CN107655443A - 汽车白车身门窗对角线长度微量变化测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车白车身门窗对角线长度微量变化测量装置，其特征在于，该装置包括设置在装置两端的两个夹紧块，所述夹紧块内嵌有薄橡胶块，包裹住车门、车窗的凸出部位，设置在中间的滑杆，以及套设在滑杆上的上测量杆和下测量杆，其中，所述滑杆的一端与所述上测量杆粘接，另一端可在所述下测量杆孔内滑动，长度传感器利用传感器卡座设置在测量杆上。该装置能通过安装测量器具时的一个小变化避免同时采用多个装置对门窗变形量进行测试时干涉的发生，且制造成本低、安装方便、易于实施。

Description

汽车白车身门窗对角线长度微量变化测量装置

技术领域

本发明涉及汽车车身性能测试时需要用到的车门窗对角线变形测量装置，提供了一种白车身门窗变形量测试装置，属于工艺装备设计领域、汽车性能检测领域。

背景技术

汽车在日常行驶过程中，车身会承受各种载荷，如果车身的刚度设计不合理，将直接影响汽车的安全性、可靠性、操纵稳定性、动力响应性、NVH性能、燃油经济性等重要指标。汽车静态分析是动态分析的基础，白身的弯曲和扭转刚度测试是汽车静态测试的重要部分。在进行汽车白车身刚度性能检测时，按测试标准要求，需要对白车身门窗的对角线变形进行测量，测试装置要实现白车身的门、窗在弯曲和扭转工况下对角线变形量的测量。

图1是汽车白车身刚度测试过程中对于门窗对角线测量的布局要求图例，对中小型车，需要同时测量的这类尺寸约在30个左右，在试验过程中，要明确一下试验过程，以弯曲试验为例简介如下：车身采用四点支撑在试验台上后，在车身地板的中部分级施加载荷(加载和卸载均应分级)，例如0→200N→400N→600N→800N→600N→400N→200N→0，在此过程中、车门、车窗的对角线、对边线的长度一定会有所变化(变化量过大将导致挤破玻璃、不能开窗、开门等后果)，本发明即是为了测量出这一长度变化量而设计了测量装置及方法。

目前用于专门测量门窗对角线变形的装置尚无，各厂试验过程中一般采用简陋的办法，例如：

(1)对需要测量的尺寸在两端做好点标记(或安装磁性柱)，用2米左右的游标卡尺测量两标记之间的变化，这种游标卡尺非常沉重，需要两人抬着测量，因需要测量的尺寸多，而且采用多级加载和卸载，因此测量次数非常多，劳动强度很大，测量时间长，与试验过程中其它量(车身下部各点的垂直位移采用长度传感器，可瞬时测量出数十各点的位移)的测量相比，时间严重滞后，而且测量人员在试验台上移动，势必接触在测车身，造成测量误差。

(2)专门设计两点测规，原理类似于游标卡尺，但轻巧很多，一端固定的带尖顶圆柱顶住待测尺寸一端的一个标记点，另一端可移动的带尖顶圆柱顶住待测尺寸另一端的标记点后固定，得到两点之间的距离，拿下测规，用钢直尺测量两尖顶圆柱之尖顶的距离，间接测得两点之间的距离值，记载下来，不断重复，此法与上相比只是减轻了测具的重量，其它问题都存在，而且多一个问题——游标卡尺是直接读数，而它是间接读数，多了一个产生误差的环节。

(3)用拉线传感器，一端固定在某点，另一端拉绳与待测尺寸的另一端固定，绳像卷尺一样可以伸缩，而伸缩量可实时用电量的方式传送到仪器上，再换算成长度量。这样的拉线传感器价格昂贵，数十个需同时一起使用，测量成本大增，而且软线容易在测量过程中干涉。

(4)用激光测量，利用激光对准测量直线的两端点(事先布置好靶标纸)进行测量，需要配套设计激光器的移动装置，结构复杂，不便于安装、调试。

(5)采用超大型三维测量仪，价格昂贵。

因此，在现有技术中，迫切需要解决以下问题，如何在车门发生变形时能精确测量对角线的变形量；车门、车窗对角线(或对边距离)长短不一，甚至差别很大，如何采用同样的测量原理，但灵活地组合(或临时制作)为不同长度的测量器具；如何方便的实现测量装置与车门的连接；如何实现车门发生扭曲变形时，测量装置不发生变形，仍能精确测量变形量；以及对角线和对边线有交叉，但实际测量时，测量器具不能有干涉的现象，不能在同一平面内，必须错开，特别是三条线交叉的情况，空间必须设法避免接触(还必须留有一定间隙)，也就是如何实现在同时使用多个测量装置对变形量进行测试时避免干涉发生。

发明内容

本发明提供了一种汽车白车身门窗对角线长度微量变化测量装置。

汽车白车身门窗对角线长度微量变化测量装置包括设置在装置两端的两个夹紧块，所述夹紧块内嵌有薄橡胶块，包裹住车门、车窗的凸出部位，设置在中间的滑杆，以及套设在滑杆上的上测量杆和下测量杆，其中，所述滑杆的一端与所述上测量杆粘接，另一端可在所述下测量杆孔内滑动，长度传感器利用传感器卡座设置在测量杆上。

