专利名称：车门顶静压试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种试验设备，特别涉及一种车门顶静压试验台。
背景技术：
为了防止车辆在侧面碰撞中以及滚翻过程中，由于车身变形而造成对乘员空间的 侵入而造成对车内乘员的伤害，有必要对车辆顶部及侧门的强度实行测试。又由于国内即 将出台相关的强制性法规标准，需要建立该方面的测试手段。国内外现有的试验设备均采 用液压伺服作动器加载，系统成本高、结构复杂，运行维护成本高。
发明内容本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种成本低、结构简单可靠、运 行维护成本低的车门顶静压试验台。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种车门顶静压 试验台，包括台架、控制系统和加载系统，所述加载系统包括通过所述控制系统驱动的伺服 电机、由所述伺服电机驱动的减速器和与所述减速器相连的电动缸，所述电动缸的伸缩杆 上固接有法兰，所述法兰通过移动副连接加载模板，在所述法兰和所述加载模板之间设有 与所述法兰固接的力传感器，所述法兰上连接有位移传感器，所述力传感器和所述位移传 感器与所述控制系统连接。所述台架包括台架底座分总成，所述台架底座分总成上面在水平横轴方向上通过 移动副连接有车顶压板中间支架分总成，所述车顶压板中间支架分总成上面在水平纵轴方 向上通过移动副连接有车顶压板前后移动分总成，所述车顶压板前后移动分总成上面固接 有车顶压板左右摆动分总成，所述车顶压板左右摆动分总成的里侧在垂直轴方向上通过移 动副连接有车顶压板上下移动分总成，所述车顶压板上下移动分总成包括一套所述加载系 统，所述加载系统与车顶压板分总成固接，所述车顶压板分总成与所述车顶压板上下移动 分总成通过移动副连接；所述车顶压板中间支架分总成中部固接有侧门压块基座分总成， 所述侧门压块基座分总成上面在水平纵轴方向上通过移动副连接有侧门压块加载臂分总 成，所述侧门压块加载臂分总成的前端在垂直轴方向上通过移动副连接有侧门压块分总 成，所述侧门压块加载臂分总成包括另一套所述加载系统，所述侧门压块加载臂分总成的 加载系统与所述侧门压块分总成固接。所述车顶压板前后移动分总成包括底板，在所述底板上面沿水平横轴方向固接有 支撑板，所述支撑板的顶面设置为从中间向左右两边对称下倾5°角的两个斜面，所述支撑 板的中部通过水平纵向销轴与所述车顶压板左右摆动分总成铰接，所述支撑板顶面的一个 斜面上固设楔铁，所述车顶压板左右摆动分总成固接在所述楔铁及所述支撑板顶面的另一 斜面上。所述加载模板的施力面上设有预紧弹簧组。本发明具有的优点和积极效果是加载系统采用电动伺服作动器，系统简单、节约
3空间、性能可靠；加载平稳、适合于静态加载的工况；成本低、易维护；台架采用移动副连接 的多层立体机构以及加载角度调节采用楔块结构，使整机结构简单、成本低、加载精度高、 运行平稳、安全可靠，便于操作、维护简单。

图1是本发明机械部分的结构示意图；图2a是本发明车顶压板上下移动分总成立体图；图2b是图2a的A向视图；图2c是图2a的I部放大图；图3是目前国内外采用液压伺服加载方式原理图；图4是本发明电动伺服加载方式原理图；图5是本发明弹簧预紧式结构示意图；图6是本发明摆动角楔铁调节机构图。图中1、车顶压板分总成，2、车顶压板上下移动分总成，3、车顶压板左右摆动分总 成，4、车顶压板前后移动分总成，5、车顶压板中间支架分总成，6、侧门压块分总成，7、侧门 压块加载臂分总成，8、侧门压块基座分总成，9、台架底座分总成，10、立腿，11、挡板，01、力 传感器，02、位移传感器，03、计算机，04、控制器，05、动力电源，06、液压油源，07、液压管路， 08、电液伺服阀，09、液压缸，2、，21、焊接框架总成，22、伺服电机，23、减速器，24、电动缸， 25、法兰，26、位移传感器，27、力传感器，28、加载模板，29、螺旋弹簧组，41、底板，42、水平纵 向销轴，43、支撑板，44、楔铁。