CN108181114A - 后盖耐久性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种后盖耐久性试验装置，包括：底座框架、直线执行机构和驱动机构。底座框架放置在车辆后方且与车辆相固定。直线执行机构安装在底座框架上，直线执行机构上具有能沿直线运动的滑块，直线执行机构与底座框架之间的角度能调节，直线执行机构连接到车辆的后盖。驱动机构驱动直线执行机构的滑块沿直线往复运动，滑块滑动至直线执行机构的第一端，带动后盖开启，滑块滑动至直线执行机构的第二端，带动后盖关闭，滑块具有拉力传感器。本发明的后盖耐久试验装置的全部试验装置布置于汽车的外部，安装方便，对车辆没有任何改变和破坏。该装置开启和关闭后盖的动作简洁，效率高，装置安装方便，运行速度和精度不受高低温影响。

Description

后盖耐久性试验装置

技术领域

本发明涉及汽车零部件的试验领域，更具体地说，涉及汽车后盖的耐久性试验领域。

背景技术

汽车后盖，又称行李箱盖或尾门，它的主要功能是方便用户在车内放置行李或物品。人们在日常用车的过程中，需要经常开启后盖取放物品，再关上后盖。这就对后盖的操作耐久性有一定的要求。在整车的后盖耐久性试验中，以实车为试验载体，通过设计相应的耐久试验装置，反复对后盖进行开启与关闭的操作，以模拟用户在整个汽车的生命周期内开关一定次数后盖的工况。试验中和试验后，需要对后盖上的重要零件，如后盖钣金、后盖铰链、后盖锁系统、后盖密封条等进行外观性，功能性，以及舒适性方面的评价。

在整车的后盖耐久试验中，为了反复完成开启与关闭后盖的动作，目前采用的主要解决方案如下：用气缸直接从汽车行李箱内部推开后盖，再用另一个同样布置于车身内部的气缸或电缸通过钢丝绳和导向机构，从车辆内部关闭后盖。这种方法的主要优点是台架结构紧凑，整个试验装置都放置于汽车内部，对试验场地要求较小。但是，也存在以下的缺陷：

1)开盖和闭盖需要用到两个独立的驱动机构，两个驱动机构的台架安装复杂，为了在车内布置两个驱动机构，需要将车内的座椅、地毯等都拆除，还需要在车身底板上钻孔以固定台架，因此试验准备周期较长。

2)试验中，开盖机构与闭盖机构各自有伸出与复位的动作且独立运作，两者之间需要互相等待才能配合完成全部动作。例如当开盖机构伸出时，必须等开盖机构回位，闭盖机构才能运行。导致试验运行周期较长，影响试验进度。

3)气缸或电缸通过钢丝绳拉动后盖关闭，钢丝绳经常在试验中疲劳断裂，影响试验进度。

4)试验中开盖与关盖的动作没有对钢丝绳受力的监控，当后盖锁信号故障时，如后盖解锁后，后盖未开启，但是传感器由于故障，认为后盖处于解锁状态。此时开盖机构将直接作用于关闭着的后盖，而损坏后盖及其他试件。

发明内容

本发明旨在提出一种实现简单，更加安全可靠的后盖耐久性试验工具。

根据本发明的一实施例，提出一种后盖耐久性试验装置，包括：底座框架、直线执行机构和驱动机构。底座框架放置在车辆后方且与车辆相固定。直线执行机构安装在底座框架上，直线执行机构上具有能沿直线运动的滑块，直线执行机构与底座框架之间的角度能调节，直线执行机构连接到车辆的后盖。驱动机构驱动直线执行机构的滑块沿直线往复运动，滑块滑动至直线执行机构的第一端，带动后盖开启，滑块滑动至直线执行机构的第二端，带动后盖关闭，滑块具有拉力传感器。

