CN106501007A - 汽车rcar及前后端低速碰撞试验装置及基于该装置的试验方法 - Google Patents

Abstract

一种汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，包括整体支撑架、摆锤安装架、摆锤、碰撞器、摆锤拉升机构、摆锤释放机构、摆锤测速机构、摆锤制动机构及主控单元。主控单元可以根据试验的种类自动对试验所需的各装置进行联动地调整，能够自动地根据需要调整摆锤、摆锤测速机构及摆锤制动机构的离地高度，并能够自动地将摆锤拉升到所需的拉升高度及自动释放摆锤。可以使用一台碰撞装置进行多个标准的碰撞试验，且不需要再通过人工调节各个机构的位置，提高了试验效率及试验精度。

Description

汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置及基于该装置的试验 方法

技术领域

本发明涉及车辆性能试验设备领域，尤其是一种汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置及基于该装置的试验方法。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对于车辆的安全性能的要求也越来越高。在生活中，汽车在城市中经常会发生低速前端碰撞、尾部碰撞等的情况。在车辆低速碰撞后会产生保险杠、防撞梁及灯具等相关零件的损坏，这会涉及到事故后的车辆维修及零部件更换等情况，从而产生维修费用。根据现今的法规，该维修费用往往由保险公司承担。因此不管是消费者还是保险公司均需要对汽车在低速碰撞中的表现的抗损性、可维修性等性能进行一定的风险评估，基于上述情况，在汽车的设计及生产中，各汽车生产厂商及实验室均需对汽车进行碰撞试验。

目前关于车辆低速碰撞抗损性及可维修性的评价方法主要有欧盟RCAR(ResearchCouncil for Automobile Repairs)低速碰撞规程、中国GB17354《汽车前后端保护装置》以及欧标ECER42与美标FMVSS Part 581 Bumper Standard规定的前后端低速碰撞试验。

中国的汽车产业在飞速发展，越来越多的汽车产业走出了国门，因此，中国汽车在设计与生产时经常会进行多个标准的低速碰撞试验。

在上述的四种规程中，欧盟RCAR低速后部碰撞试验规程规定，试验车辆的驾驶员侧放置一个规定重量的假人，刚性移动壁障以一定的质量、碰撞速度、一定的碰撞角度碰撞到试验车辆尾部的规定的碰撞点上，其中移动壁障下端的离地间隙为200mm。该试验也可以通过一个固定有该试验规定的第一碰撞器(用以区别中国GB17354及美标FMVSS Part 581中的碰撞器)的摆锤来等效代替移动臂章，但需要精确控制摆锤的质量及高度，以达到与移动臂章一致的碰撞效果。

中国GB17354《汽车前后端保护装置》与欧标ECER42完全一致，在上述标准中，当进行车辆前后端、纵向及车角碰撞试验时，需要用碰撞试验装置将该标准规定的第二碰撞器(用以区别欧标RCAR及美标FMVSS Part 581中的碰撞器中的碰撞器)固定于摆锤上并以一定的质量、碰撞速度、一定的碰撞角度碰撞到试验车规定的碰撞点上，其中中国GB17354与欧标ECER42的碰撞器的基准线的离地高度为445mm，下端离地高度为140mm，另外，在中国GB17354与欧标ECER42中，碰撞速度也与欧盟RCAR低速后部碰撞试验规程有所不同。

美标FMVSS Part 581 Bumper Standard与中国GB17354的规定基本相同，其不同之处在于，该标准规定的第三碰撞器与中国GB17354的第二碰撞器的形状不同，相比于第二碰撞器，第三碰撞器需要在第二碰撞器上增加一个附加面。但第三碰撞器的基准线的离地高度及下端的离地高度均与中国GB17354的规定的规定相同。

在碰撞试验中，首先需要调整摆锤的高度，使碰撞器的离地高度满足试验的需要，继而再通过摆锤拉升装置将摆锤拉升至一定高度，使摆锤与试验车辆碰撞的时刻，摆锤的速度能够满足试验的需要，然后将试验车辆按照试验的需要放置于特定的位置，最后释放摆锤，通过摆锤撞击车辆，然后得出汽车在低速碰撞中的表现的抗损性、可维修性等性能。在碰撞时，为了能够保证试验的精度，还需要通过摆锤测速机构对摆锤撞击汽车瞬间的速度进行测量。为了防止摆锤二次碰撞对试验造成的影响，还需要通过摆锤制动机构对撞击汽车后的摆锤进行制动。但在试验中，对摆锤的离地高度、摆锤的拉升高度及摆锤测速机构、摆锤制动机构与摆锤之间的相对位置，均有很高的精度要求。

上述三种类型的标准均能够作为对汽车在低速碰撞中的表现的抗损性、可维修性等性能进行评估，但在试验中，各碰撞器的形状、摆锤的离地高度、摆锤测速机构的高度、摆锤制动机构的高度及摆锤拉升的高度均不相同。由于碰撞试验装置的结构复杂、整体较大，设备中零部件的调试很困难，而试验要求的精度很高，故在现有技术中，还没有一个碰撞试验装置能够在保证试验效率及试验精度的同时，能够同时适用于上述三种类型标准的试验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置及基于该装置的试验方法，该碰撞试验装置能够进行欧盟RCAR、中国GB17354及美标FMVSS Part 581规定的试验的同时，还能够保证试验精度及试验效率。

