一种汽车天窗自动开闭试验装置及其方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车天窗自动开闭试验装置及其方法。

背景技术

驾驶室零部件的可靠、耐久性是产品的稳定性和可靠性的重要依据，尤其是在极端环境如露天、沙尘、冰雪环境下使用的产品，汽车天窗安装于车顶，能够有效地使车内空气流通，增加新鲜空气的进入，天窗总成包括天窗玻璃和车顶板，天窗总成生产完成后需要对天窗玻璃与车顶板之间的连接强度进行测试，以保证天窗玻璃的安装质量，一旦天窗上的玻璃胶条异常、脱落，很可能会导致产品不能正常打开关闭等故障。

中国专利文件(公开号：CN103253214A)公开了一种汽车天窗智能调节系统及方法，涉及汽车天窗领域。所述汽车天窗智能调节系统包括发动机转速传感器，用于检测发动机转速；控制器，用于在所述天窗开关开启、所述点火钥匙处于START档、所述发动机转速达到第一阈值且所述空调未启动时，开启所述汽车天窗智能调节系统；在所述天窗开关关闭、所述发动机转速小于所述第一阈值或所述空调启动时，关闭所述汽车天窗智能调节系统且关闭所述汽车天窗。然而，这种设计使得汽车天窗智能调节系统在一定条件下才开启，在进行汽车天窗的可靠性和耐久性试验时效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车天窗自动开闭试验装置及其方法，能够切实地解决现有技术对于汽车天窗的可靠性和耐久性试验效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的一个方面提供了一种汽车天窗自动开闭试验装置，其包括底板、纵向支架、横向支架、伸缩杆、步进电机、联轴器、单片机、驱动器、散热风扇和电源，所述纵向支架固定在所述底板的前后两侧，所述横向支架可纵向调整地连接在两个所述纵向支架之间，所述伸缩杆设有四个，所述伸缩杆通过角度调节器与所述底板的底部转动连接，所述步进电机可横向调整地安装在所述横向支架上，所述联轴器的一端与所述步进电机连接，所述联轴器的另一端与天窗按钮连接，所述单片机、所述驱动器、所述散热风扇和所述电源均设置在所述底板上，所述散热风扇的出风口朝向所述步进电机，所述单片机分别与所述驱动器、所述散热风扇和所述电源电连接，所述单片机用于发送信号至所述驱动器以及用于控制所述散热风扇的开闭，所述驱动器用于控制所述步进电机旋转，所述散热风扇用于给所述步进电机降温。

作为本发明的优选方案，所述角度调节器包括第一铰链、第二铰链、滑槽和滑块，位于汽车天窗自动开闭试验装置前侧的两根所述伸缩杆的上端通过所述第一铰链与所述底板连接，所述滑槽设有两个且呈左右对称地设置在所述底板的底部后侧，所述滑槽呈横向布置，所述滑块与所述滑槽滑动连接，位于汽车天窗自动开闭试验装置后侧的两根所述伸缩杆的上端通过所述第二铰链与所述滑块滑动连接。

作为本发明的优选方案，所述纵向支架设有纵杆，所述纵杆设置有沿所述纵杆长度方向延伸的第一T型槽，所述第一T型槽内滑动连接有第一螺栓，所述第一螺栓的螺纹部伸出所述第一T型槽，所述横向支架设有横杆，所述横杆设置有沿所述横杆长度方向延伸的第二T型槽，所述第二T型槽内滑动连接有第二螺栓，所述第二螺栓的螺纹部伸出所述第二T型槽，所述纵杆与所述横杆相互垂直且所述第一T型槽与所述第二T型槽相对设置，所述纵杆与所述横杆的交接处设有第一直角板，所述第一直角板的两个面板上分别设有通孔，所述第一螺栓和第二螺栓分别穿过相应的通孔与螺母连接。

作为本发明的优选方案，所述纵向支架还包括两个立杆，所述纵杆可竖向调整地连接在两个所述立杆之间。

作为本发明的优选方案，所述立杆设置有沿所述立杆长度方向延伸的第三T型槽，所述第三T型槽内滑动连接有第三螺栓，所述第三螺栓的螺纹部伸出所述第三T型槽，所述纵杆设置有沿所述纵杆长度方向延伸的第四T型槽，所述第四T型槽内滑动连接有第四螺栓，所述第四螺栓的螺纹部伸出所述第四T型槽，所述纵杆与所述立杆相互垂直且所述第三T型槽与所述第四T型槽相对设置，所述立杆与所述纵杆的交接处设有第二直角板，所述第二直角板的两个面板上分别设有通孔，所述第三螺栓和第四螺栓分别穿过相应的通孔与螺母连接。

