CN107677443A - 一种载具、模拟碰撞试验装置和模拟碰撞试验系统 - Google Patents
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Abstract
一种载具、模拟碰撞试验装置和模拟碰撞试验系统,属于试验装置领域。载具用于对载荷碰撞目标进行模拟碰撞试验。载具包括被构造成承载所述载荷并向所述载荷提供动能的载物台。被设置于载物台的控制装置使载荷以可控的方式被约束于载物台并在预设条件下释放载荷,使载荷自由运动。防撞装置设置于载物台,且被构造成使载物台与目标在模拟碰撞实验中非接触而被保护。载具能够实现大质量载荷以自由运动状态碰撞目标,且通过在更换耗材后,模拟碰撞试验装置可以多次重复使用。
Description
技术领域
本发明涉及试验装置领域,具体而言,涉及一种载具、模拟碰撞试验装置和模拟碰撞试验系统。
背景技术
随着触发传感器技术的发展,越来越多的产品使用触发传感器来敏感产品使用过程中的环境状态,用于实现特定功能。所以在这些产品的设计与试验过程中,需要进行多次模拟碰撞试验,用于验证传感器、产品的技术指标与性能。对于质量较小的载荷,可以使用的试验手段很多;但对于质量较大的载荷,测试手段较为有限。
现有大质量载荷碰撞试验方案主要有如下几种:第一,将载荷用吊车垂直吊起,然后自由落体撞向目标。这种方法简单易行,但不能模拟水平方向碰撞或者倾斜碰撞。第二,使用火箭发动机与载荷捆绑,在水平或倾斜轨道将载荷加速至指定速度碰撞目标。这种试验方法价格极为昂贵,且只能用于高速或超高速碰撞,不适用于低速碰撞。第三,将载荷与汽车捆绑,使用汽车整车碰撞的试验方法碰撞目标。这种方法的缺点是载荷不能实现自由碰撞目标,无法真实模拟碰撞效果,且只能一次性使用,效费比较差。
有鉴于此,提供一种能够实现大质量载荷模拟碰撞试验的设备是亟待解决的问题。
发明内容
基于现有技术的不足,本发明提供了一种载具、模拟碰撞试验装置和模拟碰撞试验系统,其可在低速(不高于60m/s)条件下,能保证载荷自由碰撞目标、能搭载大质量载荷反复使用的模拟碰撞试验装置,从而有利于以较低成本来验证传感器、产品的技术指标与性能,从而提高产品研制水平。
本发明是这样实现的:
在本发明的第一方面,提供了一种载具,用于对载荷碰撞目标进行模拟碰撞试验。载荷具有碰撞端、远离所述碰撞端的非碰撞端。
载具包括:
载物台,载物台被构造成承载载荷并向载荷提供动能;
被设置于载物台的控制装置,控制装置被构造成使载荷以可控的方式被约束于载物台并在预设条件下释放载荷,使载荷自由运动,载荷被控制装置约束而形成可选的至少第一姿态和第二姿态,处于第一姿态的载荷的轴心线与载具的运动方向一致,处于第一姿态的载荷的轴心线与载具的运动方向不同;
防撞装置,防撞装置设置于载物台,防撞装置被构造成使载物台与目标在模拟碰撞实验中非接触而被保护。
在其他的一个或多个示例中,载物台设置有约束表面,约束表面限定用于容纳载荷的约束空间。
在其他的一个或多个示例中,控制装置包括设置于第一预设方向的第一调节器、设置于第二预设方向的第二调节器,第一预设方向和第二预设方向相互垂直,且第一预设方向和第二预设方向限定的平面与载具的运动方向相垂直。
在其他的一个或多个示例中,载具还包括缓冲装置,缓冲装置设置于载物台,缓冲装置被构造成在模拟碰撞试验中接纳非碰撞端并进行缓冲。
在其他的一个或多个示例中,控制装置还包括隔板设置于载物台,且邻近缓冲装置布置,隔板具有第一工作状态和第二工作状态,处于第一工作状态的隔板被收纳以允许非碰撞端与缓冲装置接触,处于第二工作状态的隔板被伸出以阻隔并限制非碰撞端与缓冲装置非接触。
在本发明的第二方面,提供了一种模拟碰撞试验装置。模拟碰撞试验装置包括如前述的载具。
在其他的一个或多个示例中,模拟碰撞试验装置还包括主控装置,主控装置被配置以获得载物台的运动信息,运动信息包括载物台的运动速度、加速度以及运动方向中的任意一个或多个。
在其他的一个或多个示例中,模拟碰撞试验装置还包括与主控装置匹配的碰撞监测装置,碰撞监测装置具有敏感元件,敏感元件被构造成获取碰撞端与目标发生碰撞的碰撞信息,碰撞信息包括载荷的碰撞时间、加速度中的任意一个或两个。
在其他的一个或多个示例中,控制装置受控于主控装置以调节载荷的状态,状态包括载荷被控制装置固定的限制状态、载荷被控制装置释放的释放状态,限制状态包括第一姿态和第二姿态。