本发明提供了一种汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，包括整体支撑架、摆锤安装架、摆锤、若干不同试验种类的碰撞器、摆锤拉升机构、摆锤释放机构、摆锤测速机构、摆锤制动机构及主控单元；

所述整体支撑架上部安装可沿竖直方向上下运动的摆锤安装架，所述摆锤安装架下部铰接所述摆锤；所述碰撞器可拆装地安装在所述摆锤下部前方；所述摆锤拉升机构设于整体支撑架上，且通过所述摆锤释放机构与所述摆锤相连；

所述整体支撑架下部于对应所述摆锤前侧的位置上设置用于测量摆锤撞击速度且高度可调的摆锤测速机构；

所述整体支撑架下部两侧于对应所述摆锤后侧的位置上设置用于夹持制动摆锤且高度可调的摆锤制动机构；

所述主控单元与所述摆锤安装架、所述摆锤拉升机构、所述摆锤释放机构、所述摆锤测速机构及所述摆锤制动机构电性相连，所述主控单元根据不同试验种类以及试验前所述摆锤的位置，控制所述摆锤安装架改变所述摆锤的离地高度，且根据调整后所述摆锤的离地高度调整所述摆锤测速机构、所述摆锤制动机构的高度位置以及控制所述摆锤拉升机构上拉所述摆锤的高度进行协调适配。

进一步地，所述摆锤安装架包括基架、第一连接蜗杆及减速机，所述基架在其与所述整体支撑架的连接处设置有第一滑块、在所述整体支撑架上设置有沿竖直方向延伸的第一滑槽，；继而可上下移动地设置于所述整体支撑架上，所述减速机设置于所述整体支撑架上，并位于所述基架的上方，所述基架通过所述第一连接蜗杆与所述减速机相连，所述减速机与所述主控单元电性相连，所述主控单元通过所述减速机及所述第一连接蜗杆带动所述摆锤安装架上下移动。

进一步地，所述摆锤包括吊臂、配重框架及碰撞器安装板，所述吊臂的一端铰接于所述摆锤安装架上，另一端铰接于所述配重框架上，所述碰撞器安装板固定于所述配重框架上靠近待测测量的一侧，所述碰撞器固定于所述碰撞器安装板上，所述配重框架内设置有调节所述摆锤重量的配重块。

进一步地，在两根所述吊臂之间还设置有X型的支撑杆。

进一步地，所述碰撞器包括适应于欧盟RCAR低速碰撞规程的第一碰撞器、适应于中国GB17354《汽车前后端保护装置》及欧标ECER42中前后端低速碰撞试验规程的第二碰撞器及适应于美标FMVSS Part 581 Bumper Standard中前后端低速碰撞试验规程的第三碰撞器。

进一步地，所述摆锤拉升机构包括卷扬机、拉绳及导向滑轮，所述整体支撑架向远离所述摆锤的方向伸出形成有拉绳导向杆，所述导向滑轮设置于所述拉绳导向杆上，所述卷扬机及所述摆锤分别位于所述拉绳导向杆的两侧，所述拉绳的一端通过所述摆锤释放机构与所述摆锤相连，另一端绕过所述导向滑轮与所述卷扬机相连。

进一步地，所述摆锤释放机构包括第一基座、电磁锁止器及锁块，所述第一基座固定于所述摆锤上，所述电磁锁止器固定于所述第一基座上，所述摆锤拉升机构与所述锁块相连，所述电磁锁止器包括电磁作动器及与所述电磁作动器相连的电磁锁止销，所述锁块包括锁块本体及锁止环，所述锁止环设置于所述锁块本体上，所述主控单元与所述电磁作动器电性相连，所述主控单元通过所述电磁作动器控制所述电磁锁止销伸入所述锁止环内，继而使所述摆锤与所述摆锤拉升机构相连，或者通过电磁作动器控制所述电磁锁止销从所述锁止环内脱出，继而使所述摆锤与所述摆锤拉升机构分离。

进一步地，所述第一基座上还设置有锁止板，所述锁止板垂直地设置于所述第一基座上，当所述电磁锁止销伸入所述锁止环内时，所述电磁锁止销抵靠于所述锁止板上。

进一步地，所述锁止板远离所述第一基座的一端还设置有第一防脱孔，在所述锁块本体与所述第一防脱孔相对应的位置还设有第二防脱孔，机械锁止销穿过所述第一防脱孔及所述第二防脱孔将所述锁块本体与所述锁止板相连。

进一步地，所述摆锤测速机构包括第二基座、第一步进电机、第二连接蜗杆及测速仪本体，所述第二基座设置于所述整体支撑架的前部，所述第一步进电机设置于所述第二基座上，并通过所述第二连接蜗杆与所述测速仪本体相连，所述第一步进电机与所述主控单元电性相连，所述主控单元通过所述第一步进电机及所述第二连接蜗杆调节所述测速仪的离地高度。

