CN107576468B - 一种大型结构碰撞试验设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型结构碰撞试验设备，包括轨道、壁障和通过牵引索与大型结构连接的牵引装置，所述轨道一侧设置有释放装置，所述牵引装置通过传动钢绳带动沿所述轨道运行，运行的牵引装置通过牵引索牵引大型结构行走，当大型结构牵引行走至释放装置时，该释放装置同时切断牵引装置分别与传动钢绳和牵引索的动力，使大型结构自由行驶至所述壁障进行碰撞。本发明通过释放装置可同时切断牵引装置分别与传动钢绳和牵引索的动力，即与传动钢绳的驱动力和与牵引索的牵引力，避免牵引装置继续运行而受损坏，可确保大型结构在指定位置以指定速度进行碰撞，提高试验的精确度；同时，本设备结构较为简单，加工、运行成本较低。

Description

一种大型结构碰撞试验设备

技术领域

本发明涉及大型结构碰撞试验用设备。

背景技术

大型结构碰撞试验如汽车碰撞试验是汽车被动安全性研究的重要方法。通过碰撞试验可以改进汽车的安全特征，同时还可以对车辆进行安全性认证，是综合评价汽车安全性能的最基本、最有效的方法。试验通过重现交通事故形态来分析碰撞发生前后车辆与车内假人的运动状态及损坏情况，并以此为依据来改进车辆结构设计或改进车内乘员保护装置，提高抗碰撞能力，保护乘员安全。由于汽碰撞试验对于试验用车来说是不可重复的破坏性试验，试验具有唯一性，要求试验用车辆必须准确无误地按照预先设定的程序完成碰撞。在试验过程中，牵引装置起着带动小车行驶的作用。小车在牵引索的带动下沿直线导轨行驶，在试验用车距离撞击壁障一定距离时，牵引装置切断牵引索与试验用车之间的动力传递，确保试验用车在自由状态下以规定的速度撞击壁障。现有的碰撞试验设备不能同时切断牵引装置的动力，导致试验不够精确、设备损坏较为严重。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种可同时切断牵引装置的驱动力和牵引力的大型结构碰撞试验设备。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种大型结构碰撞试验设备，包括轨道、壁障和通过牵引索与大型结构连接的牵引装置，所述轨道一侧设置有释放装置，所述牵引装置通过传动钢绳带动沿所述轨道运行，运行的牵引装置通过牵引索牵引大型结构行走，当大型结构牵引行走至释放装置时，该释放装置同时切断牵引装置分别与传动钢绳和牵引索的动力，使大型结构自由行驶至所述壁障进行碰撞。

作为优选，所述轨道内设置有由电机驱动的两根逆向运行的传动钢绳，所述牵引装置外侧设置有滚轮装置，所述牵引装置夹紧其中一根传动钢绳，该其中一根传动钢绳驱动牵引装置的滚轮装置沿所述轨道运行。

作为优选，所述轨道上设置有阻挡块，当所述释放装置切断牵引装置的动力后，该阻挡块阻挡牵引装置继续沿轨道运行。

作为优选，所述滚轮装置包括设置在牵引装置前后两侧的两对滚轮组，每一对滚轮组包括设置牵引装置左右侧的两组滚轮组，每一组滚轮组包括上下两滚轮，其中下滚轮设置轨道下侧，上滚轮设置在轨道上侧。

作为优选，所述牵引装置包括牵引本体，牵引本体下侧设置有与所述其中一根传动钢绳连接的夹紧机构，牵引本体上侧设置有与大型结构连接的牵引钩和可锁紧该牵引钩的锁紧机构，该锁紧机构锁紧所述牵引钩的同时使夹紧机构夹紧传动钢绳，锁紧机构解锁牵引钩的同时使夹紧机构松开传动钢绳。

作为优选，所述牵引钩包括设置在牵引本体上侧中部的钩座和安装在该钩座上可转动的钩盘，该钩盘周壁成型有数个齿，连接大型结构的牵引索通过挂钩钩挂在其中一个齿上，所述锁紧机构通过控制所述钩盘的转动使挂钩钩挂或脱离钩盘的齿。