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明如下请参阅图1，本发明一种车门顶静压试验台，包括以下几个部分一 )车顶压板分总成1，用于向车顶部施加载荷；二)车顶压板上下移动分总成2，用于支撑和推动顶压板分总成1，能够使其沿着 垂直轴向前25°轴向向下加载；三)车顶压板左右摆动分总成3，用于支撑车顶压板上下移动分总成2，能够使其 沿垂直轴上下移动；四)车顶压板前后移动分总成4，用于支撑车顶压板左右摆动分总成3，能够使其 沿水平纵轴向左或向右调节5°角；五)车顶压板中间支架分总成5，用于支撑车顶压板前后移动分总成4，能够使其 沿水平纵轴向里或向外移动；六)侧门压块分总成6，用于向汽车侧门施加载荷，可沿垂直轴上下调节位置；七)侧门压块加载臂分总成7，用于支撑和推动侧门压块分总成6，能够使其沿水 平纵向轴向外加载；八)侧门压块基座分总成8，用于支撑侧门压块加载臂分总成7，能够使其沿水平 纵向轴向里或向外移动；[0028]九)台架底座分总成9，用于支撑车顶压板中间支架分总成5及侧门压块基座分总 成8，并可沿水平横向轴一同调节车顶压板中间支架分总成5及侧门压块基座分总成8向左 或向右移动；十)立腿10，用于支撑挡板11 ；十一)挡板11，用于固定被试车辆，防止其水平移动。本发明是按照FMVSS 214、216法规的要求进行设计。主要作用是在控制系统的控 制下，由车顶压板分总成1和侧门压块分总成6，分别对车顶和车门施加载荷，考核车辆的 抗压强度是否满足标准的要求。请参阅图2a、图2b、图2c、图4和图5，上述车顶压板上下移动分总成2，包括与车 顶压板左右摆动分总成3通过移动副连接的焊接框架总成21，焊接框架总成21上固接有 加载系统，加载系统包括通过控制系统驱动的伺服电机22、由伺服电机22驱动的减速器23 和与减速器23相连的电动缸24，电动缸24的伸缩杆上固接有法兰25，法兰25通过移动副 连接加载模板28，加载模板28与车顶压板分总成1固接，在法兰25和加载模板28之间设 有与法兰25固接的力传感器27，法兰25上连接有位移传感器26，力传感器25和位移传感 器26与控制系统连接。车顶部及侧门的加载系统结构形式相同，加载系统通过加载模板28向车顶压板 分总成1和侧门压块分总成6施力，法兰25上连接的位移传感器26和力传感器27用于测 量加载力及位移；控制系统主要包括计算机、控制器及相关电器元件等，其作用是控制加载 系统通过加载模块加载；数据采集和处理系统主要作用是记录、处理和显示试验过程中载 荷和位移的数据。上述加载系统与现有的加载系统比较，请参阅图3，目前国内外现有的加载系统全 部都是采用液压伺服的加载系统，力传感器01及位移传感器02将测量信号反馈到控制器 04，控制器04根据计算机03的指令驱动液压缸09，动力电源05的电能由液压油源06转换 成液压能，通过电液伺服阀08的控制由液压管路07输送并驱动液压缸09动作，该系统的 特点是几十年来的成熟技术、可靠；系统设计可选参数范围广、响应快；但也有系统复杂、 成本及维护费用高的特点。考虑到本发明属静态加载，采用了电动伺服作动器，请参阅图4，本发明加载系统 的工作过程是计算机121发出运动加载指令到控制器122，控制器122通过力传感器27及 位移传感器26反馈的信号进行判断，以要求的速度驱动伺服电机22经减速器23带动电动 缸24，电动缸24作动器前后运动。本发明加载系统的特点是系统简单、节约空间、性能可 靠；加载平稳、适合于静态加载的工况；成本低、易维护。请参阅图5，在本发明的加载系统中，在加载模板28的施力面上设有预紧弹簧组 29，以消除加载模板28的重力和间隙对试验结果的影响。旋紧螺旋弹簧组29，加载模板28 克服自重后与力传感器27接触，避免了向下加载时力传感器上的测量值通过零点。请参阅图6，车顶压板前后移动分总成4包括底板41，在底板41上面沿水平横轴 方向固接有支撑板43，支撑板43的顶面设置为从中间对称向左右两边下倾5°角的两个斜 面，支撑板43的中部通过水平纵向销轴42与车顶压板左右摆动分总成3铰接，支撑板43 顶面的一个斜面上固设楔铁44，车顶压板左右摆动分总成3固接在楔铁44及支撑板43顶 面的另一斜面上。通过左侧或右侧安装楔铁44可以非常方便地实现+5°和-5°两个加载角度，结构简单，灵活、安全可靠。车顶压板分总成1采用悬臂结构，相比较传统的龙门结构，悬臂结构简单，便于试 件的安装、调整，大大降低了试验中的劳动强度。本发明的控制和数据采集部分，控制系统软件是用工控机在windows系统下通过 Delphi编程语言完成。系统特点是1)实时性强。试验过程中实时发送加载指令，实时采 集载荷和位移传感器的信号，实时显示载荷和位移值，实时绘制曲线；2)安全性高。