)，以便制造出讓客戶感覺(jué)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(shí)時(shí)系統(tǒng)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析等技術(shù)，具有高精度測(cè)量、實(shí)時(shí)性、快速分析等特點(diǎn)，而且相比于其他同類產(chǎn)品價(jià)格低廉，穩(wěn)定性高，系統(tǒng)設(shè)備組成簡(jiǎn)單，采用USB供電，無(wú)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(cè)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(cè)試車間對(duì)雪鐵龍系列和標(biāo)致系列車型的車門質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估。
同類課題研究水平概述
- 目前出現(xiàn)的各種測(cè)量技術(shù)中，已有兩種比較成熟的轎車車門關(guān)閉性能測(cè)試系統(tǒng)：一種是由步進(jìn)電機(jī)控制的測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)由于存在機(jī)電運(yùn)動(dòng)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(diǎn)光源，記錄激光束依次通過(guò)車門某點(diǎn)的時(shí)間間隔，測(cè)出車門速度，進(jìn)而計(jì)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(cè)量，缺乏穩(wěn)定性。 本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是基于加速度的轎車車門關(guān)閉速度測(cè)試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)。它以USB控制芯片CY7C64613為基礎(chǔ)，利用美國(guó)ICsensor公司的加速度傳感器M_3145對(duì)車門關(guān)閉時(shí)的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，上位機(jī)軟件對(duì)運(yùn)動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行分析，得到車門在關(guān)閉的止位點(diǎn)前50毫米處的速度，進(jìn)而得到車門關(guān)閉過(guò)程中的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)。其原理是通過(guò)牛頓的經(jīng)典運(yùn)動(dòng)力學(xué)原理建立數(shù)學(xué)模型，利用對(duì)加速度——時(shí)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(shí)可通過(guò)USB接口在計(jì)算機(jī)后臺(tái)軟件上實(shí)時(shí)顯示測(cè)試結(jié)果、評(píng)價(jià)等級(jí)以及扣分情況，并且可以存儲(chǔ)并建立數(shù)據(jù)庫(kù)以備查詢使用，以及輸出綜合了不同車型車門質(zhì)量的評(píng)估報(bào)表。本系統(tǒng)綜合了加速度傳感器數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)系統(tǒng)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析等技術(shù)，具有高精度測(cè)量、實(shí)時(shí)性、快速分析、可存儲(chǔ)和測(cè)試簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，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(cè)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(cè)試車間對(duì)雪鐵龍系列和標(biāo)致系列車型的車門質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估。 該系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)價(jià)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(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析評(píng)價(jià)，并且能夠存儲(chǔ)和查詢。 (4)可以對(duì)固件進(jìn)行升級(jí)，方便地優(yōu)化系統(tǒng)。 (5)采集和傳輸測(cè)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(jiǎn)單，維護(hù)方便。
