CN107449575B - 车顶棚刚度检测装置以及车顶棚刚度检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车顶棚刚度检测装置以及车顶棚刚度检测设备，用于对车顶棚的两侧边上安装气囊的检测区域进行刚度检测。本发明提供的车顶棚刚度检测装置，包括：第一方向移动部；第二方向移动部；以及刚度检测部，用于在第一方向移动部、第二方向移动部的驱动下对检测区域中的至少一个测量点进行压力测量，其中，刚度检测部具有压力测量单元，压力测量单元包括压力触杆、压力传感器以及第一驱动构件，当第一驱动构件驱动压力触杆进行下降动作时，压力触杆的下端对测量点进行下压并产生预定变形量，压力传感器检测压力触杆所受到的测量点的反作用力，该反作用力的值即为该预定变形量所对应的表征检测区域的刚度的压力值。

Description

车顶棚刚度检测装置以及车顶棚刚度检测设备

技术领域

本发明涉及车顶棚性能检测技术领域，具体涉及一种车顶棚刚度检测装置以及包含该车顶棚刚度检测装置的车顶棚刚度检测设备。

背景技术

为了降低驾、乘人员在汽车发生碰撞时的伤害，车顶棚两侧区配置安全气囊在汽车工业中大面积应用。该顶棚式安全气囊安装在车顶棚的两侧边上，在汽车发生碰撞时，气囊沿车顶棚的侧边向下展开。为了保证气囊在汽车发生碰撞时能够及时展开，有必要对车顶棚侧边的刚度进行检测。

零部件的刚度是指零部件受力时抵抗弹性变形的能力，通常采用测量零部件在受到预定压力时变形量的方法来评价零部件的刚度。现有技术中，车顶棚刚度的测量通常是将车顶棚固定放置，通过测量车顶棚在受到预定压力时的变形量来评价车顶棚的刚度。但是，对于车顶棚，特别是安装有气囊的车顶棚，这种通过测量车顶棚刚度的方法是不可靠的。

发明内容

发明人发现车顶棚是一种带有一定刚度的软质柔性产品，通过设定预定压力下压车顶棚，车顶棚两侧边上安装气囊的区域的变形量不易被检测和输出刚度评判的精确值。同时，通过预定压力测量变形量，也无法得到车顶棚产品的刚度范围。为此，发明人经过创造性思考和多次实验验证后应当反向测量，首次提出车顶棚产品的刚度应当通过反向检测来评判，即提出了一种评价车顶棚刚度的新的测量思路：预先使得车顶棚产生预定量的变形，通过测量该预定量的变形所产生的反作用力来评价该车顶棚的刚度。本发明的目的在于提出一种新的车顶棚刚度检测方法以及实现该检测方法的检测设备。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

本发明一种车顶棚刚度检测装置，用于对固定放置的车顶棚的两侧边上安装气囊的检测区域进行刚度检测，其特征在于，包括：能够沿第一方向移动的第一方向移动部；能够沿第二方向移动的第二方向移动部，设置在第一方向移动部上；以及刚度检测部，设置在第二方向移动部上，用于在第一方向移动部、第二方向移动部的驱动下对检测区域中的至少一个测量点进行压力测量，其中，第一方向和第二方向之间的夹角为θ，0°<θ<180°，刚度检测部具有压力测量单元，压力测量单元包括压力触杆、压力传感器以及用于驱动压力触杆进行上升或下降动作的第一驱动构件，当第一驱动构件驱动压力触杆进行下降动作时，压力触杆的下端对测量点进行下压并产生预定变形量，压力传感器检测压力触杆所受到的测量点的反作用力，该反作用力的值即为该预定变形量所对应的表征检测区域的刚度的压力值。

本发明提供的车顶棚刚度检测装置，还可以具有这样的特征：其中，刚度检测部还具有预压定位单元，预压定位单元设置在第二方向移动部上，用于在第一方向移动部、第二方向移动部的驱动下对测量点进行预压定位。

本发明提供的车顶棚刚度检测装置，还可以具有这样的特征：其中，预压定位单元包括定位杆以及用于驱动压力触杆进行上升或下降动作的第二驱动构件，当第二驱动构件驱动定位杆进行下降动作时，定位杆的下端对以所述测量点为中心、边距为120～140mm的区域进行压紧。

本发明提供的车顶棚刚度检测装置，还可以具有这样的特征：其中，预压定位单元还包括安装板，固定设置在第二驱动构件上，用于将定位杆安装在第二驱动构件上，定位杆的数量为四个，四个定位杆呈矩形的设置在安装板上，压力触杆设置在四个定位杆所围成的矩形的中心位置，安装板上设置有供压力触杆安装的凹槽或通孔，矩形的尺寸为长245～285mm、宽80～100mm。

