CN110207998A - 一种质量可调并保持质心位置的配重箱 - Google Patents

Abstract

一种质量可调并保持质心位置的配重箱，包括箱体，箱体上面敞开，方便更换不同的配重块，配重块组件装于箱体内，所述配重块组件包括窄撑板、偏心配重块、空心配重块组和/或实心配重块；所述箱体由左侧板、右侧板、底板、后挡板经螺钉联接形成，箱体前面与碰撞器联接，箱体的后挡板上装有用于压紧箱体内的配重块组件的螺纹杆，箱体的左侧板、右侧板上部均设有吊板。本发明采用箱体结构作为配重，并采取空心与实心配重置换的方式调整配重质量，相对于传统方式具有以下优点：1.质量可调，且能保证调整精度；2.调整质量时，质心位置在上下、左右两个方向保持不变；3.结构坚固紧促，可保证刚性；4.调整配重操作便捷；5.具有扩展性。

Description

一种质量可调并保持质心位置的配重箱

技术领域

本发明应用于汽车被动安全领域，作为一种配重箱，应用于汽车前后端保护装置冲击试验，也可以用于其他冲击试验。

背景技术

GB17354_1998《汽车前后端保护装置》 及ECE R42 《关于就车辆前、后端保护装置（保险杠等）批准车辆的统一规定》规定了一种试验方法，碰撞器在水平方向分别以2.5km/h和4km/h对试验车的前后端保护装置（即保险杠）进行碰撞，碰撞的有效质量与试验车辆的“整车整备质量”相等，碰撞器可固定在一台小车（活动屏障）上，也可固定在摆锤上，作为摆锤的一部分。

碰撞的有效质量与试验车辆的“整车整备质量”相等，不同质量的试验车，碰撞器应加以不同质量的配重。碰撞器前端突出位置中点称为“碰撞中心点”。通过碰撞中心点且与碰撞方向一致的线称为“碰撞中心线”（图1）。当碰撞器及配重的总质心位于碰撞中心线上，此时碰撞器及配重的总质量即等于“碰撞的有效质量”，也可叫“等效质量”。如果碰撞器及配重的总质心不在碰撞中心线上，“碰撞的有效质量”需要做较复杂的换算。

按标准要求碰撞器应结构坚固，碰撞器与配重在碰撞过程中不应该有相对晃动，应该是一个刚性很好的组合体。标准规定碰撞器可固定在一台小车上，也可固定在摆锤上，作为摆锤的一部分。传统的解决方法多为将碰撞器固定在一刚性摆架上，然后在摆架上加配重块调整质量，每块配重需单独固定，操作麻烦，很难保证刚度，也难以保证有效质量的调整精度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的上述不足，而提供一种质量可调并保持质心位置的配重箱，调整碰撞质量的操作方便快捷，并保证试验精度，使试验严格合规。

本发明的技术方案是：包括箱体，箱体上面、前面敞开，碰撞器装于箱体前面，配重块组件装于箱体内，所述配重块组件包括窄撑板、用于调整箱体质心位置的偏心配重块、空心配重块组和/或实心配重块；所述箱体由左侧板、右侧板、底板、后挡板经螺钉联接形成，箱体的后挡板上装有用于压紧箱体内的配重块组件的螺纹杆，箱体的左侧板、右侧板上部均设有吊板。

所述空心配重块组包括空心配重块、小空心配重和/或微空心配重，小空心配重的厚度大于微空心配重的厚度，且小空心配重的厚度小于空心配重的厚度。

所述空心配重块组包括多个不同厚度的配重框；所述窄撑板、偏心配重块、配重框、实心配重块的棱角处设有倒角。

所述箱体的左侧板、右侧板的周边设有向内弯折形成折边，窄撑板装于左侧板、右侧板的折边之间，窄撑板的厚度大于折边厚度，折边上开有安装孔一，底板、后挡板、碰撞器上设有与安装孔一相对应的安装孔二，螺钉装于安装孔一、安装孔二处。