作为优选，所述锁紧机构包括可旋转的锁紧臂，该锁紧臂上设置有锁紧块，所述锁紧臂通过带动锁紧块插入所述钩盘的齿槽将钩盘锁紧；所述锁紧机构还包括固定在锁紧臂一端的转轴，锁紧臂另一端为自由端，所述锁紧块设置在锁紧臂中部；当外力推动所述自由端时，锁紧臂以其所述一端的转轴为中心旋转，所述锁紧块脱离齿槽而解锁钩盘。

作为优选，所述夹紧机构包括固定在牵引本体下侧的夹紧座和可移动的夹紧块，所述夹紧座和夹紧块之间留有供传动钢绳通过的间隙，通过所述转轴的旋转使夹紧块将传动钢绳夹紧在所述间隙内。

作为优选，所述夹紧块外侧两端分别设有斜面，所述牵引本体下侧对应固设有两个定位槽，在每一斜面与对应的定位槽之间形成可设置楔形块的容纳空间，从牵引本体上侧向下设有可伸入每一容纳空间的螺杆；在夹紧传动钢绳时，在两个容纳空间内分别设置一个楔形块，每一楔形块一端卡入所述定位槽，楔形块另一端的楔形面与所述斜面接触，每一所述楔形块上开设有与所述螺杆配合的螺纹通孔，通过旋转所述螺杆驱动楔形块的楔形面推压对应的斜面使夹紧块移动。

作为优选，所述夹紧块中部外侧设有凸轮，所述楔形块驱动夹紧块移动将传动钢绳夹紧在所述间隙后，所述转轴带动该凸轮旋转，旋转后的凸轮抵紧所述夹紧块。

从以上技术方案可知，本发明通过释放装置可同时切断牵引装置分别与传动钢绳和牵引索的动力，即与传动钢绳的驱动力和与牵引索的牵引力，避免牵引装置继续运行而受损坏，可确保大型结构在指定位置以指定速度进行碰撞，提高试验的精确度；同时，本设备结构较为简单，加工、运行成本较低。

附图说明

图1是本发明一种优选方式的结构示意图。

图2是图1中A向局部结构示意图。

图3是本发明牵引装置底面的结构示意图。

图4是图3中B向局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1、图2、图3和图4详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

一种大型结构碰撞试验设备，包括轨道8、壁障7和通过牵引索6与大型结构连接的牵引装置9，所述轨道一侧设置有释放装置81，所述牵引装置通过传动钢绳2带动沿所述轨道运行，运行的牵引装置通过牵引索牵引大型结构行走，当大型结构行走至释放装置时，该释放装置同时切断牵引装置分别与传动钢绳和牵引索的动力，使大型结构自由行驶至所述壁障进行碰撞；由于及时切断了传动钢绳与牵引装置之间的驱动力，可避免牵引装置继续行驶而受到损坏；同时也及时切断了牵引索与牵引装置之间的牵引力，使大型结构在没有牵引力的状态下按指定的速度自由行驶，提高试验的精确度。

本发明的所述轨道内设置有由电机驱动的两根逆向运行的传动钢绳，两根传动钢绳可形成回路，即在轨道一端设置滑轮，两根传动钢绳缠绕在滑轮上形成一整条传动钢绳，在轨道另一端可由电机驱动传动钢绳的一端运行（其中一根），对传动钢绳另一端（另一根）进行收卷；同时，采用两根传动钢绳可实现牵引装置的双向驱动，也可在轨道两端均可设置壁障，在实施过程中，只需将牵引装置由其中一根钢绳变换为另一根钢绳驱动即可；该方式不仅传动平稳、可靠；而且占地面积小，成本低。在实施过程中，所述牵引装置9外侧设置有滚轮装置82，所述牵引装置夹紧其中一根传动钢绳，为牵引装置提供驱动力，该其中一根传动钢绳驱动牵引装置的滚轮装置沿所述轨道运行。轨道可采用凹槽的形成，轨道设置在凹槽侧壁顶面，而牵引装置则位于凹槽内，不仅可防止牵引装置跑偏，使得运行更省力；而且结构简单、加工方便、成本低。

