CN105784384B - 机械式车门防夹手装置性能的检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机械式车门防夹手装置性能的检测方法及系统，包括：制动小车(1)、传动装置(8)、安全带卷收器、第二传动绳(4)、测力计，所述传动装置(8)通过第二传动绳(4)与制动小车(1)相连，所述制动小车(1)上安装有安全带卷收器，其中安全带卷收器中的安全带(2)的可拉出端与所述测力计的一端相连，所述测力计的另一端固定。本发明搭建模拟的机械式车门防夹手装置，并在此基础上进行性能检测，结构简单，测试方法简便，能够较为精确的探测出车门防夹手装置的响应时间以及对于冲击能的吸收能力。

Description

机械式车门防夹手装置性能的检测方法及系统

技术领域

本发明涉及车门防夹手技术领域，具体地，涉及一种机械式车门防夹手装置性能的检测方法及系统。

背景技术

目前，市场上汽车对于车门防夹装置大多没有重视或者普及，但不可忽略的是，汽车车门在开关过程中如果操作不当或是疏忽，很容易对人造成严重的伤害，导致骨折或是手指断裂等后果，车门夹伤现象常发生在汽车维修保养、公共交通以及日常私家车使用当中，遍布广泛，尤其以儿童为高危受害人群，在新闻中也有很多相关报道。因此该技术的发展以及推广具有深远的意义。

目前的车门防夹装置正在不断开发中，但尚未全面推广使用。

经检索，专利公开号为：CN204695070U，名称为：“压力检测型城市公交门防夹装置”，公开了一种防夹装置，包括：用于控制门开关的单片机、控制门开关的驱动电路、与驱动电路电连接的开门电磁阀及关门电磁阀和用于控制门开关的气缸，驱动电路与单片机电连接，开门电磁阀和关门电磁阀分别与气缸连接；还包括用于检测气缸内气压值的气压传感器，气压传感器与单片机电连接；优点在于增设了用于检测气缸内气压值变化的气压传感器，在门夹到物体时，由于门未到位，导致气缸内的气压值变化超常，当单片机收到气压传感器传送的压力值脱离正常变化曲线时，立即发送信号，由驱动电路经过开门电磁阀控制气缸自动打开车门。

专利公开号为：CN204703662U，名称为：“一种城市公交车门的延时防夹装置”，公开了一种防夹装置，包括用于控制门开关的单片机、控制门开关的驱动电路、与驱动电路电连接的开门电磁阀及关门电磁阀、用于控制门开关的气缸和门关到位检测电路，驱动电路和门关到位检测电路分别与单片机电连接，开门电磁阀和关门电磁阀分别与气缸连接；还包括用于调整自动开门时间的延时调节旋钮，所述延时调节旋钮与单片机电连接；优点在于可通过延时调节旋钮设定自动开门时间，在达到该时间后单片机未收到门关到位检测电路反馈信号的情况下，单片机自动通过驱动电路由开门电磁阀控制气缸打开车门，从而防止夹伤乘客。

以上专利文献多采用电动控制，对于传感器有较高的要求，且单套成本较贵，维护较为困难，在日常生活中使用推广具有一定的困难。

申请号为：201510179078.9，名称为：“汽车车门防夹装置”，提到了利用纯机械机构实现车门防夹手的方案，模仿汽车安全带的工作原理，使得车门在触碰到人手产生减速加速度时，实现紧急制动。该装置的优点在于其结构相对简单，且不需要电传感器，有利于节约成本。

然而，这种纯机械式的防夹机构还没有应用于市场，其中的一个重要原因是缺乏对机械防夹装置的反馈灵敏度、响应时间，以及突发状况时的抗冲击能力进行有效检测和分析的方法。本发明旨在提出一种有效检测机械式防夹装置性能的检测系统和方法，解决机械式防夹装置性能的检测问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种机械式车门防夹手装置性能的检测方法及系统。

根据本发明提供的机械式车门防夹手装置性能的检测系统，包括：制动小车、传动装置、安全带卷收器、第二传动绳、测力计，所述传动装置通过第二传动绳与制动小车相连，所述制动小车上安装有安全带卷收器，其中安全带卷收器中的安全带的可拉出端与所述测力计的一端相连，所述测力计的另一端固定。

优选地，所述传动装置包括：负载同步轮、支架、重物，所述负载同步轮安装在传动装置上；其中，

所述负载同步轮包括：主动轴、从动轴、齿轮以及卷收器，所述主动轴和从动轴的两端部均贯穿出支架，所述主动轴的一端设置有第一卷收器，所述第一卷收器上缠绕有第一传动绳，第一传动绳的可伸缩端连接有重物；所述主动轴的另一端设置有齿轮，所述齿轮与从动轴对应端上的齿轮啮合；且从动轴上还设置有第二卷收器，所述第二卷收器上缠绕有第二传动绳，第二传动绳的伸出端连接至制动小车。

