CN102735453A - 刮水器测试模拟台架的安装方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种刮水器测试模拟台架的安装方法：利用调整安装梁下支承滑块和安装梁上支承滑块、后梁上支承滑块和后梁下支承滑块，改变上支轴的上下位置，以获得前支轴、上支轴和后支轴构成的多个不同的三角形结构；并利用刮水器安装夹具所做的左右、上下或前后及旋转的调整；获得风窗玻璃安装梁与水平面形成的不同的夹角和刮水器的安装位置，以进行刮水器的技术测试。其刮水器测试模拟台架装置：在风窗玻璃安装梁与后梁的相交处装有上支轴；前支轴上装有安装梁下支承滑块，后支轴上装有后梁下支承滑块，上支轴上装有安装梁上支承滑块和后梁上支承滑块，前纵梁上装有刮水器安装夹具。本发明能使汽车风窗玻璃的安装倾角和刮水器安装位置可作三维调整，能达到测试设计要求，且通用性强、安装方便、操作简单，工作效率高。

Description

刮水器测试模拟台架的安装方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种对车辆刮水器的有关技术指标进行测试时所用台架的安装方法及其装置。
背景技术
汽车风窗玻璃电动刮水器(简称刮水器)是指由电机驱动、能刮刷风窗玻璃外表面上的雨水、霜雪或灰尘等物质的汽车部件。其工作原理是：电机通过曲柄带动由连杆一摇杆组成的连杆机构运动，并带动固定在两输出轴上的左、右刮杆作上下弧式摆动，使安装在左、右刮杆上的橡胶雨刷片作相应的刮刷运动。
该刮水器有多项技术指标的测试均需要测试台架，如刮水器的耐久性、刮刷频率、制动性或刮刷面积等技术测试。目前所用刮水器测试台架，一是来自汽车制造商提供的车头架，二是自制专用测试台架，三是通用型可调测试台架，但其结构简单，风窗玻璃的安装倾角调整和刮水器安装不能作三维调整，难以完全正确达到设计要求。根据国标GB15085《汽车风窗玻璃电动刮水器、洗涤器的性能要求及测试方法》及欧盟标准78/318/EEC的规定，刮水器的刮刷面积应覆盖A区域(如图5所示)98％以上、B区域(如图6所示)80％以上。该A、B区域则按照国标GB11556《汽车风窗玻璃除霜系统的性能要求及测试方法》及欧盟标准78/318/EEC的规定所确定，目前尚未使用投影方法在测试台架上直接检测刮水器的刮刷面积。
发明内容
本发明的目的在于克服上述的不足，而提供一种通用性强、车辆风窗玻璃的安装角度可调节的，用于车辆刮水器技术测试的刮水器测试模拟台架的安装方法及其装置。
本发明的目的通过如下技术方案实现：一种刮水器测试模拟台架的安装方法是：首先，前支轴装在前立柱上、后支轴装在后立柱上，且为固定安装、位置不变；接着，通过该前支轴的上部装有的风窗玻璃安装梁、该后支轴的上部装有的后梁，且所述风窗玻璃安装梁与后梁的相交处装有的上支轴，从而使前支轴、上支轴和后支轴之间构成三角形结构，再利用调整安装梁下支承滑块和安装梁上支承滑块在风窗玻璃安装梁上的位置，以及调整后梁上支承滑块和后梁下支承滑块在后梁上的位置，从而改变上支轴的上下位置，以获得前支轴、上支轴和后支轴构成的多个不同的三角形结构；并利用前纵梁上装有的刮水器安装夹具所做的左右、上下或前后及旋转的调整；最后获得按设计要求的风窗玻璃安装梁或风窗玻璃与水平面形成的不同的夹角和刮水器的安装位置，以便于进行刮水器的多项技术指标的测试。
如所述的刮水器测试模拟台架的安装方法所采用的刮水器测试模拟台架装置，包括前立柱、前纵梁、后立柱和后纵梁，该前立柱与后立柱之间装有横梁，在所述前立柱的顶部装有前支轴，在所述后立柱的顶部装有后支轴，在该前支轴的上部装有风窗玻璃安装梁，在该后支轴的上部装有后梁，且所述风窗玻璃安装梁与后梁的相交处装有上支轴；所述前支轴上装有安装梁下支承滑块，所述后支轴上装有后梁下支承滑块，所述上支轴上装有安装梁上支承滑块和后梁上支承滑块，所述前纵梁上装有刮水器安装夹具。
