CN110186355A - 车门间隙测量工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车门间隙测量工装，属于测量技术领域。车门间隙测量工装包括基座组件、斜楔滑块组件、等强度梁、两个光纤光栅和弹簧组件。斜楔滑块组件包括滑动块、斜楔块和触头。将车门间隙测量工装固定在车门框上，当关闭车门时，触头受到挤压后带动滑动块和斜楔块沿等强度梁延伸方向移动，斜楔块挤压等强度梁并使得等强度梁发生弯曲变形。通过等强度梁的弯曲形变间接测量出车门间隙。车门间隙测量工装可有效提高车门间隙测量的准确性和速度。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种车门间隙测量工装。
背景技术
车门间隙的控制情况决定了汽车的密封性，因此，对车门间隙测量是汽车生产装配后检验的一个重要环节。
传统的车门间隙测量方法主要使用卡尺、塞规、土压规、橡皮泥等工具，具体是利用橡皮泥填满间隙，然后用测量工具来手动测量橡皮泥，从而间接测量出车门间隙。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
上述手动测量过程非常困难，不仅费时，而且数据也不准确。
发明内容
本发明实施例提供了一种车门间隙测量工装，可以有效提高车门间隙测量的准确性和速度。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种车门间隙测量工装，所述车门间隙测量工装包括基座组件、斜楔滑块组件、等强度梁、两个光纤光栅和弹簧组件；
所述基座组件包括基座垂直段和基座水平段，所述基座垂直段设置在所述基座水平段的一端，且所述基座垂直段与所述基座水平段垂直连接；
所述等强度梁的安装端固定在所述基座水平段的另一端，所述等强度梁的活动端朝向所述基座垂直段延伸，两个光纤光栅分别设置在所述等强度梁的相反两侧；
所述斜楔滑块组件包括滑动块、斜楔块和触头，所述滑动块可滑动地安装在所述基座水平段上，所述滑动块的滑动方向与所述等强度梁的延伸方向相同，所述斜楔块连接在所述滑动块上，所述斜楔块的斜面朝向所述等强度梁的活动端布置，且所述斜楔块的斜面远离所述基座垂直段的一端至另一端逐渐背离所述滑动块倾斜，所述触头穿过所述基座垂直段与所述滑动块的一端连接；
所述弹簧组件固定安装在所述基座水平段上，所述弹簧组件与所述滑动块的另一端连接在一起，当所述弹簧组件处于平衡状态时，所述等强度梁处于平直状态，且所述等强度梁与所述斜楔块接触。
进一步地，所述基座水平段上设置有导轨，所述导轨沿所述等强度梁的长度方向延伸，所述滑动块与所述导轨滑动连接。
进一步地，所述等强度梁包括等截面段、等强度段和连接底座，所述连接底座固定安装在所述基座水平段基座水平段上，所述等强度段的一端与所述连接底座固定连接，所述等强度段的另一端与所述等截面段的一端固定连接，所述等截面段的另一端与所述斜楔块的斜面滑动接触。
进一步地，所述等截面段包括等截面水平段和等截面垂直段，等截面水平段的一端与所述等强度段固定连接，所述等截面水平段的另一端与所述等截面垂直段的一端固定连接，所述等截面垂直段的另一端与所述斜楔块的斜面滑动接触。
进一步地，所述等截面垂直段的另一端为圆弧面，所述圆弧面与所述斜楔块的斜面滑动接触。
进一步地，所述弹簧组件包括弹簧座和弹簧，所述弹簧座固定安装在所述基座水平段上，所述弹簧的一端连接在所述弹簧座上，所述弹簧的另一端与所述滑动块的另一端连接在一起。
进一步地，所述滑动块的另一端设置有盲孔，所述弹簧座上设置有导杆，所述导杆滑动插装在所述盲孔中，所述弹簧套装在所述导杆上。
进一步地，所述基座水平段上设置有盖板，所述盖板设置有多个用于插装所述光纤光栅的光纤线孔洞。
进一步地，所述基座垂直段上设置有用于连接车门框的连接件。