优选地，所述制动小车能够沿第二传动绳伸缩方向直线运动，当重物下落时，第一传动绳通过传动装置转化为第二传动绳的拉力，并带动制动小车加速或匀速运动。

优选地，还包括障碍物，所述障碍物设置在重物的重力方向上。

优选地，当重物下落受到障碍物的瞬时阻碍时，制动小车上的安全带卷收器由于重力作用向下方转动，安全带卷收器的偏置将安全带卷收器锁止，阻止了安全带向外伸出，使得制动小车停止运动。

根据本发明提供的机械式车门防夹手装置性能的检测方法，基于上述的机械式车门防夹手装置性能的检测系统，包括如下步骤：

步骤1：构建模拟的机械式车门防夹手装置，并将安全带的可拉出端与测力计的一端相连，所述测力计的另一端固定；

步骤2：在重物的重力方向上设置障碍物，释放重物时，记录重物遇到障碍物到制动小车完全制动的时间t；并通过测力计测得安全带所受拉力的变化规律。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供了一种机械式车门防夹手装置性能的检测系统，首先搭建模拟的机械式车门防夹手装置，并通过模拟车门力矩的重物的运动，检测机械式车门防夹手装置的反馈灵敏度、响应时间以及对冲击能的吸收能力，结构简单，测试成本低。

2、本发明提供的机械式车门防夹手装置性能的检测方法测试便捷，易于直观发现问题，且得到的数据具有较好的可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的机械式车门防夹手装置性能的检测系统的右视图；

图2为本发明提供的机械式车门防夹手装置性能的检测系统的俯视图；

图3为本发明提供的机械式车门防夹手装置性能的检测系统的传动结构示意图；

图4为本发明提供的机械式车门防夹手装置性能的检测系统中的安全带局部示意图；

图5为本发明提供的机械式车门防夹手装置性能的检测系统的立体视图；

图中：

1-制动小车；

2-安全带；

3-安全带卷收器；

4-第二传动绳；

5-合叶；

6-合叶轴；

7-挡板；

8-传动装置；

9-承重装置；

10-重物；

11-主动轴；

12-从动轴；

13-齿轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的机械式车门防夹手装置性能的检测系统，包括：制动小车1、传动装置8、安全带卷收器、第二传动绳4、测力计，所述传动装置8通过第二传动绳4与制动小车1相连，所述制动小车1上安装有安全带卷收器，其中安全带卷收器中的安全带2的可拉出端与所述测力计的一端相连，所述测力计的另一端固定。

所述传动装置8包括：负载同步轮、支架、重物10，其中所述负载同步轮安装在传动装置8上，且所述负载同步轮包括：主动轴11、从动轴12、齿轮13以及卷收器，所述主动轴11和从动轴12的两端部均贯穿出支架，所述主动轴的一端设置有第一卷收器，所述第一卷收器上缠绕有第一传动绳，第一传动绳的可伸缩端连接有重物10；所述主动轴的另一端设置有齿轮13，所述齿轮13与从动轴12对应端上的齿轮啮合；其中从动轴12上还设置有第二卷收器，所述第二卷收器上缠绕有第二传动绳4，第二传动绳4的伸出端连接至制动小车1。

具体地，齿轮13为1模50齿齿轮，与其啮合的位于从动轴12上的齿轮为1模12齿齿轮。所述制动小车1能够沿第二传动绳4伸缩方向直线运动，当重物10正常下落时，第一传动绳通过传动装置8转化为第二传动绳4的拉力，并带动制动小车1加速或匀速运动；当重物10下落受到瞬时阻碍时，制动小车1上的安全带卷收器由于重力作用向下方转动，其位置的改变阻止了安全带的正常向外伸出运动，从而使制动小车1停止，进而使整个装置运动停止。

更进一步地，如图4、图5所示，为了提供便于测量、可靠的检测机械式车门防夹手装置性能检测方法，首先建立一个能够模拟车门力矩以及机械制动的装置，包括：制动小车1、安全带2及传动装置8，其中安全带2可拉出一端连结在在测力计上，测力计另一端固定。安全带2必须水平拉出安全带卷收器3，否则由于自身结构限制，安全带2将无法拉出。安全带卷收器3通过合叶5固定在小车1上，且仅可绕合叶轴6转动。安装时留有一定角度使得安全带卷收器3在不受水平方向拉力时安全带2无法拉出。安全带卷收器3通过第二传动绳4连结至传动装置8。传动装置8经第一传动绳、主动轴11、从动轴12与齿轮13的传动将重物10下落的运动转化为拉动安全带2(制动小车1)的水平运动的拉力。

根据本发明提供的机械式车门防夹手装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤1：构建模拟的机械式车门防夹手装置，并将安全带2的可拉出端与测力计的一端相连，所述测力计的另一端固定；

步骤2：在重物10的重力方向上设置障碍物，释放重物时，记录重物遇到障碍物到制动小车完全制动的时间t；并通过测力计测得安全带所受拉力的变化规律。

所述时间t是通过matlab对拍摄的实验视频逐帧处理，分别找到重物遇到障碍物与重物停止下落，开始摆动的帧数，利用其中的帧数差，结合视频每秒的帧数值，计算而得，为0.33s。

