CN106644348A - 气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置 - Google Patents

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龚标
高岩
张爱红
李毅
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Abstract

本发明涉及一种气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：包括储能弹射模块、仪表碰撞模块和信号控制模块；所述储能弹射模块包括弹射缸体，弹射缸体的内腔中同轴设置活塞和活塞杆，活塞将弹射缸体的内腔分隔成前腔和后腔，活塞杆由弹射缸体前腔的前端伸出，弹射缸体的后腔与供气系统连接；所述仪表碰撞模块包括沿水平滑动设置的固定滑块，固定滑块与活塞杆的伸出端固定连接，在固定滑块上安装试验仪表；所述信号控制模块包括信号发生器、第一光电开关和第二光电开关，第一光电开关和第二光电开关呈前后布置于固定滑块下方。本发明能够模拟道路交通事故中车辆仪表承受的断电及冲击等工况，无需实车试验即可实现仪表碰撞试验验证，试验成本低。

Description

气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置
技术领域
本发明涉及一种气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，属于汽车仪表试验技术领域。
背景技术
车辆行驶过程中，驾驶员对于车速、发动机转速等信息的获取主要依靠车辆仪表，当前被广泛运用的数字式仪表能够较为准确的指示当前车辆运行过程中的车速、转速数值，为驾驶员提供参考，确保行车安全。
道路交通事故鉴定中通常通过监控视频、现场痕迹以及具有速度记录功能的车载电子设备等途径对事故车辆事发时的行驶速度进行鉴定，尚未考虑到车辆仪表部分，而一些事故中往往存在车辆仪表指针卡死现象，即车速指针、转速指针指向特定数值，考虑到车辆运行过程中仪表指针指示的精确性，如果有足够的证据表明事故车辆仪表指针卡死时的指示数值即为车辆事发时的行驶速度或者发现两者的关联性，将为道路交通事故鉴定中的车速鉴定开辟一条新的途径。
针对上述问题，一些理论分析研究认为车辆仪表在工作过程中的突然断电有可能造成仪表指针的卡死，当车辆仪表受到冲击时，其指针可能存在不同程度的抖动。上述研究仅停留在理论推测阶段，而一些道路交通事故中车辆仪表的卡死通常都存在着断电以及冲击的工况，如果依据理论分析研究的结果，则受冲击仪表卡死时的指示数值将失去参考意义。为理清上述疑问，有必要设计一套试验装置模拟道路交通事故中车辆仪表承受的不同工况，研究其指针卡死时的指示数值与实际行驶速度之间的关系，以验证上述理论分析研究结果，形成客观结论，为道路交通事故鉴定中的车速鉴定提供参考。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，模拟道路交通事故中车辆仪表承受的断电及冲击等工况，通过实际试验验证对于仪表指针卡死问题的理论推测，进一步理清道路交通事故中仪表指针卡死情况下其指示数值与实际车速之间的关系。
按照本发明提供的技术方案，所述气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：包括储能弹射模块、仪表碰撞模块和信号控制模块；
所述储能弹射模块包括弹射缸体，弹射缸体的内腔中同轴设置能够沿轴向运动的活塞和活塞杆，活塞将弹射缸体的内腔分隔成前腔和后腔，活塞与活塞杆固定连接，活塞杆由弹射缸体前腔的前端伸出，弹射缸体的后腔与供气系统连接，在弹射缸体后腔缸壁上设置卸荷阀；
所述仪表碰撞模块包括沿水平滑动设置的固定滑块，固定滑块与活塞杆的伸出端固定连接，在固定滑块上安装试验仪表；
所述信号控制模块包括信号发生器、第一光电开关和第二光电开关，第一光电开关和第二光电开关呈前后布置于固定滑块下方。
进一步的，所述供气系统包括空气压缩机、储气筒和控制阀，空气压缩机通过气体管路依次和储气筒和控制阀连接，形成气压通路；所述气体管路的尾端连接弹射缸体的后腔。
进一步的，在所述控制阀处设置气压表。
进一步的，所述固定滑块滑动设置在直线导轨上，直线导轨水平布置。
进一步的，在所述固定滑块的底部安装底端夹紧螺杆，在固定滑块的上部安装上端夹紧螺杆；所述试验仪表通过旋紧底端夹紧螺杆和上端夹紧螺杆实现固定。
