CN110296783A - 汽车硬点载荷的测量结构和测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种汽车硬点载荷的测量结构和测量方法，所述汽车硬点载荷的测量结构，包括：减振器、第一支架、第二支架和多维力传感器，所述第一支架与所述减振器相连，所述第一支架和所述第二支架通过所述多维力传感器相连。本申请的汽车硬点载荷的测量结构，利用第一支架安装在减振器上，第二支架安装在轮罩上，在第一支架、第二支架之间安装多维力传感器，这样可以在不改变载荷传递路径、方向的基础上，测得多个方向的动态载荷数值，且测试结果真实、可靠，可以为汽车的疲劳耐久分析、多体动力学的动态载荷提取等提供真实可靠的实验对标数据，缩短开发周期。

Description

汽车硬点载荷的测量结构和测量方法

技术领域

本申请属于车辆制造技术领域，具体而言，涉及一种汽车硬点载荷的测量结构和测量方法。

背景技术

在进行汽车疲劳耐久仿真设计时，需要硬点载荷试验数据对比仿真模型，确保开发阶段载荷数据的真实性。相关技术中，为了获取减振器与车身安装处的载荷数据，都是在减振器上粘贴T型应变片来获取减振器活塞杆轴向力F1，再通过获取缓冲块的压缩量获取橡胶力F2，累加计算出硬点竖向Fz载荷值为F1+F2。

上述测量方法存在如下技术问题：1)缓冲块的竖向Fz载荷无法直接测量，需通过测量减振器的位移再结合缓冲块的静态刚度曲线进行换算得到缓冲块的轴向载荷；活塞杆上用来粘贴T型应变片的位置位于缓冲块的内部，易受缓冲块上下滑动的影响，测量精度不高；该方法仅能测量减振器上安装硬点处的垂向载荷，不能同时测量该处的纵向、侧向载荷，即不能同时测量多个方向的载荷。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本申请的一个目的在于提出一种汽车硬点载荷的测量结构，包括：减振器、第一支架、第二支架和多维力传感器，所述第一支架与所述减振器相连，所述第一支架和所述第二支架通过所述多维力传感器相连。

本申请的汽车硬点载荷的测量结构，利用第一支架安装在减振器上，第二支架安装在轮罩上，在第一支架、第二支架之间安装多维力传感器，这样可以在不改变载荷传递路径、方向的基础上，测得多个方向的动态载荷数值，且测试结果真实、可靠，可以为汽车的疲劳耐久分析、多体动力学的动态载荷提取等提供真实可靠的实验对标数据，缩短开发周期。

