CN107782614B - 车辆构件刚度测试加载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆构件刚度测试加载装置，其包括经由连接部固定在一固定基础上的装置主体，该装置主体包括设于连接部上的固定元件，连接在固定元件上的丝杠，丝杠在固定元件的约束下，经由控制器控制的动力装置的驱动而转动，还包括工作主体、固连于工作主体上并与丝杠啮合相连以将丝杠的转动转变为工作主体线性运动的配合部，以及设于装置主体上、并与控制器连接，以对工作主体的线性运动参数进行检测的检测单元。本发明通过动力装置驱动丝杠转动，进而驱使工作主体线性运动，以在减小装置主体体积的前提下，实现对车辆构件的压力加载，不仅具有较高的加载精度，也提高了线性运动的稳定性，从而提高了对车辆构件刚度测试的准确性。

Description

车辆构件刚度测试加载装置
技术领域
本发明涉及刚度试验装置领域，特别涉及一种车辆构件刚度测试加载装置。
背景技术
车辆构件的刚度测试对车辆的各种性能和可靠性具有重要意义。目前，用于对车辆构件进行刚度试验的装置一般体积较大，不便于对小型零部件进行刚度试验，且多为纯机械或液压装置，无法对车辆构件进行精确的压力加载，运动稳定性也较差，且也不便于调整加载方向。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆构件刚度测试加载装置，以在减小装置主体的前提下，提高加载精度及加载稳定性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆构件刚度测试加载装置，包括经由连接部固定在一固定基础上的装置主体，所述装置主体包括：
固定元件，设于所述连接部上；
丝杠，连接在所述固定元件上，且经由控制器控制的动力装置的驱动，具有于所述固定元件约束下的转动；
工作主体，其上固连有与所述丝杠啮合相连以将所述丝杠的转动转变为所述工作主体线性运动的配合部；
检测单元，设于所述装置主体上、并对所述控制器连接，以对所述工作主体的线性运动参数进行检测。
进一步的，所述检测单元包括对所述工作主体线性运动的位移进行检测的位移传感器，以及对所述工作主体在线性运动中所承接的压力进行检测的压力传感器。
进一步的，所述配合部包括与所述工作主体固连的连接主体，以及嵌装于所述连接主体内并与所述丝杠啮合相连的丝杠螺母。
进一步的，所述的工作主体通过滑动插装于所述固定元件上的滑动杆而与所述配合部形成固连。
进一步的，所述滑动杆为平行设置的两个。
进一步的，于所述固定元件和所述配合部之间设有对所述配合部的线性运动构成导向的导向装置。
进一步的，所述导向装置为滑动插装于所述配合部上并固连在所述固定元件上的导向杆，所述导向杆的轴向与所述丝杠的轴向平行设置。
进一步的，于所述导向杆上套装有嵌装于所述配合部上的直线轴承。
进一步的，所述导向杆为平行设置的两个。
进一步的，所述连接部构成所述装置主体于所述固定基础上的角度可调。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的车辆构件刚度测试加载装置，通过动力装置驱动丝杠转动，进而驱使工作主体线性运动，以在减小装置主体体积的前提下，实现对车辆构件的压力加载，不仅具有较高的加载精度，也提高了加载动作的稳定性，进而提高了对车辆构件刚度测试的准确性，从而使其具有较好的使用效果。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的车辆构件刚度测试加载装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的连接部的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的固定板的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的连接部与固定元件的连接状态示意图；