在一个实施例中，直线执行机构包括：滑轨、滑块、牵引端头和牵引部件。滑轨铰接在底座框架上，滑轨与底座框架之间的角度能调节。滑块安装在滑轨上，滑块能沿滑轨滑动。牵引端头固定在车辆的后盖上。牵引部件连接牵滑块和牵引端头。驱动机构驱动滑块沿滑轨往复运动，滑块滑动至滑轨的顶端，滑块通过牵引部件拉动牵引端头，带动后盖开启，滑块滑动至滑轨的底端，滑块通过牵引部件拉动牵引端头，带动后盖关闭。

在一个实施例中，牵引端头包括：底板和双耳座。底板的尺寸与车辆牌照的尺寸对应，底板上具有定位孔，定位孔的位置对应于牌照定位孔。双耳座固定在底板上，双耳座具有轴，牵引部件的第一端连接到双耳座的轴。

在一个实施例中，滑块包括：滑动件、安装板、牵引安装座、传感器安装座和拉力传感器。滑动件嵌入到滑轨的滑槽中，滑动件在滑槽中滑动。安装板固定在滑动件上，安装板随滑动件滑动。牵引安装座安装在安装板上，牵引安装座上具有第一轴和第二轴，牵引部件的第二端连接到第二轴。传感器安装座安装在安装板上，传感器安装座具有轴。拉力传感器的第一端连接到传感器安装座的轴，拉力传感器的第二端连接到牵引部件的第一轴。

在一个实施例中，驱动机构是伺服电机，伺服电机安装在底座框架上，伺服电机驱动直线执行机构的滑块沿直线往复运动。

在一个实施例中，伺服电机设置在滑轨的底端。

在一个实施例中，底座框架上具有角度调节机构，角度调节机构调节直线执行机构与底座框架之间的角度，角度调节机构包括：支架、滑移杆和固定件。支架安装在底座框架上。滑移杆安装在支架上，滑移杆能沿水平方向滑移。固定件通过连接件铰接到滑移杆的一端，固定件固定在直线执行机构上。滑移杆沿水平方向滑移以调节直线执行机构与底座框架之间的角度。

在一个实施例中，底座框架通过固定机构与车辆的后轮相连接，使得底座框架与车辆相固定。

在一个实施例中，固定机构包括连接杆与扣件，扣件安装在连接杆的两端，一个扣件固定在车辆的后轮上，另一个扣件固定在底座框架上。

在一个实施例中，该后盖耐久性试验装置还包括：开启接近开关和关闭接近开关。开启接近开关安装在车辆尾部的顶端，开启接近开关感应后盖的开启。关闭接近开关安装在车辆尾部的底端，关闭接近开关感应后盖的关闭。

本发明的后盖耐久试验装置的全部试验装置布置于汽车的外部，安装方便，对车辆没有任何改变和破坏。该后盖耐久性试验装置使用伺服电机驱动，配合直线执行机构动作。直线执行机构集成了开盖动作与关盖动作，同时加入拉力传感器对后盖开启与关闭过程中的拉力进行监控。本发明的后盖耐久试验装置克服现有技术准备周期和运行周期长的缺点，利用伺服电机作为驱动元件，具有拉力监控功能，该装置开启和关闭后盖的动作简洁，效率高，可以在一周内完成3万次后盖耐久。该装置安装方便，且运行速度和精度不受高低温影响。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置的结构图，其中后盖处于关闭状态。

图2揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置的结构图，其中后盖处于开启状态。

图3揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置中牵引端头的结构图。

图4揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置中滑块的结构图。

图5a和图5b揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置中角度调节机构的结构图。

图6a和图6b揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置中角度调节机构的装配结构图。

图7揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置的工作过程示意图，其中后盖处于开启过程。

图8揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置的工作过程示意图，其中后盖处于关闭过程。

具体实施方式

参考图1和图2所示，图1和图2揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置的结构图，其中图1中后盖处于关闭状态，图2中后盖处于开启状态。

