CN107677442A - 一种蓄能式汽车仪表碰撞试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其中，包括仪表固定模块、冲击蓄能模块、信号模拟控制模块和摄影模块；所述仪表固定模块用于固定试验用汽车仪表；所述冲击蓄能模块用于模拟碰撞过程中所述试验用汽车仪表的不同级别的碰撞速度和碰撞能量；所述信号模拟控制模块用于产生用于驱动所述试验用汽车仪表的指针转动的车速信号和发动机转速信号，以及驱动信号以驱动所述冲击蓄能模块朝向所述底板的方向进行垂直冲击，以及用于控制所述试验用汽车仪表的通断电；所述摄影模块用于记录所述试验用汽车仪表碰撞前后的指针指示情况。本发明提供的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置能够提高有效撞击速度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车仪表实验技术领域，尤其涉及一种蓄能式汽车仪表碰撞试验装置。
背景技术
当前，公安交管部门在道路交通事故处理中通常通过声像资料、痕迹检验以及电子数据等途径对事故车辆事发时的行驶速度进行检验判定，上述多种技术手段的综合应用能够实现多数事故车辆行驶速度的快速确定，为迅速厘清事故责任，实现道路交通事故的快速处理创造了极大的便利，但在实际运用过程中也暴露出了一些问题和不足，如基于声像资料的车速鉴定依赖于帧率稳定、视角清晰的视频检材；基于痕迹检验的车速鉴定通常适用于典型事故形态，且存在一定计算误差；基于电子数据的车速鉴定对于未规范安装EDR或行驶记录仪等制式车载电子设备的车辆则显得束手无策。
而在车辆实际运行过程中，车辆仪表车速指针指示数值也能客观的反应车辆的实时车速，但在一些实际事故中，往往存在车辆仪表车速指针卡位现象，即车速指针指向特定数值，对于上述车辆仪表指针残留信息是否代表车辆碰撞时的车速，目前尚无定论。
现有主流车辆仪表车速指针的驱动源通常采用步进电机，针对交通事故中车辆仪表车速指针存在卡位现象，造成残留信息不能用于代表车辆碰撞时车速这一问题，如果能够对事故中步进电机式车辆仪表车速指针卡位时的指示数值与事故发生时车辆行驶速度的关系进行研究分析，将为涉及该情况的道路交通事故中的车速鉴定开辟新途径。
为针对上述问题开展研究，有必要研究开发一套汽车仪表碰撞试验装置，模拟在车辆碰撞过程中通常车辆仪表可能会遇到的撞击、先撞击后断电和先断电后撞击等工况，因此，中国专利CN201710082870.1公开了一种气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，采用水平导轨碰撞冲击的形式，实现了针对试验用车辆仪表的碰撞试验，但水平导轨冲击方式在高速水平运动中易因滑块重力在冲击方向上产生一定数值大小的阻尼力，降低了有效碰撞速度，且对滑块高速运动过程中的稳定性造成了较大干扰。
因此，如何能够提高有效碰撞速度成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，以解决现有技术中的问题。
作为本发明的一个方面，提供一种蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其中，所述蓄能式汽车仪表碰撞试验装置包括仪表固定模块、冲击蓄能模块、信号模拟控制模块、摄影模块、顶板、底板和滑杆，所述滑杆的一端与所述顶板连接，所述滑杆的另一端与所述底板连接，所述信号模拟控制模块与所述冲击蓄能模块连接，所述仪表固定模块与所述冲击蓄能模块连接，所述仪表固定模块位于所述底板的下方，所述冲击蓄能模块、信号模拟控制模块和摄影模块均位于所述底板的上方；
所述仪表固定模块用于固定试验用汽车仪表；
所述冲击蓄能模块用于模拟碰撞过程中所述试验用汽车仪表的不同级别的碰撞速度和碰撞能量；
所述信号模拟控制模块用于产生用于驱动所述试验用汽车仪表的指针转动的车速信号和发动机转速信号，以及用于产生驱动信号以驱动所述冲击蓄能模块朝向所述底板的方向进行垂直冲击，以及用于控制所述试验用汽车仪表的通断电；
所述摄影模块用于记录所述试验用汽车仪表碰撞前后的指针指示情况。
优选地，所述仪表固定模块包括仪表夹具、工作台和缓冲单元，所述仪表夹具和所述工作台固定连接，所述仪表夹具用于固定所述试验用汽车仪表。
优选地，所述冲击蓄能模块包括弹簧蓄能单元和冲击碰撞单元，所述弹簧蓄能单元与所述冲击碰撞单元连接，