进一步的，所述底端夹紧螺杆的头部设置夹片，夹片与底端夹紧螺杆相对转动设置并保证夹片和底端夹紧螺杆在长度方向相对固定。
进一步的，在所述固定滑块上设置第一缓冲块，在固定滑块前方的台架上固定连接第二缓冲块。
进一步的，在所述直线导轨设置定位块，该定位块设置的位置为活塞处于弹射缸体后止点时活塞杆伸出端所处的位置；所述第二光电开关、第一光电开关和定位块分别呈前后依次布置。
进一步的，在所述弹射缸体前腔的前端部设置止推块。
进一步的，所述弹射缸体与台架固定连接，直线导轨的一端与弹射缸体固定连接，直线导轨的另一端与台架固定连接。
本发明具有以下优点：
（1）无需实车试验即可实现仪表碰撞试验验证，试验成本低。
（2）通过改变管路内气压，可以对不同能量级别的汽车仪表碰撞进行试验验证。
（3）试验装置结构紧凑，通用性好，亦可扩展应用于其他汽车零部件的碰撞试验中。
附图说明
图1为本发明所述气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置的结构示意图。
图2为所述固定滑块与直线导轨装配关系以及光电开关布置位置示意图。
图3为所述底端夹紧螺杆的结构示意图。
图4为本发明所述气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置的工作示意图。
图4A为卸荷阀处于升压状态的示意图。
图4B为卸荷阀处于卸荷状态的示意图。
附图标记说明：1-气体管路、2-台架、3-储气筒、4-空气压缩机、5-储能弹射模块、6-直线导轨、7-仪表碰撞模块、8-固定滑块、9-底端夹紧螺杆、9-1-夹片、10-信号控制模块、11-第一光电开关、12-第二光电开关、13-第二缓冲块、14-信号发生器、15-试验仪表、16-上端夹紧螺杆、17-第一缓冲块、19-定位块、20-弹射缸体、21-止推块、22-活塞杆、23-活塞、24-卸荷阀、25-控制阀、26-气压表。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明所述气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置包括储能弹射模块5、仪表碰撞模块7和信号控制模块10。
所述储能弹射模块5包括台架2、空气压缩机4、储气筒3、气体管路1、控制阀25、气压表26、弹射缸体20、活塞23、活塞杆22、止推块21和卸荷阀24；所述空气压缩机4通过气体管路1依次和储气筒3、控制阀25、气压表26连接，形成气压通路，空气压缩机4通过气体管路1连接弹射缸体20的后腔；所述弹射缸体20为圆柱状，弹射缸体20与台架2固定连接，在弹射缸体20的内腔中同轴设置活塞23和活塞杆22，活塞23将弹射缸体20的内腔分隔成前腔和后腔，活塞23与活塞杆22固定连接，活塞23和活塞杆22能够在弹射缸体20内沿轴向运动，活塞杆22由弹射缸体20前腔的前端伸出，在弹射缸体20前腔的前端部设置止推块21；在所述弹射缸体20后端的缸壁上设置卸荷阀24。
所述仪表碰撞模块7包括直线导轨6、定位块19、固定滑块8、第一缓冲块17、底端夹紧螺杆9、上端夹紧螺杆16和第二缓冲块13；所述直线导轨6水平布置，直线导轨6的一端与弹射缸体20固定连接，直线导轨6的另一端与台架2固定连接；如图2所示，所述固定滑块8与活塞杆22的伸出端连接，并且固定滑块8滑动设置在直线导轨6上，固定滑块8能够沿直线导轨6滑动；在所述固定滑块8底部的螺孔中安装底端夹紧螺杆9，在固定滑块8上部的螺孔中安装上端夹紧螺杆16；在所述固定滑块8上放置试验仪表15，分别旋紧底端夹紧螺杆9和上端夹紧螺杆16可以实现对试验仪表15的固定。在所述固定滑块8上粘连第一缓冲块17，在固定滑块8前方的台架2上固定连接第二缓冲块13。
所述信号控制模块10包括信号发生器14、第一光电开关11和第二光电开关12，第一光电开关11和第二光电开关12分别设置于固定滑块8下方。所述直线导轨6由活塞杆22的伸出端至第二缓冲块13之间依次布置位置C、位置D和位置E，在位置C处的直线导轨6上固定设置定位块19，第一光电开关11和第二光电开关12分别呈前后布置于位置D和位置E处（如图4所示）；所述信号发生器14能够与试验仪表15、第一光电开关11和第二光电开关12形成信号连接。
如图3所示，所述底端夹紧螺杆9的头部设置夹片9-1，夹片9-1与底端夹紧螺杆9相对转动设置并保证夹片9-1和底端夹紧螺杆9在长度方向相对固定；底端夹紧螺杆9旋紧过程中夹片9-1不旋转，但随底端夹紧螺杆9的旋紧而产生位移，逐步夹紧试验仪表15。