作为本发明的优选方案，所述横向支架设有两个横杆，所述步进电机通过电机支架与所述横杆连接。

作为本发明的优选方案，所述横杆上设置有沿所述横杆长度方向延伸的第五T型槽，所述第五T型槽内滑动连接有第五螺栓，所述第五螺栓的螺纹部伸出所述第五T型槽，所述电机支架上设有通孔，所述第五螺栓穿过所述通孔与所述螺母连接。

作为本发明的优选方案，所述伸缩杆的下端均设有地脚螺栓。

作为本发明的优选方案，所述单片机上设置有显示屏。

本发明的另一个方面提供了一种汽车天窗自动开闭试验方法，其包括以下步骤：

步骤S1：启动开关，装置复位运行；

步骤S2：试验员确认步进电机及天窗状态有无异常，若步进电机及天窗状态异常，则确认故障器件和故障点，待人工清除故障后返回步骤S1；若步进电机及天窗状态正常，则启动单片机，程序开始运行，进入步骤S3；

步骤S3：单片机检测步进电机温度是否过高，若步进电机的温度过高，则单片机控制散热风扇开启，对步进电机进行散热；若步进电机的温度正常，则单片机控制散热风扇关闭，停止对步进电机散热；

步骤S4：单片机控制驱动器进而控制步进电机正向旋转，进而通过联轴器带动天窗按钮正向旋转，开启天窗；

步骤S5：天窗按钮正向旋转至天窗完全打开，步进电机停止转动；

步骤S6：待天窗持续打开5s，同时给天窗开闭机构降温；

步骤S7：单片机控制驱动器进而控制步进电机逆向旋转，进而通过联轴器带动天窗按钮逆向旋转，关闭天窗；

步骤S8：天窗按钮逆向旋转至天窗完全关闭，步进电机停止转动；

步骤S9：显示屏显示总试验次数加一；

步骤S10：按照任务书要求总试验次数重复步骤S1至步骤S9；

步骤S11：判断总试验次数是否达到任务书要求总试验次数，若总试验次数达到任务书要求总试验次数，则完成天窗开闭试验；若总试验次数未达到任务书要求总试验次数，则蜂鸣器报警，提醒试验员检查总试验次数，返回步骤S2继续进行试验。

实施本发明提供的一种汽车天窗自动开闭试验装置及其方法，与现有技术相比，其有益效果在于：

试验前，通过调节伸缩杆的高度能够实现底板高度方向的调节，同时由于伸缩杆与底板之间通过角度调节器连接，能够根据前后侧伸缩杆的高度变化来实现底板倾斜角度的调节，同时由于步进电机可横向调整地安装在横向支架上，横向支架可纵向调整地连接在两个纵向支架之间，使得整个装置能够在车内空间上实现多个方向上的调节，从而适应更多不同型号的汽车，实用性强；试验时，通过单片机发送信号给驱动器，驱动器收到信号后控制步进电机旋转来实现天窗的开合，同时单片机还能够采集步进电机的温度，以控制散热风扇给步进电机散热；采用本发明的汽车天窗自动开闭试验装置及其方法，能够通过单片机控制天窗按钮来实现天窗的开合，无需人工开启和关闭天窗，降低人员成本，提高了对天窗进行可靠性和耐久性试验的效率，且通过单片机能够记录试验次数，无需人工记录，提高了试验的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例提供的一种汽车天窗自动开闭试验装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种汽车天窗自动开闭试验装置的俯视图；

图3是角度调节器的结构示意图；

图4是横杆和纵杆连接时的结构示意图；

图5是立杆和纵杆连接时的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种汽车天窗自动开闭试验方法的流程图。

图中标记：

底板1；纵向支架2；横向支架3；伸缩杆4；步进电机5；联轴器6；单片机7；驱动器8；散热风扇9；电源10；角度调节器11；第一铰链12；第二铰链13；滑槽14；滑块15；纵杆16；第一T型槽17；第一螺栓18；横杆19；第二T型槽20；第二螺栓21；第一直角板22；螺母23；立杆24；第三T型槽25；第三螺栓26；第四T型槽27；第四螺栓28；第二直角板29；电机支架30；地脚螺栓31。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