本发明提供的车顶棚刚度检测装置，还可以具有这样的特征：其中，定位杆的上端活动穿设在安装板上，定位杆的下端设置有下压头，定位杆位于安装板和下压头之间的部分套设有弹簧。

本发明提供的车顶棚刚度检测装置，还可以具有这样的特征：其中，压力触杆是由高碳铬轴承钢材料制成的圆柱形杆，圆柱形杆的直径为15～20mm。

本发明提供的车顶棚刚度检测装置，还可以具有这样的特征：其中，第一方向移动部包括：第一滑轨，沿第一方向设置；滑动安装架，可滑动地安装在第一滑轨上，用于安装第二方向移动部；以及第一方向驱动构件，用于驱动滑动安装架在第一滑轨上滑动，第一滑轨的数量为两个，两个第一滑轨平行设置，滑动安装架的下端设置有与第一滑轨相配合的滑块。

本发明提供的车顶棚刚度检测装置，还可以具有这样的特征：其中，第二方向移动部包括：第二滑轨，固定设置在第一方向移动部上且沿第二方向设置；滑动安装板，可滑动地安装在第二滑轨上，用于安装刚度检测部；以及第二方向驱动构件，用于驱动滑动安装板在第二滑轨上滑动，第二滑轨的数量为两个，两个第二滑轨平行设置，滑动安装板的一侧设置有与第二滑轨相配合的滑块。

本发明还提供一种车顶棚刚度检测设备，用于对车顶棚的侧边上安装气囊的检测区域进行刚度检测，其特征在于，包括：机架；定位压紧装置，设置在机架上，用于固定车顶棚；以及车顶棚刚度检测装置，安装在机架上，其中，车顶棚刚度检测检测装置为上述任一项的车顶棚刚度检测装置。

本发明提供的车顶棚刚度检测设备，还可以具有这样的特征：其中，第一方向和第二方向之间的夹角θ为90°，第一方向为机架的长度方向，第二方向为机架的宽度方向。

发明作用与效果

本发明涉及的车顶棚刚度检测装置以及包含该车顶棚刚度检测装置的车顶棚刚度检测设备，首先，由于刚度检测部具有压力测量单元，压力测量单元包括压力触杆、压力触感器和第一驱动构件，当第一驱动构件驱动压力触杆进行下降动作时，压力触杆的下端对车顶棚侧边上安装气囊的检测区域内的测量点进行下压并产生预定变形量，压力传感器检测压力触杆所受到的测量点的反作用力，该反作用力的值即为该预定变形量所对应的表征检测区域的刚度的压力值，从而实现车顶棚的刚度检测，能够可靠地评价车顶棚的刚度。

其次，由于刚度检测部还具有预压单元，能够在进行压力测量之前对测量点附近的区域进行预压定位，避免在压力触杆下压测量点时引起测量点附近区域产生变形而造成测量点的实际变形量小于预定变形量，进一步地提高了车顶棚刚度检测的准确性。

再次，由于预压单元的定位杆的上端活动穿设在安装板上，下端设有下压头，定位杆位于安装板和下压头之间的部分套设有弹簧，在第二驱动件驱动安装板和定位杆进行下降动作时，依靠弹簧的压缩弹性为定位杆提供具有缓冲作用的下压力来压紧车顶棚，以避免压损车顶棚。

附图说明

图1是本发明的实施例中车顶棚的结构示意图；

图2是本发明的实施例中车顶棚刚度检测设备的立体结构示意图；

图3是本发明的实施例中车顶棚刚度检测装置的立体结构示意图；

图4是本发明的实施例中刚度检测部的立体结构示意图；以及

图5是本发明的实施例中压力测量单元的立体结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

图1是本发明的实施例中车顶棚的结构示意图。

如图1所示，车顶棚1的侧边上用于安装气囊的区域为刚度的检测区域2，检测区域2内设置有至少一个测量点3。

图2是本发明的实施例中车顶棚刚度检测设备的立体结构示意图。

如图2所示，车顶棚刚度检测设备100，用于对车顶棚1的侧边上安装气囊的检测区域2进行刚度检测，包括机架10、定位夹紧装置20、车顶棚刚度检测装置30以及控制装置40。