如图所示，该后盖耐久性试验装置包括：底座框架、直线执行机构和驱动机构。底座框架103放置在车辆后方且与车辆相固定。在图示的实施例中，底座框架103的底部具有滚轮，以方便底座框架103的移动。由于滚轮的存在，在试验过程中底座框架103也可能会出现滑动，为了避免这种情况出现，底座框架103通过固定机构与车辆的后轮相连接，使得底座框架103与车辆相固定。在图示的实施例中，固定机构包括连接杆111与扣件110。两个扣件110安装在连接杆111的两端，其中一个扣件110固定在车辆的后轮上，另一个扣件110固定在底座框架103上。

直线执行机构安装在底座框架103上，直线执行机构上具有能沿直线运动的滑块104，直线执行机构与底座框架103之间的角度能调节，直线执行机构连接到车辆的后盖106。在图示的实施例中，直线执行机构包括：滑轨102、滑块104、牵引端头和牵引部件105。滑轨102铰接在底座框架103上，滑轨102能够围绕铰接部件转动，因此滑轨102与底座框架103之间的角度能调节。在一个实施例中，滑轨102与底座框架103之间设置有内六角螺栓。旋紧内六角螺栓，滑轨102与底座框架103之间的倾斜角度被锁定。旋松内六角螺栓，滑轨102与底座框架103之间的倾斜角度可以调节。滑轨102的角度由角度调节机构进行调节，角度调节机构的结构后面会进行描述。滑块104安装在滑轨102上，滑块104能沿滑轨102滑动。

图4揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置中滑块的结构图。参考图4所示，滑块104包括：滑动件141、安装板142、牵引安装座143、传感器安装座144和拉力传感器109。滑动件141嵌入到滑轨102的滑槽中，滑动件141在滑槽中滑动。在图示的实施例中，在滑轨102的滑槽中设置有传动带121，传动带121可以是皮带。滑动件141通过螺栓固定到传动带121上。传动带121移动，带动滑动件141跟随传动带121一起移动。后面描述，驱动机构驱动传动带121，从而带动滑动件141沿滑轨102滑动。安装板142固定在滑动件141上，安装板142随滑动件141滑动。安装板142与滑轨102并不接触，以避免在滑动过程中产生不必要的摩擦阻力。牵引安装座143安装在安装板142上，牵引安装座143上具有第一轴和第二轴，在图示的实施例中，位于上方的是第一轴，位于下方的是第二轴。牵引部件105的第二端连接到第二轴，即牵引安装座143上位于下方的轴。牵引部件105可以由皮带实现，也可以采用车辆的安全带来实现。传感器安装座144安装在安装板142上，传感器安装座144具有轴。在图示的实施例中，传感器安装座144布置在牵引安装座143的上方。拉力传感器109连接在传感器安装座144和牵引安装座143之间。拉力传感器109的第一端连接到传感器安装座144的轴，拉力传感器109的第二端连接到牵引部件143的第一轴，即牵引安装座143上位于上方的轴。

回到图1和图2所示的实施例，直线执行机构中的牵引端头固定在车辆的后盖106上。图3揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置中牵引端头的结构图。在图3所示的实施例中，牵引端头包括：底板107和双耳座108。底板107的尺寸与车辆牌照的尺寸对应，底板107上具有定位孔，定位孔的位置对应于牌照定位孔。在一个实施例中，底板107是一块重量和尺寸与牌照接近的铝板，铝板上的定位孔的位置与牌照上的定位孔一样，因此可以很方便地安装到后盖106上。双耳座108固定在底板107上，双耳座108具有轴。在图示的实施例中，双耳座108通过位于四个角上的四个内六角螺栓与底板107相连接。牵引部件105的第一端连接到双耳座108的轴。

牵引部件105连接牵滑块104和牵引端头。如上面所描述的，牵引部件105的第一端连接到双耳座108的轴，牵引部件105的第二端连接到牵引安装座143的第二轴。牵引部件105可以是皮带，也可以是车辆的安全带。