系统对 设备的各个部分进行了保护，试验过程中如出现位移超限，伺服系统故障等问题，在屏幕上 会立即醒目显示报警信号，并立即停止试验，保护了设备。3)建立数据库存储试验数据。每 次试验结果数据可以方便存入数据库(包括试验曲线)，试验人员可以方便地查询以往各 次试验的所有数据。4)操作界面清晰，操作方便，试验过程用户不用干预。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上 述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通 技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可 以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求一种车门顶静压试验台，包括台架、控制系统和加载系统，其特征在于，所述加载系统包括通过所述控制系统驱动的伺服电机(22)、由所述伺服电机(22)驱动的减速器(23)和与所述减速器(23)相连的电动缸(24)，所述电动缸(24)的伸缩杆上固接有法兰(25)，所述法兰(25)通过移动副连接加载模板(28)，在所述法兰(25)和所述加载模板(28)之间设有与所述法兰(25)固接的力传感器(27)，所述法兰(25)上连接有位移传感器(26)，所述力传感器(27)和所述位移传感器(26)与所述控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的车门顶静压试验台，其特征在于，所述台架包括台架底座分 总成(9)，所述台架底座分总成(9)上面在水平横轴方向上通过移动副连接有车顶压板中 间支架分总成(5)，所述车顶压板中间支架分总成(5)上面在水平纵轴方向上通过移动副 连接有车顶压板前后移动分总成(4)，所述车顶压板前后移动分总成(4)上面固接有车顶 压板左右摆动分总成(3)，所述车顶压板左右摆动分总成(3)的里侧在垂直轴方向上通过 移动副连接有车顶压板上下移动分总成(2)，所述车顶压板上下移动分总成(2)包括一套 所述加载系统，所述加载系统与车顶压板分总成(1)固接，所述车顶压板分总成(1)与所 述车顶压板上下移动分总成(2)通过移动副连接；所述车顶压板中间支架分总成(5)中部 固接有侧门压块基座分总成(8)，所述侧门压块基座分总成(8)上面在水平纵轴方向上通 过移动副连接有侧门压块加载臂分总成(7)，所述侧门压块加载臂分总成(7)的前端在垂 直轴方向上通过移动副连接有侧门压块分总成(6)，所述侧门压块加载臂分总成(7)包括 另一套所述加载系统，所述侧门压块加载臂分总成⑵的加载系统与所述侧门压块分总成 (6)固接。
3.根据权利要求2所述的车门顶静压试验台，其特征在于，所述车顶压板前后移动分 总成(4)包括底板(41)，在所述底板(41)上面沿水平横轴方向固接有支撑板(43)，所述支 撑板(43)的顶面设置为从中间向左右两边对称下倾5°角的两个斜面，所述支撑板(43)的 中部通过水平纵向销轴(42)与所述车顶压板左右摆动分总成(3)铰接，所述支撑板(43) 顶面的一个斜面上固设楔铁(44)，所述车顶压板左右摆动分总成(3)固接在所述楔铁(44) 及所述支撑板(43)顶面的另一斜面上。
4.根据权利要求1或2或3所述的车门顶静压试验台，其特征在于，所述加载模板(28) 的施力面上设有预紧弹簧组(29)。
专利摘要本实用新型公开了一种车门顶静压试验台，包括台架、控制系统和加载系统，加载系统包括通过控制系统驱动的伺服电机、由伺服电机驱动的减速器和与减速器相连的电动缸，电动缸的伸缩杆上固接有法兰，法兰通过移动副连接加载模板，在法兰和加载模板之间设有与法兰固接的力传感器，法兰上连接有位移传感器，力传感器和位移传感器与控制系统连接。本实用新型加载系统采用电动伺服作动器，系统简单、节约空间、性能可靠；加载平稳、适合于静态加载的工况；成本低、易维护；台架采用移动副连接的多层立体机构以及加载角度调节采用楔块结构，使整机结构简单、成本低、加载精度高、运行平稳、安全可靠，便于操作、维护简单。
文档编号G01M17/007GK201637583SQ201020106150
公开日2010年11月17日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者任山, 施光涛, 朱其文, 李海斌, 袁健 申请人:中国汽车技术研究中心