如图2所示，机架10呈长方体形状，用于安装定位夹紧装置20、车顶棚刚度检测装置30和控制装置40。

如图2所示，定位夹紧装置20设置在机架10上，用于固定车顶棚1，包括定位部21和压紧部22。

定位部21用于定位车顶棚1，具有车顶棚1的形状相对应的模胎。

压紧部22用于将车顶棚1压紧在定位部21的模胎上，具有四个气缸夹钳，四个气缸夹钳两两相对地设置在定位部21的两端。

图3是本发明的实施例中车顶棚刚度检测装置的立体结构示意图。

如图2和图3所示，车顶棚刚度检测装置30安装在机架10上，用于对固定放置在机架10上的车顶棚1的两侧边上安装气囊的检测区域2进行刚度检测，包括能够沿第一方向移动的第一方向移动部31、能够沿第二方向移动的第二方向移动部32以及刚度检测部33。

第一方向和第二方向之间的夹角为θ，0°<θ<180°。本实施例中，第一方向和第二方向之间的夹角θ为90°，并且，第一方向为机架10的长度方向，第二方向为机架10的宽度方向。

如图2和图3所示，第一方向移动部31安装在机架10上，包括第一滑轨31a、滑动安装架31b以及第一方向驱动构件(图中未示出)。

第一滑轨31a固定设置在机架10上，且沿机架10的长度方向设置。本实施例中，第一滑轨31a的数量为两个，两个第一滑轨31a平行设置在机架10上且分别位于定位夹紧装置20的两侧。

滑动安装架31b可滑动地安装在第一滑轨31a上，用于安装第二方向移动部32。滑动安装架31b的下端设置有与第一滑轨31a相配合的滑块31ba。

第一方向驱动构件，用于驱动滑动安装架31b在第一滑轨31a上滑动。

图4是本发明的实施例中刚度检测部的立体结构示意图。

如图2至图4所示，第二方向移动部32设置在第一方向移动部31上，包括第二滑轨32a、滑动安装板32b以及第二方向驱动构件32c。

第二滑轨32a固定设置在第一方向移动部31的滑动安装架31b的一侧上，且沿机架10的宽度设置。本实施例中，第二滑轨32a的数量为两个，两个第二滑轨32a平行设置在滑动安装架31b上。

滑动安装板32b可滑动地安装在第二滑轨32a上，用于安装刚度检测部33。滑动安装板32b的一侧上设置有与第二滑轨32a相配合的滑块32ba。

第二方向驱动构件32c固定设置在滑动安装架31b，用于驱动滑动安装板32b在第二滑轨32a上滑动。本实施例中，第二方向驱动构件32c为拖链驱动组件。

图5是本发明的实施例中压力测量单元的立体结构示意图。

如图4和图5所示，刚度检测部33设置在第二方向移动部32的滑动安装板32b上，用于在第一方向移动部31、第二方向移动部32的驱动下对检测区域2中的至少一个测量点3进行压力测量，具有压力测量单元33a和预压定位单元33b，

如图4和图5所示，压力测量单元33a包括压力触杆33aa、压力传感器33ab、连接块33ac以及第一驱动构件33ad。

压力触杆33aa用于对测量点3进行下压动作，为由高碳铬轴承钢材料制成的圆柱形杆，圆柱形杆的直径为15～20mm，优选为16mm。本实施例中，压力触杆33aa采用牌号GCr15的高碳铬轴承钢材料制成，GCr15具有较高的硬度、均匀的组织、良好的耐磨性以及高的接触疲劳性能，压力触杆33aa在多次测量之后不会产生磨损和弯曲等现象发生，确保了测量的准确性。

压力传感器33ab用于检测压力触杆33aa在其对测量点3进行下压时所受到的测量点3的反作用力。

连接块33ac呈“匚”字形，用于将压力触杆33aa和压力传感器33ab安装在第一驱动构件33ad上，具体为：连接块33ac的上端与第一驱动构件33ad固定连接，压力传感器33ab固定设置在连接块33ac内，压力触杆33aa的上端活动穿设在连接块33ac的下端且伸入连接块33ac内与压力传感器33ab相连接。

第一驱动构件33ad固定设置在滑动安装板32b上，用于驱动压力触杆33aa进行上升或下降动作。本实施例中，第一驱动构件33ad为300mm的推杆型电动缸。

当第一驱动构件33ad通过连接块33ac驱动压力触杆33aa进行下降动作时，压力触杆33aa的下端对测量点3进行下压并产生预定变形量，位于连接块33ac内且与压力触杆33aa的上端相连接的压力传感器33ab检测压力触杆33aa受到的测量点3的反作用力，该反作用力的值即为该预定变形量所对应的表征检测区域2的刚度的压力值。

