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专利名称：试验台的制作方法
试验台
技术领域：
本发明涉及一种试验装置，尤其地，本发明涉及用于测试车门、机盖和后备箱盖的关闭时获取碰撞冲击能量的试验装置。
背景技术：
目前，车辆越来越普遍地融入到普通家庭的生活中。车辆的性价比成为普通家庭购置车辆时非常关注的指标。车门、机盖和后备箱盖作为车辆不可忽缺的工作部件，他的技术水平和质量好坏在很大程度上能折射和反映出整个车辆的技术和质量水平，也是用户和厂商都必须正视和关心的问题。然而，就主机厂而言，“过”设计也是不原意的，毕竟“过”设计意味着成本的提高和资源的浪费。因此，整个行业和企业本身就会有相应的标准，通过模拟试验的方式来建立对车门、机盖和后备箱盖设计水平和相应的成本评估体系，以找到“生命周期”与成本的平衡点。显然作为像车门、机盖和后备箱盖作为重要的车辆部件试验装置来说，对于评估的尺度和提供的试验数据的可信性以及一致性，包括试验装置的可靠性，就显得很重要。车门、机盖和后备箱盖的使用寿命通常与其关闭时受到的冲击密切相关。当关闭时施加较大的力或者冲击次数达到其规定上限时，车门、机盖和后备箱盖有可能损坏。因此，在研发时，通常会考虑车门、机盖和后备箱盖的抗碰撞冲击的能力来例如设计车门、机盖和后备箱盖的厚度和刚度。并且目前多数整车厂在车辆研发时，一般都会对车门、机盖和后备箱盖进行实际测试。例如，通过设计相关监测装置，来测试某车型在设定关闭力或者在关闭力在一定范围内车门、机盖和后备箱盖的实际抗碰撞次数，以通过实际试验数据来检验并评估车门、机盖和后备箱盖的设计是否合理可行，并为研发人员的后续研发提供重要的技术数据。

发明内容正是如此，本发明的一个目的在于，提供用于车门、机盖和后备箱盖的试验台装置，其能够对冲击速度进行精确控制，从而提高试验数据的准确性，并且提高试验台的可靠性。本发明的上述目的以及其他目的通过如下技术方案实现本发明提供一种试验台，所述试验台包括有框架、用于车门冲击试验的第一试验部分，其中，所述第一试验部分包括有用于打开车门的第一拉放绞绳机构、对车门进行解锁的拉索机构、能够施加设定弹性力到车门上以关闭车门的弹力机构以及用于监控车门关闭时冲击大小的第一监测机构，其中所述第一拉放绞绳机构、拉索机构、弹力机构以及第一监测机构分别设置在框架上，所述第一检测机构包括设置在车门边缘上的第一角速度传感
ο本发明所提供的试验台，优选地，所述试验台还包括有用于机盖或者后备箱盖冲击试验的第二试验部分，其中所述第二试验部分包括有用于打开机盖或者后备箱盖的第二拉放绞绳机构、能够施加设定弹射力到机盖或者后备箱盖上以关闭机盖或者后备箱盖的弹射机构、以及用于监控机盖或者后备箱盖关闭时冲击大小的第二监测机构，其中所述第二拉放绞绳机构、弹射机构和所述第二监测机构分别设置在所述框架上，并且所述第二检测机构包括设置在机盖或者后备箱盖边缘上的第二角速度传感器。本发明所提供的试验台，优选地，所述第一和第二拉放绞绳机构分别包括有电磁制动器、绞盘、单向离合器、整线机构、步进电机和钢丝绞绳，其中，所述电磁制动器设置在所述绞盘的一端用于对绞盘进行制动控制，所述步进电机通过所述单向离合器与所述绞盘连接，从而驱动所述绞盘进行单向转动，所述钢丝绞绳缠绕在在所述绞盘上，并且靠近绞盘处固定有所述整线机构，所述钢丝绞绳的一端通过所述整线机构连接在车门的边缘上，用于拉开车门。本发明所提供的试验台，优选地，所述步进电机的输出轴通过异型键与单向离合器相连接，通过固定螺丝将所述单向离合器的外部与所述绞盘相连接。本发明所提供的试验台，优选地，所述拉索机构包括有拉索、固定在所述框架上的拉索直线电机和拉索固定板，其中所述拉索的一端固定在车门把手上，用于对车门进行开锁，另一端通过拉索固定板与拉索直线电机的输出轴相连接。本发明所提供的试验台，优选地，所述拉索包括有外部包层以及能够在所述包层内能够被所述拉索直线电机拉动的拉绳。本发明所提供的试验台，优选地，所述弹力机构包括有与车门接触的接触装置以及对接触装置施加反弹力的板簧装置，所述接触装置和所述板簧装置设置在所述框架上。