CN203672634U - 一种汽车车门***力学特性的验证装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种汽车车门***力学特征的验证装置，其包括：用于设置车门***的工作环境的验证台架模块、用于采集车门运动信号的采集数据模块、用于生成待测参数的特征曲线的数据处理***，所述采集数据模块与所述验证台架模块固定连接，所述采集数据模块与所述数据处理***电连接。该验证装置结构简单、紧凑，能够模拟车门的不同工作状态并得到相应状态下的实际结果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车门***设计领域，具体涉及一种汽车车门***力学特征的验证装置。
背景技术
车门***在正向设计中需要对大量设计数据进行验证；这个计算过程中往往存在误差和计算错误；即使计算是对的，但理论和实际仍然存在差距，差距多少，若无科学的验证方法和手段，也不能准确掌握。
在正向设计中，由于车门***设计数据不完备，很难获得精确计算结果。而且设计初期车门***无实物可以验证，无法预知车门在各种行车状态下的受力状况，设计人员不能准确推论设计值与实际值的差距。综上，常规设计时，无法在设计阶段对车门***进行合理的优化设计。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种汽车车门***力学特性的验证装置，该装置能够模拟车门的不同工作状态并得到相应状态下的实际结果。
解决上述问题的技术方案：
一种汽车车门***力学特征的验证装置，其包括：用于设置车门***的工作环境的验证台架模块、用于采集车门运动信号的采集数据模块、用于生成待测参数的特征曲线的数据处理***，所述采集数据模块与所述验证台架模块固定连接，所述采集数据模块与所述数据处理***电连接。
可选择的，所述验证台架模块包括依次通过铰接连接的待测车门机构、X轴向调整机构、Y轴向调整机构、台架底座，所述待测车门机构的旋转轴、X轴向调整机构的旋转轴、Y轴向调整机构的旋转轴两两垂直；
所述采集数据模块包括采集车门运动信号的传感器、采集工作环境数据的传感器；
采集车门运动信号的传感器包括：采集车门角度的角度传感器、采集车门扭矩的扭矩传感器、采集车门限位器拉压力的力传感器、采集车门速度的速度传感器、采集把手开启力和闭合力的力传感器、采集锁舌与锁扣之间作用力的力传感器；
采集工作环境数据的传感器包括：采集X轴向调整机构水平度的水平传感器、采集X轴向调整机构旋转角度的角度传感器、采集Y轴向调整机构水平度的水平传感器、采集Y轴向调整机构旋转角度的角度传感器、采集台架底座水平度的水平传感器；
所述数据处理***为计算机。
可选择的，所述待测车门机构包括车门框架，驱动车门框架沿旋转轴转动的驱动电机、位于车门框架上的锁结构、位于车门框架上的车门把手。
可选择的，所述X轴向调整机构包括第一框架、蜗轮蜗杆传动机构、X轴向调整机构驱动电机、将X轴向调整机构锁紧在Y轴向调整机构上的锁紧机构、固定在第一框架上的车门限位器，所述X轴向调整机构驱动电机与所述蜗轮蜗杆传动机构配合驱动所述第一框架旋转，所述第一框架具有设置水平传感器的第一校准平面。
可选择的，所述Y轴向调整机构包括第二框架、蜗轮蜗杆传动机构、Y轴向调整机构驱动电机、将Y轴向调整机构锁紧在台架底座上的锁紧机构，所述Y轴向调整机构驱动电机与所述蜗轮蜗杆传动机构配合驱动所述第二框架旋转，所述第二框架具有设置水平传感器的第二校准平面。
可选择的，所述锁紧机构包括设于被锁紧件上的丝杆、设于固定件上的过孔，锁紧螺母，所述丝杆穿过所述过孔并与所述锁紧螺母配合。
可选择的，所述台架底座包括第三框架、可调式橡胶地脚、所述第三框架具有设置水平传感器的第三校准平面。