进一步地，所述基座垂直段上设置有凹槽，所述连接件为磁铁块，所述连接件固定安装在所述凹槽中。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过本发明实施例所提供的测量工装对车门间隙进行测量时，将测量工装固定在车门框上，使得基座垂直段与车门框的外侧面贴合，基座水平段与车门框的底边贴合，触头朝向车门的方向布置。当关闭车门时，触头受到车门挤压后带动滑动块和斜楔块背向等强度梁延伸的方向移动，斜楔块挤压等强度梁的活动端并使得等强度梁发生弯曲变形。由于等强度梁的承受应力与触头移动距离存在线性关系，而且等强度梁弯曲带动光纤光栅弯曲，所以通过光纤光栅可间接测量出等强度梁的所受应变情况，进而可计算出触头的移动量，即车门间隙大小。通过车门间隙测量工装可有效提高车门间隙测量的准确性和速度，同时也有助于车门与配合部件的尺寸性能检验及其安装质量控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明实施例提供的一种车门间隙测量工装的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的基座组件的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的等强度梁和斜楔组件的连接示意图；
图4是本发明实施例提供的等强度梁的侧视图；
图5是本发明实施例提供的等强度梁和斜楔组件的连接俯视图；
图6是本发明实施例提供的一种车门间隙测量工装的工作原理示意图；
图7是本发明实施例提供的滑动块的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的盖板的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的等强度梁的形变图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
为了更好的理解本发明，以下简单车门间隙测量工装的结构：
图1是本发明实施例提供的一种车门间隙测量工装的结构示意图，如图1所示，该车门间隙测量工装包括基座组件1、斜楔滑块组件2、等强度梁3、两个光纤光栅4和弹簧组件5。基座组件1包括基座垂直段11和基座水平段12，基座垂直段11设置在基座水平段12的一端，且基座垂直段11与基座水平段12垂直连接。等强度梁3的安装端固定在基座水平段12的另一端，等强度梁3的活动端朝向基座垂直段11延伸，两个光纤光栅4分别设置在等强度梁3的相反两侧。斜楔滑块组件2包括滑动块21、斜楔块22和触头23，滑动块21可滑动地安装在基座水平段12上，滑动块21的滑动方向与等强度梁3的延伸方向相同，斜楔块22连接在滑动块21上，斜楔块22的斜面朝向等强度梁3的活动端布置，且斜楔块22的斜面远离基座垂直段11的一端至另一端逐渐背离滑动块21倾斜。触头23穿过基座垂直段11与滑动块21的一端连接。弹簧组件5固定安装在基座水平段12上，弹簧组件5与滑动块21的另一端连接在一起，当弹簧组件5处于平衡状态时，等强度梁3处于平直状态，且等强度梁3与斜楔块22接触。
本发明通过本发明实施例所提供的测量工装对车门间隙进行测量时，将测量工装固定在车门框上，使得基座垂直段与车门框的外侧面贴合，基座水平段与车门框的底边贴合，触头朝向车门的方向布置。当关闭车门时，触头受到车门挤压后带动滑动块和斜楔块背向等强度梁延伸的方向移动，斜楔块挤压等强度梁的活动端并使得等强度梁发生弯曲变形。由于等强度梁的承受应力与触头移动距离存在线性关系，而且等强度梁弯曲带动光纤光栅弯曲，所以通过光纤光栅可间接测量出等强度梁的所受应变情况，进而可计算出触头的移动量，即车门间隙大小。通过车门间隙测量工装可有效提高车门间隙测量的准确性和速度，同时也有助于车门与配合部件的尺寸性能检验及其安装质量控制。
图2是本发明实施例提供的基座组件的结构示意图，如图2所示，基座水平段12上设置有导轨121，导轨121沿等强度梁3的长度方向延伸。滑动块21与导轨121滑动连接。
在上述实施方式中，滑动块21与导轨121滑动连接可以减少滑动块21滑动所受的阻力，并控制其滑动方向。