在实施过程中，所述滚轮装置包括设置在牵引装置前后两侧的两对滚轮组，每一对滚轮组包括设置牵引装置左右侧的两组滚轮组，每一组滚轮组包括上下两滚轮，其中下滚轮设置轨道下侧，上滚轮设置在轨道上侧，通过上下滚轮将轨道夹持在上下滚轮之间，可防止牵引装置在牵引过程中向上飞出轨道。所述轨道上设置有阻挡块83，当所述释放装置切断牵引装置的动力后，该阻挡块阻挡牵引装置继续沿轨道运行。在实施过程中，在切断牵引装置的动力后，由于惯性牵引装置会继续行驶，此时阻挡块只需轻微撞击牵引装置就可阻挡其继续行驶，不仅保证牵引装置不会影响试验的精度，而且可减小牵引装置的损坏。

本发明的牵引装置9包括牵引本体1，所述牵引本体下侧设置有与传动钢绳2连接的夹紧机构3，传动钢绳可带动牵引装置沿碰撞轨道移动，牵引本体上侧设置有与大型结构如汽车连接的牵引钩4和可锁紧该牵引钩的锁紧机构5，牵引装置的牵引钩通过牵引索6带动大型结构行走；本发明中，锁紧机构锁紧所述牵引钩的同时可使夹紧机构夹紧传动钢绳，锁紧机构解锁牵引钩的同时可使夹紧机构松开传动钢绳；这样一方面可确保传动钢绳的动力安全可靠地传递至牵引装置和大型结构，另一方面可确保及时切断传动钢绳与牵引装置之间以及牵引装置与大型结构之间的动力，不仅减少牵引装置的损坏，而且安全、节能，可提高试验的准确性。

本发明的牵引钩4包括设置在牵引本体1上侧中部的钩座41和安装在该钩座上可转动的钩盘42，该钩盘周壁成型有数个齿43，连接大型结构的牵引索6通过挂钩61钩挂在其中一个齿上，所述锁紧机构5通过控制所述钩盘42的转动使挂钩钩挂或脱离钩盘的齿。具体来说，所述锁紧机构5包括可旋转的锁紧臂51，该锁紧臂上设置有锁紧块52，所述锁紧臂通过带动锁紧块插入所述钩盘的齿槽将钩盘锁紧；由于锁紧块插入齿槽，钩盘无法转动，因此挂钩被牢牢卡在齿上，从而通过牵引索安全可靠地牵引大型结构行走。

所述锁紧机构5还包括固定在锁紧臂一端的转轴53，锁紧臂另一端为自由端，所述锁紧块设置在锁紧臂中部；当大型结构行走至释放装置的位置时，该释放装置如沿轨道长度方向设置的顶杆，其与锁紧臂发生碰撞，从而推动锁紧臂的自由端，锁紧臂在顶杆作用下以转轴为中心旋转，从而带动所述锁紧块以转轴为中心旋转，使得锁紧块脱离齿槽，进而解锁钩盘，而此时牵引装置的驱动力被切断，牵引装置会快速减速或停止，大型结构则在惯性作用下继续向前行驶，挂钩与牵引索之间失去牵引力，随着大型结构从牵引装置后侧行走至前侧与壁障发生碰撞，牵引索可能会脱离挂钩，避免干涉碰撞，牵引索也可能不脱落挂钩，其与挂钩连接的一端随着大型结构的行走从牵引装置后侧运动到其前侧，由于牵引索在牵引时呈倾斜状，其使挂钩发送翻转，翻转后的挂钩如被牵引索继续拉动，则挂钩可通过齿带动钩盘旋转，从而使挂钩脱离齿，进一步保证大型结构自由行走，使试验的精确顺利地进行。

