CN103575548A - 汽车车门耐久性试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车车门耐久性试验台，属于测量技术领域。它解决了现有的试验台装置仅能检测出车门铰链或门锁达到报废状态时开关次数的问题。本汽车车门耐久性试验台包括上位机、力传感器、底板和摆臂，摆臂一端与底板相铰接，底板上设有能驱动摆臂摆动的气缸，摆臂另一端连接有推拉组件；气缸活塞杆通过力传感器与摆臂相连接；摆臂与底板铰接处设有能检测摆臂摆动角度大小的角度传感器；角度传感器和力传感器均与上位机电联接。本汽车车门耐久性试验台中安装角度移传感器和力传感器，通过上位机和PLC实现试验频率、力、速度的控制调节和记录；供试验人员、设计人员进行分析判定，同时可以输出试验报告数据和打印。

Description

汽车车门耐久性试验台

技术领域

本发明属于测量技术领域，涉及一种耐久性测量，特别是一种汽车车门耐久性试验台。

背景技术

汽车原指以可燃气体作动力的运输车辆，也指有自身装备动力驱动的车辆。车门按其开启方式可分为以下几种:顺开式车门、逆开式车门、水平移动式车门、上掀式车门和折叠式车门。顺开式车门即使在汽车行驶时仍可借气流的压力关上，比较安全，而且便于驾驶员在倒车时向后观察，故被广泛采用；尤其是被应用在轿车中。

顺开式车门的前缘部通过铰链与车身相连，后缘部与车身之间设有锁。为了检测车门的耐久性，有人设计出了单独对铰链进行检测的设备，如中国专利文献公开的一种汽车门铰链和盖铰链耐久性能试验台【申请号2011102774573;公开号CN102401732A】。还有人设计出了单独对车门锁进行检测的设备，如中国专利文献公开的汽车门锁耐久性试验装置【申请号：201220284186.4；公告号:CN202693349U】。

上述虽然装置虽然均能实现耐久性试验，但模拟试验与真实环境略有不同，因此又有人设计出了在整车上试验车门耐久性的装置，如中国专利文献公开的一种车辆车门总成的耐久试验装置【申请号：200820096127.8；公告号：CN201242500Y】，包括底座，与底座连接的固定支架，设置与固定支架上的高度调节机构，通过固定板与高度调节机构的动力机构，以及与动力机构连接的油动力机构驱动的执行机构，执行机构与待测车门连接。该装置虽然能够检测出车门铰链或门锁达到报废状态时开关次数，但是该数值仅为极限数值，不能体现检测过程车门铰链和门锁状态变化；不利于设计人员分析和改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车车门耐久性试验台，本发明要解决的技术问题是如何体现检测耐久性过程中车门铰链和门锁状态变化。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车车门耐久性试验台，包括底板和摆臂，摆臂一端与底板相铰接，底板上设有能驱动摆臂摆动的气缸，摆臂另一端连接有当摆臂摆动时能拉动铰链门实现开启或推动铰链门实现关闭的推拉组件；其特征在于，本耐久性试验台还包括上位机和力传感器；所述气缸活塞杆通过力传感器与摆臂相连接；摆臂与底板铰接处设有能检测摆臂摆动角度大小的角度传感器；角度传感器和力传感器均与上位机电联接。

车门锁和铰链处于不同状态会产生不同地作用力或在对应作用力下旋转角度大小。如铰链从处于最优状态依次到失效临界值状态和报废状态，在推拉过程中所需作用力逐渐增大；在相同推拉力下能摆动地角度逐渐缩小。又如外开门锁从处于最优状态依次到失效临界值状态和报废状态，拉动拉手所需的拉力逐渐增大。

采用本耐久性试验台检测铰链门耐久性时，上位机能记录开关车门次数、通过角度传感器检测得到的摆臂摆动角度和通过力传感器检测到的拉力与推力大小。为了更直观地对上述数据进行分析，上位机能自动地绘制坐标系图。试验人员和设计人员进行分析判定可以得到车门锁的失效临界次数、铰链失效临界次数、车门锁处于最优状态的次数范围和铰链处于最优状态的次数范围等等；进而方便设计人员进行优化改进。

在上述的汽车车门耐久性试验台中，所述的试验台还包括PLC，PLC与上位机电连接；气缸串联有电磁阀，电磁阀与PLC电联接；上述的角度传感器和力传感器通过PLC与上位机电连接。在PLC中设置角度传感器的对应设定值，当角度传感器检测角度值与设定值相对应时，PLC控制电磁阀使气缸停止运动或反向运动。