所述弹簧蓄能单元包括上挡板、下挡板、加压电机和弹簧，所述弹簧的一端与所述上挡板连接，所述弹簧的另一端与所述下挡板连接，所述加压电机用于控制所述弹簧进行压缩以将所述冲击碰撞单元提升；
所述冲击碰撞单元包括提升电机、链条和冲击锤体，所述冲击锤体与所述下挡板连接，所述提升电机用于通过所述链条将所述冲击锤体提升到固定位置以使得所述冲击锤体朝向所述底板的方向进行垂直冲击。
优选地，所述弹簧蓄能单元还包括滚珠丝杆和从动齿轮，所述从动齿轮与所述提升电机连接，所述滚珠丝杆的一端与所述从动齿轮连接，所述滚珠丝杆的另一端与所述链条连接，所述从动齿轮能够在所述提升电机的转动下进行转动，所述滚珠丝杠能够将所述从动齿轮的回转运动转化为直线运动以带动所述链条提升。
优选地，所述冲击碰撞单元还包括电磁推杆、脱钩杠杆和抓钩，所述电磁推杆与所述加压电机连接，所述脱钩杠杆分别与所述电磁推杆和所述抓钩连接，所述抓钩的一端与所述上挡板连接，所述抓钩的另一端为自由端，且当所述链条将所述冲击锤体提升到固定位置时所述抓钩的另一端用于托住所述下挡板，所述电磁推杆在所述加压电机的控制下能够推动所述脱钩杠杆以使得所述抓钩与所述下挡板脱离。
优选地，所述冲击碰撞单元还包括电磁铁和铁块，所述铁块的一端与所述冲击锤体连接，所述铁块的另一端与所述电磁铁连接，所述电磁铁设置在所述下挡板上，所述电磁铁与所述信号模拟控制模块连接，所述电磁铁能够在所述信号模拟控制模块控制下断电后与所述铁块分离，以使得所述冲击锤体进行垂直冲击。
优选地，所述信号模拟控制模块包括信号控制单元和光电传感单元，所述光电传感单元与所述信号控制单元连接，所述信号控制单元与所述试验用汽车仪表信号连接，
所述信号控制单元用于模拟产生不同试验工况中的车速信号和发动机转速信号，以及用于产生驱动信号以驱动所述冲击蓄能模块朝向所述底板的方向进行垂直冲击，以及用于控制所述试验用汽车仪表的通断电；
所述光电传感单元用于测定所述冲击锤体的开始下落时间以及测定所述冲击锤体的冲击速度。
优选地，所述光电传感单元包括位置光电开关、第一测速光电开关和第二测速光电开关，所述位置光电开关、第一测速光电开关和所述第二测速光电开关均与所述信号控制单元信号连接，所述位置光电开关位于所述冲击锤体的下方，所述位置光电开关用于测定所述冲击锤体的开始下落时间，所述第一测速光电开关和所述第二测速光电开关均位于所述试验用汽车仪表的上方，所述第一测速光电开关和所述第二测速光电开关均用于测定所述冲击锤体的冲击速度。
优选地，所述摄影模块设置在所述滑杆上，所述摄影模块的镜头对准所述试验用汽车仪表。
优选地，所述摄像模块包括相机。
本发明提供的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，通过垂直冲击方式实现仪表碰撞试验，因此能够降低冲击过程的阻尼力，从而使得冲击过程稳定可控，且由于阻尼力降低，因而能够提高有效撞击速度。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置的主视结构示意图。
图2为本发明提供的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置的部分结构示意图。
图3为本发明提供的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置的侧视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的一个方面，提供一种蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其中，如图1所示，所述蓄能式汽车仪表碰撞试验装置10包括仪表固定模块110、冲击蓄能模块120、信号模拟控制模块130和摄影模块140、顶板22、底板27和滑杆25，所述滑杆25的一端与所述顶板22连接，所述滑杆25的另一端与所述底板27连接，所述信号模拟控制模块130与所述冲击蓄能模块120连接，所述仪表固定模块110与所述冲击蓄能模块120连接，所述仪表固定模块110位于所述底板27的下方，所述冲击蓄能模块120、信号模拟控制模块130和摄影模块140均位于所述底板27的上方；
所述仪表固定模块110用于固定试验用汽车仪表4；
所述冲击蓄能模块120用于模拟碰撞过程中所述试验用汽车仪表4的不同级别的碰撞速度和碰撞能量；
