一种二合一HUD产品生产测试设备

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种二合一HUD产品生产测试设备。

背景技术

平视显示器(英文Head Up Display，简称为HUD)产品，早期是运用于航空器上的飞行辅助仪器，后来被运用到汽车上。是一种将汽车行驶信息投影到挡风玻璃上面，驾驶者可以平视看前方的同时观看到行驶信息的电子产品，这样就避免了驾驶者低头看仪表、注意力中断的现象，从而减少了事故发生的概率。这种配置一度作为豪华车型的高科技配置，如今HUD已经逐渐走向大众化。

HUD的原理类似于幻灯片投影，就是利用光学反射的原理，将重要的行车数据投射到前挡玻璃上，这其中包括两个结构就是资料处理和影像显示。由PGU(即PictureGeneration Unit)图象生成器的部件产生图象，经过“反射镜”反射到“投影镜”上，再由“投影镜”反射到“挡风玻璃”上，人眼看到的是位于眼前2～2.5米处的虚像，给人的感觉就是信息悬浮在前方路上。

HUD图像在挡风玻璃上位置是可调的，而这其中的关键便是“投影镜”，通过改变“投影镜”的角度，就可以调节HUD图像的位置。挡风玻璃是弯曲的，图像若是直接投射在弯曲的玻璃面上，会造成图像变形。这就需要一个纠正措施——于是“投影镜”和“反射镜”被设计成弯曲的。在生产HUD产品的时候，需要根据产品的特性，对HUD与挡风玻璃的位置进行调整，才能清晰显示。这就对HUD产品生产的过程提出一个难题，每款HUD产品和挡风玻璃的相对位置是不一样的。这就要求HUD产品和挡风玻璃均是要设计成做成可移动调节的，为了保证测试的准确性，这两者相对位置的精度还要保持在0.02mm以内。

如果把HUD图像投射到普通挡风玻璃上，很容易形成图像重影，投射效果差。HUD挡风玻璃夹层内部的PVB膜呈楔形，即玻璃呈上厚下薄的状态，这样就不会形成图像重影。所以每款HUD产品对应的挡风玻璃是不一样的。这就要求每次生产换型的时候，需要更换对应的挡风玻璃。挡风玻璃体积大、重量较重、易碎，在搬运、存储、换型的过程中对设备的平稳性要求较高，安装到测试设备上比较困难。

为保证HUD产品的质量，对产品测试的传统的做法是划分为两个工位：即自动设备测试和人工测试。因自动设备测试是利用照度计等光学仪器进行测试，对设备的环境要求在黑暗的环境。而人工测试则是要求模拟汽车驾驶者坐在驾驶舱的情景，进行人工模拟使用测试。这两个测试工位占地较大，人工搬运产品的距离较远，导致生产效率低下，人均产值低。

为了克服现有HUD产品测试中存在的以下缺陷：

(1)每款HUD产品和挡风玻璃的相对位置是不一样的，两者相对位置的精度要保持在0.02mm以内；

(2)更换HUD产品需要更换对应的挡风玻璃，挡风玻璃体积大、较重、易碎，搬运时要求平稳；

(3)测试分为自动设备测试和人工测试，两者占地大，搬运困难，生产效率低、人均产值低。

我们发明了一种二合一HUD产品生产测试设备。

发明内容

本发明的发明目的在于解决现有HUD产品测试中存在的每款HUD产品和挡风玻璃的相对位置是不一样的，两者相对位置的精度要保持在0.02mm以内，更换HUD产品需要更换对应的挡风玻璃，挡风玻璃体积大、较重、易碎，搬运时要求平稳，测试分为自动设备测试和人工测试，两者占地大，搬运困难，生产效率低、人均产值低的问题。其具体解决方案如下：