本发明所提供的试验台，优选地，所述接触装置包括有底座和L形旋转臂，其中所述L形旋转臂能够绕所述底座进行旋转运动。本发明所提供的试验台，优选地，板簧装置包括有能够绕固定支点转动的板簧，设置在板簧的一端并且能够调节所述板簧另一端的反弹力大小的板簧调节电机。本发明所提供的试验台，优选地，所述L形旋转臂的竖臂上端设有与车门相接触的接触部，横臂下端设有能够与所述板簧另一端相接触的销部。本发明所提供的试验台，优选地，所述检测机构还包括有用于检测所述板簧位置的第一位置传感器和用于检测车门接近关闭位置的第二位置传感器。本发明所提供的试验台，优选地，所述弹射机构包括有圆筒、设置在所述圆筒中的螺旋弹簧、设于所述圆筒底部用于调节所述螺旋弹簧预紧力的弹射调节电机、以及一端与机盖或者后备箱盖相接触而另一端与螺旋弹簧相接触的弹射体。容易理解，本发明具有如下技术优点1.试验装置的机架采用40*40和40*80的铝型材搭建而成，加上利用车辆和白车身自重，实现的固定方式，使整个系统变得简洁，且便于安装。2.使用直线电机适时调节的板簧弯曲度的办法，使关门的关闭速度实现了一级可控。再通过门处接近开关和门上的角速度传感器(或加速度传感器)的传感输入，程序控制步进电机的放绳速度，可从保证对门运行速度的有效控制。3.由于板簧弯曲率是通过步进电机控制控制实现的，加之可对放绳速度的有效 “规划”，因此可以通过程序的“自适应”功能，满足了对试验速度的一致性要求。
下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细或者优选的描述，其中，图1是本发明的一种优选实施方式下的试验台结构示意图；图2是图1所示的试验台的局部立体图；图3为图1所示的试验台的拉放绞绳机构的结构示意图；图4为图3所示的拉放绞绳机构的结构分解图；图5为图1所示的试验台放绳操作时的速度一时间示意图。
具体实施方式容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出本发明的多个结构方式。因此以下具体实施方式
以及附图仅是对本发明的技术方案的具体说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。图1和图2示意性地示出了本发明的试验台的结构示意图，其中该试验台包括有用于车门冲击试验的第一试验部分和用于机盖或者后备箱盖的第二试验部分。下面分别对其进行详细描述。如图1和图2中所示，用于车门监测的第一试验部分主要包括有框架、拉放绞绳机构、拉索机构、弹力机构以及用来监测车门不同状态的监测机构。框架优选通过铝型材搭建而成，用于固定或者安置拉放绞绳机构、拉索机构、弹力机构和监测机构。框架的高度、长度和宽度可根据车门的实际形状来布局，这对于本领域的技术人员是熟知的，因此不多赘述。如图3和图4所示，拉放绞绳机构包括有电磁制动器1、绞盘及单向离合器组合2、 整线机构3、行星齿轮减速器4、步进电机5和钢丝绞绳6。其中，电磁制动器1设置在绞盘及单向离合器组合2的一端用于对绞盘及单向离合器组合2进行制动控制。行星齿轮减速器4优选集成在步进电机5的输出轴上。步进电机5的输出轴通过轴承a和d被支撑在绞盘内部，并且其动力经由异型键b传递到单向离合器c上，所述单向离合器通过固定螺丝e 与所述绞盘相连接，从而使得步进电机能够带动绞盘进行单向转动。在绞盘上缠绕有钢丝绞绳6，并且靠近绞盘处固定有整线机构3。钢丝绞绳6的一端通过整线机构3连接在车门的边缘上，用于拉开车门。整线机构3除了使绞盘及单向离合器组合中的绞盘收线排列整齐以外，同时还对钢线具有一定的预紧力，这样能预防因关门和盖冲击已经发生，而电磁制动器的作用有延时所造成的绞盘排线紊乱的现象。如图2中所示，拉索机构包括有拉索直线电机11，拉索固定板10以及拉索14。其中拉索14包括有外部的包层以及能够在包层内被拉索直线电机11抽动的钢丝拉绳，拉索 14的一端固定在车门把手上，用于对车门进行开锁，另一端通过拉索固定板与拉索直线电机11的输出轴相连接。当拉索直线电机11工作时，其能够在一定范围内抽动拉索14中的钢丝拉绳，从而对车门进行解锁。