CN105092226A - 一种悬臂万向加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬臂万向加载装置，包括X向进给机构、Z向进给机构、万向旋转机构及加载机构；所述X向进给机构包括X向丝杠及立柱，立柱可沿X向丝杠左右移动；所述Z向进给机构包括Z向丝杠及悬臂，所述悬臂可沿Z向丝杠上下移动；所述万向旋转机构包括万向旋转基座、第二转向手轮及第一转向手轮，转动第一转向手轮可驱动万向旋转基座沿第一轴顺时针或逆时针旋转，转动第二转向手轮可驱动第二连接盘沿第二轴顺时针或逆时针旋转；所述加载机构包括加载手轮及加载基座，加载基座下部与第二连接盘连接，转动加载手轮可驱动加力杆左右移动。本发明结构简单、操作方便、实用性强。

Description

一种悬臂万向加载装置

技术领域

本发明涉及汽车零部件试验技术领域，具体涉及一种悬臂万向加载装置。

背景技术

目前，汽车车身或零部件的刚性试验均采用将载荷加载装置安装在一个固定支承上的组合工装来对各测点进行加载，并在测点对应位置布置百分表从而获取各测点的力-位移变化曲线。由于汽车车身或零部件的外表面多为不规则曲面，故调整载荷加载装置的加力方向与每个测点之间的位置是一件非常费力且繁琐的工作，而且需要测试的刚性点涉及车身或零部件内、外，且数量繁多，通常情况下，由于每个测点不同，就需要不断地调整加载装置的位置、角度和方向，仅一个车身及附件的刚性试验测试周期至少需要约15个工作日，既费时又费力。因此，设计一种悬臂万向加载装置，使得在开展汽车车身及零部件刚性试验过程中操作更加轻便、省时、省力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低廉、结构简单、操作轻松方便、通用性强的悬臂万向加载装置。

本发明所述的一种悬臂万向加载装置，包括X向进给机构、Z向进给机构、万向旋转机构以及加载机构；所述X向进给机构包括水平的X向丝杠及竖立的立柱；所述X向丝杠两端分别固定于X向左丝杠座和X向右丝杠座，所述X向丝杠左端通过键径向固定连接X向进给手轮；所述立柱下部左端通过焊接或螺钉固定一个X向丝杠螺母，所述X向丝杠穿过且与X向丝杠螺母配合，所述立柱能够沿X向丝杠左右传动。

所述Z向进给机构包括沿立柱竖立的Z向丝杠及平行于X向丝杠的悬臂；所述Z向丝杠两端分别固定于Z向上丝杠座和Z向下丝杠座，所述Z向丝杠上端通过键径向固定连接Z向进给手轮；所述悬臂左部上端通过焊接或螺钉固定一个Z向丝杠螺母，所述Z向丝杠穿过且与Z向丝杠螺母配合，所述悬臂能够沿Z向丝杠上下移动。

所述万向旋转机构包括万向旋转基座、第二转向手轮和第一转向手轮，所述万向旋转基座包括第一轴、第二轴、第一蜗轮、第一蜗杆、第二蜗轮及第二蜗杆；所述万向旋转基座左端设有第一连接盘与悬臂右端固定连接，所述第一连接盘与平行于丝杠的第一轴左部配合，第一轴右部与第一蜗轮配合，所述第一蜗轮与第一蜗杆啮合，所述第一蜗杆一端固定第一转向手轮，转动第一转向手轮可驱动万向旋转基座沿第一轴顺时针或逆时针旋转；垂直于第一轴的第二轴（184）下部与第二蜗轮配合，所述第二蜗轮与第二蜗杆啮合，所述第二蜗杆一端通过键径向固定第二转向手轮，所述第二轴上部设有第二连接盘，转动第二转向手轮可驱动第二连接盘沿第二轴（184）顺时针或逆时针旋转。

所述加载机构位于万向旋转机构上方，加载机构下部与第二连接盘固定连接，包括加载手轮和加载基座，所述加载基座包括加载蜗杆、加载蜗轮、第三轴、加载齿轮及加力杆，平行于第二轴的第三轴下部与加载蜗轮配合，所述加载蜗轮与加载蜗杆啮合，所述加载蜗杆一端通过键径向固定连接加载手轮；所述第三轴上部与加载齿轮配合，所述加载齿轮与加力杆啮合，所述加力杆为一齿条，转动加载手轮可驱动加力杆左右移动。

进一步，所述立柱下端设有多个X向滑块，所述X向滑块可沿平行于X向丝杠的X向滑轨左右滑动；所述悬臂左端设有多个Z向滑块，所述Z向滑块可沿平行于Z向丝杠的Z向滑轨上下滑动。

