专利名称：自适应动态位移测量装置及其在白车身静刚度测试中应用的制作方法
自适应动态位移测量装置及其在白车身静刚度测试中应用
技术领域：
本发明涉及汽车白车身静刚度测试技术领域，尤其涉及一种自适应动态位移测量装置及其在白车身静刚度测试中应用。
背景技术：
汽车白车身静刚度指标一般包括弯曲刚度、扭转刚度，其中的汽车白车身扭转刚度可以由汽车白车身扭转角、各侧门洞口及各尾门洞口的对角线变化量等指标来衡量，而汽车白车身的弯曲刚度则可以由汽车白车身前后的变形量来进行衡量。因此，汽车白车身静刚度是评价车辆设计可靠性和整车安全性能等的重要指标，针对汽车白车身的扭转刚度分析和弯曲刚度分析则是在整车开发设计过程中必不可少的关键环节之一。然而，在现有技术中，当进行汽车白车身静刚度测试时，由于存在着诸如汽车白车身的相应测试点分布较多、对各测试点的位移变化要求不尽相同等原因，特别是由于汽车白车身通常具有复杂曲面结构、不同位置处的白车身钣金件厚度差别大，尤其在例如前门、 后门、尾门各处进行白车身洞口测试点的位移测量时，并不能获得非常准确可靠的位移测量数据、难以实现令人满意的测量效果，从而影响到最终的白车身静刚度分析结果。此外，现有的位移测量工具或装置本身也存在着一些问题，例如其结构构造比较复杂而不利于进行方便快捷的操作，或者应用于不同车型时需要专门开发夹具而致使通用性差并且增加了成本开支，或者因为在测试时产生测量干涉现象而降低了测量数据的准确性，或者由于自身无法主动消除位移变动产生的应力而影响到测量的可靠性，或者在测试过程中容易对汽车白车身接触处或位移测量工具本身造成损坏等等。所以，颇有必要对现有的白车身静刚度测试中所使用的位移测量装置加以改进。

发明内容有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自适应动态位移测量装置及其在白车身静刚度测试中应用，以能够有效地解决现有技术中存在的上述诸多问题。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下一种自适应动态位移测量装置，其包括第一杆件，其具有至少部分中空的内部，在所述第一杆件的一端装设有用于将其固定在其他物体上的第一夹具单元；第二杆件，其一端能滑动地套装于所述第一杆件中空的内部，而其另一端装设有用于将所述第二杆件固定在其他物件上的第二夹具单元；第一支架，其固装于所述第一杆件上并用于装设位移测量部件；以及第二支架，其固装于所述第二杆件上并与所述位移测量部件的测头相接触。在上述的自适应动态位移测量装置中，优选地，所述自适应动态位移测量装置还包括导向支架，其被设置成与所述第一支架固定连接且与所述第二支架滑动连接。在上述的自适应动态位移测量装置中，优选地，所述第一夹具单元和第二夹具单元具有相同的结构。在上述的自适应动态位移测量装置中，优选地，所述第一夹具单元包括第一夹件，其通过球铰与所述第二杆件相连接；第二夹件，其被活动地设置于所述第一夹件的对面以在所述第一夹件和第二夹件之间形成夹持物体的空间；以及紧固件，其用于通过使所述第一夹件和第二夹件相应的相向运动而将所述物体夹持住。在上述的自适应动态位移测量装置中，优选地，所述第一夹件和第二夹件之间设置有弹性部件。在上述的自适应动态位移测量装置中，优选地，在用于将所述球铰装设于所述第二杆件的螺栓上设置有至少一个垫片。在上述的自适应动态位移测量装置中，优选地，所述第一杆件是长度可调节的。在上述的自适应动态位移测量装置中，优选地，所述第一杆件包括相互独立的第一部分和第二部分，在所述第一部分和第二部分之间设置有用于连接它们的中间杆件，并且在所述第一部分和中间杆件的连接处设置有相适配的螺纹结构和第一锁定件、在所述第二部分和中间杆件的连接处设置有相适配的螺纹结构和第二锁定件。一种如以上任一项所述的自适应动态位移测量装置在白车身静刚度测试中的应用。在上述的自适应动态位移测量装置在白车身静刚度测试中的应用中，优选地，至少一个所述自适应动态位移测量装置被用于进行白车身洞口测试点的位移测量，所述第一夹具单元和第二夹具单元均用于将所述自适应动态位移测量装置固定在白车身上。