如图1至图5所示，本发明优选实施例提供了一种汽车天窗自动开闭试验装置，其包括底板1、纵向支架2、横向支架3、伸缩杆4、步进电机5、联轴器6、单片机7、驱动器8、散热风扇9和电源10，所述纵向支架2固定在所述底板1的前后两侧，所述横向支架3可纵向调整地连接在两个所述纵向支架2之间，所述伸缩杆4设有四个，所述伸缩杆4通过角度调节器11与所述底板1的底部转动连接，所述步进电机5可横向调整地安装在所述横向支架3上，所述联轴器6的一端与所述步进电机5连接，所述联轴器6的另一端与天窗按钮连接，所述单片机7、所述驱动器8、所述散热风扇9和所述电源10均设置在所述底板1上，所述散热风扇9的出风口朝向所述步进电机5，所述单片机7分别与所述驱动器8、所述散热风扇9和所述电源10电连接，所述单片机7用于发送信号至所述驱动器8以及用于控制所述散热风扇9的开闭，所述驱动器8用于控制所述步进电机5旋转，所述散热风扇9用于给所述步进电机5降温。

试验前，通过调节伸缩杆4的高度能够实现底板1高度方向的调节，同时由于伸缩杆4与底板1之间通过角度调节器11连接，能够根据前后侧伸缩杆4的高度变化来实现底板1倾斜角度的调节，同时由于步进电机5可横向调整地安装在横向支架3上，横向支架3可纵向调整地连接在两个纵向支架2之间，使得整个装置能够在车内空间上实现多个方向上的调节，从而适应更多不同型号的汽车，实用性强；试验时，通过单片机7发送信号给驱动器8，驱动器8收到信号后控制步进电机5旋转来实现天窗的开合，同时单片机7还能够采集步进电机5的温度，以控制散热风扇9给步进电机5散热；采用本发明的汽车天窗自动开闭试验装置，能够通过单片机7控制天窗按钮来实现天窗的开合，无需人工开启和关闭天窗，降低人员成本，提高了对天窗进行可靠性和耐久性试验的效率，且通过单片机7能够记录试验次数，无需人工记录，提高了试验的精度。

示例性的，所述角度调节器11包括第一铰链12、第二铰链13、滑槽14和滑块15，位于汽车天窗自动开闭试验装置前侧的两根所述伸缩杆4的上端通过所述第一铰链12与所述底板1连接，所述滑槽14设有两个且呈左右对称地设置在所述底板1的底部后侧，所述滑槽14呈横向布置，所述滑块15与所述滑槽14滑动连接，位于汽车天窗自动开闭试验装置后侧的两根所述伸缩杆4的上端通过所述第二铰链13与所述滑块15滑动连接。由此，通过调节伸缩杆4高度，使得伸缩杆4前后侧产生高度差，并配合角度调节器11使得底板1可靠地形成所需倾斜角度，从而能够适应更多车内空间高度不同的汽车，实用性强。

示例性的，所述纵向支架2设有纵杆16，所述纵杆16设置有沿所述纵杆16长度方向延伸的第一T型槽17，所述第一T型槽17内滑动连接有第一螺栓17，所述第一螺栓17的螺纹部伸出所述第一T型槽17，所述横向支架3设有横杆19，所述横杆19设置有沿所述横杆19长度方向延伸的第二T型槽20，所述第二T型槽20内滑动连接有第二螺栓21，所述第二螺栓21的螺纹部伸出所述第二T型槽20，所述纵杆16与所述横杆19相互垂直且所述第一T型槽17与所述第二T型槽20相对设置，所述纵杆16与所述横杆19的交接处设有第一直角板22，所述第一直角板22的两个面板上分别设有通孔，所述第一螺栓17和第二螺栓21分别穿过相应的通孔与螺母23连接。由此，横杆19能够在纵杆16上实现横向调节，从而调节步进电机5的横向位置，保证步进电机5与天窗按钮的配合，实用性强。

