专利名称：一种移动式刚度测试设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车零部件的刚度测试领域，特别是涉及一种移动式刚度测试设备。
背景技术：
目前轿车上有大量的塑料零件，各大主机厂对保险杠均有刚度要求。类似保险杠大尺寸零件，尺寸大小不一，外形面各异，外观面基本为曲面。刚度测试要求沿测试面的法线方向施载，因此对保险杠曲面进行刚度测试的要求，目前的设备基本无法达到。目前刚度测试，针对小零件并且在平整面上测试，可通过拉力机完成，但无法通过改变探头方向来确认满足对曲面加载的要求。目前，针对保险杠这种大尺寸并且表面为曲面的零件，国内是采用一种固定式刚度测试设备进行刚度测试，但是这种刚度测试设备还是存在以下缺陷体积庞大，笨重，力臂移动范围有限从而无法对保险杠整个表面进行刚度测试，因此需要通过不断的移动保险杠来进行测试，测试过程麻烦，效率较低。此外，目前的这种刚度测试设备也无法满足对曲面法线方向加载的要求，只能做到目视判断加载方向是否垂直。现有轿车的保险杠形式多样，技术要求越来越高，对产品的性能测试也提出了新的要求和挑战。而目前存在的刚度测试设备基本为固定式，无法进行移动，力臂移动范围十分有限。在产品刚度测试之前，为防止产品测试过程中移动造成测试结果的偏差，需要将产品稳固的固定在测试台上，要对产品不同区域进行刚度测试，需要频繁进行工装拆卸和安装固定的过程，大大增加工作量。并且现有刚度测试设备，无法准确确定加载方向，精度已经无法满足技术要求。因此，目前的刚度测试设备已经无法满足目前的刚度测试要求。

实用新型内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的缺陷而提供一种移动式刚度测试设备，该测试设备可移动，并且可自动确认加载方向，满足当前的刚度测试要求。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案提供一种移动式刚度测试设备，包括竖直设置的主立柱；平行且与所述主立柱间隔开设置的力臂，所述力臂通过一水平延伸的悬臂与所述主立柱连接；从上至下依次设置于所述力臂上的电动缸，压力传感器和作用压头，所述电动缸驱动所述作用压头施载，用于检测所述作用压头所施加的压力大小的所述压力传感器与一数据采集及分析装置相连；所述刚度测试设备还包括一水平设置于所述压力传感器与作用压头之间的固定圈以及固定在所述固定圈的外周部并且等角度分布的三个激光位移传感器；所述激光位移传感器与所述数据采集及分析装置相连。所述刚度测试设备还包括用于驱动所述悬臂上下移动的升降装置，所述升降装置包括集成于所述主立柱上的升降电机和在所述主立柱的长度方向上延伸的导轨，所述悬臂在所述升降电机的作用下沿着所述导轨上下移动。[0009]所述刚度测试设备还包括用于驱动所述电动缸和所述升降电机的电控箱。所述力臂通过一力臂抱死装置与所述悬臂相连。所述刚度测试设备还包括用于驱动所述悬臂以所述主立柱为中心轴在水平方向上转动的悬臂转向机构，所述悬臂通过该悬臂转向机构与所述主立柱连接。所述刚度测试设备还包括一加强横梁，所述加强横梁以所述主立柱为起点，在所述悬臂的相对侧反向延伸。所述刚度测试设备的底座上还设有供放置砝码的配重砝码放置架。所述刚度测试设备采用三角形结构底座。所述刚度测试设备的底座上同时设置有移动轮和支撑轮。本实用新型所提供的移动式刚度测试设备具有以下有益效果采用自动确认加载方向装置能够准确的沿曲面法线方向加载并且得到产品的永久变形量；同时采用移动轮、升降装置以及悬臂转向机构实现了快速的移动和固定设备，从而满足汽车零部件各种尺寸不同区域的刚度测试。

参考随后的作为本实用新型的典型实施例示出的附图，本实用新型将更容易理解，但不应将其理解为对本实用新型范围的限制。图1是本实用新型的移动式刚度测试设备的结构示意图；图2是本实用新型的移动式刚度测试设备的自动确认加载方向装置的结构示意图；图3是本实用新型的移动式刚度测试设备的升降装置的结构示意图；图4是本实用新型的移动式刚度测试设备的底部放大示意图；图5是本实用新型进行刚度测试时的示意图。图中主要附图标记含义1、升降电机2、减速器3、受力轮4、数据采集及分析装置5、加强横梁6、电控箱7、底座8、悬臂转向机构9、悬臂10、力臂21、主立柱22、丝杆23、导轨24、升降法兰组件31、配重砝码放置架32、支撑轮33、移动轮41、作用压头42、激光位移传感器43、固定圈44、压力传感器45、电动缸46、力臂抱死装置
