基本信息
- 项目名称：
- 基于加速度的轿车车门关闭速度的测试与评价系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品综合了加速度数据采集、USB数据传输等多个模块，实现了对轿车车门关闭时的各项性能参数进行测试分析，以减少认为误判。并提供数据库以及统计功能，可针对车型和车门做进一步的分析，以作为品质管理与日后工程调整的依据。本作品成本低廉，体积外形轻巧，携带方便。 本系统已经成功地被神龙汽车有限公司采用，在整车测试车间对雪铁龙系列和标致系列车型的车门质量进行检测和评估。
- 详细介绍：
- 本作品以USB控制芯片CY7C64613为基础，利用美国ICsensors公司的加速度传感器M_3145对车门关闭时的加速度数据进行采集，上位机软件对运动力学过程进行分析，得到车门在关闭的止位点前50毫米处的速度，进而得到车门关闭过程中的各项运动力学特性参数。 系统设计原理是通过牛顿的经典运动力学原理建立数学模型，利用对加速度——时间曲线的反演积分和一系列处理最终得到所需数据，同时可实时显示测试结果、评价等级以及扣分情况，并且可以存储并建立数据库以备查询使用，以及输出综合了不同车型车门质量的评估报表。 系统综合了加速度传感器数据采集、实时系统处理、数据存储与分析等技术，具有高精度测量、实时性、快速分析、可存储和测试简单等特点，而且相比于其他同类产品价格低廉，稳定性高，系统设备组成简单：一个主机箱和一个加速度传感器，使用方便，操作容易。上位机软件利用Delphi编程，界面清晰友好，功能强大，并且可以对测试数据进行实时分析评价，还有存储和查询功能。 本作品可以广泛应用于汽车制造业和汽车产品监督检测部门。 作品特点如下: A.可计算车门关闭速度以及各项运动力学特性参数 B.系统实时显示／储存实时曲线图 C.测试数据存至数据库，提供统计功能，针对车型与车门做进一步的分析，作为品质管理与日后工程调整的依据 D.传感器具磁性座，直接吸附无需安装 E.可分析并产生评价等级和扣分情况等 F.可自行判断车门关闭是否成功
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 对于轿车而言，车门关闭时的运动力学参数直接关系到整车的舒适性和安全性。 本作品以USB控制芯片CY7C64613为基础，利用美国ICsensor公司的加速度传感器M_3145对车门关闭时的加速度数据进行采集，上位机软件对运动力学过程进行分析，得到车门在关闭的止位点前50毫米处的速度，进而得到车门关闭过程中的各项运动力学特性参数。其原理是通过牛顿的经典运动力学原理建立数学模型，利用对加速度——时间曲线的反演积分和一系列处理最终得到所需数据。同时可通过USB接口在上位机软件上实时显示测试结果。 设计创新点： 1）利用牛顿经典运动力学原理建立数学模型，通过加速度与力的相关性，准确地测量车门关闭的运动力学过程中各项性能参数。 2）采用Delphi可视化编程软件进行应用软件的开发，界面友好。 3）USB系统进行数据传输，速度快，稳定性高。 作品的技术关键为加速度的测量，数据的传输和评价系统的设计，有以下特点： A.可计算车门关闭速度以及各项动力学特性参数 B.系统实时显示／储存实时曲线图 C.测试数据存至数据库，提供统计功能，作为品质管理与日后工程调整的依据 D.传感器具磁性座，直接吸附无需安装 E.可分析并产生评价等级和扣分情况等 F.可自行判断车门关闭是否成功 本作品可以达到以下技术指标： 数据显示时延：实时 数据传输方式：USB 准确度：>90% 工作温度:-20℃—75℃
科学性、先进性
- 在目前出现的各种测量技术中，已有两种比较成熟的轿车车门关闭性能测试系统：一种是由步进电机控制的测试系统，系统由于存在机电运动控制系统，所以结构复杂，容易出现故障，不易检修，并且维护费用很高。另一种是采用半导体激光器作为点光源, 记录激光束依次通过车门某点的时间间隔, 测出车门速度, 进而计算出车门轴锁系统的性能参数。但是该系统要求有一定的系统运行环境，而且能被有效接收的光斑与激光器间的距离需在一定范围内, 在此范围外的光斑不能参与测量，缺乏稳定性。而本作品运用了牛顿定律的经典运动学原理，以加速度与力的相关性建立简单易懂的数学模型，以高精度的加速度传感器作为数据采集装置，通过高速USB数据传输， 比较理想的得到了车门关闭运动力学过程的相关参数。