CN107991111A - 汽车转向系统冲击试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了汽车转向系统冲击试验台，包括主机框架，在所述主机框架的下方设有待测的转向器试样，在所述转向器试样上方设有可上下移动冲击所述转向器试样的锤体组件，所述转向器试样上设有力传感器及位移传感器，在所述主机框架侧边还设有检测锤体组件下落速度的速度采集系统，所述主机框架下方设有罩于周边的安全防护装置，主机框架下方设有放置锤体组件反弹再次冲击转向器试样的防二次冲击装置。该汽车转向系统冲击试验台，能够测量类同实车状态下，汽车转向系统在受到驾驶人员撞击时，对馈缩过程中的载荷、馈缩位移等数据进行高速采集和显示，试验简单便捷，精确度高，具有较好的应用前景。

Description

汽车转向系统冲击试验台

技术领域

本发明属于汽车转向系统试验技术领域，更具体地说，涉及汽车转向系统冲击试验台。

背景技术

随着中国汽车年产量和年销量逐年增加，汽车作为一种交通工具已为一般家庭所使用，在车辆实际使用过程中，由于车辆受行驶方向上的撞击(车辆正面碰撞或追尾)，驾驶人员在撞击到方向盘的时候，会对转向系统产生一个冲击力，可溃缩的转向系统对该冲击力的承受程度(包含馈缩最大载荷、馈缩保持载荷、馈缩距离)会直接影响驾驶人员受伤害的程度。现有需要采用人体模块进行撞击试验或装车进行整车撞击试验,工序复杂操作不便，试验精确度低。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种操作简单便捷，提高试验精确度的汽车转向系统冲击试验台。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：包括主机框架，在所述主机框架的下方设有待测的转向器试样，在所述转向器试样上方设有可上下移动冲击所述转向器试样的锤体组件，所述转向器试样上设有检测冲击力的力传感器及测量冲击位置变化位移传感器，在所述主机框架侧边还设有检测锤体组件下落速度的速度采集系统，所述力传感器、位移传感器及速度采集系统信号经信号采集处理器处理传输至电脑主机，所述主机框架下方设有罩于周边的安全防护装置，所述主机框架下方设有放置锤体组件反弹再次冲击转向器试样的防二次冲击装置。

为使上述技术方案更加详尽和具体，本发明还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：

所述防二次冲击装置包括阻挡块，所述阻挡块由电磁铁推动向上运动。

所述防二次冲击装置设有检测开关，所述检测开关由感应所述锤体组件反弹位置的感应器触发启动。

所述防二次冲击装置包括阻挡块，所述阻挡块由电磁铁推动向上运动。

所述防二次冲击装置设有检测开关，所述检测开关由感应所述锤体组件反弹位置的感应器触发启动。

所述主机框架包括底座及顶板，在所述底座及顶板四个拐角处设有支撑立柱，所述底座及顶板的中间位置设有穿过所述锤体组件的导向光杆。

所述导向光杆设有间隔平行布置的两个，所述锤体组件的两侧设有对应穿过所述导向光杆的导向孔，在所述导向孔内设有导向铜套。

所述锤体组件包括锤体及设于所述锤体下端锤头，所述锤头设于所述锤体中部，所述导向孔设于所述锤体上位于所述锤头两侧位置。

所述锤头下端设有安装有橡胶冲击头。

所述锤体由多个不同规格的独立锤体排列构成，各个独立锤体与所述导向光杆之间均设有导向铜套，所述各独立锤体之间通过定位销连接。

所述每个独立锤体上均可拆卸的连接有配重块。

所述安全防护装置为封闭的防护网。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明一种汽车转向系统冲击试验台能够测量类同实车状态下，汽车转向系统在受到驾驶人员撞击时，对馈缩过程中的载荷、馈缩位移等数据进行高速采集和显示；使需要采用人体模块进行撞击试验或装车进行整车撞击试验的复杂工作在试验装置架上快速、简便进行，精确度高，具有较好的应用前景。

附图说明

下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明汽车转向系统冲击试验台结构示意图；

图2为本发明汽车转向系统冲击试验台结构示意图；

图3为本发明汽车转向系统冲击试验台结构示意图；

图4为锤体组件结构示意图。

图5为抓脱锤装置结构示意图。

图中标记为：1、主机框架，2、锤体组件，21、第一锤体，22、第二锤体，23、第三锤体，24、锤头、25、配重块，26、导向铜套，27、定位销，28、挂钩，3、抓脱锤装置，31、本体，32、导孔，33、第一伸缩缸，34、第二伸缩缸，35、锁止气缸，4、提锤系统，5、防二次冲击装置，6、速度采集系统，7、安全防护装置，8、摄像器，9、电脑主机，10、信号处理器，11、转向器试样。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明这种汽车转向系统冲击试验台，如图1、2、3所示，包括主机框架1，在主机框架1的下方设有待测的转向器试样11，在转向器试样11上方设有可上下移动冲击转向器试样11的锤体组件2，转向器试样11上设有检测冲击力的力传感器及测量冲击位置变化位移传感器，在主机框架1侧边还设有检测锤体组件下落速度的速度采集系统，力传感器、位移传感器及速度采集系统信号经信号采集处理器处理传输至电脑主机，主机框架1下方设有罩于周边的安全防护装置7，主机框架1下方设有放置锤体组件2反弹再次冲击转向器试样11的防二次冲击装置5。