所述空心配重块组、实心配重块、后挡板的高度和宽度均相同，偏心配重块的高度矮于实心配重块，窄撑板宽度小于实心配重块，窄撑板与左侧板、右侧板的折边之间为间隙配合。

所述后挡板上设有多个安装孔，法兰的法兰颈装于安装孔处，法兰的法兰盘经螺栓装于后挡板上，法兰的法兰颈内壁设有与螺纹杆配合的螺纹；所述后挡板中部装有吊环。

所述箱体的左侧板上的吊板、右侧板上的吊板之间穿装有横轴；所述吊板为由两侧边、下边组成的三角形，吊板的下边两顶角处经紧固螺栓装于箱体的左侧板、右侧板上部，吊板的上顶角处设有装配孔，横轴穿装于装配孔处。所述吊板为四个，横轴为两个。

所述箱体为两个，各箱体之间串接，碰撞器装于最前端的箱体前面。

所述偏心配重块为板状结构，偏心配重块上部为有缺口。

所述碰撞器包括固定板、连接于固定板前面的碰撞头，碰撞头位于固定板高度的三分之一位置。未装偏心配重块前，碰撞器使整个配重箱的重心偏上，通过装入偏心配重块，将重心位置调整至与碰撞中心点b一致的高度。

本发明配重块组件有空心和实心，需要增加重量时，用实心块置换下空心块，需要减少重量时，用空心块置换下实心块。调整重量的同时配重块始终填满箱体，加紧后端螺纹杆，可保证碰撞器及箱体结构紧固。

本发明对碰撞器与箱体整体进行了质心设计。箱体的底板处于较低的位置，但不足以平衡碰撞器上端突出的部分，因此另行设计了偏心配重块。碰撞器、箱体底板、侧板及吊板、横轴等附件，再加上特别设计的3块偏心配重块，这个组合的整体质心位于碰撞中心线上。其他组件都是关于碰撞中心线的完全对称设计，无论如何调整配重，均可保证整体质心处于碰撞中心线上。此时碰撞器、箱体及配重构成的碰撞质量全为碰撞有效质量。

合理配置配重，碰撞质量调节范围可以覆盖整车整备质量800至2100千克的试验车，可应对大多数的汽车前后端保护装置试验。但是少数试验车整备质量会超出这个范围。此时可以将两个箱体串联，最大可调节重量可达3800千克。

本发明采用箱体结构作为配重，并采取空心与实心配重置换的方式调整配重质量，相对于传统方式具有以下优点：1.质量可调，且能保证调整精度；2.调整质量时，质心位置在上下、左右两个方向保持不变；3.结构坚固紧促，可保证刚性；4.调整配重操作便捷；5.具有扩展性。

附图说明

图1为本发明的使用状态图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明的爆炸视图。

图5为本发明的剖视图。

图6为配重块组件及后挡板的结构示意图。

图7为两个箱体串联后的俯视图。

图中：碰撞方向a、碰撞中心点b、吊点c、吊绳d、碰撞器1、窄撑板2、偏心配重块3、空心配重块4、右侧板5、小空心配重6、微空心配重7、实心配重块8、底板9、法兰10、后挡板11、螺纹杆12、吊环13、左侧板14、横轴15、吊板16、箱体一17、箱体二18。

具体实施方式

图1、2中，碰撞器、箱体及配重块组件组合在一起，可以在吊点c采用4条钢丝吊绳d悬吊，形成平行摆，为描述方便，本文设定碰撞方向为正前方，其他左、右、后三个方位均以此为参照。碰撞中心点b位于前端突出部分的中间位置，试验时此点为与试验车的最初接触点。碰撞方向a即碰撞器运动方向，该方向平行于水平面，且与碰撞器的前端面垂直。通过碰撞中心点且平行于碰撞方向的直线称为碰撞中心线。