采用本发明后，由前支轴、上支轴和后支轴构成的三角形结构，利用调整安装梁下支承滑块和安装梁上支承滑块在风窗玻璃安装梁上的位置，以及调整后梁上支承滑块和后梁下支承滑块在后梁上的位置，从而改变上支轴的上下位置，以获得前支轴、上支轴和后支轴构成的多个不同的三角形结构，最后获得按设计要求的风窗玻璃安装梁或风窗玻璃与水平面形成的不同的夹角。因此，本发明使汽车风窗玻璃的安装倾角和刮水器安装位置可作三维调整，能完全、正确达到测试设计要求，且通用性强、安装方便、操作简单，工作效率高，投入成本低，具有显著的技术进步。
附图说明
下面结合附图与实施方式对本发明作进一步的详细描述。
图1为本发明刮水器测试模拟台架装置的安装结构示意图。
图2为图1的P向视图(风窗玻璃安装梁处于前立柱内侧时)。
图3为图1的P向视图(风窗玻璃安装梁处于前立柱外侧时)。
图4为本发明的前纵梁、后纵梁等构件采用的铝型材截面图。
图5为刮水器的刮刷面积A区域的形成图。
图6为刮水器的刮刷面积B区域的形成图。
图7为本发明所采用的刮水器刮刷面积测试装置的结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明刮水器测试模拟台架的安装方法是：首先，前支轴装在前立柱上、后支轴装在后立柱上，且为固定安装、位置不变；接着，通过该前支轴的上部装有的风窗玻璃安装梁、该后支轴的上部装有的后梁，且所述风窗玻璃安装梁与后梁的相交处装有的上支轴，从而使前支轴、上支轴和后支轴之间构成三角形结构，再利用调整安装梁下支承滑块和安装梁上支承滑块在风窗玻璃安装梁上的位置，以及调整后梁上支承滑块和后梁下支承滑块在后梁上的位置，从而改变上支轴的上下位置，以获得前支轴、上支轴和后支轴构成的多个不同的三角形结构；并利用前纵梁上装有的刮水器安装夹具所做的左右、上下或前后及旋转的调整；最后获得按设计要求的风窗玻璃安装梁或风窗玻璃与水平面形成的不同的夹角和刮水器的安装位置，以便于进行刮水器的多项技术指标的测试。
如所述的刮水器测试模拟台架的安装方法所采用的刮水器测试模拟台架装置，包括前立柱1、前纵梁3、后立柱7和后纵梁6，该前立柱1与后立柱7之间装有横梁2，在所述前立柱1的顶部装有前支轴4，在所述后立柱7的顶部装有后支轴14，在该前支轴4的上部装有风窗玻璃安装梁10(为斜向设置)，在该后支轴14的上部装有后梁16(为斜向设置)，且所述风窗玻璃安装梁10与后梁16的相交处装有上支轴11；所述前支轴4上装有安装梁下支承滑块17，所述后支轴14上装有后梁下支承滑块15，所述上支轴11上装有安装梁上支承滑块12和后梁上支承滑块13，所述前纵梁3上(固定)装有刮水器安装夹具19。所述刮水器安装夹具19可在前纵梁3上做左右、上下或前后调整及旋转等六个自由度的调整。其中，在横梁2的中部上还装有中梁5，以加强该测试模拟台架装置的稳定性；在风窗玻璃安装梁10上通过风窗玻璃上夹持器9与风窗玻璃下夹持器18之间装有风窗玻璃8。
设定上支轴与前支轴之间的中心距为A，上支轴与后支轴之间的中心距为B；风窗玻璃安装梁(或风窗玻璃)与水平面形成的夹角为∠α。使用风窗玻璃上夹持器9和风窗玻璃下夹持器18将所测试的汽车风窗玻璃8夹持固定在风窗玻璃安装梁10上。
本发明采用前支轴4、上支轴11和后支轴14构成的三角形结构，前支轴4及后支轴14分别装在前立柱1和后立柱7上，且为固定安装、位置不变。安装梁下支承滑块17和安装梁上支承滑块12分别安装在前支轴4和上支轴11上，同时该两滑块均安装在风窗玻璃安装梁10上，且可在其上滑动以调整其位置；同理，后梁上支承滑块13和后梁下支承滑块15分别安装在上支轴11和后支轴14上，同时该两滑块均安装在后梁16上，且可在其上滑动以调整其位置。这样，利用调整前支轴4上的安装梁下支承滑块17和上支轴11上的安装梁上支承滑块12在风窗玻璃安装梁10上的位置，以及调整上支轴11上的后梁上支承滑块13和后支轴14上的后梁下支承滑块15在后梁16上的位置，从而使风窗玻璃安装梁10、后梁16上行或下滑而改变上支轴11的上下位置，即改变上支轴与前支轴的中心距A以及上支轴与后支轴的中心距B，以获得前支轴、上支轴和后支轴构成的多个不同的三角形结构，最后获得按设计要求的风窗玻璃安装梁10或风窗玻璃8与水平面形成的不同的夹角∠α。