进一步地，所述摆锤制动机构包括第三基座、第二步进电机、第三连接蜗杆、制动基板、连杆伸缩装置及摩擦块，所述第三基座设置于所述整体支撑架上，所述第二步进电机设置于所述第三基座上，所述第二步进电机通过所述第三连接蜗杆与所述制动基板相连，所述连杆伸缩装置的一端设置于所述制动基板上，另一端与所述摩擦块相连，所述主控单元与所述第二步进电机电性相连，所述主控单元通过所述第二步进电机调节所述摩擦块的离地高度。

进一步地，所述连杆伸缩装置包括两块导向板、伸缩气缸、第一连接杆及第二连接杆，所述两块导向板沿垂直于所示制动基板的方向设置于所述制动基板上，所述摩擦块夹设于所述两块导向板之间，所述伸缩气缸固定于所述制动基板上，且所述伸缩气缸的伸缩杆的延伸方向与所述制动基板平行，所述第一连接杆远离所述第二连接杆的一端铰接于所述制动板上，所述第二连接杆远离所述第一连接杆的一端铰接于所述摩擦块上，所述第一连接杆靠近所述第二连接杆的一端及所述第二连接杆靠近所述第一连接杆的一端均铰接于所述伸缩气缸的伸缩杆上，所述第一连接杆与所述制动基板的铰接点及所述第二连接杆与所述摩擦块的铰接点的连线与所述制动基板相互垂直，所述伸缩气缸与所述主控单元电性相连，所述主控单元通过控制所述伸缩气缸的伸缩杆的伸缩，带动所述摩擦块运动。

进一步地，所述导向板上沿垂直于所述制动基板的方向开设有第二滑槽，在摩擦块上与所述第二滑槽相对应的位置设置有防脱销轴，所述防脱销轴设置于所述第二滑槽内，并在所述第二滑槽内滑动。

本发明还提供了一种汽车低速碰撞试验的试验方法，该方法基于本发明提供的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，并包括如下步骤：

选择试验种类；

将于该试验种类匹配的所述碰撞器固定于所述摆锤上；

主控单元根据试验种类及试验前所述摆锤的位置控制所述摆锤安装架调整所述摆锤的离地高度；

主控单元根据调整后所述摆锤的离地高度、试验前所述摆锤测速机构的位置及试验前所述摆锤制动机构的位置，调整所述摆锤测速机构的离地高度及摆锤制动机构的离地高度；

主控单元根据试验种类通过摆锤拉升机构将所述摆锤拉升至与该试验种类匹配的离地高度；

主控单元通过摆锤释放机构释放所述摆锤，使所述摆锤撞击待测车辆；

所述主控单元控制所述摆锤测速机构对所述摆锤进行测速，并控制所述摆锤制动机构对所述摆锤进行制动。

综上所述，主控单元可以根据试验的种类自动对试验所需的各装置进行联动地调整，能够自动地根据需要调整摆锤、摆锤测速机构及摆锤制动机构的离地高度，并能够自动地将摆锤拉升到所需的拉升高度及自动释放摆锤，如此可以使用一台碰撞装置进行多个标准的碰撞试验，且不需要在通过人工调节各个机构的位置，提高了试验效率及试验精度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例提供的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置的系统框架视图。

图2为图1中汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置的主视结构示意图。

图3为图1中汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置的后视结构示意图。

图4为图1中摆锤安装架的结构示意图。

图5为图4中摆锤安装架与整体支撑架连接处的结构示意图。

图6为图2中摆锤的结构示意图。

图7为图6中配重架的结构示意图。

图8为图6中配重块的结构示意图。

图9为欧盟RCAR规程规定的第一碰撞器的结构示意图。

图10为中国GB17354与欧标ECER42规程规定的第二碰撞器的结构示意图。

图11为美标FMVSS Part 581规程规定的第三碰撞器的结构示意图。

图12为图11的后视结构示意图。

图13为图3中导向滑轮的结构示意图。

图14为图3中摆锤释放机构的结构示意图。

图15为图14中锁块的结构视图。

图16为图2中摆锤测速机构的结构示意图。

图17为摆锤测速机构安装于整体支撑架上的结构示意图。

图18为图1中摆锤制动机构的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如下。

本发明的目的在于提供一种汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置及基于该装置的试验方法，该碰撞试验装置能够进行欧盟RCAR、中国GB17354及美标FMVSS Part 581规定的试验的同时，还能够保证试验精度及试验效率。