如图4所示，预压定位单元33b设置在第二方向移动部32上，用于在压力单元33a对测量点3进行压力测量之前对测量点3进行预压定位，包括定位杆33ba、安装板33bb以及第二驱动构件33bc。

定位杆33ba的数量为四个，用于对测量点3进行预压定位。

安装板33bb固定设置在第二驱动构件33bc上，用于安装定位杆33ba。

四个定位杆33ba呈矩形的设置在安装板33bb上，压力触杆33aa设置在四个定位杆33ba所围成的矩形的中心位置，安装板33bb上设置有供压力触杆33aa安装的凹槽或通孔，四个定位杆33bb所围成的矩形的尺寸为长245～285mm、宽80～100mm。本实施例中，四个定位杆33ba所围成的矩形的长度方向为机架10的宽度方向，宽度方向为机架10的长度方向。

第二驱动构件33bc固定设置在第二方向移动部32的滑动安装板32b上，用于驱动压力触杆332a进行上升或下降动作。本实施例中，第二驱动构件33bc为300mm的推杆型气动缸。

当第二驱动构件驱动定位杆进行下降动作时，定位杆的下端对以测量点为中心、边距为120～140mm的区域进行压紧。

本实施例中，定位杆33ba的上端活动穿设在安装板33bb上，定位杆的下端设置有下压头33ba1，定位杆33ba位于安装板33bb和下压头33ba1之间的部分套设有弹簧33ba2，使定位杆33ba在下压车顶棚时提供缓冲，以避免压伤车顶棚。

如图2所示，控制装置40设置在机架10的一端上，具有控制部和判断部，控制部用于控制定位压紧装置20以及车顶棚刚度检测装置30等的运行，判断部用于判断所测量得到的与预定变形量所对应的压力值是否落入气囊能够顺利爆破的强力值安全范围内，如落入该强力之安全范围，则为合格产品；如超出安全范围则为不合格产品，车顶棚两侧边安装安全气囊的区域的强度过剩，存在着安全气囊无法实现顺利爆破而导致潜在事故风险。

本实施例的车顶棚刚度检测设备的工作过程为：

步骤一，人工将待检测的车顶棚1放置在定位部21上，压紧部22将车顶棚1压紧在定位部21上；

步骤二，第一方向移动部31和第二方向移动部32动作来驱动刚度检测部30分别沿机架10的长度方向和宽度方向进行移动，使压力触杆33aa移动至车顶棚3侧边的检测区域2的某一个既定测量点3的位置处。

步骤三，第二驱动构件33bc驱动定位杆33ba进行下降动作，定位杆33ba的下端对测量点3的附近区域进行预压定位。

步骤四，第一驱动构件33ad驱动压力触杆33aa进行下降动作，压力触杆33aa的下端对测量点3进行下压并产生预定变形量时，压力传感器33ab检测压力触杆33aa所受到的测量点3的反作用力，该反作用力的值即为该预定变形量所对应的表征检测区域2的刚度的压力值。

步骤五，循环进行步骤二至步骤四，对其他既定测量点3进行测量。

步骤六，完成最后一个测量点3的测量后，刚度检测部33以及第一方向移动部31和第二方向移动部32进行归位动作，压紧部22松开，人工取出车顶棚1；至此完成一个车顶棚的检测工作。

实施例作用与效果

本实施例涉及的车顶棚刚度检测装置以及包含该车顶棚刚度检测装置的车顶棚刚度检测设备，首先，由于刚度检测部具有压力测量单元，压力测量单元包括压力触杆、压力触感器和第一驱动构件，当第一驱动构件驱动压力触杆进行下降动作时，压力触杆的下端对车顶棚侧边上安装气囊的检测区域内的测量点进行下压并产生预定变形量，压力传感器检测压力触杆所受到的测量点的反作用力，该反作用力的值即为该预定变形量所对应的表征检测区域的刚度的压力值，从而实现车顶棚的刚度检测，能够可靠地评价车顶棚的刚度。

其次，由于刚度检测部还具有预压单元，能够在进行压力测量之前对测量点附近的区域进行预压定位，避免在压力触杆下压测量点时引起测量点附近区域产生变形而造成测量点的实际变形量小于预定变形量，进一步地提高了车顶棚刚度检测的准确性。

再次，由于预压单元的定位杆的上端活动穿设在安装板上，下端设有下压头，定位杆位于安装板和下压头之间的部分套设有弹簧，在第二驱动件驱动安装板和定位杆进行下降动作时，依靠弹簧的压缩弹性为定位杆提供具有缓冲作用的下压力来压紧车顶棚，以避免压损车顶棚。