在实施过程中，所述钩座41为一个方形壳体，所述钩盘通过定轴44安装在壳体内，壳体一边向上延伸形成挡板45，挡板上开设有锁孔46，所述锁紧块52穿过锁孔插入齿槽，由此可保证锁紧块准确插入，同时挡板可阻挡锁紧臂过度旋转。挡板顶端横向固定设置有槽板47，转动至钩盘上端的齿可伸入槽板的条形槽48内，可避免挂钩脱离钩盘。在挂钩牵引牵引索时，即使挂钩脱离了齿，其也会被挡板钩住，从而保证牵引的可靠性。

本发明的夹紧机构3包括固定在牵引本体下侧的夹紧座31和可移动的夹紧块32，所述夹紧座和夹紧块之间留有供传动钢绳通过的间隙33，通过所述转轴的旋转使夹紧块将传动钢绳夹紧在所述间隙内。作为优选，所述间隙呈波浪状，保证夹紧更加可靠。波浪状间隙的形成可通过在夹紧座和夹紧块上成型相互配合的波浪状夹紧面实现。在实施过程中，传动钢绳由电机驱动沿碰撞轨道移动，夹紧机构通过夹紧传动钢绳使牵引装置对大型结构进行牵引力的输送。

作为优选，所述夹紧块32外侧两端分别设有斜面，所述牵引本体下侧对应固设有两个定位槽34，在每一斜面与对应的定位槽之间形成可设置楔形块35的容纳空间，从牵引本体上侧向下设有可伸入每一容纳空间的螺杆37；在夹紧传动钢绳时，在两个容纳空间内分别设置一个楔形块，每一楔形块一端卡入所述定位槽，楔形块另一端的楔形面与所述斜面接触，可通过楔形面推压斜面调整间隙的大，小每一所述楔形块上开设有与所述螺杆配合的螺纹通孔36，通过旋转所述螺杆驱动楔形块的楔形面推压对应的斜面使夹紧块移动，从而调节楔形块的位置，实现通过楔形块调节夹紧块的位置，达到调节间隙大小的目的。在实施过程中，螺杆从牵引本体上侧向下伸出，可在牵引本体上侧旋转，大大方便了安装和调节。本发明的夹紧块中部外侧设有凸轮38，所述楔形块驱动夹紧块移动将传动钢绳夹紧在所述间隙后，所述转轴带动该凸轮旋转，旋转后的凸轮抵紧所述夹紧块。保证传动钢绳牢牢夹紧在间隙中。

在夹紧传动钢绳之前，须旋转螺杆，此时由于楔形块卡在定位槽内，其不会旋转，但楔形块与牵引本体之间随着螺杆旋转逐渐紧固，也就是说楔形块会上移或者牵引本体下移，导致楔形面推压所述斜面，从而使夹紧块平移，实现减小间隙的目的，从而夹紧传动钢绳；当传动钢绳夹紧后，旋转锁紧臂，一方面使得锁紧块从锁紧孔插入齿槽，从而所述牵引钩，另一方面带动转轴旋转，旋转的转轴驱动所述凸轮旋转，从而使凸轮抵紧夹紧块，确保传动钢绳被夹紧；随后，反向旋转螺杆，使楔形块从容纳空间脱落，收拾好楔形块后就可以开始碰撞试验。本发明利用螺杆驱动楔形块夹紧传动钢绳，可从牵引本体上侧利用工具旋转螺杆，不仅方便、省力，而且避免直接旋转凸轮驱动夹紧块移动，有利于保护凸轮。

在实施过程中，夹紧块中部为平面，当夹紧块移动至夹紧传动钢绳后、而锁紧块在没有插入齿槽的初始状态时，所述凸轮的尖部方向与夹紧块中部的平面方向平行，随着锁紧臂带动转轴旋转，锁紧块插入齿槽，此时凸轮随着转轴旋转，其尖部垂直夹紧块的中部平面，从而抵紧夹紧块，使夹紧块将传动钢绳牢牢夹紧在波浪状间隙内。反之，当锁紧臂带动转轴逆向旋转时，锁紧块脱离齿槽，解锁钩盘；此时凸轮反向旋转，其尖部不接触夹紧块，夹紧块的外力消失，而此时在波浪状间隙内的传动钢绳在其自身张力的作用下撑开间隙，使夹紧块向外移动，从而松开传动钢绳，切断动力。由此可知，本发明结构简单，设计巧妙，不仅传动可靠，而且切断动力及时。