本发明的有益效果在于本发明的自适应动态位移测量装置具有结构设计新颖、 使用便捷可靠、测量准确性高、成本优势明显等众多优点。与现有的用于白车身静刚度测试的其他位移测量装置相比较，本发明通过巧妙地将不便于直接测量的白车身测试点处位移转化为可以由位移测量部件直接测量的位移，从而能够同时准确测量白车身多个位置处的位移，并且可以非常方便地将各个测量方向上的位移测量装置相互错开而避免了干涉现象。此外，其中的夹具部分远比其他的刚度测试夹具要精简，尤其因其具备自适应调节功能而能柔性地进行调平和加载，从而可以最大程度地保证测量结果的准确性和可靠性。同时， 本发明已经考虑到针对不同车型而在结构设计上采用了多种柔性调节措施，所以它的通用性非常强，在将其应用于不同车型的白车身静刚度测试时并不需要另外专门开发、制造专用的夹具。

以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。其中图1是本发明的自适应动态位移测量装置的一个较佳实施例的立体结构示意图；图2是本发明的自适应动态位移测量装置的另一个较佳实施例的立体结构示意图；图3是图2中较佳实施例的部分结构分解示意图；图4是图2中较佳实施例处于安装使用状态下的结构示意图。
附图标记说明1 第一杆件1，第一部分1” 第二部分2第二杆件3 第一支架4第二支架5 导向支架6位移测量部件7 球铰8第一夹件9 第二夹件10紧固件11 第一夹具单元11，第二夹具单元12 中间杆件13第一锁定件13，第二锁定件61测头
具体实施方式请参阅图1，在该图中示出了本发明的自适应动态位移测量装置的一个较佳实施例的立体结构。在该较佳实施例中，它主要包括第一杆件1、第二杆件2、第一支架3和第二支架4等组成部件，以下将对这些部件的结构特点及其连接关系进行具体说明。如图1所示，第一杆件1是一个整体形成的杆件，它具有至少部分中空的内部以用来容纳下面将介绍的第二杆件2以及可能需要放置于其中的其他部件。并且，在第一杆件 1的一端装设有第一夹具单元11，该第一夹具单元11是被设置用来将第一杆件1的该端固定在需要固定于其上的物体(例如，汽车白车身钣金件等)上的。正如以上所述的，第二杆件2的一端是被设置成套装在第一杆件1中空的内部并且能在其内进行滑动，即第二杆件2是被可伸缩性地设置在第一杆件1中，从而使得由它们构成的本自适应动态位移测量装置主体具有可变化的长度。同时，也在第二杆件2的另一端上装设了第二夹具单元11’，该夹具单元是被设置用来将第二杆件2固定在其他物件上， 这样结合以上第一夹具单元11就可以在使用本自适应动态位移测量装置时将其两端均固定在所需的适宜位置上。对于上述的第一夹具单元11和第二夹具单元11’，它们可以具有完全相同或者不同的结构，本领域的技术人员可根据实际需要而对此进行灵活设置，后面将通过一个优选的实施例来示范性地说明如何具体实现第一夹具单元11和第二夹具单元11’。再请参考图1，在上述的较佳实施例中还包括第一支架3和第二支架4。其中，第一支架3是被固装在第一杆件1上以便用来装设位移测量部件6 (例如，位移传感器或者其他的类似测量部件等)；而第二支架4则是被固装在第二杆件2上并与位移测量部件6的测头61相接触，这是本发明在结构设计上的关键点之一。由于在例如汽车白车身静刚度测试等测试过程中，在很多时候存在着测试点的空间构造复杂、位移不断动态变化的情形，因此造成了现实中的难以准确、可靠地实时获取位移数据的困难。本发明正是通过将位移测量部件6的测头61设置成与第二支架4相接触，并且配合上述的本自适应动态位移测量装置主体可变化长度的结构设计，而巧妙地将各测试点的动态位移转化为相对的静态位移的测量。即，一旦测试点之间具有轻微变形时，第二杆件2就通过在第一杆件1中的滑动而将位移传递出来，而同时该位移经由测头61被传递到位移测量部件6上，从而将位移信号再传递给相关处理系统进行后续处理。如上所述，通过本发明的以上创新的结构设计已能有
