CN107860585B - 一种对撞型台车动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对撞型台车动力装置，对撞型台车动力装置包括台车复位装置和台车驱动装置；台车复位装置用于将台车拉回碰撞轨道的两端，包括电机、减速箱、联轴器、电磁离合器、复位滚筒、制动器、复位带、防误触发装置和台车位移测量装置。电机动力通过减速箱、联轴器传递至电磁离合器，复位滚筒与电磁离合器相连。台车驱动装置包括弹性绳、弹性绳张紧力调节装置、导向装置和脱钩装置，弹性绳通过长杆与台车相连，台车复位过程中，弹性绳被拉伸张紧，试验时，电磁离合器断开，台车在弹性绳的拉力作用下加速运行，达到预定速度时脱钩装置将台车与弹性绳分离。弹性绳张紧力调节装置和弹性绳的数量可以实现台车碰撞速度的调节。

Description

一种对撞型台车动力装置

技术领域

本发明属于汽车安全领域，尤其涉及一种对撞型台车动力装置。

背景技术

随着汽车行业的快速发展，汽车安全越来越被消费者关注，提高汽车的碰撞安全性不仅能够提高汽车的整体性能，而且还是有效降低交通事故乘员伤亡率的一个重要措施。为了达到国家甚至国际标准的严格要求，就必须研发性能先进的汽车安全产品，并进行大量的实验验证产品的性能，这些实验就要用到模拟精度高的碰撞试验装置。

目前汽车碰撞试验装置有很多类型，主要包括加速度台车和减速度台车两种。其中，减速度台车是传统的碰撞形式，即用一定速度的台车与固定障碍壁进行碰撞。这种台车系统实现形式简单，但台车与吸能结构撞击的巨大撞击力需要外力来平衡，这就通常要对地基结构提出要求。同时，碰撞速度越高，要求的跑道越长，容易受到试验场地的限制。为此本公司发明了一种对撞台车能够有效节省实验场地，其原理是通过弹性绳牵引相向两辆台车碰撞，从而使得两个台车受力一致，保证其对撞点为预设的检测位置。然而，台车牵引弹性绳只有达到有效拉伸长度才能满足实验的要求，即拉伸长度不能过短导致驱动力不足，以及拉伸长度过大导致弹性绳驱动力不稳定和寿命减短。故此，台车系统的弹性绳应能在有限的场地内，达到足够的拉伸长度以保证足够的驱动力且使弹性绳劲度系数处于稳定阶段。

此外，两个台车需要在预定位置发生对撞。但是现有的台车是通过拉伸装置拉到预设位置，然后用钩体结构将车勾住固定，当需要做对撞实验时，松开钩体即可。但是其是机械传动，钩体由于制造、装配误差及磨损的程度不同，会导致两台车松开的时间会有一定误差，进而导致两个台车不能在预设的时刻精确释放，很容易造成对撞点产生偏差。

再次，释放台车时，牵引绳随台车运动，牵引复位滚筒转动，台车相撞后，复位滚筒由于转动惯性，很容易将牵引绳倒卷，从而牵引台车，影响台车碰撞加速度曲线的复现。

而且，现有的对撞台车系统没有保险装置，台车可能因为系统故障或误操作导致台车受牵引运行，由于台车受牵引后运行速度很高，很容易发生事故。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种对撞型台车动力装置。本发明通过电磁离合器采用电控的方式保证处于轨道两端的台车能够同时或者以精准的时间差释放；并通过制动器控制放出的复位带的长度，防止复位带倒卷拉伸台车，影响实验结果；同时通过弹性绳张紧力调节装置和弹性绳导向装置在有限场地内调整弹性绳的牵引力，从而在有限场地内使得对撞型台车可以达到预设的对撞速度,并保证弹性绳在劲度系数稳定的阶段发挥作用。

为达到上述技术效果，本发明的技术方案是：

一种对撞型台车动力装置，包括台车复位装置和台车驱动装置，所述台车复位装置包括台车复位总成、防误触发装置、台车位移测量装置86和制动器；台车复位总成通过卷收复位带实现台车复位；复位后为了保证实验人员的安全，防误触发装置对台车进行锁止。所述台车驱动装置包括弹性绳、弹性绳张紧力调节装置、弹性绳导向装置和脱钩装置；在台车复位过程中，弹性绳逐渐张紧，提供试验时台车加速运行所需要的动力；弹性绳张紧力调节装置与弹性绳的数量可以对台车最终的碰撞速度进行调节；试验时，防误触发装置取消锁止，台车复位装置的电磁离合器断开，台车在弹性绳的牵引下沿轨道加速运行，当台车加速到预定速度时，脱钩装置实现台车与弹性绳的分离，当台车位移测量装置检测到台车到达预定位置已完成碰撞过程时，制动器作用，防止复位带在复位滚筒惯性力作用下倒卷回拉台车。