图1为本发明实施例提供的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置的系统框架视图，图2为图1中汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置的主视结构示意图，图3为图1中汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置的后视结构示意图。如图1至图3所示，本发明提供的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置包括整体支撑架10、摆锤安装架20、摆锤30、多个不同试验种类的碰撞器40、摆锤拉升机构50、摆锤释放机构60、摆锤测速机构70、摆锤制动机构80及主控单元90。整体支撑架10上部安装可沿竖直方向上下运动的摆锤安装架20，摆锤安装架20下部铰接摆锤，碰撞器40可拆卸地安装在摆锤30下部前方，摆锤拉升机构50设于整体支撑架10上，且通过摆锤释放机构60与摆锤相连；整体支撑架10下部于对应摆锤30前侧的位置上设置有测量摆锤30撞击速度且高度可调的摆锤测速机构70。整体支撑架10下部两侧于对应摆锤30后侧的位置上设置用于夹持制动摆锤30的摆锤制动机构80。主控单元90与摆锤安装架20、摆锤拉升机构50、摆锤释放机构60、摆锤测速机构70及摆锤制动机构80电性相连，摆锤30根据试验种类与相应的碰撞器40相连，主控单元90根据不同试验种类改变摆锤30的离地高度，且根据调整后摆锤30的离地高度调整摆锤制动机构80、摆锤测速机构70的高度位置以及控制摆锤拉升机构50上拉摆锤30的高度继续拧协调适配。

在本实施例中，主控单元90可以根据试验的种类自动对试验所需的各装置进行联动地调整，能够自动地根据需要调整摆锤30、摆锤测速机构70及摆锤制动机构80的离地高度，并能够自动地将摆锤30拉升到所需的拉升高度及自动释放摆锤30，如此可以使用一台碰撞装置进行多个标准的碰撞试验，且不需要再通过人工调节各个机构的位置，提高了试验效率及试验精度。

具体地，在本实施例中，整体支撑架10可以通过地脚螺栓固定于水平地面上，以保证整个汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置的稳定。

图4为图1中摆锤安装架的结构示意图，图5为图4中摆锤安装架与整体支撑架连接处的结构示意图，如图2至图5所示，摆锤安装架20包括基架21、第一连接蜗杆22及减速机23，基架21包括焊接于一体的横梁211及纵梁212，在基架21与整体支撑架10的连接处设置有第一滑块213，在整体支撑架10上设置有沿竖直方向延伸的第一滑槽11，基架21通过第一滑块213伸入第一滑槽11内，继而可上下移动地设置于整体支撑架10上，减速机23设置于整体支撑架10上，并位于基架21的上方，基架21通过第一连接蜗杆22与减速机23相连，减速机23与主控单元90电性相连，主控单元90通过减速机23及第一连接蜗杆22带动摆锤安装架20上下移动。为了保证摆锤安装架20移动时的精度，在整体支撑架10上还设置有检测摆锤安装架20位置的位移传感器24，如激光位移传感器。

图6为图2中摆锤的结构示意图，图7为图6中配重框架的结构示意图，图8为图6中配重块的结构示意图，如图1、图2、图6、图7及图8所示，摆锤30包括吊臂31、配重框架32及碰撞器安装板33，吊臂31的一端铰接于摆锤安装架20上，具体为纵梁212上，吊臂31的另一端铰接于配重框架32上，碰撞器安装板33固定于配重框架32上靠近待测车辆的一侧，碰撞器40可拆卸地固定于碰撞器安装板33上。当摆锤30被拉升时，吊臂31的两端分别能够相对于摆锤安装架20及配重框架32绕铰接点发生转动，继而使配重框架32在摆锤30的拉伸及下落过程中始终与水平面保持平行。

如图7及图8所示，进一步地，在本实施例中，在两根吊臂31之间，还设置有X型的支撑杆311，以增加摆锤30的碰撞刚度。配重框架32内可以放置多个不同重量的配重块321，根据试验种类的不同，配重框架32内放置的配重块321的重量也不同。在本实施例中，配重块321可以为板状。在碰撞器安装板33及与碰撞器安装板33相对应的另一侧的配重框架32上设置有第一固定孔3211，在配重块321上与第一固定孔3211相对应的位置设置有第二固定孔(图未示)，固定螺杆通过第一固定孔3211及第二固定孔穿过配重块321，然后再通过锁紧螺母锁紧配重块321，继而将配重块321固定于配重框架32内。在本实施例中，多余的配重块321可以存放于独立于该碰撞装置外的配重块321放置架34(如图8)上。如图6及图7所示，碰撞器安装板33固定于配重框架32上靠近待测车辆的一侧，碰撞器安装板33上设有多个第一安装孔331，以适应不同的碰撞器40。为了能够更加精确地检测摆锤30的提升高度，在吊臂31与摆锤安装架20的铰接点上还设有角度传感器35。

图9为欧盟RCAR规程规定的第一碰撞器的结构示意图，图10为中国GB17354与欧标ECER42规程规定的第二碰撞器的结构示意图，图11为美标FMVSS Part 581规程规定的第三碰撞器的结构示意图，图12为图11的后视结构示意图，如图9至图12所示。在本实施例中，碰撞器40可以有三种，分别为适应欧盟RCAR(Research Council for Automobile Repairs)低速碰撞规程的第一碰撞器41(如图9)，适应中国GB17354《汽车前后端保护装置》及欧标ECER42中前后端低速碰撞试验规程的第二碰撞器42(如图10及图11，现有的中国GB17354《汽车前后端保护装置》及欧标ECER42的规程相同)以及适应美标FMVSS Part 581 BumperStandard中前后端低速碰撞试验的第三碰撞器43(如图12)。