图3中，右侧板5、左侧板14、后挡板11、底板9围成一个箱体，箱体前面联接碰撞器1，箱体上方敞开，便于加减配重块组件。本发明整体采用质心平衡设计，通过特别设计的偏心配重块3将上述箱体及配重的总体质心位置调整到碰撞中心线上。空心配重块4、小空心配重6、微空心配重7、实心配重块8四种配重，采用对称设计，处于安装位时，质心位于碰撞中心线上，基本装满箱体。置换等厚度的空心配重与实心配重可以增减配重总质量，并保持整体质心位置位于碰撞中心线上。同时保证配重块充满箱体，便于夹紧固定。后挡板11上安装有法兰10与螺纹杆12，转动螺纹杆，松开时可卸装配重，夹紧时保持箱体与配重整体紧固与刚性。右侧板5、左侧板14左右对称，前端和底部分别与碰撞器1、底板9用螺钉联接，后端用螺栓与后挡板11联接。后挡板11装有四个带内螺纹的法兰10，四根螺纹杆12贯穿其中。右侧板5、左侧板14的上边缘共装有四块吊板16。每个吊板钻有一大孔两小孔，通过小孔与侧板之间用螺栓联接。横轴15前后各一，横跨在箱体之上。横轴中间稍粗两端略细，轴肩之间的距离等于箱体宽度。横轴15两端串在吊板16的大孔之中，靠轴肩定位。箱体朝上的一面敞开，便于放入配重，空心或实心配重基本装满箱体，仅留有少量空间由螺纹杆调整夹紧。除窄撑板2之外，其他配重块的宽度与箱体宽度一致（略有间隙）。该设计保证吊点和转轴的刚度，不易弯折，并保证箱体不因侧向拉力变形，为限制左右摆动，吊绳在左右方向成倒八字张开，因此存在侧向拉力。

图4中，左侧板14、右侧板5的前、后、下三边均有向内90°的折边，其上钻孔，便于用螺栓与其他零件联结。因为折边的缘故，在箱体前端形成一个略窄的空间，此处用窄撑板2填充，避免碰撞时配重块的冲击力作用在侧板与碰撞器的联接螺钉上。窄撑板2之后是多种或空心或实心的配重块组合。空心配重块4相当于五块实心配重块8的占位，但质量差不多。小空心配重6与实心配重块8的占位相等，但质量小很多。调整碰撞质量时，先将箱体置于地磅上，合理调配不同的配重块，便可将碰撞质量调整到与试验车整备质量一致。最小配重微空心配重7质量为1公斤，即最小可调质量为1公斤。考虑制作成本，同种配重块质量并不像天平砝码一样是整数，每块质量也不严格相等。虽然也可以分别称重并标记，使用时再累加，但比较麻烦，且容易出错，不如使用地磅简单直观。

图5中，后挡板11另上装有四个法兰，法兰10与螺纹杆12为螺纹配合。立在箱体里的配重块介于碰撞器1与后挡板11，需调整质量时，转动松开螺纹杆，调整完毕转动螺纹杆将配重块夹紧，使箱体、配重与碰撞器构成一个刚性体。后挡板11正中钻螺纹孔，装有吊环13。碰撞前，钢丝绳向后向上牵引箱体及碰撞器摆动到一定高度，积蓄势能，具体高度视设定的碰撞速度不同而不同。碰撞时释放，势能转为动能，完成碰撞。

图6为七种或空心或实心的扁平块，材料为A3钢。除质量较轻能一手拧起的两种，其余均钻有螺纹孔，便于搬运时安装吊环起吊。偏心配重块3共3块，作用是与处于偏心位置的底板9一起，平衡碰撞器1上部突出部分的质量，将整体质心调整到碰撞中心线上。图6中的七种扁平块均为左右对称，除偏心配重块3，其它六种块上下同样对称。除特意设计用于平衡调整的偏心配重块3，配重块处于安装位时，其质心正好处于碰撞中心线上。因此置换空心和实心块增减配重时，整体质心均能保持在碰撞中心线上。窄撑板2用于箱体较窄的位置起过度支撑作用，共备有4块。空心配重块4共备有9块，小空心配重6备有5块，微空心配重7备有5块。5个微空心配重7的质量和厚度均等于一个小空心配重6，五个小空心配重6的质量和厚度均等于一个空心配重块4。实心配重块8共备有90块，是配重块的主力。小空心配重6的厚度与实心配重块8的厚度相等。后挡板11与实心配重块8长宽及厚度尺寸一样，正中一螺纹孔用于安装吊环13，4个大孔，每个大孔周围又有4小孔，用于安装法兰10。侧边各5孔可用螺栓与左、右侧板联接。