回到图1和图2所示的实施例，驱动机构101驱动直线执行机构的滑块沿直线往复运动，滑块滑动至直线执行机构的第一端，带动后盖开启，滑块滑动至直线执行机构的第二端，带动后盖关闭，滑块具有拉力传感器。在图示的实施例中，驱动机构是伺服电机101，伺服电机101安装在底座框架103上，伺服电机驱动直线执行机构的滑块沿直线往复运动。伺服电机101设置在滑轨102的底端。伺服电机101连接到滑轨102上的传动带121，伺服电机101带动传动带121运动，传动带121带动固定在其上的滑块141移动。伺服电机101可以根据需求正反交替运转，带动传动带121朝不同的方向移动，从而，驱动机构，即伺服电机101驱动滑块104沿滑轨102往复运动。滑块104滑动至滑轨102的顶端，滑块104通过牵引部件105拉动牵引端头，带动后盖106开启。滑块104滑动至滑轨102的底端，滑块104通过牵引部件105拉动牵引端头，带动后盖106关闭。

在图1和图2所示的实施例中，该后盖耐久性试验装置还包括两个接近开关：开启接近开关116和关闭接近开关115。开启接近开关116安装在车辆尾部的顶端，当后盖106开启且到达开启的最大位置时，开启接近开关116能感应到后盖106的位置，因此开启接近开关116感应后盖的开启。关闭接近开关115安装在车辆尾部的底端，当后盖106关闭时，关闭接近开关115能感应到后盖106的位置，因此关闭接近开关115感应后盖的关闭。

参考图5a、图5b、图6a和图6b，揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置中的角度调节机构，其中图5a和图5b揭示了角度调节机构的结构图，图6a和图6b揭示了角度调节机构的装配结构图。如图所示，底座框架103上具有角度调节机构，角度调节机构调节直线执行机构与底座框架之间的角度，角度调节机构包括：支架117、滑移杆114和固定件112。支架117安装在底座框架103上，支架117位于底座框架103的后端，即远离车辆尾部的一端。支架117是竖直向上延伸的支架。滑移杆114安装在支架117上，滑移杆117能沿水平方向滑移。参考图6b所示，支架117的顶部具有定位板，定位板通过内六角沉头螺栓与滑移杆114连接，定位板从两侧夹住滑移杆114。旋紧螺栓，滑移杆114的水平位置被固定，旋松螺栓，滑移杆114可以调节其水平位置。参考图6a所示，固定件112通过连接件113铰接到滑移杆114的一端。固定件112固定在直线执行机构的滑轨102上。固定件112能够通过铰接件113相对于滑移杆114转动，因此可以使得滑轨102与滑移杆114之间呈不同的角度。参考图5a和图5b所示，滑移杆114沿水平方向滑移，可以调节直线执行机构中的滑轨102与底座框架103之间的角度。比较图5a和图5b，滑移杆114朝向图示方向的左侧滑动，使得滑轨102向下转动，与底座框架103之间的夹角减小。类似的，如果滑移杆114朝向图示方向的右侧滑动，则可以使得滑轨102向上转动，与底座框架103之间的夹角增大，接近垂直的状态。

参考图7和图8，揭示了根据本发明的一实施例的后盖耐久性试验装置的工作过程示意图，其中图7揭示了后盖的开启过程，图8揭示了后盖的关闭过程。

在开始后盖耐久试验之前，需要先进行如下准备工作：

1)根据不同车型后盖开启角度的不同，对直线执行机构中的滑轨的倾斜角度进行调节，以保证后盖在运动过程中不与直线执行机构中的滑块产生相干涉。滑轨的倾斜角度由角度调节机构进行调节：松开滑移杆与支架之间的内六角螺栓，以及底座框架与滑轨之间的内六角螺栓。使滑移杆在水平方向上前后移动，从而调整直线执行机构中滑轨的倾斜角度，可参考图5a和图5b所示的状态。