一种二合一HUD产品生产测试设备，包括设于机台上的机架，机架内设有测试仓，测试仓内设有测试机构，测试仓的前侧为面板，测试仓的左、右两侧及后侧分别设有开门区，所述面板上分别设有显示区、键盘区、打印区、控制和指示区，面板的中部偏左设有安全门，安全门的两侧设有光栅保护器。所述测试机构包括挡风玻璃及固定挡风玻璃的固定机构，待测HUD产品及支撑待测HUD产品的支撑机构，固定机构设于滑轮机构上，支撑机构设于运动机构上，固定机构与滑轮机构构成挡风玻璃的快速换型机构，所述测试仓具有用于自动设备测试的暗室、及用于人工测试的亮室的双重作用。

进一步地，所述固定机构包括安置挡风玻璃的仿型夹具，及分别设于仿型夹具上部两侧的夹紧机构。

进一步地，所述仿型夹具包括夹具支架，设于夹具支架上侧、下侧、及下侧两端的夹具定位块。

进一步地，所述夹紧机构为设于夹具支架上部两侧的左气缸组件和右气缸组件。左气缸组件和右气缸组件分别与设于夹具支架两侧背部的锁定块锁定。

进一步地，所述滑轮机构包括分别设于机台左、右部上的滑轮架组件，设于滑轮架组件上的滑轮组。

进一步地，每个所述滑轮架组件包括与机台面成斜角的滑轨，固定滑轨下端的下固定块，支撑滑轨上端的上支撑柱，上支撑柱的上端设有Z调节块，Z调节块抵靠夹具支架的背面，并调节夹具支架与机台面的倾角，所述左气缸组件和右气缸组件分别固定于两个滑轨的背面及侧面。

进一步地，所述支撑机构包括用于安置待测HUD产品的支架组件，所述运动机构包括设于支架组件下部的X伺服电机组件，设于X伺服电机组件下部、并与其垂直设置的Y伺服电机组件，Y伺服电机组件设于机台左半部。

进一步地，所述显示区包括显示屏、触摸屏，显示屏与设于机台内部的电脑电连接，触摸屏、光栅保护器、左气缸组件、右气缸组件、X伺服电机组件、Y伺服电机组件分别与设于机台内部的可编程控制器电连接。

进一步地，所述键盘区为与电脑电连接的键盘和鼠标，打印区包括设于机台右半部的打印机和设于安全门右边机台上的条码机，打印机、条码机与电脑电连接。

进一步地，所述控制和指示区，包括分别与可编程控制器电连接的启动键、电源键、急停键、复位键、电源指示灯、合格指示灯、警示灯，所述测试仓内还设有与可编程控制器电连接的照明灯，分别与电脑电连接的摄像头、亮度计。

综上所述，采用本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明解决了现有HUD产品测试中存在的每款HUD产品和挡风玻璃的相对位置是不一样的，两者相对位置的精度要保持在0.02mm以内，更换HUD产品需要更换对应的挡风玻璃，挡风玻璃体积大、较重、易碎，搬运时要求平稳，测试分为自动设备测试和人工测试，两者占地大，搬运困难，生产效率低、人均产值低的问题。本方案把HUD产品自动设备测试和人工测试的两个工位集成于一体，利用安全门的设计，自动实现兼容两种测试环境。把挡风玻璃固定机构与设备机台做成角度可调节、挡风玻璃部件可更换的结构。HUD产品支撑机构设计成三轴运动的模式，在测试的过程中，可根据产品特性进行调节。本方案具有以下的创新点：

1)密封暗室环境的测试仓和安全门的设计，黑暗和明亮的环境可根据测试步骤要求自动进行切换，将自动设备测试和人工测试两个工位合二为一。(当自动设备测试时，安全门关闭，形成暗室；当自动测试完成，自动打开安全门，同时测试仓内照明灯点亮，进行人工测试。安全门的两侧设有光栅保护器，防止门夹到员工，导致安全事故)；