设计实现方便简单，成本低廉，有效地避免了上述两种方式的性能缺陷。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品于09年举行的省‘挑战杯’大学生课外学术科技作品竞赛中获得一等奖，得到业内专家的高度评价。 中国科学院岩土力学研究所责任研究员、湖北仪器仪表学会副理事长，武汉理工大学机电学院刘明贵教授对本作品的评价为：该作品结合市场需求与国内实情，运用信息处理技术设计新型机械制造与生产中的测试仪器设备，具有明显的产品开发前景。 湖北省机械工程学会副理事长兼秘书长陈万诚对本作品的评价为：该作品成功地将信息技术的方法应用到机械制造与生产中，制作了一套独有的车门关闭速度的测试设备。该设备避免了现有设备的性能缺陷，具有明显的产品开发应用前景。 武汉自动化学会副理事长漆正林对本作品的评价为：该作品结合市场需求，利用牛顿经典运动力学原理建立简单实用的数学模型，解决了测试难题。运用了多种弱电模式，以及编程技术，思路清晰，设计合理，有广阔的市场前景。
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 暂无
作品可展示的形式
- 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 随着经济与科技的迅速发展，国内轿车产销量逐年增长，09年第一季度国产轿车销售近140万辆。在每年产销量巨大的轿车市场里，如何制造出质量更好的轿车，是轿车生产商的一个挑战。车门作为车身的一部分，发挥着它特有的功能，是非常重要的部件。 轿车车门关闭速度测试与评价系统在汽车制造工业中有着很大的发展空间，具有广阔的市场前景。一方面便于车门设计工程师们收集相关数据资料，建立经验数据库，提高我国汽车工业发展水平和轿车的质量。另一方面可进行轿车出厂前的性能检测，以便制造出让客户感觉舒适满意的车门。 本作品综合了加速度传感器数据采集、实时系统处理、数据存储与分析等技术，具有高精度测量、实时性、快速分析等特点，而且相比于其他同类产品价格低廉，稳定性高，系统设备组成简单，采用USB供电，无需其他电源。本作品可以广泛应用于汽车制造业和汽车产品监督检测部门。 本作品已经成功地被神龙汽车有限公司采用，在整车测试车间对雪铁龙系列和标致系列车型的车门质量进行检测和评估。
同类课题研究水平概述
- 目前出现的各种测量技术中，已有两种比较成熟的轿车车门关闭性能测试系统：一种是由步进电机控制的测试系统，系统由于存在机电运动控制系统，结构复杂，容易出现故障，不易检修，并且维护费用很高。另一种是采用半导体激光器作为点光源，记录激光束依次通过车门某点的时间间隔，测出车门速度，进而计算出车门轴锁系统的性能参数。但是该系统要求有一定的系统运行环境，而且能被有效接收的光斑与激光器间的距离需在一定范围内，在此范围外光斑不能参与测量，缺乏稳定性。 本文设计的系统是基于加速度的轿车车门关闭速度测试与评价系统。它以USB控制芯片CY7C64613为基础，利用美国ICsensor公司的加速度传感器M_3145对车门关闭时的加速度数据进行采集，上位机软件对运动力学过程进行分析，得到车门在关闭的止位点前50毫米处的速度，进而得到车门关闭过程中的各项运动力学特性参数。其原理是通过牛顿的经典运动力学原理建立数学模型，利用对加速度——时间曲线的反演积分和一系列处理最终得到所需数据，同时可通过USB接口在计算机后台软件上实时显示测试结果、评价等级以及扣分情况，并且可以存储并建立数据库以备查询使用，以及输出综合了不同车型车门质量的评估报表。本系统综合了加速度传感器数据采集、实时系统处理、数据存储与分析等技术，具有高精度测量、实时性、快速分析、可存储和测试简单等特点，可以广泛应用于汽车制造业和汽车产品监督检测部门。 本系统已经成功地被神龙汽车有限公司采用，在整车测试车间对雪铁龙系列和标致系列车型的车门质量进行检测和评估。 该系统有以下优点： (1)价格低廉。 (2)USB采集和传输系统应用广泛，使用方便。 (3)上位机软件，界面友好清晰，操作容易，功能强大，可对测试数据进行实时分析评价，并且能够存储和查询。 (4)可以对固件进行升级，方便地优化系统。 (5)采集和传输测试数据速度快。 (6)设备便携性好，以USB供电，不需要其他电源。 (7)系统设备组成简单，维护方便。