可选择的，所述待测车门机构上设有车门质量及质心调整机构。
本发明的有益效果：
汽车车门***力学特征的验证装置，通过模拟车门旋转轴在任意工作环境（水平、倾斜）测量车门的各种受力值和过程特性，对比实际测量结果与所设计状态对应参数值，即可完成设计校核，工程师根据数据对比结果，即可改善车门闭合过程的品质，从而使设计更理性化，使设计过程中复杂的工程计算得到直观、快捷和准确验证。设计人员随时结合计算结果，在“汽车车门***力学特征的验证装置”上进行实际验证，避免了寄托于样件阶段的实验验证而盲目设计，减少设计缺陷，减少后期整改而导致的设计成本增加。该结构简单、紧凑，便于操作。
附图说明
图1为本发明实施例的车门闭合力验证台架立体结构图；
图2为本发明实施例的车门闭合力验证台架***图；
图3为本发明实施例的待测车门机构的结构示意图；
图4为本发明实施例的X轴向调整机构的结构示意图；
图5为本发明实施例的Y轴向调整机构的结构示意图；
图6为本发明实施例的台架底座的结构示意图；
图7为本发明实施例的数据处理***及电器控制柜的结构示意图。
附图标记说明：
100-待测车门机构，101-车门框架，102-速度传感器活动部分，103-车门锁机构，104-车门质量及质心调整机构，105-铰链，106-车门驱动摆臂轴，107-车门驱动电机，108-把手力传感器，200-X轴向调整机构，201-第一框架，202-速度传感器固定部分，203-锁扣，204-锁机构力传感器，205-第一丝杆，206-车门角度传感器，207-水平传感器，208-角度传感器，209-第一校准平面，210-车门限位器，211-限位器力传感器，212-车门力矩传感器，213-X轴向调整机构驱动电机，214-X轴向调整机构的旋转轴，300-Y轴向调整机构，301-第二框架，302-第一锁紧螺母，303-第一过孔，304-第二丝杆，305-角度传感器，306-水平传感器，307-第二校准平面，308-Y轴向调整机构驱动电机，309-Y轴向调整机构的旋转轴，400-台架底座，401-第三框架，402-第二锁紧螺母，403-第二过孔，404-水平传感器，405-可调式地脚，406-第三校准平面，500-数据处理***，501-主机，502-显示器，503-工作台，504-打印机，600-电器控制柜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
如图1、2所示，汽车车门***力学特征的验证装置包括：用于设置车门***的工作环境的验证台架模块、用于采集车门运动信号的采集数据模块、用于生成待测参数的特征曲线的数据处理***，采集数据模块与验证台架模块固定连接，采集数据模块与数据处理***电连接。采集数据模块将采集数据传递至数据处理***500，数据处理***500生成采集数据模块采集的运动信号的特征曲线。
验证台架模块为模拟车门以及各种所需工作环境的实体结构。优选的，验证台架模块包括依次通过铰接连接的待测车门机构100、X轴向调整机构200、Y轴向调整机构、台架底座400，待测车门机构100的旋转轴、X轴向调整机构的旋转轴214、Y轴向调整机构的旋转轴309两两垂直；采集数据模块包括采集车门运动信号的传感器、采集工作环境数据的传感器；采集车门运动信号的传感器包括：采集车门角度的车门角度传感器206、采集车门扭矩的车门力矩传感器212、采集限位器拉压力的限位器力传感器211、采集车门速度的速度传感器、采集把手开启力和闭合力的把手力传感器108、采集锁舌与锁扣203之间作用力的锁机构力传感器204；采集工作环境数据的传感器包括：采集X轴向调整机构200水平度的水平传感器207、采集X轴向调整机构200旋转角度的角度传感器208、采集Y轴向调整机构300水平度的水平传感器306、采集Y轴向调整机构300旋转角度的角度传感器305、采集台架底座400水平度的水平传感器404。数据处理***500为计算机，点连接通过电器控制柜600实现。采用上述结构，能够实现模拟车门的不同工作环境，在该环境下利用相应的传感器对车门的运动信号、车门工作环境进行采集。