所述卸荷阀24可处于升压状态和卸荷状态，如图4A所示，处于升压状态时，卸荷阀24关闭，弹射缸体20后腔密闭；如图4B所示，处于卸荷状态时，卸荷阀24开启，弹射缸体20后腔与大气连通。
所述空气压缩机4可以产生压缩空气并存储至储气筒3中，控制阀25可以控制气体管路1中的气压以及气体管路1与弹射缸体20后腔的联通，可根据试验需要设定气体管路1中的气压。
所述弹射缸体20前腔与大气连通，当弹射缸体20后腔和前腔存在压差时，活塞23可在弹射缸体20内沿高压向低压方向做轴向运动，进而带动活塞杆22动作产生轴向推力，推动固定滑块8沿直线导轨6滑动。
当固定滑块8沿直线导轨6直线滑动时，可分别对第一光电开关11和第二光电开关12造成遮挡，光电开关在受遮挡情况下可产生触发信号，其中第一光电开关11可产生一个即时触发信号，第二光电开关12可产生一个延迟触发信号，延迟时间可自行设定。
所述信号控制器14可生成符合要求的车速、转速信号，驱动试验仪表15车速指针和发动机转速指针转动指向特定数值，同时可接收第一光电开关11和第二光电开关12产生的触发信号，并据此对试验仪表15断电。
本发明所述气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置的工作原理：
验证试验开始时，试验仪表15固定在固定滑块8上，卸荷阀24处于升压状态，固定滑块8处于位置C，与定位块19接触，活塞23位于弹射缸体20后止点位置，确保此时后腔体积最小，前腔体积最大，信号控制器14产生模拟信号驱动试验仪表15车速、发动机转速指针转动并指向某一数值。
随后确定试验工况，试验工况可分为断电、撞击、先断电后撞击和先撞击后断电四种工况。
（1）当试验工况为断电时，信号发生器14直接控制试验仪表15断电，试验人员记录试验仪表15指针指示数值变化，试验结束。
（2）当试验工况为撞击时，第一光电开关11和第二光电开关12处于关闭状态，空气压缩机4启动产生压缩气体并储存至储气筒3中，控制阀25控制气体管路1与弹射缸体20后腔断开，气压表26实时显示气体管路1中的气压，达到预定压力后，控制阀25控制气体管路1与弹射缸体20后腔连通，弹射缸体20后腔压力瞬间升高，推动活塞23运动压缩弹射缸体20前腔，进而带动活塞杆22产生轴向推力推动固定滑块8沿直线导轨6高速滑动，直至试验仪表15与第二缓冲块13接触产生冲击，试验人员记录试验过程中试验仪表15指针指示数值变化，随后空气压缩机4关闭，控制阀25控制气体管路1与弹射缸体20后腔断开，卸荷阀24切换至卸荷状态，弹射缸体20后腔与前腔气压相同，将固定滑块8重新置于位置C，试验结束。
（3）当试验工况为先断电后撞击时，第一光电开关11开启，第二光电开关12关闭，空气压缩机4启动产生压缩气体并储存至储气筒3中，控制阀25控制气体管路1与弹射缸体20后腔断开，气压表26实时显示气体管路1中的气压，达到预定压力后，控制阀25控制气体管路1与弹射缸体20后腔连通，弹射缸体20后腔压力瞬间升高，推动活塞23运动压缩弹射缸体20前腔，进而带动活塞杆22产生轴向推力推动固定滑块8沿直线导轨6高速滑动，当固定滑块8运动至位置D时，第一光电开关11受到遮挡，向信号发生器14发出触发信号，信号发生器14接收信号后控制试验仪表15断电，随后固定滑块8继续高速滑动，直至试验仪表15与第二缓冲块13接触产生冲击，试验人员记录试验过程中试验仪表15指针指示数值变化，随后空气压缩机4关闭，控制阀25控制气体管路1与弹射缸体20后腔断开，卸荷阀24切换至卸荷状态，弹射缸体20后腔与前腔气压相同，将固定滑块8重新置于位置C，试验结束。
（4）当试验工况为先撞击后断电时，第一光电开关11关闭，第二光电开关12开启，空气压缩机4启动产生压缩气体并储存至储气筒3中，控制阀25控制气体管路1与弹射缸体20后腔断开，气压表26实时显示气体管路1中的气压，达到预定压力后，控制阀25控制气体管路1与弹射缸体20后腔连通，弹射缸体20后腔压力瞬间升高，推动活塞23运动压缩弹射缸体20前腔，进而带动活塞杆22产生轴向推力推动固定滑块8沿直线导轨6高速滑动，当固定滑块8运动至位置D时，试验仪表15与第二缓冲块13接触产生冲击，同时第二光电开关12受到遮挡，一定延迟后向信号发生器14发出触发信号，信号发生器14接收信号后控制试验仪表15断电，试验人员记录试验过程中试验仪表15指针指示数值变化，随后空气压缩机4关闭，控制阀25控制气体管路1与弹射缸体20后腔断开，卸荷阀24切换至卸荷状态，弹射缸体20后腔与前腔气压相同，将固定滑块8重新置于位置C，试验结束。