第一碰撞器41的表面为平面，其与欧盟RCAR规程中移动壁障前端与待测车辆碰撞的板面的形状相同，在靠近配重框架32的一侧的表面上设置有第二安装孔411(见图11)，螺栓穿过碰撞器安装板33上的第一安装孔331及第一碰撞器41上的第二安装孔411将第一碰撞器41可拆卸地固定于配重框架32上，在第一碰撞器41的上端面上还设有便于吊装的吊环412。第二碰撞器42为中国GB17354《汽车前后端保护装置》及欧标ECER42的规程中规定的碰撞器40。第三碰撞器43为美标FMVSS Part 581规程中规定的碰撞器40。第二碰撞器42在靠近配重框架32一侧的表面上除了设有第二安装孔411外，还设有支撑肋421，当第二碰撞器42通过螺栓及第二安装孔411与配重框架32相连时，支撑肋421架设于碰撞器安装板33的上端面上，以增大第二碰撞器42的整体刚度。第三碰撞器43与第二碰撞器42相比在第二碰撞器42与待测车辆的撞击面上增加了一个可拆卸的碰撞面431。即第三碰撞器43可以通过在第二碰撞器42上加装碰撞面431制得。在本实施例中，第一碰撞器41可以为刚性材料，第二碰撞器42可以为淬火钢。可以理解地，第一碰撞器41、第二碰撞器42及第三碰撞器43的形状及材质均以各规程规定的为准，当各规程发生变化时，其能够做相应的调整。

图13为图3中导向滑轮的结构示意图，如图3及图13所示，摆锤拉升机构50包括卷扬机51、拉绳52及导向滑轮53，整体支撑架10向远离摆锤30的方向伸出形成有拉绳导向杆12，导向滑轮53通过滑轮支架54设置于拉绳导向杆12上，卷扬机51及摆锤30分别位于拉绳导向杆12的两侧，拉绳52的一端通过摆锤释放机构60与摆锤30相连，另一端绕过导向滑轮53与卷扬机51相连。卷扬机51与主控单元90电性相连，主控单元90控制卷扬机51的启停及卷放拉绳52的长度。

为了防止拉绳52与导向滑轮53脱开，在导向滑轮53上还设置有拉绳限位销531及拉绳限位销固定架532，拉绳限位销固定架532固定于滑轮支架54上，拉绳限位销531设置于拉绳限位销固定架532上，拉绳52设置于拉绳限位销531与导向滑轮53之间。

图14为图3中摆锤释放机构的结构示意图，图15为图14中锁块的结构视图，如图3、图14及图15所示，摆锤释放机构60固定于摆锤30上，具体为固定于配重框架32远离碰撞器安装板33的一侧的下部，并通过拉绳52与摆锤拉升机构50相连。摆锤释放机构60包括第一基座61、电磁锁止器62及锁块63，第一基座61固定于摆锤30上，电磁锁止器62固定于第一基座61上，摆锤拉升机构50与锁块63相连，电磁锁止器62包括电磁作动器621及电磁锁止销622，电磁锁止销622能够在电磁作动器621的作用下伸展或收缩，锁块63包括锁块本体631及锁止环632，锁止环632置于锁块本体631上，锁块本体631通过拉绳52与摆锤拉升机构50相连。电磁作动器621与主控单元90电性相连，主控单元90通过电磁作动器621控制电磁锁止销622的伸展与收缩。当电磁锁止销622在电磁作动器621的作用下伸展时，电磁锁止销622远离电磁作动器621的一端伸入锁止环632中，继而将摆锤30与摆锤拉升机构50相连；当电磁锁止销622在电磁作动器621的作用下收缩时，电磁锁止销622脱离与锁止环632的接触，摆锤30在重力的作用下能够向下运动。

进一步地，为了防止锁止环632与电磁锁止销622脱离，在第一基座61上还设置有锁止板611，锁止板611垂直地设置于第一基座61上，当电磁锁止销622伸展时，电磁锁止销622远离电磁作动器621的一端抵靠于锁止板611上。为了防止锁止环632与锁块本体631之间的应力较大，造成锁止环632与锁块本体631连接处的断裂，锁块本体631上设置有锁止环安装孔633，锁止环632通过锁止环安装孔633可沿竖直方向转动地设置于锁止块本体631上。

进一步地，为了防止电磁作动器621异常动作下使电磁锁止销622收缩，而造成意外释放的危险，锁止板611远离第一基座61的一端上还开设有第一防脱孔612，在锁块本体631与第一防脱孔(图未标出)相对应的位置还设有第二防脱孔634，机械锁止销穿过第一防脱孔及第二防脱孔634将锁块本体631与锁止板611相连，在拉升摆锤30时可以将机械锁止销635插入，以增加安全系数，需要释放摆锤30时可以人工将机械锁止销635抽出，以使试验顺利进行。