上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。

Claims (6)

1.一种大型结构碰撞试验设备，包括轨道、壁障和通过牵引索与大型结构连接的牵引装置，其特征在于：所述轨道一侧设置有释放装置，所述牵引装置通过传动钢绳带动沿所述轨道运行，运行的牵引装置通过牵引索牵引大型结构行走，当大型结构牵引行走至释放装置时，该释放装置同时切断牵引装置分别与传动钢绳和牵引索的动力，使大型结构自由行驶至所述壁障进行碰撞；所述轨道内设置有由电机驱动的两根逆向运行的传动钢绳，所述牵引装置外侧设置有滚轮装置，所述牵引装置夹紧其中一根传动钢绳，该其中一根传动钢绳驱动牵引装置的滚轮装置沿所述轨道运行；所述牵引装置包括牵引本体，牵引本体下侧设置有与所述其中一根传动钢绳连接的夹紧机构，牵引本体上侧设置有与大型结构连接的牵引钩和可锁紧该牵引钩的锁紧机构，该锁紧机构锁紧所述牵引钩的同时使夹紧机构夹紧传动钢绳，锁紧机构解锁牵引钩的同时使夹紧机构松开传动钢绳；所述牵引钩包括设置在牵引本体上侧中部的钩座和安装在该钩座上可转动的钩盘，该钩盘周壁成型有数个齿，连接大型结构的牵引索通过挂钩钩挂在其中一个齿上，所述锁紧机构通过控制所述钩盘的转动使挂钩钩挂或脱离钩盘的齿；所述锁紧机构包括可旋转的锁紧臂，该锁紧臂上设置有锁紧块，所述锁紧臂通过带动锁紧块插入所述钩盘的齿槽将钩盘锁紧；所述锁紧机构还包括固定在锁紧臂一端的转轴，锁紧臂另一端为自由端，所述锁紧块设置在锁紧臂中部；当外力推动所述自由端时，锁紧臂以其所述一端的转轴为中心旋转，所述锁紧块脱离齿槽而解锁钩盘。

2.根据权利要求1所述大型结构碰撞试验设备，其特征在于：所述轨道上设置有阻挡块，当所述释放装置切断牵引装置的动力后，该阻挡块阻挡牵引装置继续沿轨道运行。

3.根据权利要求2所述大型结构碰撞试验设备，其特征在于：所述滚轮装置包括设置在牵引装置前后两侧的两对滚轮组，每一对滚轮组包括设置牵引装置左右侧的两组滚轮组，每一组滚轮组包括上下两滚轮，其中下滚轮设置轨道下侧，上滚轮设置在轨道上侧。

4.根据权利要求3所述大型结构碰撞试验设备，其特征在于：所述夹紧机构包括固定在牵引本体下侧的夹紧座和可移动的夹紧块，所述夹紧座和夹紧块之间留有供传动钢绳通过的间隙，通过所述转轴的旋转使夹紧块将传动钢绳夹紧在所述间隙内。

5.根据权利要求4所述大型结构碰撞试验设备，其特征在于：所述夹紧块外侧两端分别设有斜面，所述牵引本体下侧对应固设有两个定位槽，在每一斜面与对应的定位槽之间形成可设置楔形块的容纳空间，从牵引本体上侧向下设有可伸入每一容纳空间的螺杆；在夹紧传动钢绳时，在两个容纳空间内分别设置一个楔形块，每一楔形块一端卡入所述定位槽，楔形块另一端的楔形面与所述斜面接触，每一所述楔形块上开设有与所述螺杆配合的螺纹通孔，通过旋转所述螺杆驱动楔形块的楔形面推压对应的斜面使夹紧块移动。

6.根据权利要求5所述大型结构碰撞试验设备，其特征在于：所述夹紧块中部外侧设有凸轮，所述楔形块驱动夹紧块移动将传动钢绳夹紧在所述间隙后，所述转轴带动该凸轮旋转，旋转后的凸轮抵紧所述夹紧块。