在本发明的第三方面,提供了一种模拟碰撞试验系统,包括如前述的模拟碰撞试验装置。
本发明实施例中提供的载具、模拟碰撞试验装置和模拟碰撞试验系统的有益效果如下:
(1)能够实现大质量载荷以自由运动状态碰撞目标;
(2)在更换耗材后,模拟碰撞试验装置可以多次重复使用;
(3)拥有限位装置和缓冲吸能装置,能够在碰撞后迅速限位并提供吸能缓冲,从而尽可能减少对载荷的损坏,提高载荷重复利用率;
(4)拥有速度测量装置和碰撞监测装置,可以精确控制碰撞速度,并监测碰撞过程;
(5)一体化设计,测试方便,且不需要牵引轨道。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的模拟碰撞试验车的第一视角的结构示意图;
图2本发明实施例提供的模拟碰撞试验车的第二视角的结构示意图;
图3本发明实施例提供的模拟碰撞试验车中的隔板、碰撞监测装置以及控制装置的配合的原理框图;
图4本发明实施例提供的模拟碰撞试验车中的缓冲装置的结构示意图。
图标:100-模拟碰撞试验车;101-载物台;102-主控装置;103-缓冲装置;104-隔板;105-控制装置;106-凹槽;107-载荷;108-碰撞监测装置;109-吸能耗材;401-可伸缩挡板控制电路;402-电机三;403-挡板;501-伸缩杆一;502-电机一;503-限位控制电路;504-电机二;505-伸缩杆二;506-缓冲孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中,在不矛盾或冲突的情况下,本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中,常规的设备、装置、部件等,既可以商购,也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中,为了突出本发明的重点,对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略,或仅作简单描述。
在碰撞实验中,尤其是对于大质量载荷的模拟碰撞试验,为了模拟真实的碰撞,以便获得更准确碰撞数据,常常需要使载荷在自由状态下碰撞目标。因此,如何在模拟实验中,使载荷能够在更接近真实条件下运动以完成碰撞试验是一个难题。基于这样的需求,现有技术中存在一些模拟碰撞装置,但是现有的装置不能很好地实现载荷的多姿态撞击的真实模拟。
因此,发明人提出了一种新的装置用于使载荷能够在更接近真实场景下完成碰撞试验。更具体而言,所述新的装置是一种载具、模拟碰撞试验装置和模拟碰撞试验系统。
本发明中,“载荷”是指被用于进行模拟碰撞以获得碰撞试验数据的设备。“目标”是被载荷所装置的设备,且承受载荷的装置,通过对目标的分析可以获悉碰撞的效果,如碰撞对目标的损害程度。作为一种载荷和目标的实体对应,载荷可以是导弹,目标可以是各种岩体、物体如坦克。或者,载荷是子弹,目标是弹靶。
在阐明本发明之前,应当认识到,本文中的载荷可以具有各种形状,并且可根据具体的试验要求而被选择。与之相对应的是,目标也可以存在各种形状,并且可根据具体的试验要求而被选择。本发明中,以圆柱形的载荷为例进行说明,但是,这并非意在限定载荷必须具有如本发明中的圆柱形结构。另外,为了更清楚地说明,载荷被定义有碰撞端和非碰撞端。碰撞端和非碰撞端大致位于圆柱形的载荷的两端(非碰撞端远离碰撞端)。在其他一些示例中,载荷的碰撞端和非碰撞端可以具有适当的间距或者其他的空间分布方式,并不以本发明附图中所展示的为限。另外,碰撞端常常被设置来易于与目标发生碰撞,或者对目标产生期望的冲击伤害,因此,在一些示例中,碰撞端可以设置有球面型的碰撞部。与之相对的是,为了减少载荷对试验平台(如载具)的破坏和/或更易于被减速和约束限位,非碰撞端常常具有规则的外形以及相对较大的表面积。
以下结合附图对本发明提供的本发明提供的载具、模拟碰撞试验装置和模拟碰撞试验系统进行更详细的阐述。
请一并参阅图1至图4。
本发明所述的载具能够被用于对载荷107碰撞目标(图未示)进行模拟碰撞试验。但是,所述的载具也可以被利用于其他的一些实验中,并不限于碰撞试验的模拟。另外,在本发明提出的载具的基础上进行的常规改进,以使其被应用于其他一些领域也应当被认为包含在本发明的保护范围之内。