另一方面，所述滑杆为两根，所述滑杆的固定端和滑动端的长度均小于滑杆全长的1/3。

另一方面，所述夹紧块包括夹紧螺钉、关节轴承装配用回转销轴、夹紧块前端、夹紧块后端以及关节轴承。关节轴承与夹紧块采用回转销轴连接，顺夹紧块的槽方向可随意旋转，在与槽垂直的方向，受槽两侧挡板的制约，只能利用关节轴承内部的球面轴承实现小范围的转动，与测量杆的连接利用关节轴承上的内螺纹孔用螺钉连接。

另一方面，所述两根滑杆为D型，采用耐磨塑料制作，D型滑杆将套入两端测量杆的两个D型孔中；D型滑杆一端将涂抹粘接剂，再插入测量杆的D型孔中，数小时后粘接牢固，实现与测量杆的固定连接。

另一方面，所述传感器的顶板采用普通的铝质L型角钢制作并且钻出两孔，用螺钉固定在所述测量杆上。

本装置能通过安装测量器具时的一个小变化避免同时采用多个装置对门窗变形量进行测试时干涉的发生，且制造成本低、安装方便、易于实施，可大幅度降低试验费用，利用长度传感器的精度和电量传输方法，测试精度高，操作简便、安全可靠。

附图说明

图1是门窗对角线长度测量示意图。

图2是门窗对角线长度测量装置布置图。

图3是测量方案示意图。

图4是测量装置的顶视图和侧视图。

图5是测量装置的局部剖视图。

图6是夹紧装置的立体图。

图7是测量杆的截面视图。

图8是传感器顶板透视图。

图9是D型滑杆透视图。

图10是测量杆完整装配视图。

图11是直角板结构透视图。

图12是直角板和测量杆的安装视图。

具体实施方式

参见图3-5，示出了测量装置的各个视图，汽车白车身门窗对角线长度微量变化测量装置及方法，该装置包括设置在两侧的夹紧块1和6，夹紧块1和6夹住待测量的对角线两侧窗框，它们分别与测量长度两端的车门窗上凸出的钣金件连接，用图4中所示的夹紧螺钉13顶住车门、窗上的凸起钣金件，夹紧块内嵌有薄橡胶块15，包裹住车门、车窗的凸出部位，采用橡胶有三个好处。一是保护车门窗不至于被夹紧螺钉顶出印痕，二是增加夹紧螺钉与车门窗之间的摩擦力(橡胶与钢之间的摩擦系数大于钢对钢的)不至于转动(只有一个夹紧螺钉，虽顶紧了但容易绕顶紧点转动)，三是把对影响整车刚度和模态的影响减少到了最低程度。

与夹紧块1和6相连的两个测量杆2和11，其中测量杆2和11的长度可以相同或不同，在现场根据对角线长度裁切，两测量杆之间留下约50mm间隙，滑杆4套接在测量杆2和11上，滑杆4一端与上测量杆2粘接，另一端可在下测量杆11孔内滑动，测量前需注入少量润滑油，从而适应对角线长度方向上的变化，变化量很小，约10mm以内，滑杆4采用了两根，可防止测量杆2和测量杆11发生扭转，保持在一条直线上。滑杆固定端和滑动端的长度均应部小于滑杆全长的1/3。长度传感器5设置在测量杆上，对长度变化进行测量。长度传感器5利用传感器卡座8设置在测量杆上，传感器卡座8选用市场上容易购置的塑料管卡座，用螺钉或者胶粘的方法与测量杆相连。连接螺钉10用于将传感器顶板3与测量杆2连接起来(也可改为粘接)。

如图6所示，示出了夹紧装置的立体图。夹紧块包括夹紧螺钉13、关节轴承装配用回转销轴14、夹紧块前端、夹紧块后端以及关节轴承9。关节轴承9与夹紧块1和6采用回转销轴14连接，顺夹紧块的槽方向可随意旋转，在与槽垂直的方向，受槽两侧挡板的制约，只能利用关节轴承内部的球面轴承实现小范围的转动，与测量杆11的连接利用关节轴承9上的内螺纹孔用螺钉连接。

如图7所示，示出了测量杆的截面图，该测量杆采用铝质材料，重量轻、且容易锯断，便于试验现场灵活截断；截面形状复杂(目字型)，抗弯刚度好，不容易发生弯曲，适应长度测量要求，装修工程和家具行业中也常用它做承压杆，比如家中衣柜中挂衣服的横杆；杆中两端的D型孔中可套入专门制作的两D型杆，一端采用胶粘的方法实现D型杆与D型孔的固定连接，另一端则使D型杆与D型孔实现间隙很小的滑动连接，D型结构本身就可以避免D型杆和D型孔的相对转动，采用两处同样的连接可使两测量杆的连接更为稳定，偏摆量达到最小。

