CN102507089B

CN102507089B - 车门闭合力测试仪标定装置及方法

Info

Publication number: CN102507089B
Application number: CN 201110390601
Authority: CN
Inventors: 熊家新; 张心明; 尚春民; 周化文
Original assignee: Changchun University of Science and Technology
Current assignee: Changchun University of Science and Technology
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: CN102507089A

Abstract

车门闭合力测试仪标定装置及方法属于物体速度特性测试技术领域。现有技术缺乏精确稳定的速度基准源。本发明之标定装置透明罩杯落在底座上，透明罩杯内部空间呈真空状态；支架、标尺分别垂直固定在底座上；吸附电磁铁固定在环形提升皮带上，环形提升皮带搭绕在上导辊和下导辊上，上导辊、下导辊固定在支架上；释放快门处在钢球开始下落的高度上，并背靠标尺，释放快门材料为不可磁化材料；上滑道低端临近释放快门上方，高端位于吸附电磁铁经过之处；下滑道高端位于钢球下落处，低端临近吸附电磁铁经过之处。本发明之标定方法首先计算测试点的速度v_b；其次由测试仪测试该测试点钢球的下落速度v_b′；第三比对该测试点的计算速度v_b和测试速度v_b′，求得测试仪的测试误差，完成标定。

Description

车门闭合力测试仪标定装置及方法

技术领域

本发明涉及一种车门闭合力测试仪标定装置及方法，是一种速度基准源发生方法及装置，以重力加速度传递的方式，建立一种速度基准源，用于标定车门闭合力测试仪，属于物体速度特性测试技术领域。

背景技术

在汽车制造业采用车门闭合力表征车门的门轴系统与锁系统的性能。为了检测车门的闭合力，《汽车技术》2007年第12期刊登的一篇题为《车门闭合力测试仪器研制》的文章公开了一种车门闭合力测试仪及通过检测车门边缘某点的线速度来计算车门闭合力的方法。所述车门闭合力测试仪是一种非接触光电测试仪器，采用半导体激光器作为点光源，记录激光束依次通过车门某点的时间间隔，测出车门速度，进而计算出门轴系统与锁系统的阻力，进而得出应有的车门闭合力。该测试仪是一种线速度测试仪，速度测试过程是发射两束相距非常近的平行激光，将它们的反射光斑作为考察目标，由于车门的光学反射特性与环境不同，当车门某点依次通过两束平行激光照射处时，测试仪接收的反射光斑光学特性发生改变，记录该反射光斑光学特性改变的时刻，将该时刻作为车门某点通过激光照射处的时刻，这样就获得了车门某点经过两束平行激光照射处的时间。两束平行激光的间距是已知参数，而且非常小，测试到的平均线速度相当于车门某点的瞬时速度。然而，该测试仪在装配后、使用前需要标定，并且，由于测试仪电子元件的非线性原因，仪测试测试相对低的速度和相对高的速度，测试结果存在非线性系统误差，需要标定；另外，测试仪在使用一段时间后，由于测试仪中的电子元件的老化、测试激光的强度衰减等原因，测试结果又会出现新的误差，需要标定。完成标定需要一个标准的速度基准源。

现有速度基准源包括：

一、采用50赫兹交流电为时间基准完成打点计时器在纸带上形成时间一致而距离不同的点，将由此获得的速度值作为速度基准源。

二、通过轮形回转体将直线运动转换成圆周运动，记录转动圈数及所花费的时间，将由此得到的转动线速度作为速度基准源。

有关速度基准源的已知技术存在的问题是，在第一种已知技术中，民用50赫兹交流电作为时间基准显然无法得到足够的精度，而且，该方案在打点时有机械运动时间损失，不可能保证打点的响应时间一致，因此，会带来较大的误差。第二种已知技术在时间计量上足够精确，但是，圆周运动与直线运动的转化很难做到一致，难以获得稳定的速度基准。