5效克服现有技术中的技术难点，并且其整体构造简单，使用操作方便、灵活，可以保证测量的高可靠性。在更优选的情形下，为了进一步提升本自适应动态位移测量装置的可靠性，还在图1中示意性地图示出了专门设计的导向支架5，它是被设置成与第一支架3固定连接并且与第二支架4滑动连接，以此能够避免位移测量部件6测得的位移有方向偏差，使得所测位移的方向性唯一。图2是本发明的自适应动态位移测量装置的另一个较佳实施例的立体结构示意图。它具有与图1中较佳实施例基本相同的结构，其区别之处在于第一杆件1本身是长度可调节的，并且在图2、3和4中具体绘示出了一种实现方式，下面以此为例进行说明。在图2的较佳实施例中，第一杆件1包括相互独立的第一部分1’和第二部分1”， 并且还在其间设置了中间杆件12，该中间杆件12是被设置在第一部分1’和第二部分1”之间用来连接这两个部分以使其形成一个整体。具体而言，在第一部分1’和中间杆件12的连接处分别设置了彼此相适配的螺纹结构，并且还设置了第一锁定件13用于在通过调节螺纹配合来调整好第一部分1’和中间杆件12之间的相对位置后对其进行锁定。相类似地， 在第二部分1”和中间杆件12的连接处也分别设置了彼此相适配的螺纹结构，以及一个第二锁定件13’用于在该侧进行相对位置锁定。这样就可以通过上述结构来非常方便快捷地改变自适应动态位移测量装置的整体长度，从而能够最大程度的适应不同的测试情况，例如可以满足不同车型、不同测量空间距离下的测试需要。在请结合参考图2、3和4，以下将对本发明中的夹具单元的结构特点和优点进行重点说明。在已示出的前述两个优选实施例中，为了简便起见，都将其中的夹具单元绘示成完全相同，即第一夹具单元11和第二夹具单元11，被示例性地显示为具有相同结构的夹具单元。最为清楚地例如图3所示，这样的夹具单元包括第一夹件8、第二夹件9以及紧固件 10。其中，第一夹件8是其通过球铰7与第二杆件2进行连接，从而可以使得本夹具单元与第一杆件1之间能在各个方向上相对于彼此进行转动，从而能自适应地调节夹具单元中的应力分布，使得测量装置能保证在测量方向位移的准确性。在第一夹件8的对面则设置有第二夹件9，该第二夹件9能相对于第一夹件8进行移动以在二者之间形成夹持物体的空间。对于紧固件10，它是被装设在第二夹件9的一侧(当然，也可以将其装设在第二夹件9 的一侧)，用来由使用者操作其促使第一夹件8和第二夹件9相应的相向运动而使得物体被夹具单元夹持住，亦即将本发明的自适应动态位移测量装置固定在该物体上，以便进行位移测量工作。此外，在另一个更优选的未示出实施例中，还在上述的第一夹件8和第二夹件9之间设置了弹性部件(例如，弹簧等)，以此一方面保证了在第一夹件8和第二夹件9之间存在间隙以杜绝由于过渡夹装、误施力而对夹具单元造成的损害，而另一方面也保证了在整个测试过程中仅在被夹物体上施加合适的作用力以避免对其产生的不必要损坏，同时该弹性部件也可以起到良好的辅助导向作用，从而进一步确保了测量的方向性。而在又一个更优选的实施例中，还可以根据实际需要而在用来将球铰7装设于第二杆件2的螺栓(未示出)上设置一个或多个垫片，以便在测试中存在多个测试点时，以此将各自适应动态位移测量装置彼此方便地间隔开以消除不同位移测试部件之间的干涉现象，从而提高了测量的准确性、可靠性。如上所述，由于本发明在结构设计上采用了多种以上已进行详述的措施来实现针对位移测试的柔性自适应调节，所以可以非常方便快捷地将其固定在不同车型的汽车白车身上而无需使用任何辅助工具，并且能够保证位移测量的精确性。因而，可以将上述的自适应动态位移测量装置应用在汽车白车身静刚度测试中，关于诸如测试点的布置、测试数据的采集和处理以及具体测试步骤过程等部分的内容可以参考申请人与本申请同一日递交的、分别题为“汽车白车身扭转刚度测试系统及其方法”、“汽车白车身弯曲刚度测试系统及其方法”、“用于汽车白车身静刚度测试的测点布置系统”和“用于汽车白车身静刚度测试的数据采集处理系统”的申请，在此通过引用将它们全部并入本文。在将本自适应动态位移测量装置具体应用在汽车白车身静刚度测试中时，可以根据实际测试情形需要而应用一个或多个本自适应动态位移测量装置进行例如前门、后门、 尾门等各处白车身洞口测试点的位移测量，即通过将第一夹具单元11和第二夹具单元11’ 夹设在白车身上而发挥出本自适应动态位移测量装置所具有的前述各种优势。