进一步的改进，所述台车复位总成的电机连接减速箱，减速箱连接联轴器，电磁离合器一端连接联轴器，另一端连接复位滚筒；复位滚筒连接有台车位移测量装置和制动器。

进一步的改进，所述复位带通过平衡杆与台车连接；平衡杆包括安全带摆臂，安全带摆臂通过摆臂销轴轴接在平衡臂上，平衡臂中部通过T型螺栓、螺母和垫片轴接在安装座上，安装座焊接在台车上。

进一步的改进，所述防误触发装置包括传力杠杆，传力杠杆中部铰接在杠杆支座上；传力杠杆两端均设置有长孔；传力杠杆一端通过长孔滑动连接推拉装置，另一端通过长孔滑动连接锁止销；锁止销竖直设置并且通过导向滑块滑动连接导向槽，导向槽固定连接有承力支座，承力支座连接有加强板；推拉装置包括推块，推块连接有限位电机；承力支座和杠杆支座均固定连接在安装板上。

当台车被台车复位装置拉到预设位置，限位电机下推推块进而推动传力杠杆另一端上翘，带动锁止销向上伸出将台车锁止；需要进行碰撞时，限位电机上推推块，进而推动传力杠杆另一端下滑，带动锁止销下移，将台车解锁。

进一步的改进，所述弹性绳两端分别缠绕在长杆上，弹性绳通过长杆与台车相连；台车上设置有与长杆配合的U形槽；滑轨内设置有脱钩装置。

进一步的改进，所述弹性绳的两端分别绕过弹性绳张紧力调节装置和弹性绳导向装置与台车相连，台车分别连接有台车复位装置，台车安装在滑轨上；所述弹性绳张紧力调节装置包括用于约束弹性绳的张紧滚筒，张紧滚筒连接张紧滑块，张紧滑块滑动连接在张紧滑轨上；张紧滑块连接有伸拉机构；需要改变碰撞速度时，一方面可以更改弹性绳的数量，另一方面可以调整伸拉机构的张紧滑块的位置从而拉伸或者松弛弹性绳，从而调节弹性绳的拉力以获得不同的速度。

进一步的改进，所述伸拉机构包括丝杆座、丝杆和连杆，所述丝杆以丝杆座为中心旋转而带动连杆在水平方向前后移动，张紧滑块与连杆螺栓连接，张紧滑块与张紧滚筒的前后位置的调整实现弹性绳的预张紧，所述张紧滚筒对弹性绳进行导向。

进一步的改进，所述弹性绳导向装置包括导向滚筒、轴承套、深沟球轴承、挡圈、中心轴、轴盖、轴座；所述轴盖通过螺栓与轴座连接，轴座安装于厂房地板；深沟球轴承扣于轴承套并通过挡圈限制其轴向位移，导向滚筒则绕中心轴旋转为弹性绳导向。

进一步的改进，所述脱钩装置包括止动滑槽，止动滑槽滑动连接有止动滑块，止动滑块后方设有缓冲结构，止动滑块上铰接有斜撑杆，斜撑杆铰接有止动钩，止动钩铰接在止动钩座上。

进一步的改进，所述台车位移测量装置为圈数计数装置，所述圈数计数装置包括固定在复位滚筒上的固定块和一个感应器；所述感应器为接近开关；所述固定块为永磁铁；当接近开关感应固定块旋转的距离达到提前设定的阈值时，制动器对复位滚筒开始制动，制动的目的是碰撞结束后防止复位带在复位滚筒惯性力作用下倒卷回拉台车。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为试验台车的结构示意图；

图3为配重台车的结构示意图；

图4为防误触发装置的结构示意图；

图5为弹性绳导向装置的结构示意图；

图6为脱钩装置的结构示意图；

图7为脱钩装置与长杆的配合结构示意图；

图8为弹性绳张紧力调节装置的结构示意图；

图9为弹性绳张紧力调节装置的侧面结构示意图；

图10为平衡杆的结构示意图；

图11为台车复位装置的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式并且结合附图对本发明的技术方案作具体说明。