图5为本发明实施例所述的丝杠与步进电机的连接状态示意图；
图6为本发明实施例所述的滑块与加载头的连接状态示意图；
图7为本发明实施例所述的滑块的结构示意图；
图8为本发明实施例所述的加载头的结构示意图；
附图标记说明：
1-步进电机，21-后固定块，211-后贯穿孔，212-后安装孔，22-固定板，221-基板，222-圆孔，223-加强板，224-连接孔，23-导向杆，24-前固定块，241-前导向孔，242-前贯穿孔，243-轴向孔，244-前安装孔，3-滑块，31-连接主体，311-过孔，312-插孔，32-丝杠螺母，4-连接部，41-侧板，42-通孔，43-固定孔，44-连接板，5-丝杠，6-滑动杆，7-加载头，71-加载本体，711-凹陷部，712-透孔，72-螺栓，73-螺母，8-控制器，9-回转轴承。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明涉及一种车辆构件刚度测试加载装置，其包括经由连接部固定在一固定基础上的装置主体，该装置主体包括设于连接部上的固定元件，连接在固定元件上的丝杠，丝杠在固定元件的约束下，经由控制器控制的动力装置的驱动而转动，还包括工作主体、固连于工作主体上并与丝杠啮合相连以将丝杠的转动转变为工作主体线性运动的配合部，以及设于装置主体上、并与控制器连接，以对工作主体的线性运动参数进行检测的检测单元。本车辆构件刚度测试加载装置，通过动力装置驱动丝杠转动，进而驱使工作主体线性运动，以在减小装置体积的前提下，实现对车辆构件的压力加载，不仅具有较高的加载精度，也提高了加载动作的稳定性，进而提高了对车辆构件刚度测试的准确性。
基于如上设计思想，本发明的一种示例性结构如图1中所示，上述的工作主体为滑动穿设于固定元件中的加载头7，配合部为经由滑动杆6与加载头7形成固连、并与丝杠5啮合传动的滑块3，驱动装置则为与丝杠5传动相连，以对丝杠5提供旋转动力的步进电机1，且在丝杠5上还可设有阻尼轴承，以提高丝杠5与丝杠螺母之间的自锁性能。检测单元则包括图中未示出的对加载头7线性运动的位移进行检测的位移传感器，以及对加载头7在线性运动中所承接的压力进行检测的压力传感器。为了便于检测及安装，本实施例中的位移传感器采用拉绳位移传感器，压力传感器则采用拉压力传感器。当然，检测单元也可不包括压力传感器，而只采用位移传感器对加载头7的位移进行检测，此时可结合步进电机1的扭矩及转速计算出丝杠5对加载头7施加的轴向推力，也即加载头7承接的压力，也可实现对车辆构件刚度的测试，但此时会增加测试难度。
具体来讲，本实施例中的固定元件包括前固定块24、与前固定块24间隔布置的后固定块21，以及连接于前固定块24与后固定块21的其一侧面之间，以使前固定块24与后固定块21形成固连的固定板22，固定元件即经由固定板22实现与连接部4之间的连接。当然，固定元件除了由前固定块24、后固定块21及固定板22分体组装构成，固定元件还可一体形成，但此时需在固定元件的中部设置缺口，以供下述的滑块3于固定元件上滑动设置。
如图2中所示，本实施例中的连接部4包括相对布置的两个侧板41，以及连接于两个侧板41之间并折弯构成的连接板44。于侧板41上形成有用于与固定板22连接的通孔42，且通孔42为一个，并可在通孔42中插设销轴，以经由销轴与开口销配合，实现连接部4与固定板22之间的连接，且此时也可使固定板22具有绕销轴或通孔42轴线的转动，而实现装置主体安装角度的调整。于连接板44上还形成有用于将连接部4固定于固定基础上的固定孔43，且固定孔43还为一个，在固定孔43中也可插设销轴，以使装置主体经由连接部4可于固定基础上旋转，进而实现装置主体于固定基础上的安装角度的调整。进一步的，还可在连接板44与固定基础之间设置万能角度头，以提高装置主体于固定基础上的角度调节范围，从而提高对车辆构件进行压力加载的便利性。此时，为了提高连接板44与固定基础之间的连接效果，于连接板44的中部形成有沿其长度方向向两端延伸的突块，以增大连接板44与固定基础的接触面积。