所述信号模拟控制模块130用于产生用于驱动所述试验用汽车仪表4的指针转动的车速信号和发动机转速信号，以及用于产生驱动信号以驱动所述冲击蓄能模块120朝向所述底板的方向进行垂直冲击，以及用于控制所述试验用汽车仪表的通断电；
所述摄影模块140用于记录所述试验用汽车仪表碰撞前后的指针指示情况。
本发明提供的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，通过垂直冲击方式实现仪表碰撞试验，因此能够降低冲击过程的阻尼力，从而使得冲击过程稳定可控，且由于阻尼力降低，因而能够提高有效撞击速度。
作为一种具体地实施方式，所述仪表固定模块110包括仪表夹具2、工作台3和缓冲单元5，所述仪表夹具2和所述工作台3固定连接，所述仪表夹具5用于固定所述试验用汽车仪表4。
具体地，如图1所示，所述仪表固定模块110包括两个缓冲单元5，两个缓冲单元5分别位于所述仪表夹具2的两侧，当所述冲击蓄能模块120对所述试验用汽车仪表4进行撞击试验时，所述冲击蓄能模块120撞击到两侧的缓冲单元5上，以避免所述试验用汽车仪表4的损坏。
作为另一种具体地实施方式，如图1和图2所示，所述冲击蓄能模块120包括弹簧蓄能单元和冲击碰撞单元，所述弹簧蓄能单元与所述冲击碰撞单元连接，
所述弹簧蓄能单元包括上挡板28、下挡板29、加压电机21和弹簧15，所述弹簧15的一端与所述上挡板28连接，所述弹簧15的另一端与所述下挡板19连接，所述加压电机21用于控制所述弹簧15进行压缩以将所述冲击碰撞单元提升；
所述冲击碰撞单元包括提升电机20、链条23和冲击锤体11，所述冲击锤体11与所述下挡板29连接，所述提升电机20用于通过所述链条23将所述冲击锤体11提升到固定位置以使得所述冲击锤体11朝向所述底板27的方向进行垂直冲击。
进一步具体地，为了实现所述链条的上下运动，如图1和图2所示，所述弹簧蓄能单元还包括滚珠丝杆18和从动齿轮19，所述从动齿轮19与所述提升电机20连接，所述滚珠丝杆18的一端与所述从动齿轮19连接，所述滚珠丝杆18的另一端与所述链条23连接，所述从动齿轮19能够在所述提升电机20的转动下进行转动，所述滚珠丝杠18能够将所述从动齿轮19的回转运动转化为直线运动以带动所述链条23提升。
进一步具体地，如图1和图3所示，所述冲击碰撞单元还包括电磁推杆16、脱钩杠杆17和抓钩24，所述电磁推杆16与所述加压电机21连接，所述脱钩杠杆17分别与所述电磁推杆16和所述抓钩24连接，所述抓钩24的一端与所述上挡板28连接，所述抓钩24的另一端为自由端，且当所述链条23将所述冲击锤体11提升到固定位置时所述抓钩24的另一端用于托住所述下挡板29所述电磁推杆16在所述加压电机21的控制下能够推动所述脱钩杠杆17以使得所述抓钩24与所述下挡板29脱离。
进一步具体地，所述冲击碰撞单元还包括电磁铁13和铁块12，所述铁块12的一端与所述冲击锤体11连接，所述铁块12的另一端与所述电磁铁13连接，所述电磁铁13设置在所述下挡板29上，所述电磁铁13与所述信号模拟控制模块130连接，所述电磁铁13能够在所述信号模拟控制模块130控制下断电后与所述铁块12分离，以使得所述冲击锤体11进行垂直冲击。
作为再一种具体地实施方式，所述信号模拟控制模块130包括信号控制单元和光电传感单元，所述光电传感单元与所述信号控制单元连接，所述信号控制单元与所述试验用汽车仪表信号连接，
所述信号控制单元用于模拟产生不同试验工况中的车速信号和发动机转速信号，以及用于产生驱动信号以驱动所述冲击蓄能模块朝向所述底板的方向进行垂直冲击，以及用于控制所述试验用汽车仪表的通断电；
所述光电传感单元用于测定所述冲击锤体的开始下落时间以及测定所述冲击锤体的冲击速度。
进一步具体地，所述光电传感单元包括位置光电开关7、第一测速光电开关8和第二测速光电开关9，所述位置光电开关7、第一测速光电开关8和所述第二测速光电开关9均与所述信号控制单元信号连接，所述位置光电开关7位于所述冲击锤体11的下方，所述位置光电开关7用于测定所述冲击锤体11的开始下落时间，所述第一测速光电开关8和所述第二测速光电开关9均位于所述试验用汽车仪表4的上方，所述第一测速光电开关8和所述第二测速光电开关9均用于测定所述冲击锤体11的冲击速度。
具体地，所述摄影模块140设置在所述滑杆25上，所述摄影模块140的镜头对准所述试验用汽车仪表。