本实施例中,载具被以一种具体可选的示例—模拟碰撞试验车100—而提供。在其他的一些示例中,载具也可以其他可以提供动力并能够进行行驶的设备。
模拟碰撞试验车100主要包括载物台101、控制装置105、防撞装置。其中,载物台101是模拟碰撞试验车100的主体,其为其他部件和结构体的安装和固定提供稳定的着力点和安装空间。控制装置105和防撞装置附加设置于载物台101,并且根据需要被构造以实现各种需要的功能。通常地,载物台101和控制装置105和防撞装置是相互关联的,例如,在运动中的载物台101可以通过控制装置105进行某一个或多个的期望参数和条件控制,以完成复杂的期望功能和对碰撞的监测。
载物台101被构造成承载载荷107并向载荷107提供动能。在模拟碰撞试验之前,载荷107被放置在载物台101被放置在载物台101,并使其载物台101受到适当的约束从而使载荷107以期望的方式被限制在载物台101。模拟碰撞试验之中,载荷107与载物台101相对静止地一同运动(也可以在运动过程中的某一段选择的时间内对载荷107的姿态进行调节),并在目标条件下载荷107能被释放而自由运动。
通常地,载物台101设置有约束表面,约束表面限定用于容纳载荷107的约束空间。作为一种可选示例,载物台101开设由凹槽106,对应地,设置于载物台101的载荷107是被放置在凹槽106的。凹槽106的侧壁形成前述的约束表面,且载荷107的外壁是与凹槽106的侧壁相接触的。侧壁与外壁可以存在相互运动。
在另一些可选的替代示例中,载物台101开设通孔,且通孔的侧壁形成前述的约束表面。在这样的示例中,通孔常常具有大于载荷107的直径,以便载荷107能够在通孔内根据实验需要而被调节姿态。
以上凹槽106和通孔的尺寸可以根据载荷107的具体尺寸被选择而调节,因此,本发明中,不对其具体尺寸进行限定。
正如上述,载物台101为载荷107提供动能,因此,载物台101能够主动地进行加速,从而使被暂时固定在载物台101的载荷107也能被加速。在这样的情况下,载物台101可以安装推进器或者推进装置,以便能够更好地控制器运动状态,如加速、减速等。因此,这样的载物台101可以具有行驶轮和发动机等。另外,在一些改变的示例中,载物台101也可以由其他牵引设备或者推动设备驱使而运动的。但是,作为一种更好的选择,本实施例中,载物台101设置有推进器,以便适时地根据实验要求,改变运动状态和方式。
进一步地,载物台101还可以设置刹车装置,以便主动地减速而改变运动状态如停止运动,从而可以利用刹车装置使载物台101并制止运动,甚至可以避免载物台101与目标碰撞,或者可以至少使载物台与目标至少接触而不发生急速且大应力的冲撞。或者,载物台101也可以不设置减速设备,而通过载物台101与目标碰撞减速。
基于载物台101的减速需求,同时避免载物台101在碰撞过程中发生损坏。载物台101设置防撞装置,并且防撞装置设置在载物台101沿加速运动阶段的运动方向的前端,即直面目标,从而在载物台101碰撞目标时,能够吸收碰撞能量,起到缓冲作用,进而起到了保护载物台101的作用。换言之,防撞装置被构造成使载物台101与目标在模拟碰撞实验中非接触而被保护。因此,通过设置防撞装置可以是载物台101(载具或模拟碰撞试验车100)能够被重复地多次使用。防撞装置可以是一种吸能耗材109,例如,海绵。通过多次使用后,吸能耗材109能够被替换为新的材料以能够持续地保护载物台101。吸能耗材109可以被设计成各种形状,例如,一种可替代的方案是,圆柱状且进一步可被设置为空心圆柱。在实际布置时,吸能耗材109是由多个空心圆柱以阵列排布的方式设置的。
控制装置105被设置于载物台101并被构造成使载荷107以可控的方式被约束于载物台101并在预设条件下释放载荷107,使载荷107自由运动。其中,载荷107被控制装置105约束而形成可选的至少第一姿态和第二姿态,处于第一姿态的载荷107的轴心线与载具的运动方向一致,处于第一姿态的载荷107的轴心线与载具的运动方向不同。
以上所述“可控的方式”是指被控制装置105操控的载荷107具有多种能被自由地选择的空间姿态。例如,载荷107处于水平且轴线与载物台101的前进方向一致(轴线与前进方向夹角为零)。或者,载荷107处于水平且轴线与载物台101的前进方向呈夹角,例如-90°~90°,如30°、40°、-60°等等。