示例性地，基座水平段12设置有多个导轨121，多个导轨121沿等强度梁3长度方向平行布置，设置有个导轨121可以增加滑动块21沿导轨121滑动的稳定性。
示例性地，滑动块21下端沿其滑动方向设置有滑动凹槽。导轨121与滑动凹槽相对布置，导轨121在滑动凹槽内滑动，通过导轨121和滑动凹槽配合滑动可增加滑动块21在基座水平段12上滑动的稳定性。滑动块21在导轨121上滑动可以带动斜楔块22滑动，从而挤压等强度梁3形变(参见图1)。
示例性地，基座垂直段11上设置有开口113和沟槽114，开口113用于触头23和滑动块21的连接，沟槽114用于容纳触头23。
图3是本发明实施例提供的等强度梁和斜楔组件的连接示意图，如图3所示，等强度梁3包括等截面段31、等强度段32和连接底座33，连接底座33固定安装在基座水平段12上，等强度段32的一端与连接底座33固定连接，等强度段32的另一端与等截面段31的一端固定连接，等截面段31的另一端与斜楔块22的斜面滑动接触。
在上述实施方式中，等强度梁3受到斜楔块22挤压时发生挠曲变形，当等强度梁3挠曲变形时可以根据等强度梁原理从而确定挠度与等强度梁3的所受外力的关系。
示例性地，图4是本发明实施例提供的等强度梁的侧视图，如图4所示，等截面段31包括等截面水平段311和等截面垂直段312，等截面水平段311的一端与等强度段32固定连接，等截面水平段311的另一端与等截面垂直段312的一端固定连接，等截面垂直段312的另一端与斜楔块22的斜面滑动接触。
在上述实施方式中，等截面垂直段312与斜楔块22滑动接触，从而使得等强度梁3弯曲变形。
图5是本发明实施例提供的等强度梁和斜楔组件的连接俯视图，如图5所示，等截面段31为L型结构，并且采用等截面结构，等截面段31长度为l1。等强度段32为梯形结构，等强度段32长度为l2，等强度段32的两端宽度分别为b1和b2，等强度段32厚度一致。连接底座33上设置有通孔，基座水平段12上设置有与通孔相对应的螺纹孔，通过螺栓连接通孔和螺纹孔从而将连接底座33固定安装在基座水平段12上。连接底座33为方形结构，连接底座33的宽度为b3，容易理解的是，连接底座33中b3较大可以保证等截面段31的另一端在斜楔块22上沿基座水平段12垂直方向上的中部接触。
优选地，等强度梁3上下表面分别设置有第一光纤光栅和第二光纤光栅，两个光纤光栅4通过粘贴的方式粘贴在等强度梁3上下两个表面上(参见图1)。两个光纤光栅4可以为一批次产品，光纤光栅4为一批次产品可以保证两者近似相同的传感性能。
容易理解的是，通过斜楔块22挤压等强度梁3形变从而带动光纤光栅4形变可以间接测量出等强度梁3所受应变情况，又因为车门间隙与等强度梁3的承受应力存在线性关系，因此通过两个光纤光栅4得到等强度梁3的承受应力即可算出车门间隙，后文将详细介绍通过等强度梁3的承受应力推导车门间隙参数方程式。
再次参见图4，等截面垂直段312的另一端为圆弧面313，圆弧面313与斜楔块22的斜面滑动接触。
在上述实施方式中，圆弧面313可保证等截面段31与斜楔块22斜面点接触，可以减少圆弧面313与斜楔块22之间的摩擦，从而保证圆弧面313在斜楔块22的斜面滑动能顺利进行。
示例性地，触头23在自由状态下即不受外力作用时，圆弧面313与斜楔块22的斜面刚刚接触，接触力为0。图6是本发明实施例提供的一种车门间隙测量工装的工作原理示意图，如图6所示，接触点到斜楔块22的短直角边的垂直距离为s1，等强度梁3上表面到斜楔块22的长直角边的垂直距离为s2，接触点到等强度梁3上表面的垂直距离为h1。斜楔块22上斜面的两直角边分别长a和b，安装时，只要满足(s2-h1)/a＝(b-s1)/b，即可保证初始状态下等强度梁3相对于斜楔块22的这种自由接触关系。
再次参见图1，弹簧组件5包括弹簧座51和弹簧52，弹簧座51固定安装在基座水平段12上，弹簧52的一端连接在弹簧座51上，弹簧52的另一端与滑动块21的另一端连接在一起。
