一種汽車車門系統(tǒng)力學特性的驗證裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，其包括：用于設(shè)置車門系統(tǒng)的工作環(huán)境的驗證臺架模塊、用于采集車門運動信號的采集數(shù)據(jù)模塊、用于生成待測參數(shù)的特征曲線的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述采集數(shù)據(jù)模塊與所述驗證臺架模塊固定連接，所述采集數(shù)據(jù)模塊與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接。該驗證裝置結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能夠模擬車門的不同工作狀態(tài)并得到相應狀態(tài)下的實際結(jié)果。
【專利說明】一種汽車車門系統(tǒng)力學特性的驗證裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車車門系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]車門系統(tǒng)在正向設(shè)計中需要對大量設(shè)計數(shù)據(jù)進行驗證；這個計算過程中往往存在誤差和計算錯誤；即使計算是對的，但理論和實際仍然存在差距，差距多少，若無科學的驗證方法和手段，也不能準確掌握。
[0003]在正向設(shè)計中，由于車門系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)不完備，很難獲得精確計算結(jié)果。而且設(shè)計初期車門系統(tǒng)無實物可以驗證，無法預知車門在各種行車狀態(tài)下的受力狀況，設(shè)計人員不能準確推論設(shè)計值與實際值的差距。綜上，常規(guī)設(shè)計時，無法在設(shè)計階段對車門系統(tǒng)進行合理的優(yōu)化設(shè)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種汽車車門系統(tǒng)力學特性的驗證裝置，該裝置能夠模擬車門的不同工作狀態(tài)并得到相應狀態(tài)下的實際結(jié)果。
[0005]解決上述問題的技術(shù)方案:
[0006]一種汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，其包括:用于設(shè)置車門系統(tǒng)的工作環(huán)境的驗證臺架模塊、用于采集車門運動`信號的采集數(shù)據(jù)模塊、用于生成待測參數(shù)的特征曲線的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述采集數(shù)據(jù)模塊與所述驗證臺架模塊固定連接，所述采集數(shù)據(jù)模塊與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接。
[0007]可選擇的，所述驗證臺架模塊包括依次通過鉸接連接的待測車門機構(gòu)、X軸向調(diào)整機構(gòu)、Y軸向調(diào)整機構(gòu)、臺架底座，所述待測車門機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸、X軸向調(diào)整機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸、Y軸向調(diào)整機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸兩兩垂直；
[0008]所述采集數(shù)據(jù)模塊包括采集車門運動信號的傳感器、采集工作環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器；
[0009]采集車門運動信號的傳感器包括:采集車門角度的角度傳感器、采集車門扭矩的扭矩傳感器、采集車門限位器拉壓力的力傳感器、采集車門速度的速度傳感器、采集把手開啟力和閉合力的力傳感器、采集鎖舌與鎖扣之間作用力的力傳感器；
[0010]采集工作環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器包括:采集X軸向調(diào)整機構(gòu)水平度的水平傳感器、采集X軸向調(diào)整機構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器、采集Y軸向調(diào)整機構(gòu)水平度的水平傳感器、采集Y軸向調(diào)整機構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器、采集臺架底座水平度的水平傳感器；
[0011 ] 所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為計算機。
[0012]可選擇的，所述待測車門機構(gòu)包括車門框架，驅(qū)動車門框架沿旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機、位于車門框架上的鎖結(jié)構(gòu)、位于車門框架上的車門把手。
[0013]可選擇的，所述X軸向調(diào)整機構(gòu)包括第一框架、蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)、X軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機、將X軸向調(diào)整機構(gòu)鎖緊在Y軸向調(diào)整機構(gòu)上的鎖緊機構(gòu)、固定在第一框架上的車門限位器，所述X軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機與所述蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)配合驅(qū)動所述第一框架旋轉(zhuǎn)，所述第一框架具有設(shè)置水平傳感器的第一校準平面。
[0014]可選擇的，所述Y軸向調(diào)整機構(gòu)包括第二框架、蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)、Y軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機、將Y軸向調(diào)整機構(gòu)鎖緊在臺架底座上的鎖緊機構(gòu)，所述Y軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機與所述蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)配合驅(qū)動所述第二框架旋轉(zhuǎn)，所述第二框架具有設(shè)置水平傳感器的第二校準平面。
[0015]可選擇的，所述鎖緊機構(gòu)包括設(shè)于被鎖緊件上的絲桿、設(shè)于固定件上的過孔，鎖緊螺母，所述絲桿穿過所述過孔并與所述鎖緊螺母配合。
[0016]可選擇的，所述臺架底座包括第三框架、可調(diào)式橡膠地腳、所述第三框架具有設(shè)置水平傳感器的第三校準平面。