该汽车转向系统冲击试验台，能够测量类同实车状态下，汽车转向系统在受到驾驶人员撞击时，对馈缩过程中的载荷、馈缩位移等数据进行高速采集和显示；使需要采用人体模块进行撞击试验或装车进行整车撞击试验的复杂工作在试验装置架上快速、简便进行。

防二次冲击装置5包括阻挡块，阻挡块由电磁铁推动向上运动。防二次冲击装置设有检测开关，检测开关由感应锤体组件反弹位置的感应器触发启动。

主机框架1主要由底座、支撑立柱、导向光杆以及顶板构成。如图1所示，主机框架1包括底座及顶板，在底座及顶板四个拐角处设有支撑立柱，底座及顶板的中间位置设有穿过锤体组件2的导向光杆。底座、顶板为45#钢板加工而成，底板有方便试样夹具装配的T型槽，以便于固定安装转向器试样11；支撑立柱采用四根无缝钢管，形成四点支撑，保证主机框架1的稳定性；支撑立柱与底板和顶板间的连接采用法兰连接；导向光杆材料优选为为GCr15并精加工表面镀铬，具有较好的耐磨性及光滑导向性。

本发明中，导向光杆设有间隔平行布置的两个，锤体组件2的两侧设有对应穿过导向光杆的导向孔，在导向孔内设有导向铜套26，以增强其耐磨性及光滑性。

如图4锤体组件2包括锤体及设于锤体下端锤头24，锤头24设于锤体中部，导向孔设于锤体上位于锤头24两侧位置。本发明中采用落锤系统进行冲击力施加，并且在锤头部位安装适合厚度和硬度的橡胶材质冲击头，锤头24下端设有安装有橡胶冲击头，以模拟人体。

锤体组件2上方还设有下方与锤头24连接的挂钩。其结构见图4，锤体均采用整体钢板热锻造加工而成，每个锤体与导向光杆间都配有导向铜套26。

为保证试验的精确性，对锤体由多个不同规格的独立锤体排列构成，各个独立锤体与导向光杆之间均设有导向铜套，各独立锤体之间通过定位销连接。每个独立锤体上均可拆卸的连接有配重块25。

锤体组件3在使用时，可以根据重量需要，灵活单独选用锤体1下落冲击转向器试样11，本实施例提供了一种由三中不同规格的锤体构成，包括第一锤体21，第二锤体22及第三锤体23。可第一锤体21单独使用，也可选用第一锤体21和第二锤体22一起下落冲击试样，第一锤体21，第二锤体22及第三锤体23一起下落冲击试样，为保证多锤体一起下落的同步性，在每个锤体间都配装有定位销27。各锤体均可以通过增加或是减少配重块25的方式调整锤头质量。

本发明中，主机框架1上设有控制锤体组件2锁止及下落的抓脱锤装置3。抓脱锤装置3为自锁装置，在不使用的情况下锤体组件2由该装置连接固定，形成自锁，保证在重力作用下不会发生锤头掉落现象。

如图5所示，抓脱锤装置3包括本体31，在本体31上设有穿过导向光杆的导孔32，在本体31的侧边设有可上下伸缩的第一伸缩缸33，第一伸缩缸33下端连接有水平朝向机构内侧伸缩的第二伸缩缸34，在第二伸缩缸34的前端连接有对应限位插接在锤体组件2下方的限位块。第一伸缩缸33可根据锤体的高度对应伸缩至合适位置以便于第二伸缩缸34对应使用。

抓脱锤装置3的本体3的中部设有锁止气缸35，锁止气缸35可驱动连接在其下方的三爪卡盘开合及夹紧以锁止锤体组件2上挂钩28，实现对锤体组件的锁止。优选的，抓脱锤装置3上还设有感应挂钩28位置的感应开关，不使用状态上，如检测到挂钩脱离锁止位置，则感应开关接通，报警装置提示异常警报。

使用时，第二伸缩缸34带动限位块向两侧缩回，脱离锤体组件2，锁止气缸35启动控制三爪卡盘松开释放挂钩28。锤体组件2的释放高度可通过抓脱锤装置3来控制调节实现。

落下的锤体组件2锤头24作用至转向器试样11上，此时力传感器、位移传感器及速度采集系统采集的数据被同时采集到信号处理器10后，形成了整个冲击瞬间的力值-位移曲线或力值-速度曲线或位移-速度曲线至电脑主机9并显示。