“自由运动”是指载荷107没有被控制装置105限制,载荷107与载物台101之间都可以在惯性条件下或者其他不可避免的摩擦力作用下运动。
总之,载荷107与载物台101主要存在两种相对的状态。其中,第一种,载荷107与载物台101相对静止,两者一同运动。其中,第二种,载荷107惯性运动,载物台101惯性运动或主动地采用减速装置进行减速,且两者存在相对的运动。
作为一种控制装置105调节载荷107的可替代实现方式,控制装置105包括设置于第一预设方向的第一调节器、设置于第二预设方向的第二调节器,第一预设方向和第二预设方向相互垂直,且第一预设方向和第二预设方向限定的平面与载具的运动方向相垂直。例如,在一个三维的空间坐标系(XYZ坐标系,正半轴或者负半轴)中,Z轴被定义为载物台101的运动方向(包括加速、减速、匀速等运动方式),第一预设方向与X轴相同,第二预设方向与Y轴相同。另外,第一调节器和第二调节器可以同时工作或仅有任意的一个工作,以实现对载荷107的姿态调整。
进一步地,作为碰撞试验,在碰撞的过程中载荷107可能存在回弹等运动,因此,在一些改进的示例中,载具还包括缓冲装置103,缓冲装置103设置于载物台101,缓冲装置103被构造成在模拟碰撞试验中接纳载荷107的非碰撞端并进行缓冲。一种更详实的示例是,圆柱形的载荷107以非碰撞端放置在载物台101的约束表面,碰撞端伸出在载物台101的约束表面外。碰撞过程中,回弹的载荷107,通过非碰撞端冲击缓冲装置103而免于与载物台101的碰撞,同时保护载物台101以及使载荷107被减速。缓冲装置103可以是一个矩形板状的泡沫,其还设置有缓冲孔506。
更进一步地,控制装置105还包括隔板104设置于载物台101,且邻近缓冲装置103布置,隔板104具有第一工作状态和第二工作状态,处于第一工作状态的隔板104被载物台101收纳(下降离开前述的约束表面)以允许非碰撞端与缓冲装置103接触,处于第二工作状态的隔板104被载物台101伸出(穿过约束表面而凸出至约束空间)以阻隔并限制非碰撞端与缓冲装置103非接触。
在本发明的其他示例提供了一种模拟碰撞试验装置,且模拟碰撞试验装置包括如前述的载具。
作为一种有利的改进,模拟碰撞试验装置还包括主控装置102。主控装置102被配置以获得载物台101的运动信息,运动信息包括载物台101的运动速度、加速度以及运动方向中的任意一个或多个。
更进一步地,模拟碰撞试验装置还包括与主控装置102匹配的碰撞监测装置108,并且碰撞监测装置108具有敏感元件,敏感元件被构造成获取碰撞端与目标发生碰撞的碰撞信息,碰撞信息包括载荷107的碰撞时间、加速度中的任意一个或两个。通常且更优的示例中,碰撞监测装置108的敏感元件设置在载荷107的碰撞端,且更好的是,敏感元件设置在碰撞端的碰撞部。例如,当载荷107为设置有圆柱体且在一端形成半球体或球形凸起时,碰撞监测装置108的敏感元件被设置来紧邻前述的半球体或球形凸起。
作为一种有利的改进,并且基于提高碰撞试验模拟的自动化和智能化,以减小数据的误差和准确性地的问题,控制装置105受控于主控装置102以调节载荷107的状态。所述的状态包括载荷107被控制装置105固定的限制状态、载荷107被控制装置105释放的释放状态,限制状态包括第一姿态和第二姿态。因此,通过主控装置102即可实现对载荷107的姿态的调整,以及载物台101的运动状态(加速、减速、时间等参数),载荷107的碰撞时间和碰撞期间的加速度参数的获取。
作为一种试验装置的一部分,本发明还出了一种模拟碰撞试验系统,其包括如前述的模拟碰撞试验装置。
应当理解的是,本发明中所述的碰撞时间、速度、加速度等数据可以采用相应的传感器来获得。例如,载物台的运动速度可以采用设定行驶轮的转速来获得,加速度可以采用三轴加速度传感器获得。碰撞时间可以结合压敏传感器来获得。载荷的姿态可以采用陀螺仪或现有的姿态算法获得。
为了使本领域技术人员能够更好地实施本发明,以下对本发明的一种示例作更详细的说明,具体而言是阐明了一种模拟碰撞试验装置,其可用于对大质量的载荷107在低速状态下的碰撞试验进行模拟。