所述拉力的变化规律，亦是通过matlab处理视频，找出弹簧测力计的最大应变值，结合弹簧弹性系数k，求得弹性势能；然后根据视频找出制动小车1的运动距离，即安全带卷收器被拉出的距离，可求得安全带卷收器所存储的势能；弹性势能以及安全带卷收器的势能之和即为装置吸收的能量，最后结合重物下落的重力势能(总能量)，及可求得吸能比，为87％。

具体地，释放重物10，重物10带动第一传动绳运动，主动轴11随之转动，从动轴12跟随齿轮13转动，其中设定传动是为了使运动速度、扭矩等参数符合实验要求。从动轴12转动后，将带动第二传动绳4水平运动，从而作用拉力至安全带卷收器3，传动绳的水平拉力会产生两个效果：

1、使得安全带卷收器3绕合叶轴6转至挡板7(固定在制动小车1上)处，从而使安全带卷收器3转动至安全带2可以拉出的几何位置；

2、使得安全带卷收器3带动制动小车1水平运动，与此同时安全带2亦不断被拉出，可以通过测力计测得拉力变化规律。

重物10遇到障碍后(模拟车门夹到人手)，第一传动绳卸力，传动后使安全带卷收器3由于自身重力作用回到初始状态，此时安全带2不能再被拉出，从而完成制动。

经过试验验证，机械式车门防夹手装置的反应灵敏度，即响应时间可以达到0.33s。吸收能量高，后期实验表明能吸收重物撞击87％的能量。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种机械式车门防夹手装置性能的检测系统，其特征在于，包括：制动小车(1)、传动装置(8)、安全带卷收器(3)、第二传动绳(4)、测力计，所述传动装置(8)通过第二传动绳(4)与制动小车(1)相连，所述制动小车(1)上安装有安全带卷收器(3)，其中安全带卷收器(3)中的安全带(2)的可拉出端与所述测力计的一端相连，所述测力计的另一端固定；安全带卷收器(3)通过合叶(5)固定在小车(1)上，且仅可绕合叶轴(6)转动；安装时留有一定角度使得安全带卷收器(3)在不受水平方向拉力时安全带(2)无法拉出；重物(10)带动传动绳(4)运动，传动绳(4)的水平拉力使得安全带卷收器(3)绕合叶轴(6)转动至挡板(7)处，从而使安全带卷收器(3)转动至安全带(2)能够拉出的几何位置；当重物(10)遇到障碍后，传动绳(4)卸力，传动后使安全带卷收器(3)由于自身重力作用回到初始状态，此时安全带(2)不能被拉出，从而完成制动。

2.根据权利要求1所述的机械式车门防夹手装置性能的检测系统，其特征在于，所述传动装置(8)包括：负载同步轮、支架、重物(10)，所述负载同步轮安装在传动装置(8)上；其中，

所述负载同步轮包括：主动轴(11)、从动轴(12)、齿轮(13)以及卷收器，所述主动轴(11)和从动轴(12)的两端部均贯穿出支架，所述主动轴(11)的一端设置有第一卷收器，所述第一卷收器上缠绕有第一传动绳，第一传动绳的可伸缩端连接有重物(10)；所述主动轴的另一端设置有齿轮(13)，所述齿轮(13)与从动轴(12)对应端上的齿轮啮合；且从动轴(12)上还设置有第二卷收器，所述第二卷收器上缠绕有第二传动绳(4)，第二传动绳(4)的伸出端连接至制动小车(1)。

3.根据权利要求2所述的机械式车门防夹手装置性能的检测系统，其特征在于，所述制动小车(1)能够沿第二传动绳(4)伸缩方向直线运动，当重物(10)下落时，第一传动绳通过传动装置(8)转化为第二传动绳(4)的拉力，并带动制动小车(1)加速或匀速运动。

4.根据权利要求2所述的机械式车门防夹手装置性能的检测系统，其特征在于，还包括障碍物，所述障碍物设置在重物(10)的重力方向上。

5.根据权利要求4所述的机械式车门防夹手装置性能的检测系统，其特征在于，当重物(10)下落受到障碍物的瞬时阻碍时，制动小车(1)上的安全带卷收器由于重力作用向下方转动，安全带卷收器的偏置将安全带卷收器锁止，阻止了安全带向外伸出，使得制动小车(1)停止运动。

6.一种机械式车门防夹手装置性能的检测方法，其特征在于，基于权利要求1至5中任一项所述的机械式车门防夹手装置性能的检测系统，包括如下步骤：

步骤1：构建模拟的机械式车门防夹手装置，并将安全带(2)的可拉出端与测力计的一端相连，所述测力计的另一端固定；

步骤2：在重物(10)的重力方向上设置障碍物，释放重物时，记录重物遇到障碍物到制动小车完全制动的时间t；并通过测力计测得安全带所受拉力的变化规律。