进一步地，所述纵向支架2还包括两个立杆24，所述纵杆16可竖向调整地连接在两个所述立杆24之间。具体实施时，所述立杆24设置有沿所述立杆24长度方向延伸的第三T型槽25，所述第三T型槽25内滑动连接有第三螺栓26，所述第三螺栓26的螺纹部伸出所述第三T型槽25，所述纵杆16设置有沿所述纵杆16长度方向延伸的第四T型槽27，所述第四T型槽27内滑动连接有第四螺栓28，所述第四螺栓28的螺纹部伸出所述第四T型槽27，所述纵杆16与所述立杆24相互垂直且所述第三T型槽25与所述第四T型槽27相对设置，所述立杆24与所述纵杆16的交接处设有第二直角板29，所述第二直角板29的两个面板上分别设有通孔，所述第三螺栓26和第四螺栓28分别穿过相应的通孔与螺母23连接。由此，纵杆16能够在竖向调节高度，从而调节步进电机5的高度，保证步进电机5与天窗按钮的配合，实用性强。

示例性的，为了方便步进电机5与横杆19之间的连接，所述横向支架3设有两个横杆19，所述步进电机5通过电机支架30与所述横杆19连接。具体实施时，所述横杆19设置有沿所述横杆19长度方向延伸的第五T型槽，所述第五T型槽内滑动连接有第五螺栓，所述第五螺栓的螺纹部伸出所述第五T型槽，所述电机支架30上设有通孔，所述第五螺栓穿过所述通孔与所述螺母23连接。由此，电机支架30能够沿横杆19长度方向调节位置，能够根据天窗按钮的位置来调节步进电机5的位置，实用性强。

示例性的，所述伸缩杆4的下端均设有地脚螺栓31。在试验时，装置能够通过地脚螺栓31固定在车内，使得装置更加稳定。

示例性的，为了方便显示总试验次数，所述单片机7上设置有显示屏。

如图6所示，基于一种汽车天窗自动开闭试验装置，本发明还提供了一种应用于汽车天窗自动开闭试验装置的方法，其包括以下步骤：

步骤S1：启动开关，装置复位运行；

步骤S2：试验员确认步进电机5及天窗状态有无异常，若步进电机5及天窗状态异常，则确认故障器件和故障点，待人工清除故障后返回步骤S1；若步进电机5及天窗状态正常，则启动单片机7，程序开始运行，进入步骤S3；

步骤S3：单片机7检测步进电机5温度是否过高，若步进电机5的温度过高，则单片机7控制散热风扇9开启，对步进电机5进行散热；若步进电机5的温度正常，则单片机7控制散热风扇9关闭，停止对步进电机5散热；

步骤S4：单片机7控制驱动器8进而控制步进电机5正向旋转，进而通过联轴器6带动天窗按钮正向旋转，开启天窗；

步骤S5：天窗按钮正向旋转至天窗完全打开，步进电机5停止转动；

步骤S6：待天窗持续打开5s，同时给天窗开闭机构降温；

天窗开闭机构旁侧设有风扇，此风扇非散热风扇9

步骤S7：单片机7控制驱动器8进而控制步进电机5逆向旋转，进而通过联轴器6带动天窗按钮逆向旋转，关闭天窗；

步骤S8：天窗按钮逆向旋转至天窗完全关闭，步进电机5停止转动；

步骤S9：显示屏显示总试验次数加一；

步骤S10：按照任务书要求总试验次数重复步骤S1至步骤S9；

步骤S11：判断总试验次数是否达到任务书要求总试验次数，若总试验次数达到任务书要求总试验次数，则完成天窗开闭试验；若总试验次数未达到任务书要求总试验次数，则蜂鸣器报警，提醒试验员检查总试验次数，返回步骤S2继续进行试验。

在具体实施时，可以在单片机7内设置温度传感器，通过温度传感器检测步进电机5的工作温度，温度传感器将温度信号传递给单片机7，单片机7判断步进电机5的温度超过设定范围时，单片机7控制散热风扇9开启，对步进电机5进行散热；单片机7判断步进电机5的温度正常时，单片机7控制散热风扇9关闭，停止对步进电机5散热。

采用本发明的汽车天窗自动开闭试验的其方法，能够通过单片机7控制天窗按钮来实现天窗的开合，无需人工开启和关闭天窗，降低人员成本，提高了对天窗进行可靠性和耐久性试验的效率，且通过单片机7能够记录试验次数，无需人工记录，提高了试验的精度。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。