本申请还提出了一种汽车硬点载荷的测量方法，包括如下步骤：在减振器安装第一支架，在轮罩上安装第二支架；在所述第一支架和所述第二支架之间安装多维力传感器；执行测量。

所述测量方法与上述的测量结构相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例的测量结构的爆炸图；

图2是本申请实施例的第一支架与减振器的爆炸图；

图3是本申请实施例的通过传感器假体、定板板定位第一支架的示意图；

图4是本申请实施例的第一支架、第二支架分别定位于减振器和轮罩的结构示意图；

图5是本申请实施例的第二支架与第一支架通过定位销定位的示意图；

图6是本申请实施例的第一支架、第二支架与轮罩爆炸示意图；

图7是本申请实施例的第一支架、第二支架和多维力传感器的爆炸示意图；

图8是本申请实施例的第一支架的结构示意图；

图9是本申请实施例的第二支架的结构示意图；

图10是本申请实施例的左侧的多维力传感器的动态载荷试验图；

图11是本申请实施例的右侧的多维力传感器的动态载荷试验图。

附图标记：

减振器1，减振器上支架1a，

第一支架2，第一上盖2a，第一周壁2b，销孔2c，

多维力传感器3，

第二支架4，第二上盖4a，第二周壁4b，避让孔4c，通槽4d，

轮罩5，轮胎6，悬架7，

传感器假体9，定位板10，定位销11。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

如无特殊的说明，本申请中的前后方向为车辆的纵向，即X向；左右方向为车辆的横向，即Y向；上下方向为车辆的竖向，即Z向。

下面参考图1-图9描述根据本申请实施例的汽车硬点载荷的测量结构。

如图1所示，本申请实施例的汽车硬点载荷的测量结构，包括：减振器1、轮罩5、第一支架2、第二支架4和多维力传感器3。

如图2所示，第一支架2与减振器1相连，如图3所示，第二支架4与轮罩5相连，如图4和图7所示，第一支架2和第二支架4通过多维力传感器3相连。换言之，第一支架2与多维力传感器3相连，第二支架4与多维力传感器3相连。

可以理解的是，原车载荷传递路径为：轮胎6激励至减振器1，再由减振器1传递至减振器上支座与轮罩5。

本申请的测量结构的载荷传递路径为：轮胎6激励至减振器1，再由减振器1传递至第一支架2，第一支架2传递载荷至多维力传感器3，多维力传感器3传递至第二支架4及轮罩5上。

这样，测量结构的载荷传递路径、方向与原车载荷传递路径、方向相同，且动态激励后第一支架2与第二支架4的间隙变化产生的载荷可以被多维力传感器3检测。

由于多维力传感器3可以同时测量多个方向上的力或力矩，比如当多维力传感器3为三分力传感器(三维力传感器)时，该测量结构可以同时测量减振器1上安装硬点纵向Fx、横向Fy、竖向Fz三个方向动态载荷数据，保证测量结构的硬点坐标与原车坐标硬点不变。

当然，该多维力传感器3也可以为六维力传感器，这样可以同时测量三个力分量和三个力矩分量。

本申请的汽车硬点载荷的测量结构，利用第一支架2安装在减振器1上，第二支架4安装在轮罩5上，在第一支架2、第二支架4之间安装多维力传感器3，这样可以在不改变载荷传递路径、方向的基础上，测得多个方向的动态载荷数值，且测试结果真实、可靠，可以为汽车的疲劳耐久分析、多体动力学的动态载荷提取等提供真实可靠的实验对标数据，缩短开发周期。

在一些实施例中，如图8和图9所示，第一支架2和第二支架4均为下端敞开的盒体，第二支架4罩设在第一支架2外，且多维力传感器3连接在第一支架2的第一上盖2a与第二支架4的第二上盖4a之间。可以理解的是，盒状结构的质量轻，且便于两个支架在多个方向的定位，以还原原结构的硬点。

如图7所示，多维力传感器3具有设于中心的第一安装孔和绕第一安装孔分布的多个第二安装孔，多维力传感器3通过第一安装孔与第一上盖2a相连，多维力传感器3通过第二安装孔与第二上盖4a相连。这样，第一支架2与第二支架4在各个方向上的相对位移均能反馈到多维力传感器3上。

如图8所示，第一支架2包括第一周壁2b和第一上盖2a，第一上盖2a与第一周壁2b的上端相连，第一周壁2b与减振器1上端的减振器上支架1a相连。在实际的执行中，第一支架2的结构采用五面封闭，一端开口的框型结构，第一周壁2b包括四个方向的板体，第一上盖2a形成第一支架2的端面，第一支架2开有用于与多维力传感器3的第一安装孔对应的通孔。第一周壁2b的四个板体可以分别与第一上盖2a的四个边一体形成，第一周壁2b的四个板体分别弯折且相邻的两个板体之间通过搭接边焊接固定。

如图2所示，减振器上支架1a由减振器上支座总成的用于与轮罩5相连的部分改制出。在实际的执行中，对原车轮罩5进行改制，将第一支架2的第一周壁2b焊接完成后，基于第一支架2的第一周壁2b尺寸大小，对减振器上支座总成的轮罩5部位进行改制，裁剪出减振器上支架1a。