图16为图2中摆锤测速机构的结构示意图，图17为摆锤测速机构安装于整体支撑架上的结构示意图，如图1、图16及图17所示，在本发明中，摆锤测速机构70包括第二基座71、第一高度调节装置72及测速仪本体73。第二基座71设置于整体支撑架10的前部，即靠近测试车辆所在的一侧，以便能够更准确地测量撞击时摆锤30的速度。测速仪本体73通过第一高度调节装置72可沿竖直方向上下运动地与第二基座71相连，第一高度调节装置72调节测速仪本体73的离地高度。具体地，第一高度调节装置72包括第一步进电机721及第二连接蜗杆722，第一步进电机721固定于第二基座71上，并通过第二连接蜗杆722带动测速仪本体73上下移动。第一步进电机721与主控单元90电性相连，主控单元90通过第一步进电机721调整测速仪本体73的离地高度，测速仪本体73的高度随着摆锤30离地高度的变化而变化，优选地，测速仪本体73的中心位置对准摆锤30的撞击中心，以便能够准确测量摆锤30撞击中心的速度。

进一步地，摆锤测速机构70还包括导向块74，测速仪本体73通过三根连杆与导向块74相连，导向块74与第二连接蜗杆722相连，在第二基座71上还设置有沿竖直方向延伸的第二滑轨711，在导向块74与测速仪本体73朝向第二基座71的一侧还设置有第二滑块741，当导向块74及测速仪本体73安装到第二基座71上时，第二滑轨711与第二滑块741的结合，使导向块74及测速仪能够在第二连接蜗杆722的带动下，在第二基座71上沿竖直方向上下滑动。

为了防止测速仪本体73的位置发生变动，导向块74及测速仪本体73朝向第二基座71的一侧还形成有两个凸伸爪75，当导向块74及测速仪本体73安装于第二基座71上时，凸伸爪75卡合于第二基座71两个侧边缘的端面上。为了便于固定，导向块74及测速仪本体73的凸伸爪75上还设置有第三固定孔751，当摆锤测速机构70的高度调整完毕后，将螺栓穿过第三固定孔751并抵靠于第二基座71侧边缘的端面上，使测速仪本体73固定于第二基座71上。

在本实施例中，测速仪本体73为激光对射型测速仪，在摆锤30两侧的整体支撑架10上均设置有一个摆锤30测速仪，两个测速仪的位置相对应。其中一个测速仪本体73上安装有激光发射器，其中另一个测速仪本体73上安装有激光接收器。

图18为图1中摆锤制动机构的结构示意图，如图1及图18所示，摆锤制动机构80设置于整体支撑架10的下部上，且位于摆锤30中部的两侧。摆锤制动机构80包括第三基座81、第二高度调节装置82、制动基板83、连杆伸缩装置84及摩擦块85。连杆伸缩装置84的一端设置于制动基板83上，另一端与摩擦块85相连，制动基板83与第二高度调节装置82相连，第二高度调节装置82设置于第三基座81上。具体地，第二高度调节装置82包括第二步进电机821及第三连接蜗杆822，第二步进电机821设置于第三基座81上，第三连接蜗杆822的一端与第二步进电机821相连，另一端与制动基板83相连。第二步进电机821与主控单元90电性相连，主控单元90通过第二步进电机821调整摆锤制动机构80的离地高度。连杆伸缩装置84带动摩擦块85运动，并与摆锤30接触，继而实现摆锤30的制动。

在本实施例中，连杆伸缩装置84包括两块导向板841、伸缩气缸842、第一连接杆843及第二连接杆844。导向板841沿垂直于制动基板83方向设置于制动基板83上，摩擦块85夹设于两块导向板841之间。伸缩气缸842固定于制动基板83上，且伸缩气缸842的伸缩杆8421的延伸方向与制动基板83平行。第一连接杆843远离第二连接杆844的一端铰接于制动基板83上，第二连接杆844远离第一连接杆843的一端铰接于摩擦块85上，第一连接杆843靠近第二连接杆844的一端及第二连接杆844靠近第一连接杆843的一端均铰接于伸缩气缸842的伸缩杆8421上，第一连接杆843与制动基板83的铰接点及第二连接杆844与摩擦块85的铰接点的连线与制动基板83相互垂直。当伸缩杆8421在伸缩气缸842的带动下伸展或收缩时，第一连接杆843及第二连接杆844的夹角会增大或减小，第一连接杆843与制动基板83的铰接点及第二连接杆844与摩擦块85的铰接点之间的距离会发生改变，继而使摩擦块85沿导向板841延伸方向靠近或远离摆锤30。伸缩气缸842与主控单元90电性相连，当需要对摆锤30进行制动时，主控单元90通过控制伸缩气缸842的伸展或收缩，使摩擦块85与摆锤30接触，继而对摆锤30进行制动。在碰撞试验进行时，主控单元90可通过自动延时来启动摆锤制动机构80，继而对摆锤30进行制动。