在上述实施方式中，弹簧座51起到固定弹簧52的作用，弹簧52起到挤压和拉伸滑动块21的作用。
图7是本发明实施例提供的滑动块的结构示意图，如图7所示，滑动块21的另一端设置有盲孔211，弹簧座51上设置有导杆511，导杆511滑动插装在盲孔211中，弹簧52套装在导杆511上。
在上述实施方式中，盲孔211和导杆511起控制弹簧52压缩方向的作用。
示例性地，再次参见图1，弹簧座51包括导杆511和弹簧连接座512。弹簧连接座512通过螺栓固定在基座水平段12上，导杆511穿过弹簧52，且导杆511右端与弹簧连接座512螺纹连接。弹簧座51一方面可以起到固定弹簧52的作用，另一方面起到控制弹簧52压缩方向的作用。当触头23受到的压力结束后，滑动块21在弹簧52回复力的作用下左移，从而为下一次挤压做好准备。
图8是本发明实施例提供的盖板的结构示意图，如图8所示，基座水平段12上设置有盖板122，盖板122设置有多个用于插装光纤光栅4的光纤线孔洞1221。
在上述实施方式中，盖板122可以保护基座水平段12，从而避免测量时外界因素的干扰。孔洞1221可以用来穿导光纤光栅4的光纤线。
示例性地，光纤线一端连接光纤光栅4，另一端通过孔洞1221连接光纤光栅4波长解调仪，从而可以通过等强度梁3发生形变时利用光纤光栅4测量的波长变化情况。
进一步地，基座垂直段11上设置有用于连接车门框的连接件111。
在上述实施方式中，连接件111便于车门间隙传感器在车门上的固定(参见图1)。
优选地，基座垂直段11上设置有凹槽112，连接件111为磁铁块，连接件111固定安装在凹槽112中。
在上述实施方式中，凹槽112不仅便于磁铁块的安装，还可以起到固定磁铁块的作用。
示例性地，磁铁块可通过专用粘胶粘贴在凹槽112内。使用车门间隙测量工装进行车门间隙测量前，通过磁铁块将车门间隙测量工装吸附在车门框上即可。
下面将详细介绍通过等强度梁3的承受应力推导车门间隙参数方程式。
图9是本发明实施例提供的等强度梁的形变图，如图9所示，通过斜楔块22使等强度梁3发生弯曲变形，等强度梁3上下表面分别承受压应变和拉应变。等强度梁3弯折的挠度为Δy，等强度段32的挠度为Δy1，等截面段31的挠度为Δy2。
触头23的移动距离亦即车门间隙ΔL和等强度梁3弯折的挠度Δy存在下面关系：
根据等强度梁3理论，等强度段32的挠度Δy1为：
其中，l2为等强度段32的长度，b2为等强度段32固定端的宽度，h2为等强度段32的厚度，E为等强度梁3的弹性模量，F为等强度梁3所受的外力。
等截面段31的转角为：
由于l1相对于l2长度较短，且等截面段31的转角变形θ比较小时，可认为等截面段31引起的挠度Δy2＝l1×sinθ＝l1θ，即
联立公式(2)、(4)得等强度梁3弯折部分的挠度用Δy为
等强度段32的表面拉应变ε+及压应变ε-和其挠度Δy1存在关系：
联立公式(1)、(2)、(5)、(6)，得到触头23位移
触头23的移动距离亦即车门间隙ΔL和等强度梁3表面拉应变ε+的关系为：
第一光纤光栅和第二光纤光栅中心波长变化Δλ1、Δλ2与各自粘贴位置处应变之间的关系为：
αf为光纤的热膨胀系数，ξ为光纤的热光系数，Pe为光纤的弹光系数。
等强度梁3上下两个表面的第一光纤光栅和第二光纤光栅处在同一环境温度中,因此温度变化对两个光栅波长的影响情况相同，即ΔT1＝ΔT2。将两个光纤光栅4的波长变化量相减即可实现温度补偿，保证温度波动对测量结果无影响。第二光纤光栅承受拉应变ε+，其中心波长向长波长方向变化，第一光纤光栅承受压应变ε-，其中心波长向短波长方向变化。因此，将公式8减去公式9，并联立公式7得到：
公式(10)中，l1、l2、a、b、h2、Pe、λ1、λ2均为常数，仅需要通过光纤光栅4波长解调仪测量两个光纤光栅4的波长变化情况Δλ1、Δλ2，就可以获得车门间隙ΔL的大小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (10)