如图3中所示，本实施例中的固定板22包括基板221，于基板221的侧面上形成有与通孔42配合的通透的圆孔222，为了削减设置圆孔222对基板221强度的影响，在基板221的端面上固连有加强板223。为了便于固定板22与前固定块24及后固定块21的连接，于基板221上还形成有相对布置的两个连接孔224。
如图4中所示，本实施例中的后固定块21呈长方形，且于其上形成有后贯穿孔211，沿后固定块21的长度方向，于其上还形成有相对布置的两个后导向孔，于后固定块21相对布置的两个侧面上形成有后安装孔212，后固定块21即经由后安装孔212与固定板22上的其一连接孔224连接。当然，后固定块21除了呈长方形，还可为圆形、菱形等其他形状。
前固定块24呈十字状，对应于后固定块21，于前固定块24上也形成有前贯穿孔242、前导向孔241以及前安装孔244，前固定块24即经由前安装孔244与固定板22上的另一连接孔224连接，从而实现前固定块24与后固定块21之间的固连。于前固定块24上还形成有供滑动杆6穿过的轴向孔243。当然，前固定块24除了呈十字状，也可呈长方形、圆形等其他形状，但当前固定块24呈十字状时可有利于其重量的降低。于前固定块24与后固定块21之间还经由前导向孔241和后导向孔连接有相对布置的两个导向杆23，且导向杆23的轴向还与丝杆的轴向平行设置，以对滑块3于固定元件上的线性滑动提供导向作用。当然，也可在前固定块24及后固定块21上不设置前导向孔241和后导向孔，将导向杆23直接固连于前固定块24及后固定块21的两个端面之间也可。另外，导向杆23除了设置为两个，还可为一个、三个等其他数量。如图5中所示，丝杠5即经由回转轴承9分别插装于前固定块24和后固定块21上的前贯穿孔242和后贯穿孔211中，以提高丝杠5的转动精度，并使丝杠5在固定元件的约束下只具有沿其轴线的转动。此时，为了便于在丝杠5上安装回转轴承9，于丝杠5的两端形成有与回转轴承9配合的光轴，于丝杆5的中部则形成有与丝杠螺母32配合的螺纹。步进电机1则与丝杠5其中一端的光轴固连，以驱动丝杠5转动。
本实施例中，如图6及图7中所示，滑块3包括经由滑动杆6与加载头7固连的连接主体31，以及嵌装于连接主体31内并与丝杠5啮合相连的丝杠螺母32。为了提高整体美观性，连接主体31同前固定块24一致，也呈十字形，于连接主体31的中部形成有中孔，丝杠螺母32即插设于中孔内并与连接主体31固连。于连接主体31的两个相对角处形成有插孔312，以插装滑动杆6，并通过滑动杆6实现连接主体31与加载头7之间的固连。于其另外两个对角处形成有供导向杆23穿过的过孔311，以使导向杆23对滑块3的线性运动提供导向作用。为了提高滑块3动作的平顺性，于过孔311内嵌装有与导向杆23配合的直线轴承。
如图8中所示，本实施例中的加载头7具体包括加载本体71、插装于加载本体71内的螺栓72，以及与螺栓72形成螺纹连接的螺母73。本实施例中的加载本体71呈矩形状，于其一端面上形成有凹陷部711，以构成容纳螺母73的容纳空间，进一步的，凹陷部711的深度还不小于螺母73的厚度。于加载本体71上还形成有供螺栓72及回转轴承9穿过的穿孔，以及关于穿孔相对布置的两个透孔712，设置透孔712以用于插设滑动杆6，并经由滑动杆6实现加载头7与滑块3之间的固连。当然，也可在加载本体71与滑块3上不设置透孔712及插孔312，将滑动杆6直接固连于加载头7本体与滑块3的两端面之间也可。此外，加载本体71除了为矩形状，还可为菱形或圆形等其他形状。
本实施例中的拉压力传感器即通过自身的螺纹孔与螺栓72的螺纹连接而装载于加载本体71上，以对加载本体71所承接的压力进行检测。为了避免拉压力传感器安装过程中，由于转动拉压力传感器而产生的绕线混乱问题，螺栓72还经由套装于其外部的回转轴承9插装于加载本体71中，以使螺栓72具有相对于加载本体71的转动，从而可通过旋转螺栓72实现拉压力传感器与螺栓72之间的紧固连接，而无需转动拉压力传感器。此时，为了便于旋转螺栓72，于螺栓72栓帽的端部固连有一长条状的旋转块。当然，在螺栓72栓帽上也可不设置旋转块，但此时会不便于操作螺栓72。