优选地，所述摄像模140包括相机。
在试验中，将试验用汽车仪表4固定在仪表夹具2里，放置在工作台3上表面，且卡在两侧缓冲单元5之间。
当冲击锤体11经过位置光电开关7、第一测速光电开关8、第二测速光电开关9时，会分别生成一个即时触发信号。
信号模拟控制模块130能够控制提升电机20、加压电机21以及电磁推杆16、电磁铁13，同时其能够模拟车速、发动机转速等信号驱动试验用汽车仪表4指针转动，信号模拟控制模块130可以接收位置光电开关7、第一测速光电开关8、第二测速光电开关9生成的触发信号，并据此生成模拟断电信号实现对试验用汽车仪表4的突然断电和计算冲击锤体11撞击试验用汽车仪表4的瞬时速度。
试验开始时，如图1所示，仪表夹具2使试验用汽车仪表4处于固定夹紧状态，冲击锤体11处于位置A，信号模拟控制模块产生模拟信号使得汽车仪表4指针转动并维持在某一数值，摄影模块140拍照记录试验前的指针指示位置。
随后确定试验工况，试验工况可分为撞击、先断电后撞击和先撞击后断电三种工况。
当试验工况为撞击工况，信号控制单元控制提升电机20通过链条23将冲击锤体11提升到固定位置，控制加压电机21控制压缩弹簧15，压缩到一定程度后，控制电磁推杆16推动脱钩杠杆17使抓钩24释放，冲击锤体11在弹簧15推动下高速下落并触发位置光电开关7后，信号控制单元控制电磁铁13断电，随后电磁铁13与铁块12分离，冲击锤体11以一定的初速度自由落体落下完成对试验用汽车仪表4的撞击，摄影模块140拍照记录试验前后的指针指示位置；
当试验工况为先断电后撞击工况，信号控制单元控制提升电机20通过链条23将冲击锤体11提升到固定位置，控制加压电机21控制加压以压缩弹簧15，压缩到一定程度后，控制电磁推杆16推动脱钩杠杆17使抓钩24释放，冲击锤体11在弹簧15推动下高速下落并触发位置光电开关7后，信号控制单元控制电磁铁13断电，随后电磁铁13与铁块12分离，冲击锤体11以一定的初速度自由落体落下，冲击锤体11在下落过程中触发第一测速光电开关8，信号控制单元生成模拟断电信号实现对试验用汽车仪表4的突然断电，随后冲击锤体11完成对试验用汽车仪表4的撞击，摄影模块140拍照记录试验前后的指针指示位置；
当试验工况为先撞击后断电工况，信号控制单元控制提升电机20通过链条23将冲击锤体11提升到固定位置，控制加压电机21控制加压以压缩弹簧15，压缩到一定程度后，控制电磁推杆16推动脱钩杠杆17使抓钩24释放，冲击锤体11在弹簧15推动下高速下落并触发位置光电开关7后，信号控制单元控制电磁铁13断电，随后电磁铁13与铁块12分离，冲击锤体11以一定的初速度自由落体落下完成对试验用汽车仪表4的撞击，随后信号控制单元生成模拟断电信号实现对试验用汽车仪表4的突然断电，摄影模块140拍照记录试验前后的指针指示位置。
因此，可以通过分析对比不同工况下摄影模块在试验前后拍照固定的图像资料，对前后的汽车仪表指针指示情况进行分析研究。
本发明提供的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，能够对各类实际运行中的汽车仪表进行模拟碰撞试验，实现对车辆碰撞过程中汽车仪表指针指示问题的研究，可对交通事故鉴定领域涉及汽车仪表指针卡死时的车速鉴定问题以及汽车零部件领域的汽车仪表质量问题的研究提供极大帮助。该装置能够较好的模拟车辆碰撞时对汽车仪表的碰撞冲击过程，可实现多种试验工况，适用于各种类型的汽车仪表，结构可靠。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其特征在于，所述蓄能式汽车仪表碰撞试验装置包括仪表固定模块、冲击蓄能模块、信号模拟控制模块、摄影模块、顶板、底板和滑杆，所述滑杆的一端与所述顶板连接，所述滑杆的另一端与所述底板连接，所述信号模拟控制模块与所述冲击蓄能模块连接，所述仪表固定模块与所述冲击蓄能模块连接，所述仪表固定模块位于所述底板的下方，所述冲击蓄能模块、信号模拟控制模块和摄影模块均位于所述底板的上方；
所述仪表固定模块用于固定试验用汽车仪表；
所述冲击蓄能模块用于模拟碰撞过程中所述试验用汽车仪表的不同级别的碰撞速度和碰撞能量；
所述信号模拟控制模块用于产生用于驱动所述试验用汽车仪表的指针转动的车速信号和发动机转速信号，以及用于产生驱动信号以驱动所述冲击蓄能模块朝向所述底板的方向进行垂直冲击，以及用于控制所述试验用汽车仪表的通断电；