1.一种车门间隙测量工装，其特征在于，所述车门间隙测量工装包括基座组件(1)、斜楔滑块组件(2)、等强度梁(3)、两个光纤光栅(4)和弹簧组件(5)；
所述基座组件(1)包括基座垂直段(11)和基座水平段(12)，所述基座垂直段(11)设置在所述基座水平段(12)的一端，且所述基座垂直段(11)与所述基座水平段(12)垂直连接；
所述等强度梁(3)的安装端固定在所述基座水平段(12)的另一端，所述等强度梁(3)的活动端朝向所述基座垂直段(11)延伸，两个光纤光栅(4)分别设置在所述等强度梁(3)的相反两侧；
所述斜楔滑块组件(2)包括滑动块(21)、斜楔块(22)和触头(23)，所述滑动块(21)可滑动地安装在所述基座水平段(12)上，所述滑动块(21)的滑动方向与所述等强度梁(3)的延伸方向相同，所述斜楔块(22)连接在所述滑动块(21)上，所述斜楔块(22)的斜面朝向所述等强度梁(3)的活动端布置，且所述斜楔块(22)的斜面远离所述基座垂直段(11)的一端至另一端逐渐背离所述滑动块(21)倾斜，所述触头(23)穿过所述基座垂直段(11)与所述滑动块(21)的一端连接；
所述弹簧组件(5)固定安装在所述基座水平段(12)上，所述弹簧组件(5)与所述滑动块(21)的另一端连接在一起，当所述弹簧组件(5)处于平衡状态时，所述等强度梁(3)处于平直状态，且所述等强度梁(3)与所述斜楔块(22)接触。
2.根据权利要求1所述的车门间隙测量工装，其特征在于，所述基座水平段(12)上设置有导轨(121)，所述导轨(121)沿所述等强度梁(3)的长度方向延伸，所述滑动块(21)与所述导轨(121)滑动连接。
3.根据权利要求1所述的车门间隙测量工装，其特征在于，所述等强度梁(3)包括等截面段(31)、等强度段(32)和连接底座(33)，所述连接底座(33)固定安装在所述基座水平段(12)基座水平段(12)上，所述等强度段(32)的一端与所述连接底座(33)固定连接，所述等强度段(32)的另一端与所述等截面段(31)的一端固定连接，所述等截面段(31)的另一端与所述斜楔块(22)的斜面滑动接触。
4.根据权利要求3所述的车门间隙测量工装，其特征在于，所述等截面段(31)包括等截面水平段(311)和等截面垂直段(312)，等截面水平段(311)的一端与所述等强度段(32)固定连接，所述等截面水平段(311)的另一端与所述等截面垂直段(312)的一端固定连接，所述等截面垂直段(312)的另一端与所述斜楔块(22)的斜面滑动接触。
5.根据权利要求4所述的车门间隙测量工装，其特征在于，所述等截面垂直段(312)的另一端为圆弧面(313)，所述圆弧面(313)与所述斜楔块(22)的斜面滑动接触。
6.根据权利要求1所述的车门间隙测量工装，其特征在于，所述弹簧组件(5)包括弹簧座(51)和弹簧(52)，所述弹簧座(51)固定安装在所述基座水平段(12)上，所述弹簧(52)的一端连接在所述弹簧座(51)上，所述弹簧(52)的另一端与所述滑动块(21)的另一端连接在一起。
7.根据权利要求6所述的车门间隙测量工装，其特征在于，所述滑动块(21)的另一端设置有盲孔(211)，所述弹簧座(51)上设置有导杆(511)，所述导杆(511)滑动插装在所述盲孔(211)中，所述弹簧(52)套装在所述导杆(511)上。
8.根据权利要求1所述的车门间隙测量工装，其特征在于，所述基座水平段(12)上设置有盖板(122)，所述盖板(122)设置有多个用于插装所述光纤光栅(4)的光纤线孔洞(1221)。
9.根据权利要求1所述的车门间隙测量工装，其特征在于，所述基座垂直段(11)上设置有用于连接车门框的连接件(111)。
10.根据权利要求9所述的车门间隙测量工装，其特征在于，所述基座垂直段(11)上设置有凹槽(112)，所述连接件(111)为磁铁块，所述连接件(111)固定安装在所述凹槽(112)中。
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