如图8所示，示出了传感器的顶板3，采用普通的铝质L型角钢现场制作并且钻出两孔，用螺钉固定在测量杆上。

如图9所示，示出了两根D型滑杆，采用耐磨塑料制作，D型滑杆将套入两端测量杆的两个D型孔中；D型滑杆一端(约三分之一长度)将涂抹粘接剂，再插入测量杆的D型孔中，数小时后粘接牢固，实现与测量杆的固定连接。

图10示出了测量杆完整装配图。图11示出了直角板结构，图12示出了直角板和测量杆的安装方式，12表示直角板，13表示夹紧块的紧固螺钉，14表示关节轴承装配用回转销轴。保持三个测量器具不在同一平面、不发生干涉的原理是直角板12与测量杆的连接有多种方式，可见，通过不同的安装方式，可以改变测量杆与夹紧块的垂向(与测量器具的长度方向垂直)距离，从而使三个测量器具不会发生重迭在一起的干涉现象。

为实现测量装置与车门的可靠连接，采用了结构简单但调整和安装灵活的夹紧块，可根据车门不同部位钣金件的厚度采用螺钉来实现车门与测量装置的可靠连接，并且为防止与车门窗钣金件的刚性连接，造成夹紧处产生印痕，关键是影响模态测试结果，车身的性能试验常常是一次加载，同时测量多项指标，模态试验也可能同时进行，刚性连接的话，会影响车身的固有频率，在车门窗与夹紧块之间采用橡胶垫块进行隔离。

车门窗的夹紧装置分别与加长测杆采用铰链连接，以适应车门窗对角线或对边线不同方位的要求，利用两点定一直线的原理，夹紧装置在车门窗上的夹紧位置不受这些方位的影响，夹紧块一旦夹紧则位置是固定的，但相对于测量长度，夹紧块可视为一个点，测量杆的方位是各不相同的，测量杆与夹紧块采用铰链连接，则铰链可实现夹紧块与测量杆之间的自由转动，互不影响。

在测量车门对角线变形量时，往往需要同时测得车门、车窗不同位置的变形量，一般一个车门或车窗有三个长度量需要测量，当使用测量器具测量时，三套测量器具不能同一平面，否则会发生干涉。本发明通过用直角板件连接钳紧装置和连杆，可避免采用多个装置测量车门变形量时干涉的发生。

在车门发生扭转变形时，为使测得的变形量仍为对角线变形量，在夹紧块中采用了万向球接头连杆，以使测得的变形量为对角线变形量。

制作完成后，已实现对多款车门的测量，完全满足设计要求，且成本低、易于实施，测试精度高，操作简便、调试方便、安全可靠。

测试现场一旦调整好之后，人员不能再上试验台，加载采用专用装置、人员站在试验台外侧进行加载，对在测车辆的挠动很小，因此，虽然整个测量器具较长，与车身相比感觉刚性不佳，容易弯曲，但实际上该装置测量的是长度的变动量，只要没有对测量器具施加额外的挠动，则对测量结果的影响是非常微小的，甚至可以说，哪怕安装时测量装置稍有弯曲，在不断对车施加载荷的过程中，车门、车窗的对角线(或对边线)随之发生小量的伸长或缩短的变化，仍然是可以较为准确的测量的。

本发明通过用直角板件连接钳紧装置和连杆，可避免采用多个装置测量车门变形量时干涉的发生。结构简单，和在现场方便地制作，节省空间且方便安装调试。可通过现场截至测量杆的长度和调整滑杆插入套筒的长度适应不同尺寸车门、车窗的测量，适应性强。采用关节轴承可消除扭转产生的影响，保证测得位移为对角线变形量。

Claims (5)

1.一种汽车白车身门窗对角线长度微量变化测量装置，其特征在于，该装置包括设置在装置两端的两个夹紧块，所述夹紧块内嵌有薄橡胶块，包裹住车门、车窗的凸出部位，设置在中间的滑杆，以及套设在滑杆上的上测量杆和下测量杆，其中，所述滑杆的一端与所述上测量杆粘接，另一端可在所述下测量杆孔内滑动，长度传感器利用传感器卡座设置在测量杆上。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述滑杆为两根，所述滑杆的固定端和滑动端的长度均小于滑杆全长的1/3。

3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述夹紧快包括夹紧螺钉，关节轴承装配用回转销轴，夹紧块前端，夹紧块后端以及关节轴承，关节轴承与夹紧块采用回转销轴连接，顺夹紧块的槽方向可随意旋转，在与槽垂直的方向，受槽两侧挡板的制约，只能利用关节轴承内部的球面轴承实现小范围的转动，与测量杆的连接利用关节轴承上的内螺纹孔用螺钉连接。

4.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述两根滑杆为D型，采用耐磨塑料制作，D型滑杆将套入两端测量杆的两个D型孔中；D型滑杆一端将涂抹粘接剂，再插入测量杆的D型孔中，数小时后粘接牢固，实现与测量杆的固定连接。

5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述传感器的顶板采用普通的铝质L型角钢制作并且钻出两孔，用螺钉固定在所述测量杆上。