模拟碰撞试验车100包括载物台101、主控装置102、碰撞监测装置108、缓冲装置103、隔板104、控制装置105、凹槽106、吸能耗材109等组成。主控装置102和碰撞监测装置108通过无线通信连接,和隔板104、控制装置105电连接。
模拟碰撞试验装置各个部分的原理与功能如下:
模拟碰撞试验车100可以搭载大质量的载荷107,能够按照指令进行加速和减速。
主控装置102是模拟碰撞试验车100的主控系统,监测试验车实时速度信息、碰撞过程信息,并控制隔板104、控制装置105的执行。主控装置102通过测量车辆转动的圈数准确测量实时车速和控制试验车的运行速度、方向。
碰撞监测装置108由压力敏感传感器、无线通信模块及控制电路组成,安装在距离载荷107碰撞面较近的位置,与载荷107刚性连接;和主控装置102实时无线通信,能够准确测量载荷107与目标碰撞的时间、加速度值等过程参数。
控制装置105由限位控制电路503、电机一502、伸缩杆一501、电机二504、伸缩杆二505组成,其中限位控制电路503与主控装置102通信,接受其指令;限制控制电路通过电机一502控制伸缩杆一501实现垂直方向的伸缩,从而可以限制或允许载荷107在垂直方向的运动,通过电机二504控制伸缩杆二505实现相对于试验车车轮轴向方向的伸缩,从而可以限制或允许载荷107在此方向的运动;通过上述两个方向的限位,实现了在限位状态下,载荷107只能沿载荷107的弹轴方向运动。
控制装置105在试验车加速阶段对载荷107进行限位,在试验车达到预定碰撞速度后限位松开,以保证载荷107以自由运动状态碰撞目标;在达到预定的碰撞时间后控制装置105迅速限位,以保证载荷107仅仅能沿弹轴方向前后移动,从而尽量降碰撞对载荷107的损坏,提高载荷107重复利用率。
隔板104由可伸缩挡板控制电路401、电机三402、挡板403组成。可伸缩挡板控制电路401与主控装置102通信,接受其指令。可伸缩挡板控制电路401通过电机三402控制挡板403在垂直方向升降。挡板403在试验车加速阶段升起,限制载荷107向缓冲装置103方向移动,在载荷107碰撞目标前下降收起,以保证碰撞后不影响载荷107回弹撞击缓冲装置103。
缓冲装置103为碰撞后回弹的载荷107提供缓冲。
凹槽106用于承载载荷107,凹槽106表面为光滑材料,尽可能的减少与载荷107的摩擦力。
吸能耗材109用于吸收试验车与目标碰撞后的能量,减少对试验车的损坏,保证更换吸能耗材109后试验车能重复使用。
一种低速大质量载荷107模拟碰撞试验装置在碰撞过程的具体工作描述如下:
1)碰撞试验前给主控装置102装订需要的碰撞速度、时间。其中,碰撞速度可以是载荷107脱离控制装置105的限定时的速度,碰撞时间可以是载荷107的碰撞端接触目标至碰撞端脱离目标的这一段时间。
2)模拟碰撞试验车100从零开始加速,主控装置102监测载物台101(载物台101与载荷107同步、同速运动)的实时速度,隔板104限制载荷107向缓冲装置103方向移动。控制装置105对载荷107进行限位,从而保证载荷107和试验车运动速度、方向一致;
3)主控装置102监测实时速度达到预定速度值(在预定速度时,载荷107也被加速到期望的速度,并且也达到了需要被释放以自由运动的速度)后,控制装置105松开载荷107;在试验车距离目标很近(如0.5~1米距离)时,模拟碰撞试验车100开始减速,以实现载荷107以自由运动状态碰撞目标;
4)载荷107碰撞目标时,挡板403自动收起,模拟碰撞试验车100继续减速。挡板403也可以在载荷107被控制装置105释放以自由运动时即被收纳,以便载荷107的非碰撞端能够在适当的时机下与缓冲装置103接触。
5)碰撞监测装置108监测碰撞时间达到预定值(载荷107碰撞目标并回弹而与目标脱离时)后,控制装置105迅速限位使载荷107被限制,从而保证载荷107仅能沿弹轴方向缓冲装置103运动;减速后的试验车开始撞击目标,吸能耗材109用于吸收模拟碰撞试验车100与目标碰撞后的能量。
6)模拟碰撞试验车100开始反向运动,控制装置105继续限位,控制载荷107姿态变化,直至试验车及载荷107静止。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种载具,用于对载荷碰撞目标进行模拟碰撞试验,所述载荷具有碰撞端、远离所述碰撞端的非碰撞端,其特征在于,所述载具包括:
载物台,所述载物台被构造成承载所述载荷并向所述载荷提供动能;
被设置于所述载物台的控制装置,所述控制装置被构造成使所述载荷以可控的方式被约束于所述载物台并在预设条件下释放所述载荷,使所述载荷自由运动,所述载荷被所述控制装置约束而形成可选的至少第一姿态和第二姿态,处于所述第一姿态的所述载荷的轴心线与所述载具的运动方向一致,处于所述第一姿态的所述载荷的轴心线与所述载具的运动方向不同;
防撞装置,所述防撞装置设置于所述载物台,所述防撞装置被构造成使所述载物台与所述目标在模拟碰撞实验中非接触而被保护。
2.根据权利要求1所述的载具,其特征在于,所述载物台设置有约束表面,所述约束表面限定用于容纳所述载荷的约束空间。
3.根据权利要求1所述的载具,其特征在于,所述控制装置包括设置于第一预设方向的第一调节器、设置于第二预设方向的第二调节器,所述第一预设方向和所述第二预设方向相互垂直,且所述第一预设方向和所述第二预设方向限定的平面与所述载具的运动方向相垂直。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的载具,其特征在于,所述载具还包括缓冲装置,所述缓冲装置设置于所述载物台,所述缓冲装置被构造成在模拟碰撞试验中接纳所述非碰撞端并进行缓冲。
5.根据权利要求4所述的载具,其特征在于,所述控制装置还包括隔板设置于所述载物台,且邻近所述缓冲装置布置,所述隔板具有第一工作状态和第二工作状态,处于所述第一工作状态的所述隔板被收纳以允许所述非碰撞端与所述缓冲装置接触,处于所述第二工作状态的所述隔板被伸出以阻隔并限制所述非碰撞端与所述缓冲装置非接触。
6.一种模拟碰撞试验装置,其特征在于,所述模拟碰撞试验装置包括如权利要求1~5中任一项所述的载具。
7.根据权利要求6所述的模拟碰撞试验装置,其特征在于,所述模拟碰撞试验装置还包括主控装置,所述主控装置被配置以获得所述载物台的运动信息,所述运动信息包括所述载物台的运动速度、加速度以及运动方向中的任意一个或多个。
8.根据权利要求7所述的模拟碰撞试验装置,其特征在于,所述模拟碰撞试验装置还包括与所述主控装置匹配的碰撞监测装置,所述碰撞监测装置具有敏感元件,所述敏感元件被构造成获取所述碰撞端与所述目标发生碰撞的碰撞信息,所述碰撞信息包括所述载荷的碰撞时间、加速度中的任意一个或两个。
9.根据权利要求7所述的模拟碰撞试验装置,其特征在于,所述控制装置受控于所述主控装置以调节所述载荷的状态,所述状态包括所述载荷被所述控制装置固定的限制状态、所述载荷被所述控制装置释放的释放状态,所述限制状态包括所述第一姿态和所述第二姿态。
10.一种模拟碰撞试验系统,其特征在于,包括如根据权利要求6~9中任一项所述的模拟碰撞试验装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112857726A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-05-28 | 深圳市特种设备安全检验研究院 | 一种电梯运动门扇撞击能量模拟试验装置及方法 |
Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070251295A1 (en) * | 2004-06-09 | 2007-11-01 | Andreas Rieser | Device for Simulating a Side Collision of a Motor Vehicle |
KR20100020281A (ko) * | 2008-08-12 | 2010-02-22 | 주식회사 포스코 | 충돌 시험장치 |
CN102192827A (zh) * | 2010-02-03 | 2011-09-21 | 高田株式会社 | 碰撞试验装置及碰撞试验方法 |
CN102519698A (zh) * | 2011-11-21 | 2012-06-27 | 中北大学 | 一种大冲击载荷加载装置 |
JP2013079874A (ja) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Sinfonia Technology Co Ltd | 車両衝突試験装置の制御パラメータ設定方法 |