如图3所示，待测车门机构100为实际车门的模拟机构，其外形、重量与车门相似，优选的，待测车门机构100包括车门框架101，驱动车门框架101沿旋转轴转动的车门驱动电机107、位于车门框架101上的锁结构、位于车门框架101上的车门把手。待测车门机构100采用方形钢管焊接成型后表面抛光处理，除车门质量中心位置允许偏差±15mm以外，其余安装位置和尺寸均不能超出设计公差要求。速度传感器的测量量程为1.0±0.5m/s，测量闭合前瞬间的闭合速度，以上各传感器和驱动电机可根据需要实现单独控制或组合控制，以便采集不同状态下的参数值。
如图4所示，优选的，X轴向调整机构200包括第一框架201、蜗轮蜗杆传动机构、X轴向调整机构驱动电机213、将X轴向调整机构200锁紧在Y轴向调整机构300上的锁紧机构，X轴向调整机构驱动电机213与蜗轮蜗杆传动机构配合驱动第一框架201旋转，第一框架201具有设置水平传感器207的第一校准平面209。X轴向调整机构200采用方形钢管焊接成型后表面抛光处理，X轴向调整机构200的转动可采用驱动电机调整，也可以手动驱动调整。如图5所示，优选的，Y轴向调整机构300包括第二框架301、蜗轮蜗杆传动机构、Y轴向调整机构驱动电机308、将Y轴向调整机构300锁紧在台架底座400上的锁紧机构，Y轴向调整机构驱动电机308与蜗轮蜗杆传动机构配合驱动第二框架301旋转，第二框架301具有设置水平传感器306的第一校准平面307。Y轴向调整机构采用方形钢管焊接成型后表面抛光处理。如图6所示，优选的，台架底座400包括第三框架401、可调式地脚405、第三框架401具有设置水平传感器404的第三校准平面406。台架底座400采用方形钢管焊接成型后表面抛光处理，台架底座400在实验验证工作和长期放置当中使用可调式地脚405，能保证验证装置的稳定性。运转过程使用可折叠式万向滚轮，使运转灵活便捷。上述台架底座400、待测车门机构100、X轴向调整机构200、Y轴向调整机构300均采用框架式结构，结构简单、制作方便。
如果本验证装置中X轴向调整机构旋转轴214、X轴向调整机构驱动电机213、Y轴向调整机构驱动电机308不采用步进电机而是采用伺服电机，由于伺服电机本身自带角度控制程序，故可以省略车门角度传感器206、X轴向调整机构的角度传感器208、Y轴向调整机构的角度传感器305，控制能力和精度以及操作方式将更先进，原理一样，但测试台架成本将有所增加，本技术方案实现中采用的是伺服式电机。
锁紧机构主要用于调整机构的锁紧，优选的，锁紧机构包括设于被锁紧件上的丝杆、设于固定件上的过孔，锁紧螺母，丝杆穿过过孔并与锁紧螺母配合。第一丝杆205、第一过孔303、第一锁紧螺母302用于实现X轴向调整机构200的锁紧，第一丝杆205固定在X轴向调整机构200上，第一过孔303位于Y轴向调整机构300上。第二丝杆304、第二过孔403、第二锁紧螺母402用于实现Y轴向调整机构300的锁紧，第二丝杆304固定在Y轴向调整机构300上，第二过孔403位于台架底座400上。
待测车门机构100的质量及质心对测量结果有一定的影响，优选的，待测车门机构100上设有车门质量及质心调整机构104。增加车门质量及质心调整机构的质量、改变车门质量及质心调整机构的质心就能改变车门的质心及质量。采用该机构可对车门的质量及质心进行调节。