实施例1

如图1所示的一种对撞型台车试验装置，主要包括试验台车1、配重台车2、龙门架7、弹性绳11、弹性绳导向装置5、滑轨(轨道)、台车复位装置8，试验台车1和配重台车2置滑轨上，所述弹性绳导向装置5安装于实验场地地面，所述试验台车1设置有台车轮系4，试验台车1和配重台车2通过固连在长杆610上的弹性绳11相连，试验台车1、配重台车2以及长杆610在台车复位装置8的复位带810牵引下向滑轨两端移动，试验台车1和配重台车2完成复位同时弹性绳11实现张紧，所述试验台车1和配重台车2复位后防误触发装置3将其约束在滑轨端部，防误触发装置3释放后台车加速并在滑轨设定位置发生碰撞，所述试验台车1和配重台车2通过台车轮系3沿滑轨方向滑动。

如图2所示试验台车1包括座椅集成装置101、台车车架102、聚氨酯缓冲块107、推杆108、导向套109、压缩块105、导向滑块104、导向滑轨103回程销111及销座110，座椅101和销座110通过螺栓连接在台车支架102上。台车复位装置8的复位带810固连回程销111，回程销111插在销座110上，销座110与台车连接并带动试验台车1向滑轨端部移动。动力聚氨酯缓冲块107与配重台车2相撞后，推杆108通过导向套109带动吸能筒106与导向滑块104沿着导向滑轨103滑动，吸能筒106在压缩块105的作用下溃缩吸能。根据试验的不同，台车支架103上可加装座椅试验装置、安全带试验装置、安全气囊试验装置和儿童安全座椅试验装置。

如图3所示，配重台车2包括配重台车壁障201、配重台车车架202、垫板203、回程推板204、碟形弹簧I205、承力轮I206、Y向约束轮I207、Z向约束轮I208、角撑板209以及配重块210。所述承力轮I206通过螺栓与配重台车车架202连接，并通过碟形弹簧I205调节配重台车2的跳动量。所述Y向约束轮I207和Z向约束轮I208通过支架与配重台车车架202螺栓连接。所述配重块210通过角撑板209固定在配重台车车架202上。

如图4所示，防误触发装置3包括推块301、限位电机302、传力杠杆303、杠杆支座304、安装板305、加强板306、承力支座307、导向槽308、导向滑块309、锁止销310。所述限位电机302带动推块301并通过传力杠杆303将转动转化为锁止销310的上下移动，锁止销310在上极限位置时台车装置被约束无法释放，反之则释放台车。所述杠杆支座304和承力支座307均通过螺栓连接在安装板305上并固定于实验场地地面。由于限位电机302行程短，因此本专利通过传力杠杆303增加了锁止销310的行程。且通过限位电机302实现了整个装置电控控制。

如图5所示，弹性绳导向装置5包括导向滚筒501、轴承套502、深沟球轴承503、挡圈504、中心轴505、轴盖506、轴座507。所述轴盖506通过螺栓与轴座507连接，轴座507安装于厂房地板。深沟球轴承503扣于轴承套502并通过挡圈504限制其轴向位移，导向滚筒501则绕中心轴505旋转为弹性绳导向。

如图6所示，脱钩装置6包括止动钩座601、止动钩602、斜撑杆603、止动滑块604、聚氨酯安装板605、止动支座606、聚氨酯缓冲垫607和止动滑槽608。所述止动钩602与止动钩座601以及斜撑杆603与止动钩602的喉部均采用旋转副连接，长杆610在弹性绳11的拉动下撞击止动钩602后，作用力传递至斜撑杆603推动止动滑块604沿着止动滑槽608滑动直至与聚氨酯缓冲垫607接触达到吸能目的。止动钩602与斜撑杆603组成三角形的架子有助于装置的稳定性，同时这种结构还使得止动钩602和斜撑杆603分解吸收掉一部分冲击力。所述止动钩座601、止动支座606和止动滑槽608均与实验场地地面螺栓连接。

如图7所示，止动钩座601固定在基座609上。进一步的，止动滑块604可以固定缓冲块，缓冲块上设置加强筋增加与聚氨酯缓冲垫607的接触面积。止动钩座601通过开口销612和销轴613与止动钩602铰接连接。