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述本实用新型涉及一种移动式刚度测试设备，如图1-4所示，该移动式刚度测试设备包括竖直设置并间隔开的主立柱21和力臂10 ;电控箱6 ;数据采集及分析装置4 ;还包括一加载装置，如图1-2所示，该加载装置包括从上至下依次设置在所述力臂10上的电动缸45，压力传感器44和作用压头41 ;所述力臂10通过一水平延伸的悬臂9与所述主立柱21连接，力臂10和悬臂9之间通过力臂抱死装置46固定。本实用新型与现有技术相比还特别增加了自动确认加载方向装置，具体如图2所示，该自动确认加载方向装置包括一水平设置于所述压力传感器44与作用压头41之间的固定圈43，以及固定在所述固定圈的外周部并且等角度分布的三个激光位移传感器42。根据数据采集及分析装置4的读数即可获得三个激光位移传感器42到待测表面的距离，通过力臂10上的粗调装置将三个位移传感器到表面的位移调整到差值在5_以内，然后采用微调装置调整三个传感器位移差异在Imm以内，此时，加载方向与法线平行，从而实现了自动确认加载方向。根据本实用新型的一个优选实施方式，该自动确认加载方向装置中的三个激光位移传感器42固定在同一个圆圈装置上，三个传感器的相对位置保持不动，但是传感器与圆圈轴心的距离可同时改变，从而满足不同尺寸的探头而不影响激光位移传感器42的法线确认。根据本实用新型的一个优选实施方式，该刚度测试设备还包括升降装置，该升降装置包括升降电机1，减速器2，受力轮3，丝杆22，导轨23，升降法兰组件24，如图3所示，通过电控箱6控制升降电机1，悬臂9沿着导轨23移动，从而控制力臂10在纵向上的移动。根据本实用新型的另一优选实施方式，该刚度测试设备还包括一悬臂转向机构8，所述悬臂9通过该悬臂转向机构8与所述主立柱21连接，使所述悬臂9以主立柱为中心轴在水平方向上转动。根据本实用新型的又一优选实施方式，该刚度测试设备还包括一加强横梁5，所述加强横梁5以所述主立柱21为中心，在所述悬臂9的相对侧反向延伸。根据本实用新型的一个优选实施方式，保险杠表面刚度测试的负载要求比较小，一般在5(Γ300Ν之间进行测试，因此设备自重不需要做到很大，就可以确保测试过程设备不会发生移动。但是，如果刚度测试需要施加较大负载(> 50Kg)时，优选地，所述刚度测试设备的底座上还设有一配重砝码放置架31，根据不同负载要求可在增加砝码来提高刚度设备自重，从而确保测试过程设备不会发生偏移。优选地，所述刚度测试设备采用三角形结构底座7，刚度设备可以稳固的固定。优选地，所述 刚度测试设备的底座7同时设置移动轮33和支撑轮32，如图4所示，通过移动轮33可以很便捷的移动刚度测试设备的位置，当刚度测试设备移动到所需的区域，通过液压原理将支撑轮32撑起，通过支撑轮32固定刚度设备。完成测试后，收起支撑轮，移动轮便接触地面，又可便捷的移动设备，使得该测试设备操作便捷。根据本实用新型的一个优选实施方式，所述激光位移传感器42的量程为100mm，精度O. 1mm。根据本实用新型的一个优选实施方式，该移动式测试设备的使用方法如下I)调整加载位置采用移动轮33和支撑轮32快速移动和固定设备，然后由电控箱6控制升降装置以调整力臂10在纵向上的移动，控制转向机构8以调整力臂10在水平方向上的转动。2)调整加载方向三个传感器42在同一水平面上，此平面与探头平面保持平行，根据三点定一面的原理，三个激光点打在受载面上形成一个光圈，其直径为小于1mm，可近似为一个点，当三个激光位移传感器42显示的距离一致时，记录此时显示的数值Htl，表示此时的加载是沿法线方向。3)进行刚度测试并采集及处理数据。