数据处理***通过控制板卡给驱动电机发出控制指令脉冲，驱动电机接收信号后执行相关操作。各个传感器将测量值转化为电信号传递给计算机，数据处理***通过相应板卡读取出电压值后并计算出对应值大小。数据处理***处理的数据可以直接打印，也可以输出USB转存。
如图7所示，电器控制模块为电器控制柜600，数据处理***500为计算机，计算机包括主机501和显示器502，计算机设在工作台503上，工作台上还设置有与计算机连接的打印机504。数据处理***500、电器控制柜600与验证台架是分离式的，避免验证台架的工作震动对数据处理***500以及电器控制柜600的影响，验证台架的动力线和传感器控制箱分别采用专用插接式连接装置组合插接。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。
Claims (8)
1.一种汽车车门***力学特征的验证装置，其特征在于，其包括：用于设置车门***的工作环境的验证台架模块、用于采集车门运动信号的采集数据模块、用于生成待测参数的特征曲线的数据处理***，所述采集数据模块与所述验证台架模块固定连接，所述采集数据模块与所述数据处理***电连接。
2.根据权利要求1所述的汽车车门***力学特征的验证装置，其特征在于，所述验证台架模块包括依次通过铰接连接的待测车门机构、X轴向调整机构、Y轴向调整机构、台架底座，所述待测车门机构的旋转轴、X轴向调整机构的旋转轴、Y轴向调整机构的旋转轴两两垂直；
所述采集数据模块包括采集车门运动信号的传感器、采集工作环境数据的传感器；
采集车门运动信号的传感器包括：采集车门角度的角度传感器、采集车门扭矩的扭矩传感器、采集车门限位器拉压力的力传感器、采集车门速度的速度传感器、采集把手开启力和闭合力的力传感器、采集锁舌与锁扣之间作用力的力传感器；
采集工作环境数据的传感器包括：采集X轴向调整机构水平度的水平传感器、采集X轴向调整机构旋转角度的角度传感器、采集Y轴向调整机构水平度的水平传感器、采集Y轴向调整机构旋转角度的角度传感器、采集台架底座水平度的水平传感器；
所述数据处理***为计算机。
3.根据权利要求2所述的汽车车门***力学特征的验证装置，其特征在于，所述待测车门机构包括车门框架，驱动车门框架沿旋转轴转动的驱动电机、位于车门框架上的锁结构、位于车门框架上的车门把手。
4.根据权利要求2所述的汽车车门***力学特征的验证装置，其特征在于，所述X轴向调整机构包括第一框架、蜗轮蜗杆传动机构、X轴向调整机构驱动电机、将X轴向调整机构锁紧在Y轴向调整机构上的锁紧机构、固定在第一框架上的车门限位器，所述X轴向调整机构驱动电机与所述蜗轮蜗杆传动机构配合驱动所述第一框架旋转，所述第一框架具有设置水平传感器的第一校准平面。
5.根据权利要求2所述的汽车车门***力学特征的验证装置，其特征在于，所述Y轴向调整机构包括第二框架、蜗轮蜗杆传动机构、Y轴向调整机构驱动电机、将Y轴向调整机构锁紧在台架底座上的锁紧机构，所述Y轴向调整机构驱动电机与所述蜗轮蜗杆传动机构配合驱动所述第二框架旋转，所述第二框架具有设置水平传感器的第二校准平面。
6.根据权利要求4或5所述的汽车车门***力学特征的验证装置，其特征在于，所述锁紧机构包括设于被锁紧件上的丝杆、设于固定件上的过孔，锁紧螺母，所述丝杆穿过所述过孔并与所述锁紧螺母配合。
7.根据权利要求2所述的汽车车门***力学特征的验证装置，其特征在于，所述台架底座包括第三框架、可调式橡胶地脚、所述第三框架具有设置水平传感器的第三校准平面。
8.根据权利要求2所述的汽车车门***力学特征的验证装置，其特征在于，所述待测车门机构上设有车门质量及质心调整机构。
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