设定值可分为用于控制车门开启实际角度设定值和允许车门开启最大角度设定值。用于控制车门开启实际角度设定值可以为多组，即在检测耐久性试验过程中控制车门开启不同的角度，使本试验更符合实际使用。允许车门开启最大角度设定值是用于保护车门，避免开启过渡而造成铰链使用寿命降低或失效，影响试验的准确性。

为了提高试验的安全性，在PLC中还可设置力传感器的最大设定值，当力传感器检测作用力值与最大设定值相对应时，PLC控制电磁阀使气缸停止运动或反向运动；进而避免铰链过渡张开而造成铰链使用寿命降低或失效，影响试验的准确性。

为了提高试验的安全性，还可在气缸上固定有用于感应气缸活塞位置的感应开关，感应开关位于设定活塞杆伸出极限行程位置处；感应开关与PLC电连接。当活塞触发感应开关后，PLC控制电磁阀使气缸停止运动。

为了避免PLC程序出错而造成车门开启过渡的问题，在底板上固定有用于限制摆臂摆动行程的限位块。

在上述的汽车车门耐久性试验台中，所述的摆臂一端固定有铰接套，铰接套内穿设有铰接轴，铰接轴和铰接套之间通过轴承相连接；铰接轴下端固定有轴板，所述的轴板固定在底板上；角度传感器包括测量本体和探头；测量本体与铰接轴固定连接，探头与摆臂或铰接套固定连接。该结构具有承载力大，能使摆臂悬置，即避免另一端需要脚轮等支撑件支撑，有效地降低试验时噪音。该结构使摆臂摆动稳定，保证角度传感器测量的精确度。

在上述的汽车车门耐久性试验台中，所述的推拉组件包括与摆臂固定连接的立柱、一端能与车门外侧面相抵靠的推杆和能与车门拉手相连接的尼龙带；推杆和尼龙带均与立柱固定连接。

在上述的汽车车门耐久性试验台中，所述的轴板和底板之间、力传感器与摆臂之间、气缸与底板之间和推拉组件与摆臂之间均通过能调整对应地两者之间连接位置的调节结构相连接。根据实际待测汽车型号，操纵调节结构调整各个部件的相对位置，即使本耐久性试验台可以满足不同车型的试验。

在上述的汽车车门耐久性试验台中，所述的推杆与立柱之间和尼龙带与立柱之间也通过能调整对应地两者之间连接位置的调节结构相连接。

在上述的汽车车门耐久性试验台中，所述的调节结构包括位于一个部件上的若干个螺栓孔，另一个部件通过螺栓与部分螺栓孔相连接。

在上述的汽车车门耐久性试验台中，所述的调节结构包括位于一个部件上的条形调节孔，另一个部件上穿设有螺栓，螺栓还穿过条形调节孔连接有锁紧螺母。

在上述的汽车车门耐久性试验台中，所述的调节结构包括若干根U型螺栓、固定板和锁紧螺母。

与现有技术相比，本汽车车门耐久性试验台具有占用空间少，制造成本低，能自由组装，使用灵活方便且使本试验台满足不同车型的车门耐久性试验。

本汽车车门耐久性试验台的摆臂采用悬置方式，由此具有试验时无噪音、安全可靠和性能稳定的优点。

本汽车车门耐久性试验台中安装角度移传感器和力传感器，通过上位机和PLC实现试验频率、力、速度的控制调节和记录；供试验人员、设计人员进行分析判定，同时可以输出试验报告数据和打印。

附图说明

图1是本汽车车门耐久性试验台的立体结构示意图。

图2是本汽车车门耐久性试验台的摆臂与底板铰接处的剖视结构示意图。

图3是本汽车车门耐久性试验台的控制原理图。

图4是采用本汽车车门耐久性试验台试验车门时的立体结构示意图。

图中，1、底板；2、摆臂；3、气缸；4、推拉组件；4a、立柱；4b、推杆；4c、尼龙带；4d、缓冲块；5、力传感器；6、角度传感器；7、铰接套；8、铰接轴；9、轴承；10、轴板；11、感应开关；12、限位块；13、螺栓孔；14、调节座；15、调节孔；16、U型螺栓；17、固定板；18、连接板；19、车门；20、拉手。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本汽车车门耐久性试验台包括底板1、摆臂2、气缸3、推拉组件4、上位机、力传感器5和角度传感器6。