[0017]可選擇的，所述待測車門機構(gòu)上設(shè)有車門質(zhì)量及質(zhì)心調(diào)整機構(gòu)。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，通過模擬車門旋轉(zhuǎn)軸在任意工作環(huán)境(水平、傾斜)測量車門的各種受力值和過程特性，對比實際測量結(jié)果與所設(shè)計狀態(tài)對應參數(shù)值，即可完成設(shè)計校核，工程師根據(jù)數(shù)據(jù)對比結(jié)果，即可改善車門閉合過程的品質(zhì)，從而使設(shè)計更理性化，使設(shè)計過程中復雜的工程計算得到直觀、快捷和準確驗證。設(shè)計人員隨時結(jié)合計算結(jié)果，在“汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置”上進行實際驗證，避免了寄托于樣件階段的實驗驗證而盲目設(shè)計，減少設(shè)計缺陷，減少后期整改而導致的設(shè)計成本增加。該結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，便于操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例的車門閉合力驗證臺架立體結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例的車門閉合力驗證臺架爆炸圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實施例的待測車門機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實施例的X軸向調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實施例的Y軸向調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明實施例的臺架底座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及電器控制柜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]附圖標記說明:
[0028]100-待測車門機構(gòu)，101-車門框架，102-速度傳感器活動部分，103-車門鎖機構(gòu)，104-車門質(zhì)量及質(zhì)心調(diào)整機構(gòu)，105-鉸鏈，106-車門驅(qū)動擺臂軸，107-車門驅(qū)動電機，108-把手力傳感器，200-X軸向調(diào)整機構(gòu)，201-第一框架，202-速度傳感器固定部分，203-鎖扣，204-鎖機構(gòu)力傳感器，205-第一絲桿，206-車門角度傳感器，207-水平傳感器，208-角度傳感器，209-第一校準平面，210-車門限位器，211-限位器力傳感器，212-車門力矩傳感器，213-X軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機，214-X軸向調(diào)整機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸，300-Y軸向調(diào)整機構(gòu)，301-第二框架，302-第一鎖緊螺母，303-第一過孔，304-第二絲桿，305-角度傳感器，306-水平傳感器，307-第二校準平面，308-Y軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機，309-Y軸向調(diào)整機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸，400-臺架底座，401-第三框架，402-第二鎖緊螺母，403-第二過孔，404-水平傳感器，405-可調(diào)式地腳，406-第三校準平面，500-數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，501-主機，502-顯示器，503-工作臺，504-打印機，600-電器控制柜。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細描述。
[0030]如圖1、2所示，汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置包括:用于設(shè)置車門系統(tǒng)的工作環(huán)境的驗證臺架模塊、用于采集車門運動信號的采集數(shù)據(jù)模塊、用于生成待測參數(shù)的特征曲線的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，采集數(shù)據(jù)模塊與驗證臺架模塊固定連接，采集數(shù)據(jù)模塊與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接。采集數(shù)據(jù)模塊將采集數(shù)據(jù)傳遞至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)500，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)500生成采集數(shù)據(jù)模塊采集的運動信號的特征曲線。
[0031]驗證臺架模塊為模擬車門以及各種所需工作環(huán)境的實體結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，驗證臺架模塊包括依次通過鉸接連接的待測車門機構(gòu)100、X軸向調(diào)整機構(gòu)200、Y軸向調(diào)整機構(gòu)、臺架底座400，待測車門機構(gòu)100的旋轉(zhuǎn)軸、X軸向調(diào)整機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸214、Y軸向調(diào)整機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸309兩兩垂直；采集數(shù)據(jù)模塊包括采集車門運動信號的傳感器、采集工作環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器；采集車門運動信號的傳感器包括:采集車門角度的車門角度傳感器206、采集車門扭矩的車門力矩傳感器212、采集限位器拉壓力的限位器力傳感器211、采集車門速度的速度傳感器、采集把手開啟力和閉合力的把手力傳感器108、采集鎖舌與鎖扣203之間作用力的鎖機構(gòu)力傳感器204 ;采集工作環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器包括:采集X軸向調(diào)整機構(gòu)200水平度的水平傳感器207、采集X軸向調(diào)整機構(gòu)200旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器208、采集Y軸向調(diào)整機構(gòu)300水平度的水平傳感器306、采集Y軸向調(diào)整機構(gòu)300旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器305、采集臺架底座400水平度的水平傳感器404。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)500為計算機，點連接通過電器控制柜600實現(xiàn)。采用上述結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)模擬車門的不同工作環(huán)境，在該環(huán)境下利用相應的傳感器對車門的運動信號、車門工作環(huán)境進行采集。