进一步，所述X向左丝杠座、X向右丝杠座及X向滑轨都固定于底板上；所述Z向上丝杠座、Z向下丝杠座及Z向导轨都固定于立柱上。

本发明具有以下优点：采用丝杠传动结构和滑动导轨结构调节直线运动，使得整个装置的调节省力轻便，减小了劳动强度，提高了工作效率；通过蜗轮蜗杆构件实现加载机构在空间作万向转动，根据蜗轮蜗杆传动特性，可保证试验测试的精度要求；此装置结构简单、操作方便、实用性强。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为万向旋转机构剖视图。

图3为加载机构剖视图。

图4为车身或零部件刚性试验加载过程示意图。

图中：1-X向进给手轮、2-X向左丝杠座、3-X向丝杠、4-X向滑轨、5-X向滑块、6-X向丝杠螺母、7-立柱、8-Z向滑块、9-Z向导轨、10-Z向进给手轮、11-Z向上丝杠座、12-Z向丝杠、13-Z向丝杠螺母、14-悬臂、15-加载手轮、16-加载基座、161-加载蜗杆、162-加载蜗轮、163-第三轴、164、加载齿轮、165-加力杆、18-万向旋转基座、181-第一连接盘、182-第一轴、183-第二连接盘、184-第二轴、185-第一蜗轮、186-第一蜗杆、187-第二蜗轮、188-第二蜗杆、19-第二转向手轮、20-第一转向手轮、21-Z向下丝杠座、22-X向右丝杠座、23-底板、24-力传感器、25-测点、26-待测车身或零部件、27-百分表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述，以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

参见图1所示的一种悬臂万向加载装置，包括X向进给机构、Z向进给机构、万向旋转机构以及加载机构。

所述X向进给机构包括水平的X向丝杠3及竖立的立柱7；所述X向丝杠3两端分别固定于X向左丝杠座2和X向右丝杠座22，所述X向丝杠3左端通过键径向固定连接X向进给手轮1；所述立柱7下部左端通过焊接或螺钉固定一个X向丝杠螺母6，所述X向丝杠3穿过且与X向丝杠螺母6配合，所述立柱7能够沿X向丝杠3左右传动。

所述Z向进给机构包括沿立柱7竖立的Z向丝杠12及平行于X向丝杠3的悬臂14；所述Z向丝杠12两端分别固定于Z向上丝杠座11和Z向下丝杠座21，所述Z向丝杠12上端通过键径向固定连接Z向进给手轮10；所述悬臂14左部上端通过焊接或螺钉固定一个Z向丝杠螺母13，所述Z向丝杠12穿过且与Z向丝杠螺母13配合，所述悬臂14能够沿Z向丝杠12上下移动。

所述万向旋转机构包括万向旋转基座18、第二转向手轮19和第一转向手轮20，所述万向旋转基座18包括第一轴182、第二轴184、第一蜗轮185、第一蜗杆186、第二蜗轮187及第二蜗杆188；所述万向旋转基座18左端设有第一连接盘181与悬臂14右端固定连接，平行于丝杠3的第一轴182右部与第一蜗轮185配合，所述第一蜗轮185与第一蜗杆186啮合，所述第一连接盘181与第一轴182左部配合，所述第一蜗杆186一端通过键径向固定连接第一转向手轮20，转动第一转向手轮20可驱动万向旋转基座18沿第一轴182顺时针或逆时针旋转；竖直的第二轴184与第一轴182垂直，所述第二轴184下部与第二蜗轮187配合，所述第二蜗轮187与第二蜗杆188啮合，所述第二蜗杆188一端通过键径向固定第二转向手轮19，转动第二转向手轮19可驱动万向旋转基座18沿第二轴184顺时针或逆时针旋转；所述第二轴184上部设有第二连接盘183。

所述加载机构位于万向旋转机构上方，所述加载机构下部和第二连接盘183固定连接，包括加载手轮15和加载基座16，所述加载基座16包括加载蜗杆161、加载蜗轮162、第三轴163、加载齿轮164及加力杆165，平行于第二轴184的第三轴163下部与加载蜗轮162配合，所述加载蜗轮162与加载蜗杆161啮合，所述加载蜗杆161一端通过键径向固定连接加载手轮15；所述第三轴163上部与加载齿轮164配合，所述加载齿轮164与加力杆165啮合，所述加力杆165为一齿条，转动加载手轮15可驱动加力杆165左右移动。

进一步，所述立柱7下端设有多个X向滑块5，所述X向滑块5可沿平行于X向丝杠3的X向滑轨4左右滑动；所述悬臂14左端设有多个Z向滑块8，所述Z向滑块8可沿平行于Z向丝杠12的Z向滑轨9上下滑动。