当设备的加载位置和加载方向调整完成后，开始测试，通过电控箱6控制电动缸45施加负载，测试后，探头离开接触面，一定时间后，产品恢复，此时产品产生永久变形后的状态，采用测试前同样的方法测量并记录三个位移传感器显示的数值一致时的距离氏，根据勾股定理分别计算出垂直方向的距离Dc^PD1，如图5所示，计算公式如下D0= (Hq2-R2) 1/2，D1= (Hi2-R2) 1/2 ；其中，R代表固定圈43的半径。按照上述公式计算得到垂直方向的距离Dc^PD1后，两个距离差D即为永久变形量。D=D1-D0。本实用新型与现有技术相比，通过升降装置和力臂转向机构分别实现了力臂的纵向和水平移动，然后通过自动确认加载方向装置实现了准确的沿曲面法线方向加载，由于设备自重较轻，还增设了移动轮，从而实现了设备的移动，而不需要像现有技术一样频繁拆卸和安装固定，从而大大节省了工作量，特别适用于较大尺寸零件以及外观面为曲面的零件的刚度测试，同时能够更加精准的得到负载与变形量关系曲线。上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限制，有关技术领域的普通操作人员， 在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以做出各种变化和变形，因此所有等同的技术方案也应属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由各权利要求限定。
权利要求1.一种移动式刚度测试设备，包括竖直设置的主立柱；平行且与所述主立柱间隔开设置的力臂，所述力臂通过一水平延伸的悬臂与所述主立柱连接；从上至下依次设置于所述力臂上的电动缸，压力传感器和作用压头，所述电动缸驱动所述作用压头施载，用于检测所述作用压头所施加的压力大小的所述压力传感器与一数据采集及分析装置相连；其特征在于，所述刚度测试设备还包括一水平设置于所述压力传感器与作用压头之间的固定圈以及固定在所述固定圈的外周部并且等角度分布的三个激光位移传感器；所述激光位移传感器与所述数据采集及分析装置相连。
2.如权利要求1所述的移动式刚度测试设备，其特征在于，所述刚度测试设备还包括用于驱动所述悬臂上下移动的升降装置，所述升降装置包括集成于所述主立柱上的升降电机和在所述主立柱的长度方向上延伸的导轨，所述悬臂在所述升降电机的作用下沿着所述导轨上下移动。
3.如权利要求2所述的移动式刚度测试设备，其特征在于，所述刚度测试设备还包括用于驱动所述电动缸和所述升降电机的电控箱。
4.如权利要求1所述的移动式刚度测试设备，其特征在于，所述力臂通过一力臂抱死装置与所述悬臂相连。
5.如权利要求1所述的移动式刚度测试设备，其特征在于，所述刚度测试设备还包括用于驱动所述悬臂以所述主立柱为中心轴在水平方向上转动的悬臂转向机构，所述悬臂通过该悬臂转向机构与所述主立柱连接。
6.如权利要求1所述的移动式刚度测试设备，其特征在于，所述刚度测试设备还包括一加强横梁，所述加强横梁以所述主立柱为起点，在所述悬臂的相对侧反向延伸。
7.如权利要求1所述的移动式刚度测试设备，其特征在于，所述刚度测试设备的底座上还设有供放置砝码的配重砝码放置架。
8.如权利要求1所述的移动式刚度测试设备，其特征在于，所述刚度测试设备采用三角形结构底座。
9.如权利要求1所述的移动式刚度测试设备，其特征在于，所述刚度测试设备的底座上同时设置有移动轮和支撑轮。
专利摘要本实用新型涉及一种移动式刚度测试设备，包括竖直设置的主立柱以及间隔开竖直设置的力臂，力臂通过一水平延伸的悬臂与主立柱连接；从上至下依次设置于力臂上的电动缸，压力传感器和作用压头；还包括一水平设置于所述压力传感器与作用压头之间的固定圈以及固定在所述固定圈上并且等角度分布的三个激光位移传感器；其中，压力传感器和激光位移传感器均与数据采集及分析装置相连。本实用新型所提供的移动式刚度测试设备具有以下有益效果采用自动确认加载方向装置能够准确的沿曲面法线方向加载并且得到产品的永久变形量；同时采用升降装置、悬臂转向机构以及移动轮实现了快速的移动和固定设备，从而满足汽车零部件各种尺寸不同区域的刚度测试。
文档编号G01M17/007GK202886097SQ201220621688
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者许炳贤, 叶颖 申请人:延锋彼欧(上海)汽车外饰系统有限公司