一种转向管柱手柄力的测试与调节设备的制作方法

本技术涉及汽车零部件装配，具体涉及一种转向管柱手柄力的测试与调节设备。

背景技术：

1、在汽车转向系统中，转向管柱是连接方向盘与转向器的核心部件，其通过操作手柄实现管柱的锁止与松开，以调节方向盘位置。手柄的操作力（即手柄力）直接影响驾驶员的操控手感和行车安全。因此，在转向管柱的生产过程中，必须对手柄力进行精确测试；当手柄力超出设计公差范围时，还需要通过旋拧转向管柱上的调节螺母来进行校准。目前，常见的转向管柱手柄力测试与调节设备及作业方式主要存在以下几方面的问题：

2、首先，在整体工艺布局上，现有设备多采用单工位或功能分立的多个独立工位。例如，上料、测试、调节和下料等工序往往需要在不同的专用设备或工站上依次完成。这种串行作业模式导致工件在不同工序间需要被反复搬运和装夹，不仅大幅增加了辅助时间，导致单件检测周期长、生产效率低下，而且多次装夹极易引入定位基准偏差，影响最终测试结果的准确性和调节校准的一致性。部分设备虽尝试将个别功能集成，但仍缺乏一种能够将上料、至少两次测试与调节、输送、下料等环节有机整合，实现全流程自动化、并行化连续作业的系统性解决方案，难以满足现代化大规模生产对高效节拍和稳定质量的要求。

3、其次，在关键的测试与调节功能实现上，现有技术存在技术瓶颈。传统方案通常将测试工位与调节工位分置，对于检测不合格的工件，需要人工搬运至调节工位进行螺母旋拧，随后再返回测试工位复测，这往往需要反复多次的“测试-调节-测试”循环，操作繁琐、劳动强度大且精度依赖人工经验。为解决这一问题，业界也曾尝试将测试与调节功能集成于同一工位。然而，由于测试时带动手柄旋转的施力部件的运动轨迹，与调节时用于旋拧螺母的旋拧头的运动轨迹不同，且两者的工作区域在狭小空间内极易发生重叠和机械干涉，导致现有集成方案往往只能通过增设复杂的工位切换机构或刻意加大机构间距来规避，这不仅使设备结构臃肿、制造成本高、动作节拍变慢，而且降低了系统的可靠性。

4、综上所述，如何提供一种设备，能够将上料、输送、下料与多工位的测试调节功能进行系统整合，同时能够在同一紧凑的测试调节模组中巧妙避免测试与调节机构的相互干涉，实现全流程的自动化、高效率和高精度测试与调节，是本领域技术人员亟待解决的关键技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本技术提供了一种转向管柱手柄力的测试与调节设备，该设备兼具结构紧凑、节拍高效、控制精准及运行可靠的突出优点，为汽车转向管柱的高质量、规模化生产提供了创新且实用的解决方案。

2、具体而言，包括以下的技术方案：

3、本技术提供了一种转向管柱手柄力的测试与调节设备，包括：

4、工作台；

5、上料机构，安装于所述工作台，包括能够交替旋转的上料工位与第一测试与调节工位，工件能够上料至所述上料工位并被转移至所述第一测试与调节工位；

6、下料机构，安装于所述工作台，包括第二测试与调节工位和下料工位，工件能够在所述第二测试与调节工位与所述下料工位之间移动，并从所述下料工位进行产品下料；

7、输送机构，安装于所述工作台，用于将工件从所述第一测试与调节工位移送至所述第二测试与调节工位；

8、测试与调节机构，安装于所述工作台，包括两个测试与调节模组，其中一个所述测试与调节模组与所述第一测试与调节工位相对应，用于测试和/或调节所述第一测试与调节工位中工件的手柄力；另一个所述测试与调节模组与所述第二测试与调节工位相对应，用于测试和/或调节所述第二测试与调节工位中工件的手柄力；

9、其中，所述测试与调节模组包括测试组件和调节组件，所述测试组件包括测试驱动机构、与所述测试驱动机构连接的测试轴、连接于所述测试轴的角度编码器、扭矩传感器和偏心传动件、以及与所述偏心传动件连接的拨指，所述测试驱动机构用于通过所述测试轴和所述偏心传动件驱动所述拨指在一回转区域内抵接于工件的手柄进行转动，以测试工件的手柄力；所述调节组件包括调节驱动机构、与所述调节驱动机构连接的旋转头，所述调节驱动机构用于驱动所述旋转头对工件的螺母进行旋拧，以调节工件的手柄力；所述回转区域与所述旋转头在空间上相互避让。