2)挡风玻璃、HUD产品的相对位置均可以调节，极大的提高了测试设备的兼容性。把挡风玻璃设于精密的仿型夹具上面进行定位，仿型夹具可使用Z调节块通过螺钉进行Z轴方向位置调节。HUD产品使用运动机构，对X和Y方向进行精密位置调整。当生产不同型号的HUD产品时，可以根据产品特性进行调整HUD产品与挡风玻璃的相对位置；

3)挡风玻璃的快速换型机构设计，滑轮组和滑轨保证了挡风玻璃能够平稳的拆装。挡风玻璃的仿型夹具下面由滑轮组和滑轨进行支撑，当需要更换挡风玻璃的时候，定位气缸松开，挡风玻璃由滑轮组和滑轨进行导向，往周转运输车的方向缓慢滑落下来。换新的挡风玻璃时，则把挡风玻璃从周转运输车往滑轮组和滑轨上面推，推到位后定位气缸伸出，把挡风玻璃固定好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种二合一HUD产品生产测试设备的结构图；

图2为本发明一种二合一HUD产品生产测试设备的后部结构图；

图3为本发明的除去机箱的立体图；

图4为本发明的除去机箱的前视结构图；

图5为本发明的除去机箱的后视结构图。

附图标记说明：

10-机台，11-启动键，12-电源键，13-急停键，14-复位键，15-电源指示灯，16-合格指示灯，17-警示灯，20-机架，30-面板，31-显示屏，32-触摸屏，33-键盘，34-鼠标，35-打印机，36-条码机，40-开门区，50-安全门，51-光栅保护器，60-挡风玻璃，61-夹具支架，62-夹具定位块，63-左气缸组件，64-右气缸组件，65-滑轮组，66-滑轨，67-下固定块，68-上支撑柱，69-Z调节块，70-HUD产品，71-支架组件，72-X伺服电机组件，73-Y伺服电机组件，611-锁定块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至5所示，一种二合一HUD产品生产测试设备，包括设于机台10上的机架20，机架20内设有测试仓，测试仓内设有测试机构，测试仓的前侧为面板30，测试仓的左、右两侧及后侧分别设有开门区40，面板30上分别设有显示区、键盘区、打印区、控制和指示区，面板30的中部偏左设有安全门50，安全门50的两侧设有光栅保护器51。测试机构包括挡风玻璃60及固定挡风玻璃60的固定机构，待测HUD产品70及支撑待测HUD产品70的支撑机构，固定机构设于滑轮机构上，支撑机构设于运动机构上，固定机构与滑轮机构构成挡风玻璃的快速换型机构，测试仓具有用于自动设备测试的暗室、及用于人工测试的亮室的双重作用。

进一步地，固定机构包括安置挡风玻璃60的仿型夹具，及分别设于仿型夹具上部两侧的夹紧机构。仿型夹具包括夹具支架61，设于夹具支架61上侧、下侧、及下侧两端的夹具定位块62。夹紧机构为设于夹具支架61上部两侧的左气缸组件63和右气缸组件64，左气缸组件63和右气缸组件64分别与设于夹具支架61两侧背部的锁定块611锁定。

进一步地，滑轮机构包括分别设于机台10左、右部上的滑轮架组件，设于滑轮架组件上的滑轮组65。每个滑轮架组件包括与机台面成斜角的滑轨66，固定滑轨66下端的下固定块67，支撑滑轨66上端的上支撑柱68，上支撑柱68的上端设有Z调节块69，Z调节块69抵靠夹具支架61的背面，并(通过螺钉，图中未画出)调节夹具支架61与机台面的倾角，左气缸组件63和右气缸组件64分别固定于两个滑轨66的背面及侧面。

进一步地，支撑机构包括用于安置待测HUD产品70的支架组件71，运动机构包括设于支架组件71下部的X伺服电机组件72，设于X伺服电机组件72下部、并与其垂直设置的Y伺服电机组件73，Y伺服电机组件73设于机台10左半部。