CN103091064A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-05-08 | 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 | 动态冲击试验设备 |
CN103940624A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-07-23 | 中南大学 | 耦合乘员行为检测的轨道车辆实车撞击试验系统 |
JP2015010864A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | コイト電工株式会社 | 動荷重試験装置 |
CN104568363A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-04-29 | 湖南大学 | 一种检测汽车零部件耐撞性的动态冲击试验方法及装置 |
CN204479258U (zh) * | 2015-03-02 | 2015-07-15 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 安全气囊点爆冲击试验台 |
CN104931219A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-09-23 | 北京空间机电研究所 | 一种着陆冲击试验装置及其试验方法 |
CN105841559A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-08-10 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种新型空气炮等效加载试验装置 |
KR20160106904A (ko) * | 2015-03-03 | 2016-09-13 | 서울대학교산학협력단 | 내충격성 시험장치 |
CN106053002A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-10-26 | 环境保护部核与辐射安全中心 | 一种冲击载荷测试系统及其运动靶车 |
CN106383016A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-02-08 | 锦州锦恒汽车安全系统有限公司 | 一种车辆侧面碰撞模拟测试结构及其测试方法 |
CN106441772A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 四川海恩瑞捷测控技术有限公司 | 飞行记录器冲击试验的弹托分离装置及其分离方法 |
CN207379702U (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-18 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种载具、模拟碰撞试验装置和模拟碰撞试验系统 |
-
2017
- 2017-11-20 CN CN201711161824.7A patent/CN107677443B/zh active Active
Patent Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070251295A1 (en) * | 2004-06-09 | 2007-11-01 | Andreas Rieser | Device for Simulating a Side Collision of a Motor Vehicle |
KR20100020281A (ko) * | 2008-08-12 | 2010-02-22 | 주식회사 포스코 | 충돌 시험장치 |
CN102192827A (zh) * | 2010-02-03 | 2011-09-21 | 高田株式会社 | 碰撞试验装置及碰撞试验方法 |
JP2013079874A (ja) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Sinfonia Technology Co Ltd | 車両衝突試験装置の制御パラメータ設定方法 |