发明内容

为了获得一种精度高、稳定的速度基准源，用于标定车门闭合力测试仪，我们发明了一种车门闭合力测试仪标定装置及方法。

本发明之车门闭合力测试仪标定装置其特征在于，透明罩杯落在底座上，透明罩杯内部空间呈真空状态；支架、标尺分别垂直固定在底座上；吸附电磁铁固定在环形提升皮带上，环形提升皮带搭绕在上导辊和下导辊上，上导辊、下导辊固定在支架上；释放快门处在钢球开始下落的高度上，并背靠标尺，释放快门材料为不可磁化材料；上滑道低端临近释放快门上方，高端位于吸附电磁铁经过之处；下滑道高端位于钢球下落处，低端临近吸附电磁铁经过之处。

本发明之车门闭合力测试仪标定方法其特征在于，首先，钢球位于释放快门中时，钢球球心在水平方向上对应标尺某一刻度值a，在释放快门迅速打开时钢球开始按重力加速度g下落，测试点为钢球下落过程中任意一点，在测试点钢球球心在水平方向上对应标尺刻度值b，此时钢球的计算速度为v_b；其次，车门闭合力测试仪的测试激光光斑落到标尺刻度b处，当钢球通过该处时测试得到此时钢球速度为v_b′；第三，比对在刻度b处的计算速度v_b和测试速度v_b′，求得测试仪的测试误差，标定车门闭合力测试仪。

本发明之效果在于，钢球在真空中作自由落体运动，在下落过程中每点的实际速度在理论上等于计算速度，因此，成为一种精确、稳定的速度基准源。

所述车门闭合力测试仪标定装置的工作过程如下，钢球1位于释放快门2中，测试开始时释放快门2打开，钢球1开始按重力加速度沿标尺3下落，在此过程中被标定的车门闭合力测试仪测试钢球1下落途中一点或者几点的速度，见图1、图2所示。钢球最后落到下滑道4的高端，沿下滑道4滚向低端，被吸附电磁铁5吸附，见图3所示。吸附钢球1的吸附电磁铁5随环形提升皮带6上升，直到钢球1被携带到上滑道7高端，吸附电磁铁5失电至钢球1落入上滑道7，钢球1沿上滑道7滚向低端，见图4所示，最后再次落到释放快门2中。环形提升皮带6将吸附电磁铁5再次带到下滑道4低端上方。吸附电磁铁5失电至钢球1落入上滑道7，之后随环形提升皮带6下降到下滑道4低端上方，是为了避免磁力对钢球1下落运动状态的干扰。

附图说明

图1～图4是本发明之车门闭合力测试仪标定装置结构及工作过程示意图。图5是本发明之车门闭合力测试仪标定装置结构立体示意图，该图兼作为摘要附图。图6是本发明之车门闭合力测试仪标定装置中的释放快门开关装置结构立体示意图。图7是本发明之车门闭合力测试仪标定装置中的释放快门开关装置工作原理示意图。