进一步地，显示区包括显示屏31、触摸屏32，显示屏31与设于机台10内部的电脑(图中未画出)电连接，触摸屏32、光栅保护器51、左气缸组件63、右气缸组件64、X伺服电机组件72、Y伺服电机组件73分别与设于机台10内部的可编程控制器(图中未画出)电连接。

进一步地，键盘区为与电脑电连接的键盘33和鼠标34，打印区包括设于机台10右半部的打印机35和设于安全门50右边机台10上的条码机36，打印机35、条码机36与电脑电连接。安全门50的开门一侧设有电子开门锁(图中未画出)，电子开门锁与可编程控制器电连接。条码机36用于打印不合格的条码信息(即故障代码)，测试完成时从打开的安全门50内，取出条码信息，同时将Y伺服电机组件73将测试完的HUD产品70退至靠近安全门50，人工取出，再换上下一台待测HUD产品70。打印机35用于打印测试报告。

进一步地，控制和指示区，包括分别与可编程控制器电连接的(位于面板30下侧的)启动键11(数量为两个，同时按下有效)、急停键13、合格指示灯16，(设于机台10前侧的)电源键12，(设于面板30上的)复位键14、电源指示灯15，(设于机架20上部的)警示灯17，测试仓内还设有与可编程控制器电连接的照明灯(图中未画出)，分别与电脑电连接的摄像头、亮度计(图中未画出)。

本方案的自动设备测试的项目主要是亮度、色度、均匀性、点线缺陷等检查项并满足精度要求的内容。人工测试的项目主要是清晰度、失真度、是否有重影等的内容。本方案的可编程控制器属于现有技术，其具体工作及控制原理，在此不作祥述。

综上所述，采用本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明解决了现有HUD产品测试中存在的每款HUD产品和挡风玻璃的相对位置是不一样的，两者相对位置的精度要保持在0.02mm以内，更换HUD产品需要更换对应的挡风玻璃，挡风玻璃体积大、较重、易碎，搬运时要求平稳，测试分为自动设备测试和人工测试，两者占地大，搬运困难，生产效率低、人均产值低的问题。本方案把HUD产品自动设备测试和人工测试的两个工位集成于一体，利用安全门的设计，自动实现兼容两种测试环境。把挡风玻璃固定机构与设备机台做成角度可调节、挡风玻璃部件可更换的结构。HUD产品支撑机构设计成三轴运动的模式，在测试的过程中，可根据产品特性进行调节。本方案具有以下的创新点：

1)密封暗室环境的测试仓和安全门的设计，黑暗和明亮的环境可根据测试步骤要求自动进行切换，将自动设备测试和人工测试两个工位合二为一。(当自动设备测试时，安全门关闭，形成暗室；当自动测试完成，自动打开安全门，同时测试仓内照明灯点亮，进行人工测试。安全门的两侧设有光栅保护器，防止门夹到员工，导致安全事故)；

2)挡风玻璃、HUD产品的相对位置均可以调节，极大的提高了测试设备的兼容性。把挡风玻璃设于精密的仿型夹具上面进行定位，仿型夹具可使用Z调节块通过螺钉进行Z轴方向位置调节。HUD产品使用运动机构，对X和Y方向进行精密位置调整。当生产不同型号的HUD产品时，可以根据产品特性进行调整HUD产品与挡风玻璃的相对位置；

3)挡风玻璃的快速换型机构设计，滑轮组和滑轨保证了挡风玻璃能够平稳的拆装。挡风玻璃的仿型夹具下面由滑轮组和滑轨进行支撑，当需要更换挡风玻璃的时候，定位气缸(也就是左气缸组件和右气缸组件)松开，挡风玻璃由滑轮组和滑轨进行导向，往周转运输车(图中未画出)的方向缓慢滑落下来。换新的挡风玻璃时，则把挡风玻璃从周转运输车往滑轮组和滑轨上面推，推到位后定位气缸伸出，把挡风玻璃固定好。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。