进一步，所述X向左丝杠座2、X向右丝杠座22及X向滑轨4都固定于底板23上；所述Z向上丝杠座11、Z向下丝杠座21及Z向导轨9都固定于立柱7上。

参见图4所示的车身或零部件刚性试验加载过程示意图，本发明所述悬臂万向加载装置使用步骤如下：在刚性试验过程中，将待测车身或零部件26安装固定，并标记好测点25位置，通过调节该悬臂万向加载装置X向进给机构或Z向进给机构作直线移动，及万向旋转机构作转动，使固定在加载机构的加力杆165轴线与测点25所处平面保持垂直，在加力杆165加载端安装力传感器24，用于监控加载过程中载荷的大小，并在测点25沿载荷加载方向对应位置安装百分表27，用于测量该点在加载过程中的变形量，从而即可获取该点的力-位移变化曲线和刚度值。

Claims (3)

1.一种悬臂万向加载装置，包括X向进给机构、Z向进给机构、万向旋转机构以及加载机构，其特征在于：

所述X向进给机构包括水平的X向丝杠（3）及竖立的立柱（7）；所述X向丝杠（3）两端分别固定于X向左丝杠座（2）和X向右丝杠座（22），所述X向丝杠（3）左端通过键径向固定连接X向进给手轮（1）；所述立柱（7）下部左端通过焊接或螺钉固定一个X向丝杠螺母（6），所述X向丝杠（3）穿过且与X向丝杠螺母（6）配合，所述立柱（7）能够沿X向丝杠（3）左右传动；

所述Z向进给机构包括沿立柱（7）竖立的Z向丝杠（12）及平行于X向丝杠（3）的悬臂（14）；所述Z向丝杠（12）两端分别固定于Z向上丝杠座（11）和Z向下丝杠座（21），所述Z向丝杠（12）上端通过键径向固定连接Z向进给手轮（10）；所述悬臂（14）左部上端通过焊接或螺钉固定一个Z向丝杠螺母（13），所述Z向丝杠（12）穿过且与Z向丝杠螺母（13）配合，所述悬臂（14）能够沿Z向丝杠（12）上下移动；

所述万向旋转机构包括万向旋转基座（18）、第二转向手轮（19）和第一转向手轮（20），所述万向旋转基座（18）包括第一轴（182）、第二轴（184）、第一蜗轮（185）、第一蜗杆（186）、第二蜗轮（187）及第二蜗杆（188）；所述万向旋转基座（18）左端设有第一连接盘（181）与悬臂（14）右端固定连接，所述第一连接盘（181）与平行于丝杠（3）的第一轴（182）左部配合，第一轴（182）右部与第一蜗轮（185）配合，所述第一蜗轮（185）与第一蜗杆（186）啮合，所述第一蜗杆（186）一端固定第一转向手轮（20），转动第一转向手轮（20）可驱动万向旋转基座（18）沿第一轴（182）逆时针或顺时针旋转；垂直于第一轴（182）的第二轴（184）下部与第二蜗轮（187）配合，所述第二蜗轮（187）与第二蜗杆（188）啮合，所述第二蜗杆（188）一端通过键径向固定第二转向手轮（19），所述第二轴（184）上部设有第二连接盘（183），转动第二转向手轮（19）可驱动第二连接盘（183）沿第二轴（184）顺时针或逆时针旋转；

所述加载机构位于万向旋转机构上方，加载机构下部与第二连接盘（183）固定连接，包括加载手轮（15）和加载基座（16），所述加载基座（16）包括加载蜗杆（161）、加载蜗轮（162）、第三轴（163）、加载齿轮（164）及加力杆（165），平行于第二轴（184）的第三轴（163）下部与加载蜗轮（162）配合，所述加载蜗轮（162）与加载蜗杆（161）啮合，所述加载蜗杆（161）一端通过键径向固定连接加载手轮（15）；所述第三轴（163）上部与加载齿轮（164）配合，所述加载齿轮（164）与加力杆（165）啮合，所述加力杆（165）为一齿条，转动加载手轮（15）可驱动加力杆（165）左右移动。

2.根据权利要求1所述的悬臂万向加载装置，其特征在于：所述立柱（7）下端设有多个X向滑块（5），所述X向滑块（5）可沿平行于X向丝杠（3）的X向滑轨（4）左右滑动；所述悬臂（14）左端设有多个Z向滑块（8），所述Z向滑块（8）可沿平行于Z向丝杠（12）的Z向滑轨（9）上下滑动。

3.根据权利要求1所述的悬臂万向加载装置，其特征在于：所述X向左丝杠座(2)、X向右丝杠座(22)及X向滑轨(4)都固定于底板（23）上；所述Z向上丝杠座（11）、Z向下丝杠座（21）及Z向导轨（9）都固定于立柱（7）上。