具体实施方式

本发明之车门闭合力测试仪标定装置其具体方案如下，见图4、图5所示，透明罩杯8落在底座9上，透明罩杯8内部空间呈真空状态。在底座9上安放一个水平仪10，用于监视底座9的水平状态。支架11、标尺3分别垂直固定在底座9上。吸附电磁铁5固定在环形提升皮带6上，环形提升皮带6搭绕在上导辊12和下导辊13上，上导辊12、下导辊13固定在支架11上。在支架11上部或者下部安装电机14，驱动上导辊12或者下导辊13旋转，从而驱使环形提升皮带6转动。释放快门2处在钢球1开始下落的高度上，并背靠标尺3。释放快门2材料为不可磁化材料，如塑料。上滑道7低端临近释放快门2上方，高端位于吸附电磁铁5经过之处。下滑道4高端位于钢球1下落处，低端临近吸附电磁铁5经过之处。上滑道7、下滑道4的坡度为5～10度。在下滑道4低端上方钢球1下落处设置一个捕捉漏斗15，确保钢球1落入下滑道4高端上。释放快门2由两个形状对称的滑块构成，见图6所示，两根导轨17穿过两个滑块，当两个滑块合拢时，在中心形成一个半球状空间，用以容纳钢球1。在与导轨17垂直方向上的两个滑块相同一侧的端面上各连接一个连杆18，两个连杆18的另一端连接在同一个升降滑块19的一个侧面上。升降滑块19底部探出一个水平平台20，在水平平台20上方安置一个释放电磁铁21，水平平台20的材料为铁磁材料。垂直导轨22在垂直方向上穿过升降滑块19，压簧23套在垂直导轨22的升降滑块19上方段上。释放电磁铁21通电，吸引水平平台20连同升降滑块19一同沿垂直导轨22上升，压迫压簧23，提拉连杆18，由连杆18将另个滑块沿导轨17拉向合拢，钢球1停留在两个滑块中心形成的半球状空间中。释放电磁铁21失电，在重力及压簧23推力的共同作用下，升降滑块19连同水平平台20一同沿垂直导轨22下降，连杆18与升降滑块19连接端随之下移，连杆18另一端将滑块沿导轨17推开，两个滑块分离，见图7所示，钢球1自在两个滑块之间出现的空间落下。采取释放电磁铁21失电钢球1下落的方式也能够避免磁力对钢球1下落运动形态的干扰。

本发明之车门闭合力测试仪标定方法其具体实施方式为，首先，钢球1位于释放快门2中时，钢球1球心在水平方向上对应标尺某一刻度值a，令a＝0，在释放快门2迅速打开时钢球1开始按重力加速度g下落，测试点为钢球1下落过程中任意一点，在测试点钢球1球心在水平方向上对应标尺刻度值b，该测试点的钢球1的计算速度为v_b，

其次，车门闭合力测试仪的测试激光光斑落到标尺刻度b处，当钢球1通过该处时测试得到此时钢球1速度为v_b′；为了提高标定精度，对于同一测试点需要多次测试，将多个测试数据的平局值作为测试结果。第三，比对在刻度b处的计算速度v_b和测试速度v_b′，求得测试仪的测试误差，标定车门闭合力测试仪。

针对由于测试仪电子元件的非线性原因，需要就相对低的速度和相对高的速度分段标定测试仪，以消除非线性系统误差这样的情况，本发明之方法预订几个计算速度v_b，由低到高依次为v_b1，v_b2，…v_bn，根据

计算得到几个测试点对应的标尺刻度值b₁，b₂，…b_n，再由测试仪测试这几个测试点钢球1的测试速度v_b1′，v_b2′，…v_bn′，对应比对在刻度b₁，b₂，…b_n处的计算速度v_b1，v_b2，…v_bn和测试速度v_b1′，v_b2′，…v_bn′，求得测试仪对于不同速度的测试误差，分段完成标定车门闭合力测试仪。

Claims

1.一种车门闭合力测试仪标定装置，透明罩杯落在底座上，透明罩杯内部空间呈真空状态；支架、标尺分别垂直固定在底座上；吸附电磁铁固定在环形提升皮带上，环形提升皮带搭绕在上导辊和下导辊上，上导辊、下导辊固定在支架上；释放快门处在钢球开始下落的高度上，并背靠标尺，释放快门材料为不可磁化材料；上滑道低端临近释放快门上方，高端位于吸附电磁铁经过之处；下滑道高端位于钢球下落处，低端临近吸附电磁铁经过之处；其特征在于，释放快门（2）由两个形状对称的滑块构成，两根导轨（17）穿过两个滑块，当两个滑块合拢时，在中心形成一个半球状空间，用以容纳钢球（1）；在与导轨（17）垂直方向上的两个滑块相同一侧的端面上各连接一个连杆（18），两个连杆（18）的另一端连接在同一个升降滑块（19）的一个侧面上；升降滑块（19）底部探出一个水平平台（20），在水平平台（20）上方安置一个释放电磁铁（21），水平平台（20）的材料为铁磁材料；垂直导轨（22）在垂直方向上穿过升降滑块（19），压簧（23）套在垂直导轨（22）的升降滑块（19）上方段上。