10、在本技术的一种实施方式中，所述上料机构还包括：

11、旋转组件，包括安装于工作台的第一驱动机构、与所述第一驱动机构驱动连接的转盘、以及与所述第一驱动机构固定连接的固定盘，所述第一驱动机构用于驱动所述转盘旋转；

12、所述上料工位与所述第一测试与调节工位分别设置于所述转盘的两侧，均包括固定安装于所述转盘且用于固定工件的第一固定组件、以及固定安装于所述工作台且用于解锁工件的第一解锁组件；所述第一固定组件包括第一底座、滑动连接于所述第一底座且对向设置的夹块、固定安装于所述第一底座且位于所述夹块一侧的固定块、以及抵接于所述夹块与所述固定块之间的弹簧；所述第一解锁组件包括第三驱动机构、以及与所述第三驱动机构输出端连接的梯形块，所述夹块连接有与所述梯形块的斜面相配合的滚轮；

13、其中，所述第三驱动机构用于驱动所述梯形块远离所述滚轮，两个对向设置的夹块在所述弹簧的驱动下相互靠近以夹紧工件，或所述第三驱动机构用于驱动所述梯形块的斜面抵接于所述滚轮，使两个所述夹块克服所述弹簧的弹力相互远离以松开工件。

14、在本技术的一种实施方式中，所述固定盘上对应所述第一测试与调节工位处固定安装有第一防跟转组件，所述第一防跟转组件包括第二驱动机构、与所述第二驱动机构驱动连接的第一移动座、与所述第一移动座固定连接的插销座、以及固定安装于所述插销座内的插销；工件通过螺母与螺丝连接有手柄，所述第二驱动机构用于通过所述第一移动座与插销座驱动所述插销移动，以使所述插销插入至所述第一测试与调节工位的第一固定组件中固定的工件的螺丝的端部，或使所述插销从所述螺丝中脱离。

15、在本技术的一种实施方式中，所述第一底座固定安装有第一导轨，两个所述夹块滑动连接于所述第一导轨上，其中一个所述夹块固定连接有定位销，另一个所述夹块设置有与所述定位销配合的销孔，所述定位销被配置为与工件的定位耳板上的定位孔插接配合。

16、在本技术的一种实施方式中，所述第一底座上固定安装有用于支撑工件的支撑架，所述螺丝端部的内周设置为多边形结构，所述插销的外周设置为与所述螺丝端部的内周相配合的多边形结构，所述转盘的下方设置有若干个安装于工作台的支撑座，所述支撑座与所述转盘通过滚珠连接。

17、在本技术的一种实施方式中，所述测试组件还包括与所述测试驱动机构输出端连接的第一减速器、与所述第一减速器输出端连接的扭矩限制器、与所述扭矩限制器输出端连接的第一同步带传送机构、以及轴承座，所述测试轴与所述第一同步带传送机构的输出端连接，并转动连接于所述轴承座中，所述测试驱动机构通过所述测试轴驱动所述偏心传动件旋转，所述偏心传动件固定连接于所述测试轴的端部且偏心设置，以避开所述旋转头；

18、所述调节组件还包括与所述调节驱动机构输出端连接的第二减速器、以及与所述第二减速器输出端连接的第二同步带传送机构，所述旋转头与所述第二同步带传送机构的输出端连接。

19、在本技术的一种实施方式中，所述测试与调节机构还包括安装座，两个所述测试与调节模组安装于所述安装座，所述安装座固定安装有升降机构，所述升降机构的输出端连接有连接头，所述连接头固定连接有第一升降座，所述测试与调节模组还包括第二底座，所述第一升降座与所述第二底座固定连接，所述升降机构用于驱动所述测试与调节模组进行升降；所述第二底座固定安装有第四驱动机构，所述第四驱动机构的输出端连接有第二移动座，所述第四驱动机构用于驱动所述第二移动座移动；所述第二移动座固定安装有第五驱动机构，所述第五驱动机构的输出端固定连接有第一连接座，所述第一连接座固定连接有移动板，所述第五驱动机构用于通过所述第一连接座驱动所述移动板移动；所述测试组件和所述调节组件安装于所述移动板上。

20、在本技术的一种实施方式中，所述拨指固定连接于所述偏心传动件的端部，且被配置为能够插入至工件的手柄两侧的杆体。

21、在本技术的一种实施方式中，所述输送机构包括：

22、输送架，固定安装于所述工作台上；

23、第六驱动机构，固定安装于所述输送架，所述第六驱动机构的输出端连接有第三移动座，所述第六驱动机构用于驱动所述第三移动座移动；

24、第七驱动机构，固定安装于所述第三移动座，所述第七驱动机构的输出端连接有移动架，所述第七驱动机构用于驱动所述移动架移动；

25、夹爪驱动机构，固定安装于所述移动架，所述夹爪驱动机构的输出端连接有夹爪，所述夹爪驱动机构用于驱动两个相对布置的所述夹爪相互靠近夹紧工件，或用于驱动两个相对布置的所述夹爪相互远离松开工件；