为了便于对加载头7的线性位移进行检测，拉绳传感器的自由端装设于加载头7上，而其固定端安装于其一导向杆23处。当然，除了将拉绳传感器的自由端装设于加载头7上，也可将其装设于滑块3上，以对丝杠螺母32的进给量进行检测，其也等同于对加载头7的线性位移量进行检测。进一步的，拉绳传感器还可采用其自由端为轴承转环“8”字扣的结构，以便于安装，其固定端还可设置在远离固定板22一侧的导向杆23内，以避免拉绳传感器与周边零件产生干涉。
本车辆构件刚度测试加载装置，可在控制器8内预设加载头7对车辆构件施加的压力载荷，并在加载过程中，通过设置的拉绳传感器及拉压力传感器，对加载头7的线性位移以及其承接的压力，也即施加到车辆构件上的压力进行检测，可使控制器8接收到拉绳传感器和拉压力传感器的反馈信号后，根据预设的压力载荷控制步进电机1的转速及转向，以实现加载头7对车辆构件施加预设的压力载荷，并根据在预设的压力载荷下，拉绳传感器检测到的加载头7产生的位移量，可检测出被测车辆构件的刚度，不仅测量精度高，而且加载头7也具有较好的运动稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种车辆构件刚度测试加载装置，包括经由连接部(4)固定在一固定基础上的装置主体，其特征在于所述装置主体包括：
固定元件，设于所述连接部(4)上，且所述固定元件包括与所述连接部(4)连接的固定板(22)；
丝杠(5)，连接在所述固定元件上，且经由控制器(8)控制的动力装置的驱动，具有于所述固定元件约束下的转动；
工作主体，其上固连有与所述述丝杠(5)啮合相连以将所述丝杠(5)的转动转变为所述工作主体线性运动的配合部；
检测单元，设于所述装置主体上、并与所述控制器(8)连接，以对所述工作主体的线性运动参数进行检测；
所述连接部(4)可构成所述装置主体于所述固定基础上的角度可调，所述连接部(4)包括相对布置的两个侧板(41)，以及连接于两个所述侧板(41)之间并折弯构成的连接板(44)，于所述侧板(41)上形成有用于与所述固定板(22)连接的一个通孔(42)，于所述通孔(42)内插设有销轴，于所述连接板(44)上还形成有用于将所述连接部(4)固定于固定基础上的一个固定孔(43)，于所述固定孔(43)内插装有销轴。
2.根据权利要求1所述的车辆构件刚度测试加载装置，其特征在于：所述检测单元包括对所述工作主体线性运动的位移进行检测的位移传感器，以及对所述工作主体在线性运动中所承接的压力进行检测的压力传感器。
3.根据权利要求1所述的车辆构件刚度测试加载装置，其特征在于：所述配合部包括与所述工作主体固连的连接主体(31)，以及嵌装于所述连接主体(31)内并与所述丝杠(5)啮合相连的丝杠螺母(32)。
4.根据权利要求1所述的车辆构件刚度测试加载装置，其特征在于：所述工作主体通过滑动插装于所述固定元件上的滑动杆(6)而与所述配合部形成固连。
5.根据权利要求4所述的车辆构件刚度测试加载装置，其特征在于：所述滑动杆(6)为平行设置的两个。
6.根据权利要求1所述的车辆构件刚度测试加载装置，其特征在于：于所述固定元件和所述配合部之间设有对所述配合部的线性运动构成导向的导向装置。
7.根据权利要求6所述的车辆构件刚度测试加载装置，其特征在于：所述导向装置为滑动插装于所述配合部上并固连在所述固定元件上的导向杆(23)，所述导向杆(23)的轴向与所述丝杠(5)的轴向平行设置。
8.根据权利要求7所述的车辆构件刚度测试加载装置，其特征在于：于所述导向杆(23)上套装有嵌装于所述配合部上的直线轴承。
9.根据权利要求7所述的车辆构件刚度测试加载装置，其特征在于：所述导向杆(23)为平行设置的两个。
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