[0032]如圖3所示，待測車門機構(gòu)100為實際車門的模擬機構(gòu)，其外形、重量與車門相似，優(yōu)選的，待測車門機構(gòu)100包括車門框架101，驅(qū)動車門框架101沿旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的車門驅(qū)動電機107、位于車門框架101上的鎖結(jié)構(gòu)、位于車門框架101上的車門把手。待測車門機構(gòu)100采用方形鋼管焊接成型后表面拋光處理，除車門質(zhì)量中心位置允許偏差±15mm以外，其余安裝位置和尺寸均不能超出設(shè)計公差要求。速度傳感器的測量量程為1.0±0.5m/s，測量閉合前瞬間的閉合速度，以上各傳感器和驅(qū)動電機可根據(jù)需要實現(xiàn)單獨控制或組合控制，以便采集不同狀態(tài)下的參數(shù)值。
[0033]如圖4所示，優(yōu)選的，X軸向調(diào)整機構(gòu)200包括第一框架201、蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)、X軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機213、將X軸向調(diào)整機構(gòu)200鎖緊在Y軸向調(diào)整機構(gòu)300上的鎖緊機構(gòu)，X軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機213與蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)配合驅(qū)動第一框架201旋轉(zhuǎn)，第一框架201具有設(shè)置水平傳感器207的第一校準平面209。X軸向調(diào)整機構(gòu)200采用方形鋼管焊接成型后表面拋光處理，X軸向調(diào)整機構(gòu)200的轉(zhuǎn)動可采用驅(qū)動電機調(diào)整，也可以手動驅(qū)動調(diào)整。如圖5所示，優(yōu)選的，Y軸向調(diào)整機構(gòu)300包括第二框架301、蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)、Y軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機308、將Y軸向調(diào)整機構(gòu)300鎖緊在臺架底座400上的鎖緊機構(gòu)，Y軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機308與蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)配合驅(qū)動第二框架301旋轉(zhuǎn)，第二框架301具有設(shè)置水平傳感器306的第一校準平面307。Y軸向調(diào)整機構(gòu)采用方形鋼管焊接成型后表面拋光處理。如圖6所示，優(yōu)選的，臺架底座400包括第三框架401、可調(diào)式地腳405、第三框架401具有設(shè)置水平傳感器404的第三校準平面406。臺架底座400采用方形鋼管焊接成型后表面拋光處理，臺架底座400在實驗驗證工作和長期放置當中使用可調(diào)式地腳405，能保證驗證裝置的穩(wěn)定性。運轉(zhuǎn)過程使用可折疊式萬向滾輪，使運轉(zhuǎn)靈活便捷。上述臺架底座400、待測車門機構(gòu)100、X軸向調(diào)整機構(gòu)200、Y軸向調(diào)整機構(gòu)300均采用框架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、制作方便。
[0034]如果本驗證裝置中X軸向調(diào)整機構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸214、X軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機213、Y軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機308不采用步進電機而是采用伺服電機，由于伺服電機本身自帶角度控制程序，故可以省略車門角度傳感器206、X軸向調(diào)整機構(gòu)的角度傳感器208、Y軸向調(diào)整機構(gòu)的角度傳感器305，控制能力和精度以及操作方式將更先進，原理一樣，但測試臺架成本將有所增加，本技術(shù)方案實現(xiàn)中采用的是伺服式電機。
[0035]鎖緊機構(gòu)主要用于調(diào)整機構(gòu)的鎖緊，優(yōu)選的，鎖緊機構(gòu)包括設(shè)于被鎖緊件上的絲桿、設(shè)于固定件上的過孔，鎖緊螺母，絲桿穿過過孔并與鎖緊螺母配合。第一絲桿205、第一過孔303、第一鎖緊螺母302用于實現(xiàn)X軸向調(diào)整機構(gòu)200的鎖緊，第一絲桿205固定在X軸向調(diào)整機構(gòu)200上，第一過孔303位于Y軸向調(diào)整機構(gòu)300上。第二絲桿304、第二過孔403、第二鎖緊螺母402用于實現(xiàn)Y軸向調(diào)整機構(gòu)300的鎖緊，第二絲桿304固定在Y軸向調(diào)整機構(gòu)300上，第二過孔403位于臺架底座400上。
[0036]待測車門機構(gòu)100的質(zhì)量及質(zhì)心對測量結(jié)果有一定的影響，優(yōu)選的，待測車門機構(gòu)100上設(shè)有車門質(zhì)量及質(zhì)心調(diào)整機構(gòu)104。增加車門質(zhì)量及質(zhì)心調(diào)整機構(gòu)的質(zhì)量、改變車門質(zhì)量及質(zhì)心調(diào)整機構(gòu)的質(zhì)心就能改變車門的質(zhì)心及質(zhì)量。采用該機構(gòu)可對車門的質(zhì)量及質(zhì)心進行調(diào)節(jié)。
[0037]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過控制板卡給驅(qū)動電機發(fā)出控制指令脈沖，驅(qū)動電機接收信號后執(zhí)行相關(guān)操作。各個傳感器將測量值轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給計算機，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過相應板卡讀取出電壓值后并計算出對應值大小。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)可以直接打印，也可以輸出USB轉(zhuǎn)存。