图7为箱体一17、箱体二18串联后的俯视图，当试验车超过2100千克，采用此种方式。箱体一17、箱体二18之间用10个螺栓联接。联接处的箱体宽度相对较窄，采用两到三块窄撑板过度，使螺纹杆夹紧力及碰撞冲击力能贯通箱体一17、箱体二18的配重块。因为箱体二18的底板也处于偏心位置，两块底板正好与碰撞器上部突出部分平衡，因此无需再使用偏心配重块。

Claims (10)

1.一种质量可调并保持质心位置的配重箱，其特征在于：包括箱体，箱体上面、前面敞开，碰撞器（1）装于箱体前面，配重块组件装于箱体内，所述配重块组件包括窄撑板（2）、用于调整箱体质心位置的偏心配重块（3）、空心配重块组和/或实心配重块（8）；

所述箱体由左侧板（14）、右侧板（5）、底板（9）、后挡板（11）经螺钉联接形成，箱体的后挡板（11）上装有用于压紧箱体内的配重块组件的螺纹杆（12），箱体的左侧板（14）、右侧板（5）上部均设有吊板（16）。

2.根据权利要求1所述的质量可调并保持质心位置的配重箱，其特征在于：所述空心配重块组包括空心配重块（4）、小空心配重（6）和/或微空心配重（7），小空心配重（6）的厚度大于微空心配重（7）的厚度，且小空心配重（6）的厚度小于空心配重（4）的厚度。

3.根据权利要求1所述的质量可调并保持质心位置的配重箱，其特征在于：所述空心配重块组包括多个不同厚度的配重框；所述窄撑板（2）、偏心配重块（3）、配重框、实心配重块（8）的棱角处设有倒角。

4.根据权利要求1所述的质量可调并保持质心位置的配重箱，其特征在于：所述箱体的左侧板（14）、右侧板（5）的周边设有向内弯折形成折边，窄撑板（2）装于左侧板（14）、右侧板（5）的折边之间，窄撑板（2）的厚度大于折边厚度，折边上开有安装孔一，底板（9）、后挡板（11）、碰撞器（1）上设有与安装孔一相对应的安装孔二，螺钉装于安装孔一、安装孔二处。

5.根据权利要求4所述的质量可调并保持质心位置的配重箱，其特征在于：所述空心配重块组、实心配重块（8）、后挡板（11）的高度和宽度均相同，偏心配重块（3）的高度矮于实心配重块（8），窄撑板（2）宽度小于实心配重块（8），窄撑板（2）与左侧板（14）、右侧板（5）的折边之间为间隙配合。

6.根据权利要求1所述的质量可调并保持质心位置的配重箱，其特征在于：所述后挡板（11）上设有多个安装孔，法兰（10）的法兰颈装于安装孔处，法兰（10）的法兰盘经螺栓装于后挡板（11）上，法兰（10）的法兰颈内壁设有与螺纹杆（12）配合的螺纹；所述后挡板（11）中部装有吊环（13）。

7.根据权利要求1所述的质量可调并保持质心位置的配重箱，其特征在于：所述箱体的左侧板（14）上的吊板（16）、右侧板（5）上的吊板（16）之间穿装有横轴（15）；所述吊板（16）为由两侧边、下边组成的三角形，吊板（16）的下边两顶角处经紧固螺栓装于箱体的左侧板（14）、右侧板（5）上部，吊板（16）的上顶角处设有装配孔，横轴（15）穿装于装配孔处。

8.根据权利要求1所述的质量可调并保持质心位置的配重箱，其特征在于：所述箱体为两个，各箱体之间串接，碰撞器（1）装于最前端的箱体前面。

9.根据权利要求1所述的质量可调并保持质心位置的配重箱，其特征在于：所述偏心配重块（3）为板状结构，偏心配重块（3）上部为有缺口。

10.根据权利要求1所述的质量可调并保持质心位置的配重箱，其特征在于：所述碰撞器（1）包括固定板、连接于固定板前面的碰撞头，碰撞头位于固定板高度的三分之一位置。