为了增加摩擦块85与摆锤30之间的摩擦力，在摩擦块85上还设置有阻尼块86，为了防止摩擦块85从导向板841间脱出，在导向板841上沿垂直于制动基板83方向开设有第二滑槽8411，在摩擦块85上与第二滑槽8411相对应的位置设置有防脱销轴851，防脱销轴851设置于第二滑槽8411内，并可在第二滑槽8411内滑动。为了防止摆锤30对摩擦块85的冲击过大而造成制动基板83从第三基座81上脱落，在制动基板83上还设置有第二固定孔(图未示出)，当摆锤制动机构80的高度调节完毕后，通过螺栓伸入第二固定孔中，并抵靠于第三基座81上，从而将制动基板83固定于第三基座81上。

本发明还提供了一种通过上述汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置进行汽车低速碰撞试验的方法，该方法包括如下步骤：

选择试验种类；

将与该试验种类匹配的碰撞器40固定于摆锤30上；

主控单元90根据试验种类及试验前摆锤30的高度，控制摆锤安装架20调整摆锤30的离地高度；

主控单元90根据调整后摆锤30的离地高度、试验前摆锤测速机构70的离地高度及试验前摆锤制动机构80的离地高度，调整摆锤测速机构70的离地高度及摆锤制动机构80的离地高度；

主控单元90通过摆锤拉升机构50将摆锤30拉升至与该试验种类匹配的离地高度；

主控单元90通过摆锤释放机构60释放摆锤30，使摆锤30撞击待测车辆；

主控单元90控制摆锤测速机构70对摆锤30进行测速，并控制摆锤制动机构80对摆锤30进行制动。

在上述步骤中，主控单元90还通过位移传感器来检测摆锤30的位置是否符合试验的要求，并通过角度传感器来检测摆锤30的拉升高度是否符合试验要求。

综上所述，主控单元90可以根据试验的种类自动对试验所需的各装置进行联动地调整，能够自动地根据需要调整摆锤30、摆锤测速机构70及摆锤制动机构80的离地高度，并能够自动地将摆锤30拉升到所需的拉升高度及自动释放摆锤30，如此可以使用一台碰撞装置进行多个标准的碰撞试验，且不需要在通过人工调节各个机构的位置，提高了试验效率及试验精度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1.一种汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：包括整体支撑架、摆锤安装架、摆锤、若干不同试验种类的碰撞器、摆锤拉升机构、摆锤释放机构、摆锤测速机构、摆锤制动机构及主控单元；

所述整体支撑架上部安装可沿竖直方向上下运动的摆锤安装架，所述摆锤安装架下部铰接所述摆锤；所述碰撞器可拆装地安装在所述摆锤下部前方；所述摆锤拉升机构设于整体支撑架上，且通过所述摆锤释放机构与所述摆锤相连；

所述整体支撑架下部于对应所述摆锤前侧的位置上设置用于测量摆锤撞击速度且高度可调的摆锤测速机构；

所述整体支撑架下部两侧于对应所述摆锤后侧的位置上设置用于夹持制动摆锤且高度可调的摆锤制动机构；

所述主控单元与所述摆锤安装架、所述摆锤拉升机构、所述摆锤释放机构、所述摆锤测速机构及所述摆锤制动机构电性相连，所述主控单元根据不同试验种类控制所述摆锤安装架改变所述摆锤的离地高度，且根据调整后所述摆锤的离地高度调整所述摆锤测速机构、所述摆锤制动机构的高度位置以及控制所述摆锤拉升机构上拉所述摆锤的高度进行协调适配。

2.根据权利要求1所述的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述摆锤安装架包括基架、第一连接蜗杆及减速机，所述基架在其与所述整体支撑架的连接处设置有第一滑块，所述整体支撑架上设置有沿竖直方向延伸的第一滑槽，所述基架通过所述第一滑块伸入所述第一滑槽内；所述减速机设置于所述整体支撑架上，并位于所述基架的上方，所述基架通过所述第一连接蜗杆与所述减速机相连，所述减速机与所述主控单元电性相连，所述主控单元通过所述减速机及所述第一连接蜗杆带动所述摆锤安装架上下移动。

3.根据权利要求1所述的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述摆锤包括吊臂、配重框架及碰撞器安装板，所述吊臂的一端铰接于所述摆锤安装架上，另一端铰接于所述配重框架上，所述碰撞器安装板固定于所述配重框架上靠近待测测量的一侧，所述碰撞器固定于所述碰撞器安装板上，所述配重框架内设置有调节所述摆锤重量的配重块。

4.根据权利要求3所述的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：在两根所述吊臂之间还设置有X型的支撑杆。

5.根据权利要求3所述的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述碰撞器包括适应于欧盟RCAR低速碰撞规程的第一碰撞器、适应于中国GB17354《汽车前后端保护装置》及欧标ECER42中前后端低速碰撞试验规程的第二碰撞器及适应于美标FMVSS Part581 Bumper Standard中前后端低速碰撞试验规程的第三碰撞器。