CN102519698A (zh) * | 2011-11-21 | 2012-06-27 | 中北大学 | 一种大冲击载荷加载装置 |
CN103091064A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-05-08 | 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 | 动态冲击试验设备 |
JP2015010864A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | コイト電工株式会社 | 動荷重試験装置 |
CN103940624A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-07-23 | 中南大学 | 耦合乘员行为检测的轨道车辆实车撞击试验系统 |
CN104568363A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-04-29 | 湖南大学 | 一种检测汽车零部件耐撞性的动态冲击试验方法及装置 |
CN204479258U (zh) * | 2015-03-02 | 2015-07-15 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 安全气囊点爆冲击试验台 |
KR20160106904A (ko) * | 2015-03-03 | 2016-09-13 | 서울대학교산학협력단 | 내충격성 시험장치 |
CN104931219A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-09-23 | 北京空间机电研究所 | 一种着陆冲击试验装置及其试验方法 |
CN105841559A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-08-10 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种新型空气炮等效加载试验装置 |
CN106053002A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-10-26 | 环境保护部核与辐射安全中心 | 一种冲击载荷测试系统及其运动靶车 |
CN106383016A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-02-08 | 锦州锦恒汽车安全系统有限公司 | 一种车辆侧面碰撞模拟测试结构及其测试方法 |
CN106441772A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 四川海恩瑞捷测控技术有限公司 | 飞行记录器冲击试验的弹托分离装置及其分离方法 |
CN207379702U (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-18 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种载具、模拟碰撞试验装置和模拟碰撞试验系统 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112857726A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-05-28 | 深圳市特种设备安全检验研究院 | 一种电梯运动门扇撞击能量模拟试验装置及方法 |
CN112857726B (zh) * | 2021-02-05 | 2024-05-03 | 深圳市质量安全检验检测研究院 | 一种电梯运动门扇撞击能量模拟试验装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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