如图2、图3所示，当风窗玻璃8的宽度尺寸较小时，风窗玻璃安装梁10则安装在前立柱1的内侧；当风窗玻璃8的宽度尺寸较大时，风窗玻璃安装梁10则安装在前立柱1的外侧。使用风窗玻璃上夹持器9和风窗玻璃下夹持器18将风窗玻璃8夹持固定在风窗玻璃安装梁10上，刮水器安装夹具19固定在前纵梁3上，并可在前纵梁3上做左右、上下或前后调整及旋转等六个自由度的调整，用于按设计的要求将刮水器安装其上，使刮水器相对于风窗玻璃的位置符合设计要求。
刮水器通用型台架的结构件采用一般工业铝型材，即是一种以铝为主要成份的合金材料，其铝棒通过热熔、挤压从而得到不同截面形状的铝材料，挤压好的铝合金型材其表面耐蚀性不强，须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。如图4所示，本发明的主要构件，如所述前纵梁3、后纵梁6、风窗玻璃安装梁10和后梁16等均采用带“T”型槽的铝型材。此外，为避免台架装置锈蚀，其它构件也多采用此铝型材。此铝型材结构件的截面采用长100mm×宽40mm的尺寸，并拥有多个T型槽(6个)，便于螺栓紧固安装。台架底座(如前立柱、后立柱等)采用不锈钢板焊接件，所有螺栓等紧固件均采用不锈钢材料。
本发明提供了刮水器测试的模拟台架的安装方法及其装置，并应用于汽车及工程车辆的多项测试，如耐久性测试、刮刷面积测试、刮刷频率测试和制动性测试等，用途广泛，实用性强。
如图5、图6所示，现设定某特定汽车设计的参考三维座标系原点为R，汽车底盘参考三维座标系水平纵向座标轴为X、-X，汽车底盘参考三维座标系水平横向座标轴为Y、-Y，汽车底盘参考三维座标系垂直方向座标轴为Z、-Z，由设计座椅靠背倾角决定的座标点为V1，由设计座椅靠背倾角决定的座标点为V2(如设计座椅靠背倾角变化，座标点V1和V2值将作相应修正)，通过汽车纵向中心的垂直面为E，通过所述原点R的垂直面为F，通过所述座标点V1和V2的垂直面为G。
如图5，通过座标点V1和V2且与X轴的右侧成20°角的垂直面，与汽车风窗玻璃相交的相交线为A1-A2；通过座标点V1和V2且与X轴的左侧成13°角的垂直面，与汽车风窗玻璃相交的相交线为A3-A4；与Y轴平行，通过座标点V1且与X轴的仰角3°角的平面，与汽车风窗玻璃相交的相交线为A1-A3；与Y轴平行，通过座标点V2且与X轴的俯角1°角的平面，与汽车风窗玻璃相交的相交线为A2-A4。刮水器刮刷面积A区域则为由A1-A2、A3-A4、A1-A3及A2-A4组成的、在汽车风窗玻璃上的相交线围成的区域。如图6，通过座标点V1和V2的垂直面，与汽车风窗玻璃相交的相交线为B1-B2；通过座标点V1和V2且与X轴的左侧成17°角的垂直面，与汽车风窗玻璃相交的相交线为B3-B4；与Y轴平行，通过座标点V1且与X轴的仰角7°角的平面，与汽车风窗玻璃相交的相交线为B1-B3；与Y轴平行，通过座标点V2且与X轴的俯角5°角的平面，与汽车风窗玻璃相交的相交线为B2-B4。刮水器刮刷面积B区域则为由B1-B2、B3-B4、B1-B3及B2-B4组成的、在汽车风窗玻璃上的相交线围成的区域，加上以汽车纵向中心的垂直面为基准面的相对称的区域，且距风窗玻璃透明部分面积边缘向内至少25mm，以较少面积为准。
在电脑上：汽车参考三维座标系XYZ/R，由设计座椅靠背倾角决定的座标点V1、V2(当座椅靠背倾角为25°时，座标点V1和V2的座标值分别为[68、-5、665]和[68、-5、589])，以及风窗玻璃8的三维视图等，按图5的作图方法，绘制并贮存刮刷面积A区域(为由A1-A2、A3-A4、A1-A3及A2-A4组成的、在汽车风窗玻璃上的相交线围成的区域)，并计算出刮刷面积A区域的刮刷面积MA。同理，按图6的作图方法，绘制并贮存刮刷面积B区域(为由B1-B2、B3-B4、B1-B3及B2-B4组成的、在汽车风窗玻璃上的相交线围成的区域，加上以汽车纵向中心的垂直面为基准面的相对称的区域，且距风窗玻璃透明部分面积边缘向内至少25mm，以较少面积为准)，并计算出B区域的刮刷面积MB。并将所获资料、数据贮存，以供投影仪使用。