2)在直线执行机构的滑轨的倾斜角度调整完毕后，再根据后盖在关闭状态时的位置，调整牵引部件，比如皮带或者安全带的长度。牵引部件的长度不宜过长或者过短，过长会增加滑块的移动距离，从而使试验周期变长。过短则会引起牵引部件异常紧绷引起拉力异常，可能导致触发拉力传感器异常报警而使得试验中断。

3)最后，将底座框架通过固定机构与车辆的后轮相连接，确保底座框架台架在试验过程中位置稳定，不会发生移动。

本发明的后盖耐久性试验装置可以快速完成后盖数万个循环的关闭耐久试验。每个循环包含后盖开启与后盖关闭两个过程。

图7揭示了后盖的开启过程，后盖开启过程包括以下若干个步骤：

初始位置：滑块处于初始位置A时，牵引部件需要略微绷紧。这一步骤是为了后续后盖解锁后，伺服电机能迅速地将后盖拉起一个很小的预开启角度。

后盖通电解锁：通过控制电气柜中的继电器与12V电源的通断来给后盖锁解锁。当运行至后盖通电解锁步骤时，继电器接通，后盖锁解锁。

伺服电机驱动滑块上升移动至位置B：后盖通电解锁后，伺服电机立刻驱动滑块将后盖拉起很小一个角度，滑块运行至位置B。位置B要保证后盖锁与后盖锁扣完全脱离。如果后盖锁故障，或因其他原因如12V电源烧坏等，后盖解锁失败，伺服电机因无法将后盖向上拉至位置B而导致电机堵转，此时电机输出力矩瞬间增大，拉力传感器会采集到的拉力值超标，报警并将试验中止。

伺服电机驱动滑块上升移动至位置C：如果后盖解锁正常，滑块顺利运行至位置B后，伺服电机驱动滑块将后盖继续向上拉，滑块运行至位置C处，后盖气弹簧过下止点，后盖完全打开，通过开启接近开关的通断来判断后盖是否完全打开。

图8揭示了后盖的关闭过程，后盖关闭过程包括以下若干个步骤：

预关闭：伺服电机驱动滑块从位置C下降移动至位置D：当后盖完全打开后，伺服电机反转，带动传动带反向移动，从而驱动滑块把后盖缓慢向下拉，这一步称为预关闭。预关闭的速度过快会造成对后盖牌照框区域的钣金以及后盖气弹簧的瞬间冲击过大。因此，这一步伺服电机要缓慢起步和加速。

关闭：预关闭结束后，伺服电机以较快的转速通过牵引部件把后盖一次性关上，此时滑块的位置，从位置D回到位置A。不同车型的关闭速度要求不同，该本发明的后盖耐久性试验装置可以根据不同的要求，在0.5m/s-3m/s的范围内调整关闭速度。

当后盖关闭速度太小，没有达到试验要求时，有以下几种调节关闭速度的方法：

直接增大伺服电机在关闭步骤的速度。此种方法通常是默认当前伺服电机的加速度已经足够，且滑块从位置D到位置A的加速距离足够。

调整后盖预关闭步骤中滑块的高度，使得滑块从位置D到位置A的加速距离增加，从而最终的速度增加。

增大伺服电机在关闭步骤的减速度，使得滑块从位置D到位置A的加速时间增加，从而最总的速度增加。

本发明的后盖耐久试验装置的全部试验装置布置于汽车的外部，安装方便，对车辆没有任何改变和破坏。该后盖耐久性试验装置使用伺服电机驱动，配合直线执行机构动作。直线执行机构集成了开盖动作与关盖动作，同时加入拉力传感器对后盖开启与关闭过程中的拉力进行监控。本发明的后盖耐久试验装置克服现有技术准备周期和运行周期长的缺点，利用伺服电机作为驱动元件，具有拉力监控功能，该装置开启和关闭后盖的动作简洁，效率高，可以在一周内完成3万次后盖耐久。该装置安装方便，且运行速度和精度不受高低温影响。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种后盖耐久性试验装置，其特征在于，包括：