所述摄影模块用于记录所述试验用汽车仪表碰撞前后的指针指示情况。
2.根据权利要求1所述的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其特征在于，所述仪表固定模块包括仪表夹具、工作台和缓冲单元，所述仪表夹具和所述工作台固定连接，所述仪表夹具用于固定所述试验用汽车仪表。
3.根据权利要求1所述的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其特征在于，所述冲击蓄能模块包括弹簧蓄能单元和冲击碰撞单元，所述弹簧蓄能单元与所述冲击碰撞单元连接，
所述弹簧蓄能单元包括上挡板、下挡板、加压电机和弹簧，所述弹簧的一端与所述上挡板连接，所述弹簧的另一端与所述下挡板连接，所述加压电机用于控制所述弹簧进行压缩以将所述冲击碰撞单元提升；
所述冲击碰撞单元包括提升电机、链条和冲击锤体，所述冲击锤体与所述下挡板连接，所述提升电机用于通过所述链条将所述冲击锤体提升到固定位置以使得所述冲击锤体朝向所述底板的方向进行垂直冲击。
4.根据权利要求3所述的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其特征在于，所述弹簧蓄能单元还包括滚珠丝杆和从动齿轮，所述从动齿轮与所述提升电机连接，所述滚珠丝杆的一端与所述从动齿轮连接，所述滚珠丝杆的另一端与所述链条连接，所述从动齿轮能够在所述提升电机的转动下进行转动，所述滚珠丝杠能够将所述从动齿轮的回转运动转化为直线运动以带动所述链条提升。
5.根据权利要求4所述的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其特征在于，所述冲击碰撞单元还包括电磁推杆、脱钩杠杆和抓钩，所述电磁推杆与所述加压电机连接，所述脱钩杠杆分别与所述电磁推杆和所述抓钩连接，所述抓钩的一端与所述上挡板连接，所述抓钩的另一端为自由端，且当所述链条将所述冲击锤体提升到固定位置时所述抓钩的另一端用于托住所述下挡板，所述电磁推杆在所述加压电机的控制下能够推动所述脱钩杠杆以使得所述抓钩与所述下挡板脱离。
6.根据权利要求4所述的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其特征在于，所述冲击碰撞单元还包括电磁铁和铁块，所述铁块的一端与所述冲击锤体连接，所述铁块的另一端与所述电磁铁连接，所述电磁铁设置在所述下挡板上，所述电磁铁与所述信号模拟控制模块连接，所述电磁铁能够在所述信号模拟控制模块控制下断电后与所述铁块分离，以使得所述冲击锤体进行垂直冲击。
7.根据权利要求3所述的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其特征在于，所述信号模拟控制模块包括信号控制单元和光电传感单元，所述光电传感单元与所述信号控制单元连接，所述信号控制单元与所述试验用汽车仪表信号连接，
所述信号控制单元用于模拟产生不同试验工况中的车速信号和发动机转速信号，以及用于产生驱动信号以驱动所述冲击蓄能模块朝向所述底板的方向进行垂直冲击，以及用于控制所述试验用汽车仪表的通断电；
所述光电传感单元用于测定所述冲击锤体的开始下落时间以及测定所述冲击锤体的冲击速度。
8.根据权利要求7所述的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其特征在于，所述光电传感单元包括位置光电开关、第一测速光电开关和第二测速光电开关，所述位置光电开关、第一测速光电开关和所述第二测速光电开关均与所述信号控制单元信号连接，所述位置光电开关位于所述冲击锤体的下方，所述位置光电开关用于测定所述冲击锤体的开始下落时间，所述第一测速光电开关和所述第二测速光电开关均位于所述试验用汽车仪表的上方，所述第一测速光电开关和所述第二测速光电开关均用于测定所述冲击锤体的冲击速度。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其特征在于，所述摄影模块设置在所述滑杆上，所述摄影模块的镜头对准所述试验用汽车仪表。
10.根据权利要求9所述的蓄能式汽车仪表碰撞试验装置，其特征在于，所述摄像模块包括相机。
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