本发明中，在主机框架的下方设有防二次冲击装置5，防二次冲击装置5是当锤体组件2下落冲击试样转向器11时，如锤体组件2被冲击反力弹起，此时4防二次冲击装置5检测开关被触发，防二次冲击装置5启动，由电磁铁推动阻挡块上前进，将再次下降的5锤体组件2行程阻断，以防止锤体组件2对转向器试样11表面做二次冲击功，以确保冲击结果为一次下落冲击造成，确保试验的精确性。

一次测试完成后，提锤系统4将落下的锤体组件2向上提起至一定高度，可再次进行试验。提锤系统4主要由通过提升电机驱动链轮带动链条驱动锤体组件2向上移动。

本发明中，汽车转向系统冲击试验台采用落锤系统进行冲击力施加，落锤的提升高度可控；在试验件上安装冲击力传感器和位移测量装置，在电脑上显示转向器试样11被冲击瞬间过程力值与位移的变换曲线。在检测时通过电控柜或电脑上对主机提锤、冲击、抓锤等自动化过程的双重控制。同时在试验机外部有与电脑主机同步运行的高速摄像器8，可以通过电脑指令控制自动实时拍摄到冲击瞬间的全过程，便于试验过程的分析。

本发明中，为确保试验过程的安全性，在主机框架1下方设有罩于周边的安全防护装置7，安全防护装置7为封闭的防护网，可以有效防止转向器试样11断裂飞溅，也可以在防护门打开的情况下，试验机自锁，主要操作无效。

一种汽车转向系统冲击试验台的试验方法，将转向器试样11按实车状态连接完成，在转向器试样11上安装力传感器及位移传感器；设定锤体组件2的重量和冲击高度，利用抓脱锤装置3和提锤装置4将锤体组件5提升到设定冲击高度并释放，使锤体组件2自由落体撞击到转向器试样11上，速度采集系统6采集锤体组件2的下落速度、位移传感器采集转向器试样11的位置变化情况、力传感器采集冲击力载荷，各信号经信号处理器10采集处理后，利用信号处理器10在电脑主机9上对力值-位移曲线或力值-速度曲线或位移-速度曲线进行显示。

锤体组件2下落的同时启动高速摄像器8及图像处理器，采集下落过程的视屏及图片便于后期分析应用。

锤体组件2下落的同时启动防二次冲击装置5。

锤体组件2释放的过程，启动第二伸缩缸34控制限位块缩回，同时启动锁止气缸35三爪卡盘松开释放设于锤体组件2上的挂钩28，锤体组件2下落。

本发明一种汽车转向系统冲击试验台，能够测量类同实车状态下，汽车转向系统在受到驾驶人员撞击时，对馈缩过程中的载荷、馈缩位移等数据进行高速采集和显示；使需要采用人体模块进行撞击试验或装车进行整车撞击试验的复杂工作在试验装置架上快速、简便进行，精确度高，具有较好的应用前景。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，但是本发明并不受限于上述方式，只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：包括主机框架，在所述主机框架的下方设有待测的转向器试样，在所述转向器试样上方设有可上下移动冲击所述转向器试样的锤体组件，所述转向器试样上设有检测冲击力的力传感器及测量冲击位置变化位移传感器，在所述主机框架侧边还设有检测锤体组件下落速度的速度采集系统，所述力传感器、位移传感器及速度采集系统信号经信号采集处理器处理传输至电脑主机，所述主机框架下方设有罩于周边的安全防护装置，所述主机框架下方设有放置锤体组件反弹再次冲击转向器试样的防二次冲击装置。

2.按照权利要求1所述的汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：所述防二次冲击装置包括阻挡块，所述阻挡块由电磁铁推动向上运动。

3.按照权利要求2所述的汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：所述防二次冲击装置设有检测开关，所述检测开关由感应所述锤体组件反弹位置的感应器触发启动。

4.按照权利要求1所述的汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：所述主机框架包括底座及顶板，在所述底座及顶板四个拐角处设有支撑立柱，所述底座及顶板的中间位置设有穿过所述锤体组件的导向光杆。

5.按照权利要求4所述的汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：所述导向光杆设有间隔平行布置的两个，所述锤体组件的两侧设有对应穿过所述导向光杆的导向孔，在所述导向孔内设有导向铜套。

6.按照权利要求1所述的汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：所述锤体组件包括锤体及设于所述锤体下端锤头，所述锤头设于所述锤体中部，所述导向孔设于所述锤体上位于所述锤头两侧位置。

7.按照权利要求6所述的汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：所述锤头下端设有安装有橡胶冲击头。

8.按照权利要求6或7所述的汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：所述锤体由多个不同规格的独立锤体排列构成，各个独立锤体与所述导向光杆之间均设有导向铜套，所述各独立锤体之间通过定位销连接。

9.按照权利要求8所述的汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：所述每个独立锤体上均可拆卸的连接有配重块。

10.按照权利要求1所述的汽车转向系统冲击试验台，其特征在于：所述安全防护装置为封闭的防护网。