如图8和图9所示，弹性绳张紧力调节装置9包括用于约束弹性绳11的张紧滚筒901，张紧滚筒901连接张紧滑块902，张紧滑块902滑动连接在张紧滑轨903上；张紧滑块902连接有伸拉机构；伸拉机构包括丝杆座904、丝杆905和连杆906，所述丝杆905以丝杆座904为中心旋转而带动连杆906在水平方向前后移动，张紧滑块902与连杆906螺栓连接，张紧滑块902与张紧滚筒901的前后位置的调整实现弹性绳11的预张紧，所述张紧滚筒901对弹性绳11进行导向。

台车复位装置将台车分别向滑轨两侧拉动，使得弹性绳11张紧，当台车复位装置拉伸到最远位置，需要改变碰撞速度时，一方面可以更改弹性绳11的数量，另一方面可以调整伸拉机构的张紧滑块902的位置从而拉伸或者松弛弹性绳11，从而调节弹性绳的拉力以获得不同的速度。

如图10和图11所示，复位带810通过平衡杆811与台车连接；平衡杆811包括安全带摆臂1101、安全带摆臂1101通过摆臂销轴1102轴接在平衡臂1107上、平衡臂1107中部通过T型螺栓1103、螺母1104和垫片1105轴接在安装座1106上，安装座1106焊接在台车12上。

如图11所示，台车复位装置8包括行程开关812、电机81和与台车连接的复位带810；复位带810缠绕在复位滚筒89上，复位滚筒89连接有电磁离合器84并设置有制动器88；电机81通过减速箱82连接联轴器83，联轴器83通过电磁离合器84连接复位滚筒89；复位滚筒89连接有电磁离合器84并设置有制动器88；电机81通过减速箱82连接联轴器83，联轴器83通过电磁离合器84连接复位滚筒89；复位滚筒89装有圈数计数装置。

电机81动力经减速箱82、联轴器83传至主轴，碳刷85通电，电磁离合器84吸合，动力再传递至复位滚筒89，复位滚筒89旋转卷收复位带810实现台车沿轨道复位；台车需要释放时，可通过放下防误触发装置3的锁止销310并断开电磁离合器84，实现台车的释放。

圈数计数装置包括一个感应器和固定在复位滚筒89上的固定块，具体的感应器可选择为接近开关，固定块选择为永磁铁；根据复位带810需要放出去的长度确定复位滚筒89转动多少圈之后需要进行制动；台车释放后，感应器感应永磁铁通过的次数，即复位滚筒89转动的圈数，达到预设圈数时，感应器控制制动器88对复位滚筒89的进行制动，以免复位带810在复位滚筒89的滚动下出现倒卷，相互缠绕。

圈数计数装置也可以用台车碰撞点处的接近开关等代替。

上述仅为本发明的一个具体导向实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明的保护范围的行为。

Claims (9)

1.一种对撞型台车动力装置，其特征在于，包括台车复位装置(8)和台车驱动装置，所述台车复位装置(8)包括台车复位总成和防误触发装置(3)；台车复位总成包括制动器(88)，台车复位总成通过卷收复位带(810)实现台车复位；复位后为了保证实验人员的安全，防误触发装置(3)对台车进行锁止；所述台车驱动装置包括弹性绳(11)、弹性绳张紧力调节装置(9)、弹性绳导向装置(5)和脱钩装置(6)；在台车复位过程中，弹性绳(11)逐渐张紧，提供试验时台车加速运行所需要的动力；弹性绳张紧力调节装置(9)与弹性绳(11)的数量可以对台车最终的碰撞速度进行调节；试验时，防误触发装置(3)取消锁止，台车复位装置(8)的电磁离合器(84)断开，台车在弹性绳(11)的牵引下沿轨道(10)加速运行，当台车加速到预定速度时，脱钩装置(6)实现台车与弹性绳(11)的分离，当台车位移测量装置检测到台车到达预定位置已完成碰撞过程时，制动器(88)作用，防止复位带(810)在复位滚筒(89)惯性力作用下倒卷回拉台车；所述台车复位总成包括电机(81)、减速箱(82)、联轴器(83)、电磁离合器(84)、制动器(88)、复位滚筒(89)、复位带(810)和台车位移测量装置；电机(81)连接减速箱(82)，减速箱(82)连接联轴器(83)，电磁离合器(84)一端连接联轴器(83)，另一端连接复位滚筒(89)；复位滚筒(89)连接有台车位移测量装置和制动器(88)。