如图2中所示，弹力机构包括有接触装置、用以对接触装置施加反弹力的板簧装置，其中接触装置包括有底座7和L形旋转臂12，其中L形旋转臂12能够绕底座7进行旋转运动。板簧装置包括有能够绕固定支点50转动的板簧9，设置在板簧9 一端并且能够驱动板簧的板簧调节电机51。如图2中所示，L形旋转臂12的竖臂上端设有与车门相接触的接触部，其横臂下端设有能够与板簧9另一端相接触的销部52。其中，板簧9能够通过不同的弹性变形将不同的作用力施加在销部52上，从而L形旋转臂12的接触部通过销部52关闭车门。监测机构包括有位置传感器8、15和角速度传感器16。其中，传感器8用于检测板簧9的压缩程度，传感器15用于检测车门接近关闭位置，传感器16用于检测车门关闭时的瞬间角速度。用于车门冲击试验的第一试验部分的工作过程如下在车门冲击试验开始前，调节板簧调节电机51从而设定板簧9的反弹力，将车门设为正常关闭状态。试验时，首先拉索直线电机11工作，控制拉索直线电机的转动圈数从而使得其拉动拉索14中的钢丝移动一小段直线距离，以满足开锁要求。开锁后，步进电机 5开始工作，并且同时单向离合器在该方向上正常工作，从而使得步进电机5能够收紧绞绳 6，从而车门打开。在车门打开的过程中，车门接触到L形旋转臂12的接触部并带动L形旋转臂12绕其底座7转动。绞绳6拉收到一定程度后，L形旋转臂12的销体52接触到板簧 9，从而销体52压迫板簧9进行弹性变形，一直到位置传感器8检测到接触信号以后，停止步进电机(5)的转动。此时，电磁制动器(1)开启并保持，从而避免惯性冲击。整个收线过程结束。放线操作之前，首先步进电机5向相反方向转动，并且保证步进电机5的转速大于板簧9车门作用所形成的车门转速。通过这种设置，避免绞绳6被迫施加带动步进电机5 反转的惯性力，从而引起关门实际速度与理论速度的较大偏差。当步进电机5反向转动时， 由于单向离合器的设置，绞绳6不会被其带动转动，也就是说，步进电机5处于空转状态。放线时，电磁制动器1断电释放，在板簧的弹性力的作用下，车门做加速转动直到脱离板簧9，其后车门的速度逐渐下降。步进电机5在加速转动后也进入减速转动并最终进入到对应于车门关闭冲击速度的预设转动速度。如果在车门关闭之前，发现车门速度超出规定转速，则步进电机5通过绞绳6对其速度进行限制。如图5中所示。当车门接近终点时，传感器15检测到信号，此时电磁制动器1在一微小延时后工作，从而拉紧绞绳6。其中，制动器1的作用时间点应当与尽量车门碰撞时刻相一致，这可通过多次试验微调来实现。车门关闭时，角速度传感器16记录车门的角速度，从而确定车门转动速度和碰撞冲击大小。容易理解，本发明的第一试验部分可以通过对板簧调节电机51再次调节，可以在不同反弹力的情况下进行测试，或者不调节板簧调节电机51，在相同反弹力的情况下进行多次测试。如图5中所示，其中101表示电磁制动器1的释放时间点，如上所述，此刻步进电机转速201高于车门转速301，其后进入减速过程。当车门转速301大于步进电机转速201 时，步进电机5对其超限转速进行限制。在检测到传感器15的信号时间点401后的微小延时内，也就是图5中501所示，车门发生碰撞同时制动器1开始工作，从而车门速度急剧下降到0。类似地，本发明的第二试验部分用于对机盖或者后备箱盖进行冲击碰撞测试。其
7中，第二试验部分包括有安装在框架上的另一拉放绞绳机构、弹射机构和另一检测机构。其中另一拉放绞绳机构的工作原理和结构与前述基本相同，因此不多赘述。弹射结构是将螺旋弹簧安装在圆筒中，延伸杆压缩弹簧，形成预紧力，以完成弹射功能；预紧力的大小可以通过弹射调节电机18来调节来实现。弹射体19的一端与机盖或者后备箱盖相接触，另一端与压缩弹簧相接触。通过压缩弹簧的释放产生弹射力。弹射机构设置的目的是为了解决，因重力不能达到关盖速度的情况发生；比如有液压顶杆装置的前后盖重力关闭往往不能产生足够的关闭冲击速动。另一检测机构包括用来检测机盖或者后备箱盖关闭瞬间的角速度传感器。第二试验部分的工作过程与第一试验部分的工作过程基本相同。因此不多赘述。
权利要求