如图1和图2所示，摆臂2一端与底板1相铰接。具体来说，摆臂2一端固定有铰接套7，铰接套7内穿设有铰接轴8，铰接轴8和铰接套7之间通过轴承9相连接；铰接轴8下端固定有轴板10，轴板10固定在底板1上。由此摆臂2能绕着铰接轴8摆动。摆臂2沿着水平面摆动，因此铰接轴8竖直设置。

角度传感器6设置在摆臂2与底板1铰接处，角度传感器6能检测摆臂2摆动角度大小。角度传感器6包括测量本体和探头。具体来说，角度传感器6的测量本体与铰接轴8固定连接，探头与摆臂2固定连接。根据实际装配情况，探头也可以与铰接套7固定连接。

气缸3设置在底板1上用于驱动摆臂2摆动。具体来说，气缸3的缸体与底板1相铰接，活塞杆端部与摆臂2另一端部通过力传感器5相连接。为了使本试验台试验时占用空间更少，气缸3位于摆臂2相对于靠近车门19的一侧，该结构在检测时气缸3位于车门19下方。

推拉组件4与摆臂2另一端相连接当摆臂2摆动时能拉动铰链门实现开启或推动铰链门实现关闭。具体来说，推拉组件4包括与摆臂2固定连接的立柱4a、一端能与车门19外侧面相抵靠的推杆4b和能与车门19拉手20相连接的尼龙带4c；推杆4b和尼龙带4c均与立柱4a固定连接。为了降低推杆4b与车门19接触产生的噪音，推杆4b一端面上固定有缓冲块4d。

如图3所示，上位机为PC或工业计算机。角度传感器6和力传感器5均可直接与上位机电联接。此连接方式，上位机能够记录角度传感器6和力传感器5的各个参数，如实施数据、频率和速度等。

试验台还包括PLC，PLC与上位机电连接。角度传感器6和力传感器5也可通过PLC与上位机电连接。气缸3串联有电磁阀，电磁阀与PLC电联接。在PLC中写入对应地控制程序，根据角度传感器6和/或力传感器5的信号控制电磁阀开闭。在控制程序中可设置多个设定值，如角度传感器6的车门19开启实际角度设定值、角度传感器6的允许车门19开启最大角度设定值；力传感器5的最大设定值，该设定值可对应车门19锁是否报废或铰链是否报废等等。

为了提高试验的安全性，在气缸3上固定有用于感应气缸3活塞位置的感应开关11，感应开关11位于设定活塞杆伸出极限行程位置处；感应开关11与PLC电连接。当活塞触发感应开关11后，PLC控制电磁阀使气缸3停止运动。避免活塞杆伸出过长导致车门19开启过渡，车门19寿命受试验设备影响。为了进一步提高试验的安全性；在底板1上固定有用于限制摆臂2摆动行程的限位块12；通过机械结构限位确保能避免PLC程序出错而造成车门19开启过渡的问题。

如图1所示，为了使本汽车车门耐久性试验台试验于不同的车型，则轴板10和底板1之间、力传感器5与摆臂2之间、气缸3与底板1之间和推拉组件4与摆臂2之间均通过能调整对应地两者之间连接位置的调节结构相连接。推杆4b与立柱4a之间和尼龙带4c与立柱4a之间也通过能调整对应地两者之间连接位置的调节结构相连接。根据实际连接需要，选择合适的调节结构。

轴板10和底板1之间的调节结构包括位于底板1上的若干个螺栓孔13，轴板10通过螺栓与部分螺栓孔13相连接。调整轴板10位置时仅需调整螺栓连接的螺栓孔13。

气缸3与底板1之间的调节结构包括调节座14，气缸3的缸体与调节座14相铰接，底板1上开有若干个螺栓孔13，调节座14上开有条形调节孔15，螺栓穿过调节孔15与螺栓孔13相连接。调整轴板10位置时可拧松螺栓，移动调节座14位置；也可调整螺栓连接的螺栓孔13。

力传感器5与活塞杆固定连接；力传感器5与摆臂2之间的调节结构包括连接板18，摆臂2上开有条形调节孔15，连接板18上开有与摆臂2上的条形调节孔15位置相对应的条形调节孔15；螺栓穿过连接板18上的条形调节孔15和摆臂2上的条形调节孔15连接有锁紧螺母。

推拉组件4的立杆与摆臂2之间的调节结构包括位于摆臂2上的条形调节孔15，立杆穿设有螺栓，螺栓还穿过条形调节孔15连接有锁紧螺母。

推杆4b与立柱4a之间的调节结构包括两根U型螺栓16、一块固定板17和四个锁紧螺母；两根U型螺栓16均套在推杆4b上，立柱4a位于两根U型螺栓16之间，推杆4b位于立柱4a的一侧，固定板17位于立柱4a的另一侧，U型螺栓16端部穿过固定板17与锁紧螺母相连接。通过拧松锁紧螺母，可调整推杆4b的高度以及推杆4b一端面与车门19外侧面之间的间距。