6.根据权利要求1所述的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述摆锤拉升机构包括卷扬机、拉绳及导向滑轮，所述整体支撑架向远离所述摆锤的方向伸出形成有拉绳导向杆，所述导向滑轮设置于所述拉绳导向杆上，所述卷扬机及所述摆锤分别位于所述拉绳导向杆的两侧，所述拉绳的一端通过所述摆锤释放机构与所述摆锤相连，另一端绕过所述导向滑轮与所述卷扬机相连。

7.根据权利要求1所述的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述摆锤释放机构包括第一基座、电磁锁止器及锁块，所述第一基座固定于所述摆锤上，所述电磁锁止器固定于所述第一基座上，所述锁块与所述摆锤拉升机构相连，所述电磁锁止器包括电磁作动器及与所述电磁作动器相连的电磁锁止销，所述锁块包括锁块本体及锁止环，所述锁止环设置于所述锁块本体上，所述主控单元与所述电磁作动器电性相连，所述主控单元通过所述电磁作动器控制所述电磁锁止销伸入所述锁止环内，继而使所述摆锤与所述摆锤拉升机构相连，或者通过电磁作动器控制所述电磁锁止销从所述锁止环内脱出，继而使所述摆锤与所述摆锤拉升机构分离。

8.根据权利要求7所述的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述第一基座上还设置有锁止板，所述锁止板垂直地设置于所述第一基座上，当所述电磁锁止销伸入所述锁止环内时，所述电磁锁止销抵靠于所述锁止板上。

9.根据权利要求8所述的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述锁止板远离所述第一基座的一端还设置有第一防脱孔，在所述锁块本体与所述第一防脱孔相对应的位置还设有第二防脱孔，机械锁止销穿过所述第一防脱孔及所述第二防脱孔将所述锁块本体与所述锁止板相连。

10.根据权利要求1所示的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述摆锤测速机构包括第二基座、第一步进电机、第二连接蜗杆及测速仪本体，所述第二基座设置于所述整体支撑架的前部，所述第一步进电机设置于所述第二基座上，并通过所述第二连接蜗杆与所述测速仪本体相连，所述第一步进电机与所述主控单元电性相连，所述主控单元通过所述第一步进电机及所述第二连接蜗杆调节所述测速仪的离地高度。

11.根据权利要求10所示的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述摆锤制动机构包括第三基座、第二步进电机、第三连接蜗杆、制动基板、连杆伸缩装置及摩擦块，所述第三基座设置于所述整体支撑架上，所述第二步进电机设置于所述第三基座上，所述第二步进电机通过所述第三连接蜗杆与所述制动基板相连，所述连杆伸缩装置的一端设置于所述制动基板上，另一端与所述摩擦块相连，所述主控单元与所述第二步进电机电性相连，所述主控单元通过所述第二步进电机调节所述摩擦块的离地高度。

12.根据权利要求10所示的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述连杆伸缩装置包括两块导向板、伸缩气缸、第一连接杆及第二连接杆，所述两块导向板沿垂直于所示制动基板的方向设置于所述制动基板上，所述摩擦块夹设于所述两块导向板之间，所述伸缩气缸固定于所述制动基板上，且所述伸缩气缸的伸缩杆的延伸方向与所述制动基板平行，所述第一连接杆远离所述第二连接杆的一端铰接于所述制动板上，所述第二连接杆远离所述第一连接杆的一端铰接于所述摩擦块上，所述第一连接杆靠近所述第二连接杆的一端及所述第二连接杆靠近所述第一连接杆的一端均铰接于所述伸缩气缸的伸缩杆上，所述第一连接杆与所述制动基板的铰接点及所述第二连接杆与所述摩擦块的铰接点的连线与所述制动基板相互垂直，所述伸缩气缸与所述主控单元电性相连，所述主控单元通过控制所述伸缩气缸的伸缩杆的伸缩，带动所述摩擦块运动。

13.根据权利要求12所示的汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，其特征在于：所述导向板上沿垂直于所述制动基板的方向开设有第二滑槽，在摩擦块上与所述第二滑槽相对应的位置设置有防脱销轴，所述防脱销轴设置于所述第二滑槽内，并在所述第二滑槽内滑动。

14.一种汽车低速碰撞试验的试验方法，其特征在于：该方法基于权利要求1至权利要求13中任意一项汽车RCAR及前后端低速碰撞试验装置，并包括如下步骤：

选择试验种类；

将于该试验种类匹配的所述碰撞器固定于所述摆锤上；

主控单元根据试验种类及试验前所述摆锤的位置控制所述摆锤安装架调整所述摆锤的离地高度；

主控单元根据调整后所述摆锤的离地高度、试验前所述摆锤测速机构的位置及试验前所述摆锤制动机构的位置，调整所述摆锤测速机构的离地高度及摆锤制动机构的离地高度；

主控单元根据试验种类通过摆锤拉升机构将所述摆锤拉升至与该试验种类匹配的离地高度；

主控单元通过摆锤释放机构释放所述摆锤，使所述摆锤撞击待测车辆；

所述主控单元控制所述摆锤测速机构对所述摆锤进行测速，并控制所述摆锤制动机构对所述摆锤进行制动。