2.如权利要求1所述的对撞型台车动力装置，其特征在于，所述复位带(810)通过平衡杆(811)与台车连接；平衡杆(811)包括安全带摆臂(1101)，安全带摆臂(1101)通过摆臂销轴(1102)轴接在平衡臂(1107)上，平衡臂(1107)中部通过T型螺栓(1103)、螺母(1104)和垫片(1105)轴接在安装座(1106)上，安装座(1106)焊接在台车(12)上。

3.如权利要求1所述的对撞型台车动力装置，其特征在于，所述防误触发装置(3)包括传力杠杆(303)，传力杠杆(303)中部铰接在杠杆支座(304)上；传力杠杆(303)两端均设置有长孔；传力杠杆(303)一端通过长孔滑动连接推拉装置，另一端通过长孔滑动连接锁止销(310)；锁止销(310)竖直设置并且通过导向滑块(309)滑动连接导向槽(308)，导向槽(308)固定连接有承力支座(307)，承力支座(307)连接有加强板(306)；推拉装置包括推块(301)，推块(301)连接有限位电机(302)；承力支座(307)和杠杆支座(304)均固定连接在安装板(305)上；

当台车被台车复位装置(8)拉到预设位置，限位电机(302)下推推块(301)进而推动传力杠杆(303)另一端上翘，带动锁止销(310)向上伸出插入台车上的锁止孔内将台车锁止；需要进行碰撞时，限位电机(302)上推推块(301)，进而推动传力杠杆(303)另一端下滑，带动锁止销(310)下移，将台车解锁。

4.如权利要求1所述的对撞型台车动力装置，其特征在于，所述弹性绳(11)两端分别缠绕在两个长杆(610)上，弹性绳(11)通过长杆(610)与台车相连；台车上设置有与长杆(610)配合的U形槽；轨道内设置有脱钩装置(6)。

5.如权利要求1所述的对撞型台车动力装置，其特征在于，所述弹性绳(11)的两端分别绕过弹性绳张紧力调节装置(9)和弹性绳导向装置(5)与台车相连，台车连接有台车复位装置(8)，台车安装在轨道上。

6.根据权利要求1所述的对撞型台车动力装置，其特征在于：所述弹性绳张紧力调节装置(9)包括用于套设弹性绳(11)的张紧滚筒(901)，张紧滚筒(901)连接张紧滑块(902)，张紧滑块(902)滑动连接在张紧滑轨(903)上；张紧滑块(902)连接有伸拉机构；所述伸拉机构包括丝杆座(904)、丝杆(905)和连杆(906)，所述丝杆(905)以丝杆座(904)为中心旋转而带动连杆(906)在水平方向前后移动，张紧滑块(902)与连杆(906)螺栓连接，张紧滑块(902)与张紧滚筒(901)的前后位置的调整实现弹性绳(11)的预张紧，所述张紧滚筒(901)对弹性绳(11)进行导向。

7.如权利要求1所述的对撞型台车动力装置，其特征在于，所述弹性绳导向装置(5)包括导向滚筒(501)、轴承套(502)、深沟球轴承(503)、挡圈(504)、中心轴(505)、轴盖(506)、轴座(507)；所述轴盖(506)通过螺栓与轴座(507)连接，轴座(507)安装于厂房地板；深沟球轴承(503)扣于轴承套(502)并通过挡圈(504)限制其轴向位移，导向滚筒(501)则绕中心轴(505)旋转为弹性绳导向。

8.如权利要求4所述的对撞型台车动力装置，其特征在于，所述脱钩装置(6)包括止动滑槽(608)，止动滑槽(608)滑动连接有止动滑块(604)，止动滑块(604)后方设有缓冲结构，止动滑块(604)上铰接有斜撑杆(603)，斜撑杆(603)铰接有止动钩(602)，止动钩(602)铰接在止动钩座(601)上。

9.如权利要求1所述的对撞型台车动力装置，其特征在于，所述台车位移测量装置为圈数计数装置，所述圈数计数装置包括固定在复位滚筒(89)上的固定块和一个感应器；所述感应器为接近开关；所述固定块为永磁铁；当接近开关感应固定块旋转的距离达到提前设定的阈值时，制动器(88)对复位滚筒(89)开始制动，制动的目的是碰撞结束后防止复位带在复位滚筒(89)惯性力作用下倒卷回拉台车。