尼龙带4c与立柱4a之间的调节结构包括一根U型螺栓16、一块固定板17和两个锁紧螺母；尼龙带4c与U型螺栓16相连接，U型螺栓16套在立柱4a上，U型螺栓16端部穿过固定板17与锁紧螺母相连接。通过拧松锁紧螺母，可调整尼龙带4c与立柱4a之间连接点的高度。

如图4所示，利用本汽车车门耐久性试验台做整车上车门19耐久性试验。底板1直接放置在底面上，气缸3位于车门19下方；将尼龙带4c与拉手20相连接，缓冲块4d与车门19外侧面相抵靠。当气缸3活塞杆伸出时，活塞杆带动摆臂2摆动，进而依次带动立柱4a和尼龙带4c，进而使车门19解锁并带动车门19打开。当气缸3活塞杆回缩时，活塞杆带动摆臂2摆动，进而依次带动立柱4a和推杆4b，推杆4b推动车门19直至车门19关闭并上锁。气缸3活塞杆往复伸缩；在此过程中，角度传感器6和力传感器5的各个参数被记录。

Claims (10)

1.一种汽车车门耐久性试验台，包括底板（1）和摆臂（2），摆臂（2）一端与底板（1）相铰接，底板（1）上设有能驱动摆臂（2）摆动的气缸（3），摆臂（2）另一端连接有当摆臂（2）摆动时能拉动铰链门实现开启或推动铰链门实现关闭的推拉组件（4）；其特征在于，本耐久性试验台还包括上位机和力传感器（5）；所述气缸（3）活塞杆通过力传感器（5）与摆臂（2）相连接；摆臂（2）与底板（1）铰接处设有能检测摆臂（2）摆动角度大小的角度传感器（6）；角度传感器（6）和力传感器（5）均与上位机电联接。

2.根据权利要求1所述的汽车车门耐久性试验台，其特征在于，所述试验台还包括PLC，PLC与上位机电连接；气缸（3）串联有电磁阀，电磁阀与PLC电联接；上述的角度传感器（6）和力传感器（5）通过PLC与上位机电连接。

3.根据权利要求2所述的汽车车门耐久性试验台，其特征在于，所述气缸（3）上固定有用于感应气缸（3）活塞位置的感应开关（11），感应开关（11）位于设定活塞杆伸出极限行程位置处；感应开关（11）与PLC电连接。

4.根据权利要求1或2所述的汽车车门耐久性试验台，其特征在于，所述的底板（1）上固定有用于限制摆臂（2）摆动行程的限位块（12）。

5.根据权利要求1或2或3所述的汽车车门耐久性试验台，其特征在于，所述的摆臂（2）一端固定有铰接套（7），铰接套（7）内穿设有铰接轴（8），铰接轴（8）和铰接套（7）之间通过轴承（9）相连接；铰接轴（8）下端固定有轴板（10），所述的轴板（10）固定在底板（1）上。

6.根据权利要求5所述的汽车车门耐久性试验台，其特征在于，所述角度传感器（6）包括测量本体和探头；测量本体与铰接轴（8）固定连接，探头与摆臂（2）或铰接套（7）固定连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的汽车车门耐久性试验台，其特征在于，所述的推拉组件（4）包括与摆臂（2）固定连接的立柱（4a）、一端能与车门（19）外侧面相抵靠的推杆（4b）和能与车门（19）拉手（20）相连接的尼龙带（4c）；推杆（4b）和尼龙带（4c）均与立柱（4a）固定连接。

8.根据权利要求5所述的汽车车门耐久性试验台，其特征在于，所述的轴板（10）和底板（1）之间、力传感器（5）与摆臂（2）之间、气缸（3）与底板（1）之间和推拉组件（4）与摆臂（2）之间均通过能调整对应地两者之间连接位置的调节结构相连接。

9.根据权利要求7所述的汽车车门耐久性试验台，其特征在于，所述的推杆（4b）与立柱（4a）之间和尼龙带（4c）与立柱（4a）之间也通过能调整对应地两者之间连接位置的调节结构相连接。

10.根据权利要求1或2或3所述的汽车车门耐久性试验台，其特征在于，所述的气缸（3）位于摆臂（2）相对于靠近车门（19）的一侧。

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