底座框架，底座框架放置在车辆后方且与车辆相固定；

直线执行机构，直线执行机构安装在底座框架上，直线执行机构上具有能沿直线运动的滑块，直线执行机构与底座框架之间的角度能调节，直线执行机构连接到车辆的后盖；

驱动机构，驱动机构驱动直线执行机构的滑块沿直线往复运动，滑块滑动至直线执行机构的第一端，带动后盖开启，滑块滑动至直线执行机构的第二端，带动后盖关闭，所述滑块具有拉力传感器。

2.如权利要求1所述的后盖耐久性试验装置，其特征在于，所述直线执行机构包括：

滑轨，滑轨铰接在底座框架上，滑轨与底座框架之间的角度能调节；

滑块，滑块安装在滑轨上，滑块能沿滑轨滑动；

牵引端头，牵引端头固定在车辆的后盖上；

牵引部件，牵引部件连接牵滑块和牵引端头；

驱动机构驱动滑块沿滑轨往复运动，滑块滑动至滑轨的顶端，滑块通过牵引部件拉动牵引端头，带动后盖开启，滑块滑动至滑轨的底端，滑块通过牵引部件拉动牵引端头，带动后盖关闭。

3.如权利要求2所述的后盖耐久性试验装置，其特征在于，所述牵引端头包括：

底板，底板的尺寸与车辆牌照的尺寸对应，底板上具有定位孔，定位孔的位置对应于牌照定位孔；

双耳座，双耳座固定在底板上，双耳座具有轴，所述牵引部件的第一端连接到双耳座的轴。

4.如权利要求2所述的后盖耐久性试验装置，其特征在于，所述滑块包括：

滑动件，滑动件嵌入到滑轨的滑槽中，滑动件在滑槽中滑动；

安装板，安装板固定在滑动件上，安装板随滑动件滑动；

牵引安装座，安装在安装板上，牵引安装座上具有第一轴和第二轴，所述牵引部件的第二端连接到第二轴；

传感器安装座，安装在安装板上，传感器安装座具有轴；

拉力传感器，拉力传感器的第一端连接到传感器安装座的轴，拉力传感器的第二端连接到牵引部件的第一轴。

5.如权利要求2所述的后盖耐久性试验装置，其特征在于，

所述驱动机构是伺服电机，伺服电机安装在底座框架上，伺服电机驱动直线执行机构的滑块沿直线往复运动。

6.如权利要求5所述的后盖耐久性试验装置，其特征在于，

所述伺服电机设置在滑轨的底端。

7.如权利要求1所述的后盖耐久性试验装置，其特征在于，所述底座框架上具有角度调节机构，角度调节机构调节直线执行机构与底座框架之间的角度，所述角度调节机构包括：

支架，支架安装在底座框架上；

滑移杆，滑移杆安装在支架上，滑移杆能沿水平方向滑移；

固定件，固定件通过连接件铰接到滑移杆的一端，固定件固定在直线执行机构上；

滑移杆沿水平方向滑移以调节直线执行机构与底座框架之间的角度。

8.如权利要求1所述的后盖耐久性试验装置，其特征在于，

所述底座框架通过固定机构与车辆的后轮相连接，使得底座框架与车辆相固定。

9.如权利要求8所述的后盖耐久性试验装置，其特征在于，

所述固定机构包括连接杆与扣件，扣件安装在连接杆的两端，一个扣件固定在车辆的后轮上，另一个扣件固定在底座框架上。

10.如权利要求1所述的后盖耐久性试验装置，其特征在于，还包括：

开启接近开关，安装在车辆尾部的顶端，开启接近开关感应后盖的开启；

关闭接近开关，安装在车辆尾部的底端，关闭接近开关感应后盖的关闭。