[0038]如圖7所示，電器控制模塊為電器控制柜600，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)500為計算機，計算機包括主機501和顯示器502，計算機設(shè)在工作臺503上，工作臺上還設(shè)置有與計算機連接的打印機504。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)500、電器控制柜600與驗證臺架是分離式的，避免驗證臺架的工作震動對數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)500以及電器控制柜600的影響，驗證臺架的動力線和傳感器控制箱分別采用專用插接式連接裝置組合插接。
[0039]雖然本發(fā)明是結(jié)合以上實施例進行描述的，但本發(fā)明并不限定于上述實施例，而只受所附權(quán)利要求的限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠容易地對其進行修改和變化，但并不離開本發(fā)明的實質(zhì)構(gòu)思和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，其特征在于，其包括:用于設(shè)置車門系統(tǒng)的工作環(huán)境的驗證臺架模塊、用于采集車門運動信號的采集數(shù)據(jù)模塊、用于生成待測參數(shù)的特征曲線的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述采集數(shù)據(jù)模塊與所述驗證臺架模塊固定連接，所述采集數(shù)據(jù)模塊與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，其特征在于，所述驗證臺架模塊包括依次通過鉸接連接的待測車門機構(gòu)、X軸向調(diào)整機構(gòu)、Y軸向調(diào)整機構(gòu)、臺架底座，所述待測車門機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸、X軸向調(diào)整機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸、Y軸向調(diào)整機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸兩兩垂直； 所述采集數(shù)據(jù)模塊包括采集車門運動信號的傳感器、采集工作環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器； 采集車門運動信號的傳感器包括:采集車門角度的角度傳感器、采集車門扭矩的扭矩傳感器、采集車門限位器拉壓力的力傳感器、采集車門速度的速度傳感器、采集把手開啟力和閉合力的力傳感器、采集鎖舌與鎖扣之間作用力的力傳感器； 采集工作環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器包括:采集X軸向調(diào)整機構(gòu)水平度的水平傳感器、采集X軸向調(diào)整機構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器、采集Y軸向調(diào)整機構(gòu)水平度的水平傳感器、采集Y軸向調(diào)整機構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器、采集臺架底座水平度的水平傳感器； 所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為計算機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，其特征在于，所述待測車門機構(gòu)包括車門框架，驅(qū)動車門框架沿旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機、位于車門框架上的鎖結(jié)構(gòu)、位于車門框架上的車門把手。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，其特征在于，所述X軸向調(diào)整機構(gòu)包括第一框架、蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)、X軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機、將X軸向調(diào)整機構(gòu)鎖緊在Y軸向調(diào)整機構(gòu)上的鎖緊機構(gòu)、固定在第一框架上的車門限位器，所述X軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機與所述蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)配合驅(qū)動所述第一框架旋轉(zhuǎn)，所述第一框架具有設(shè)置水平傳感器的第一校準平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，其特征在于，所述Y軸向調(diào)整機構(gòu)包括第二框架、蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)、Y軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機、將Y軸向調(diào)整機構(gòu)鎖緊在臺架底座上的鎖緊機構(gòu)，所述Y軸向調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動電機與所述蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)配合驅(qū)動所述第二框架旋轉(zhuǎn)，所述第二框架具有設(shè)置水平傳感器的第二校準平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，其特征在于，所述鎖緊機構(gòu)包括設(shè)于被鎖緊件上的絲桿、設(shè)于固定件上的過孔，鎖緊螺母，所述絲桿穿過所述過孔并與所述鎖緊螺母配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，其特征在于，所述臺架底座包括第三框架、可調(diào)式橡膠地腳、所述第三框架具有設(shè)置水平傳感器的第三校準平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車車門系統(tǒng)力學特征的驗證裝置，其特征在于，所述待測車門機構(gòu)上設(shè)有車門質(zhì)量及質(zhì)心調(diào)整機構(gòu)。
【文檔編號】G01M17/007GK203672634SQ201420047880
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】丁光學 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司