Claims (7)

1.一种车顶棚刚度检测设备，用于对车顶棚的侧边上安装气囊的检测区域进行刚度检测，其特征在于，包括：

机架；

定位压紧装置，设置在所述机架上，用于固定所述车顶棚，包括定位部和压紧部，

所述定位部具有与所述车顶棚形状相对应的模胎，用于定位所述车顶棚，

所述压紧部具有设置在所述模胎上的多个气缸夹钳，用于将所述车顶棚压紧在所述模胎上；

车顶棚刚度检测装置，安装在所述机架上，包括能够沿第一方向移动的第一方向移动部、设置在所述第一方向移动部上且能够沿第二方向移动的第二方向移动部、以及设置在所述第二方向移动部上的刚度检测部，

所述刚度检测部用于在所述第一方向移动部、所述第二方向移动部的驱动下对所述检测区域中的至少一个测量点进行压力测量；以及

控制装置，具有控制部，用于控制所述定位压紧装置和所述车顶棚刚度检测装置的运行；

其中，所述第一方向和所述第二方向之间的夹角为θ，0°<θ<180°，

所述刚度检测部具有压力测量单元和预压定位单元，

所述压力测量单元包括压力触杆、压力传感器以及用于驱动所述压力触杆进行上升或下降动作的第一驱动构件，

当所述第一驱动构件驱动所述压力触杆进行下降动作时，所述压力触杆的下端对所述测量点进行下压并产生预定变形量，

所述压力传感器检测所述压力触杆所受到的所述测量点的反作用力，该反作用力的值即为该预定变形量所对应的表征所述检测区域的刚度的压力值，

所述预压定位单元设置在所述第二方向移动部上，用于在所述第一方向移动部、所述第二方向移动部的驱动下对所述测量点进行预压定位，包括定位杆以及驱动所述压力触杆进行上升或下降动作的第二驱动构件，

当所述第二驱动构件驱动所述定位杆进行下降动作时，所述定位杆的下端对以所述测量点为中心的周围区域进行压紧；

所述控制装置还包括判断部，

所述判断部用于判断所测量得到的与所述预定变形量所对应的压力值是否落入气囊能够顺利爆破的强力值安全范围内。

2.根据权利要求1所述的车顶棚刚度检测设备，其特征在于：

其中，所述预压定位单元还包括安装板，固定设置在所述第二驱动构件上，用于将所述定位杆安装在所述第二驱动构件上，

所述定位杆的数量为四个，四个所述定位杆呈矩形的设置在所述安装板上，

所述压力触杆设置在四个所述定位杆所围成的矩形的中心位置，所述安装板上设置有供所述压力触杆安装的凹槽或通孔，

所述矩形的尺寸为长245～285mm、宽80～100mm。

3.根据权利要求2所述的车顶棚刚度检测设备，其特征在于：

其中，所述定位杆的上端活动穿设在所述安装板上，

所述定位杆的下端设置有下压头，

所述定位杆位于所述安装板和所述下压头之间的部分套设有弹簧。

4.根据权利要求1所述的车顶棚刚度检测设备，其特征在于：

其中，所述压力触杆是由高碳铬轴承钢材料制成的圆柱形杆，

所述圆柱形杆的直径为15～20mm。

5.根据权利要求1所述的车顶棚刚度检测设备，其特征在于：

其中，所述第一方向移动部包括：

第一滑轨，沿所述第一方向设置；

滑动安装架，可滑动地安装在所述第一滑轨上，用于安装所述第二方向移动部；以及

第一方向驱动构件，用于驱动所述滑动安装架在所述第一滑轨上滑动，

所述第一滑轨的数量为两个，两个所述第一滑轨平行设置，

所述滑动安装架的下端设置有与所述第一滑轨相配合的滑块。

6.根据权利要求1所述的车顶棚刚度检测设备，其特征在于：

其中，所述第二方向移动部包括：

第二滑轨，固定设置在第一方向移动部上且沿所述第二方向设置；

滑动安装板，可滑动地安装在所述第二滑轨上，用于安装所述刚度检测部；以及

第二方向驱动构件，用于驱动所述滑动安装板在所述第二滑轨上滑动，

所述第二滑轨的数量为两个，两个所述第二滑轨平行设置，

所述滑动安装板的一侧设置有与所述第二滑轨相配合的滑块。

7.根据权利要求1所述的车顶棚刚度检测设备，其特征在于：

其中，所述第一方向和所述第二方向之间的夹角θ为90°，

所述第一方向为所述机架的长度方向，

所述第二方向为所述机架的宽度方向。