1.一种试验台，所述试验台包括有框架、用于车门冲击试验的第一试验部分，其中，所述第一试验部分包括有用于打开车门的第一拉放绞绳机构、对车门进行解锁的拉索机构、 能够施加设定弹性力到车门上以关闭车门的弹力机构以及用于监控车门关闭时冲击大小的第一监测机构，其中所述第一拉放绞绳机构、拉索机构、弹力机构以及第一监测机构分别设置在框架上，所述第一检测机构包括设置在车门边缘上的第一角速度传感器。
2.如权利要求1所述的试验台，其特征在于，所述试验台还包括有用于机盖或者后备箱盖冲击试验的第二试验部分，其中所述第二试验部分包括有用于打开机盖或者后备箱盖的第二拉放绞绳机构、能够施加设定弹射力到机盖或者后备箱盖上以关闭机盖或者后备箱盖的弹射机构、以及用于监控机盖或者后备箱盖关闭时冲击大小的第二监测机构，其中所述第二拉放绞绳机构、弹射机构和所述第二监测机构分别设置在所述框架上，并且所述第二检测机构包括设置在机盖或者后备箱盖边缘上的第二角速度传感器。
3.如权利要求1-2任一所述的试验台，其特征在于，所述第一和第二拉放绞绳机构分别包括有电磁制动器、绞盘、单向离合器、整线机构、步进电机和钢丝绞绳，其中，所述电磁制动器设置在所述绞盘的一端用于对绞盘进行制动控制，所述步进电机通过所述单向离合器与所述绞盘连接，从而驱动所述绞盘进行单向转动，所述钢丝绞绳缠绕在在所述绞盘上，并且靠近绞盘处固定有所述整线机构，所述钢丝绞绳的一端通过所述整线机构连接在车门的边缘上，用于拉开车门。
4.如权利要求3所述的试验台，其特征在于，所述步进电机的输出轴通过异型键与单向离合器相连接，通过固定螺丝将所述单向离合器的外部与所述绞盘相连接。
5.如权利要求1-4任一所述的试验台，其特征在于，所述拉索机构包括有拉索、固定在所述框架上的拉索直线电机和拉索固定板，其中所述拉索的一端固定在车门把手上，用于对车门进行开锁，另一端通过拉索固定板与拉索直线电机的输出轴相连接。
6.如权利要求5所述的试验台，其特征在于，所述拉索包括有外部包层以及能够在所述包层内能够被所述拉索直线电机拉动的拉绳。
7.如权利要求1-6任一所述的试验台，其特征在于，所述弹力机构包括有与车门接触的接触装置以及对接触装置施加反弹力的板簧装置，所述接触装置和所述板簧装置设置在所述框架上。
8.如权利要求7所述的试验台，其特征在于，所述接触装置包括有底座和L形旋转臂， 其中所述L形旋转臂能够绕所述底座进行旋转运动。
9.如权利要求7-8任一所述的试验台，其特征在于，板簧装置包括有能够绕固定支点转动的板簧，设置在板簧的一端并且能够调节所述板簧另一端的反弹力大小的板簧调节电机。
10.如权利要求9所述的试验台，其特征在于，所述L形旋转臂(12)的竖臂上端设有与车门相接触的接触部，横臂下端设有能够与所述板簧另一端相接触的销部。
11.如权利要求1-10任一所述的试验台，其特征在于，所述检测机构还包括有用于检测所述板簧位置的第一位置传感器和用于检测车门接近关闭位置的第二位置传感器。
12.如权利要求2-11任一所述的试验台，其特征在于，所述弹射机构包括有圆筒、设置在所述圆筒中的螺旋弹簧、设于所述圆筒底部用于调节所述螺旋弹簧预紧力的弹射调节电机、以及一端与机盖或者后备箱盖相接触而另一端与螺旋弹簧相接触的弹射体。
全文摘要
本发明涉及一种试验台，包括有框架、用于车门冲击试验的第一试验部分，其中，所述第一试验部分包括有用于打开车门的第一拉放绞绳机构、对车门进行解锁的拉索机构、能够施加设定弹性力到车门上以关闭车门的弹力机构以及用于监控车门关闭时冲击大小的第一监测机构，其中所述第一拉放绞绳机构、拉索机构、弹力机构以及第一监测机构分别设置在框架上，所述第一检测机构包括设置在车门边缘上的第一角速度传感器。本发明的试验台能够对冲击速度进行精确控制，从而提高试验数据的准确性，并且提高试验台的可靠性。
文档编号G01M7/08GK102478450SQ201010558480
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者周俊, 张家宁, 张琦, 徐峰, 施思明, 李辉, 梅爱群 申请人:上海汽车集团股份有限公司