研究人员可针对多种指示数值，多种撞击强度开展试验，统计分析试验前后的仪表指针指示的数值，验证前述理论分析。
本发明设计储能弹射模块5用于生成和储备气压能并转化为用于弹射仪表的弹射力，设置仪表碰撞模块7用于固定试验仪表15，同时控制试验仪表15沿指定方向高速运动并发生碰撞；增设信号控制模块10输出常见仪表的控制信号，驱动仪表指针转动，并能模拟撞车工况下涉及断电和冲击时的控制信号输出。通过上述不同模块的结合使用共同实现对于汽车仪表指针卡死问题的碰撞试验验证。

Claims (10)

1.一种气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：包括储能弹射模块（5）、仪表碰撞模块（7）和信号控制模块（10）；
所述储能弹射模块（5）包括弹射缸体（20），弹射缸体（20）的内腔中同轴设置能够沿轴向运动的活塞（23）和活塞杆（22），活塞（23）将弹射缸体（20）的内腔分隔成前腔和后腔，活塞（23）与活塞杆（22）固定连接，活塞杆（22）由弹射缸体（20）前腔的前端伸出，弹射缸体（20）的后腔与供气系统连接，在弹射缸体（20）后腔缸壁上设置卸荷阀（24）；
所述仪表碰撞模块（7）包括沿水平滑动设置的固定滑块（8），固定滑块（8）与活塞杆（22）的伸出端固定连接，在固定滑块（8）上安装试验仪表（15）；
所述信号控制模块（10）包括信号发生器（14）、第一光电开关（11）和第二光电开关（12），第一光电开关（11）和第二光电开关（12）呈前后布置于固定滑块（8）下方。
2.如权利要求1所述的气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：所述供气系统包括空气压缩机（4）、储气筒（3）和控制阀（25），空气压缩机（4）通过气体管路（1）依次和储气筒（3）和控制阀（25）连接，形成气压通路；所述气体管路（1）的尾端连接弹射缸体（20）的后腔。
3.如权利要求1所述的气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：在所述控制阀（25）处设置气压表（26）。
4.如权利要求1所述的气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：所述固定滑块（8）滑动设置在直线导轨（6）上，直线导轨（6）水平布置。
5.如权利要求1所述的气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：在所述固定滑块（8）的底部安装底端夹紧螺杆（9），在固定滑块（8）的上部安装上端夹紧螺杆（16）；所述试验仪表（15）通过旋紧底端夹紧螺杆（9）和上端夹紧螺杆（16）实现固定。
6.如权利要求5所述的气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：所述底端夹紧螺杆（9）的头部设置夹片（9-1），夹片（9-1）与底端夹紧螺杆（9）相对转动设置并保证夹片（9-1）和底端夹紧螺杆（9）在长度方向相对固定。
7.如权利要求1所述的气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：在所述固定滑块（8）上设置第一缓冲块（17），在固定滑块（8）前方的台架（2）上固定连接第二缓冲块（13）。
8.如权利要求1所述的气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：在所述直线导轨（6）设置定位块（19），该定位块（19）设置的位置为活塞（23）处于弹射缸体（20）后止点时活塞杆（22）伸出端所处的位置；所述第二光电开关（12）、第一光电开关（11）和定位块（19）分别呈前后依次布置。
9.如权利要求1所述的气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：在所述弹射缸体（20）前腔的前端部设置止推块（21）。
10.如权利要求4所述的气泵导轨式车辆仪表碰撞验证装置，其特征是：所述弹射缸体（20）与台架（2）固定连接，直线导轨（6）的一端与弹射缸体（20）固定连接，直线导轨（6）的另一端与台架（2）固定连接。
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