26、其中，两个所述夹爪相对的一侧设置有与工件外周配合的v型槽；所述夹爪驱动机构至少有两组，至少两组所述夹爪驱动机构分别驱动所述夹爪夹紧工件的两端。

27、在本技术的一种实施方式中，所述下料机构包括：

28、移送组件，包括固定安装于所述工作台上的基座、固定安装于所述基座的第八驱动机构、以及与所述第八驱动机构输出端连接的连接板，所述第二测试与调节工位和所述下料工位分别设置于所述基座的两侧，所述第二测试与调节工位和下料工位均设置有第二解锁组件，所述第二解锁组件与所述第一解锁组件的结构相同；

29、第二固定组件，与所述第一固定组件的结构相同，滑动连接于所述基座上且与所述连接板固定连接，所述第八驱动机构通过所述连接板驱动所述第二固定组件在所述第二测试与调节工位与所述下料工位之间做往复运动；

30、升降组件，安装于所述基座下方，包括第九驱动机构、以及与所述第九驱动机构的输出端连接的第二升降座，所述第九驱动机构用于驱动所述第二升降座升降；

31、第二防跟转组件，与所述第一防跟转组件的结构相同，所述第二防跟转组件安装于所述第二升降座上，所述基座对应所述第二测试与调节工位处设有通孔，以供所述第二防跟转组件穿过，所述第二防跟转组件的插销用于与位于所述第二测试与调节工位的所述第二固定组件中固定的工件的螺丝相配合。

32、与现有技术相比，本技术提供的转向管柱手柄力的测试与调节设备，具有以下有益效果：

33、针对现有技术中上料、测试、调节及下料工序相互独立、需反复装夹和搬运，导致生产效率低下和定位精度损失的问题，本技术通过在工作台上配置可交替旋转的上料工位与第一测试与调节工位、可于第二测试与调节工位与下料工位之间移动的下料机构，以及用于衔接两个测试与调节工位的输送机构，并结合两个分别对应工位的测试与调节模组，构建了集上料、一次测试与调节、自动输送、二次测试与调节及下料于一体的连续自动化作业系统。当上料工位进行工件装夹时，第一测试与调节工位可同步执行测试与调节，实现了装料与处理工序的空间并行；工件经输送机构自动流转至第二工位进行复测校准，免去了人工跨工位搬运。这一集成化布局显著缩短了单件处理周期，提升了设备利用率和生产节拍，同时避免了多次装夹引入的定位基准偏差，保证了测试与调节的准确性和一致性。

34、针对将测试与调节功能集成于同一模组时，用于扳动手柄的拨指与用于旋拧螺母的旋转头极易发生运动干涉的技术难题，本技术的测试与调节模组将带动拨指的偏心传动件固定于测试轴端部并采用偏心设置。该偏心结构使拨指的回转工作区域与调节组件的旋转头所在空间自然错开、互不干涉，从机械构型上根除了干涉根源。由此，本技术在无需增设复杂避让或工位切换机构的情况下，成功实现测试与调节两套执行机构在同一工位的紧凑化、无干涉协同作业，大幅简化了设备结构，降低了制造成本，并显著提升了动作节拍和运行可靠性。

35、针对传统分站作业和人工调节模式缺乏力值反馈闭环、调节精度低且一致性差的问题，本技术在测试组件中配置与测试轴连接的角度编码器和扭矩传感器，能够实时精确采集表征手柄操作力度的角度与扭矩参数；控制系统根据采集数据与预设阈值的比对结果自动判断手柄力是否合格，并在超差时即时控制调节组件的旋转头对螺母进行旋拧校准，实现了“测量-判断-调节-复测”的全自动闭环控制。进一步地，通过两个测试与调节模组分别对应串联的两个工位，可对一次调节后仍不合格的工件自动移送至第二工位进行多次循环复测与补充校准，形成流水线式的多循环自动调节机制，确保每件产品的手柄力均被可靠校准至合格范围。该方案将调节精度和产品锁止力的一致性提升至新高度，完全替代了对人工主观经验的依赖，降低了劳动强度，保障了产线质量管控的客观性与统一性。

36、作为进一步优化，本技术的上料机构和下料机构还可采用包含梯形块、滚轮和弹簧的自动定心夹紧结构，以及多边形插销式防跟转组件。自动定心夹紧结构通过弹簧驱动夹块常闭夹紧，并由梯形块与滚轮配合实现单驱动源下的快速松开，操作便捷且夹持力恒定，有效防止工件损伤；防跟转组件在调节时利用插销与螺丝端部多边形孔形成形锁合，可靠锁止螺丝，使螺母旋拧无需额外扳手卡持，既提高了调节效率，又杜绝了因工具滑脱造成的零件划伤或人员伤害风险，进一步提升了设备整体的自动化水平和操作安全性。