以上列举了若干具体实施例来详细阐明本发明的自适应动态位移测量装置及其在白车身静刚度测试中应用，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进，例如第一杆件1和/或第二杆件2可以根据实际需要而采用直杆或具有弯曲部分的杆件、采用金属或塑料等非金属材料制成以上所讨论的本发明的自适应动态位移测量装置中的主要构成部件等等。因此所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
权利要求
1.一种自适应动态位移测量装置，其特征在于，所述自适应动态位移测量装置包括 第一杆件，其具有至少部分中空的内部，在所述第一杆件的一端装设有用于将其固定在其他物体上的第一夹具单元；第二杆件，其一端能滑动地套装于所述第一杆件中空的内部，而其另一端装设有用于将所述第二杆件固定在其他物件上的第二夹具单元；第一支架，其固装于所述第一杆件上并用于装设位移测量部件；以及第二支架，其固装于所述第二杆件上并与所述位移测量部件的测头相接触。
2.根据权利要求1所述的自适应动态位移测量装置，其特征在于，所述自适应动态位移测量装置还包括导向支架，其被设置成与所述第一支架固定连接且与所述第二支架滑动连接。
3.根据权利要求1所述的自适应动态位移测量装置，其特征在于，所述第一夹具单元和第二夹具单元具有相同的结构。
4.根据权利要求1、2或3所述的自适应动态位移测量装置，其特征在于，所述第一夹具单元包括第一夹件，其通过球铰与所述第二杆件相连接；第二夹件，其被活动地设置于所述第一夹件的对面以在所述第一夹件和第二夹件之间形成夹持物体的空间；以及紧固件，其用于通过使所述第一夹件和第二夹件相应的相向运动而将所述物体夹持住。
5.根据权利要求4所述的自适应动态位移测量装置，其特征在于，所述第一夹件和第二夹件之间设置有弹性部件。
6.根据权利要求4所述的自适应动态位移测量装置，其特征在于，在用于将所述球铰装设于所述第二杆件的螺栓上设置有至少一个垫片。
7.根据权利要求1、2或3所述的自适应动态位移测量装置，其特征在于，所述第一杆件是长度可调节的。
8.根据权利要求7所述的自适应动态位移测量装置，其特征在于，所述第一杆件包括相互独立的第一部分和第二部分，在所述第一部分和第二部分之间设置有用于连接它们的中间杆件，并且在所述第一部分和中间杆件的连接处设置有相适配的螺纹结构和第一锁定件、在所述第二部分和中间杆件的连接处设置有相适配的螺纹结构和第二锁定件。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的自适应动态位移测量装置在白车身静刚度测试中的应用。
10.根据权利要求9所述的自适应动态位移测量装置在白车身静刚度测试中的应用， 其特征在于，至少一个所述自适应动态位移测量装置被用于进行白车身洞口测试点的位移测量，所述第一夹具单元和第二夹具单元均用于将所述自适应动态位移测量装置固定在白车身上。
全文摘要
本发明公开了一种自适应动态位移测量装置，其包括第一杆件，其具有至少部分中空的内部，在所述第一杆件的一端装设有用于将其固定在其他物体上的第一夹具单元；第二杆件，其一端能滑动地套装于所述第一杆件中空的内部，而其另一端装设有用于将所述第二杆件固定在其他物件上的第二夹具单元；第一支架，其固装于所述第一杆件上并用于装设位移测量部件；第二支架，其固装于所述第二杆件上并与所述位移测量部件的测头相接触。它适于应用在白车身静刚度测试中。本发明具有结构设计新颖、使用便捷可靠、测量准确性高、成本优势明显等众多优点，由于已在结构设计上采用了多种柔性调节措施，所以其通用性非常强而适用于不同车型的白车身静刚度测试。
文档编号G01M17/007GK102455175SQ20101051726
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者于瑞贺, 姚烈, 张琦, 梅爱群, 高丽萍, 龚红兵 申请人:上海汽车集团股份有限公司