如图7所示，本发明所采用的刮水器刮刷面积测试装置，其装在按照刮水器测试模拟台架的安装方法所安装的刮水器测试模拟台架装置25的侧边，包括投影仪22(与装有上述刮水器刮刷面积A、B区域形成图的电脑相连)，所述投影仪22通过投影仪升降机构及其支座21(用于调节投影仪的高度)装在直线导轨23(滚珠式)上，该直线导轨23的侧边连接有伺服电机驱动机构24(用于调节投影仪22与风窗玻璃8之间的距离)。其中，直线导轨23、伺服电机驱动机构24装在投影仪及驱动机构底座20上。滚珠式直线导轨23具有高负载、高扭矩功能，结构简单，滚珠循环平稳，噪音低。
将刮水器按测试设计要求安装在所述刮水器测试模拟台架装置25的刮水器安装夹具19上，为便于测试，并在风窗玻璃8上喷洒滑石粉，开动刮水器，刮刷一次。按测试设计要求调整好投影仪22，将在电脑上绘制贮存的刮水器刮刷面积A区域形成图及刮水器刮刷面积B区域形成图，通过投影仪分别投影到刮水器测试模拟台架装置装有的风窗玻璃8上，并分别与刮水器的实际刮刷面积比较，得出刮水器刮刷面积的实际覆盖A区域及B区域的面积和其覆盖率，并分别命名为MA′及MB′，则A、B区域刮水器的刮刷面积的覆盖率分别应为：MA′/MA×100％及MB′/MB×100％。按国标规定，刮水器的刮刷面积应覆盖A区域的98％以上，B区域的80％以上。即：MA′/MA×100％≥98％及MB′/MB×100％≥80％。

Claims (5)

1.一种刮水器测试模拟台架的安装方法，其特征在于：首先，前支轴装在前立柱上、后支轴装在后立柱上，且为固定安装、位置不变；接着，通过该前支轴的上部装有的风窗玻璃安装梁、该后支轴的上部装有的后梁，且所述风窗玻璃安装梁与后梁的相交处装有的上支轴，从而使前支轴、上支轴和后支轴之间构成三角形结构，再利用调整安装梁下支承滑块和安装梁上支承滑块在风窗玻璃安装梁上的位置，以及调整后梁上支承滑块和后梁下支承滑块在后梁上的位置，从而改变上支轴的上下位置，以获得前支轴、上支轴和后支轴构成的多个不同的三角形结构；并利用前纵梁上装有的刮水器安装夹具所做的左右、上下或前后及旋转的调整；最后获得按设计要求的风窗玻璃安装梁或风窗玻璃与水平面形成的不同的夹角和刮水器的安装位置，以便于进行刮水器的多项技术指标的测试。
2.如权利要求1所述的刮水器测试模拟台架的安装方法，其特征在于：所采用的刮水器刮刷面积测试装置，其装在按照刮水器测试模拟台架的安装方法所安装的刮水器测试模拟台架装置(25)的侧边，包括投影仪(22)，所述投影仪(22)通过投影仪升降机构及其支座(21)装在直线导轨(23)上，该直线导轨(23)的侧边连接有伺服电机驱动机构(24)；按设计要求调整好投影仪，将在电脑上绘制贮存的刮水器刮刷面积A区域形成图及刮水器刮刷面积B区域形成图，通过投影仪分别投影到刮水器测试模拟台架装置装有的风窗玻璃上，并分别与刮水器的实际刮刷面积比较，得出刮水器刮刷面积的实际覆盖A区域及B区域的面积和其覆盖率。
3.如权利要求1所述的刮水器测试模拟台架的安装方法所采用的刮水器测试模拟台架装置，包括前立柱(1)、前纵梁(3)、后立柱(7)和后纵梁(6)，该前立柱(1)与后立柱(7)之间装有横梁(2)，其特征在于：在所述前立柱(1)的顶部装有前支轴(4)，在所述后立柱(7)的顶部装有后支轴(14)，在该前支轴(4)的上部装有风窗玻璃安装梁(10)，在该后支轴(14)的上部装有后梁(16)，且所述风窗玻璃安装梁(10)与后梁(16)的相交处装有上支轴(11)；所述前支轴(4)上装有安装梁下支承滑块(17)，所述后支轴(14)上装有后梁下支承滑块(15)，所述上支轴(11)上装有安装梁上支承滑块(12)和后梁上支承滑块(13)，所述前纵梁(3)上装有刮水器安装夹具(19)。
4.如权利要求3所述的刮水器测试模拟台架装置，其特征在于：所述刮水器安装夹具(19)在前纵梁(3)上做左右、上下或前后调整及旋转六个自由度的调整。
5.如权利要求3所述的刮水器测试模拟台架装置，其特征在于：所述前纵梁(3)、后纵梁(6)、风窗玻璃安装梁(10)和后梁(16)均采用带“T”型槽的铝型材。
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