如图9所示，第二支架4包括第二周壁4b和第二上盖4a，第二上盖4a与第二周壁4b的上端相连，换言之，第二支架4的结构采用五面封闭，一端开口的框型结构，第一周壁2b包括四个方向的板体，第二周壁4b的两端敞开，第二上盖4a与第二周壁4b的上端相连。第二支架4可以焊接在切割改制后的轮罩5上，轮罩5设有用于避让第二周壁4b的避让槽，第二周壁4b贯穿轮罩5，且第二周壁4b与轮罩5固定连接。第二上盖4a设有多个螺栓孔，比如4个，多维力传感器3与第二上盖4a相连，多维力传感器3的多个第二安装孔与第二上盖4a的多个螺栓孔一一对应。第二上盖4a的中部开有避让孔4c，该避让孔4c形成避让空间，可以通过该避让孔4c安装第一支架2与多维力传感器3。第二支架4的第二周壁4b还可以设有通槽4d，通槽4d用于供多维力传感器3的线缆导出。

如图8所示，第一支架2的侧面设有销孔2c，第二支架4也设有对应的销孔(图中未示出)，第一支架2的销孔2c与第二支架4的销孔正对，插入定位销11后，可以保证改制后的减振器1上安装硬点坐标与改制前一致。

本申请还公开了一种汽车硬点载荷的测量方法，该测量方法其实包括上述测量装置的制作方法。

本申请实施例的汽车硬点载荷的测量方法包括如下步骤：

步骤S100，在减振器1安装第一支架2，在轮罩5上安装第二支架4。

在实际的执行中，可以先加工出第一支架2和第二支架4，然后根据第一支架2的形状在轮罩5上裁剪出避让的空间，并在减振器1的上端加工出安装位，根据第二支架4的形状在轮罩5上裁剪出避让的空间和安装位。

在实际的执行中，步骤S100包括如下子步骤：

S110，将第一支架2定位于减振器1，将第二支架4定位于轮罩5。

如图2所示，将第一支架2定位于减振器1包括：对减振器上支座总成的用于与轮罩5相连的部分改制以形成减振器上支架1a，将第一支架2定位于减振器上支架1a。在实际的执行中，该步骤包括对原车轮罩5进行改制，基于第一支架2的第一周壁2b尺寸大小，对减振器上支座总成的轮罩5部位进行改制，裁剪出减振器上支架1a。确定第一支架2位置，通过定位板10、传感器假体9的高度对第一支架2进行坐标定位。传感器假体9的外形与多维力传感器3一致，这样可以确保定位出的第一支架2的位置适合安装多维力传感器3。

如图3所示，将第二支架4定位于轮罩5包括：对轮罩5进行切割；将第二支架4贯穿且定位于轮罩5。在实际的执行中，该步骤包括基于第二支架4的第二周壁4b尺寸大小，对安装减振器上支座总成的轮罩5部位进行不封闭标记；沿标记线对轮罩5进行切割，未封闭的标记线不切割(预留钣金长度30cm～40cm)；做到定位第二支架4坐标位置。

S120，将第一支架2和第二支架4相互定位。

如图4所示，对第一支架2、第二支架4进行标定，确定销孔位置；定位销11孔至少三个孔，即为多孔定位方法。

S130，将第一支架2与减振器1固定连接，将第二支架4与轮罩5固定连接。

在实际的执行中，将第一支架2的第一周壁2b与减振器上支架1a焊接，使第一支架2安装在减振器1上。将第二支架4的第二周壁4b焊接在轮罩5上，第二支架4的第二上盖4a与第二支架4的第二周壁4b焊接固定。

需要说明的是，在将第一支架2固定在减振器1，将第二支架4固定在轮罩5后，需要拆卸传感器假体9、定位板10和定位销11。

步骤S200，在第一支架2和第二支架4之间安装多维力传感器3。

在实际的执行中，在第一支架2的第一上盖2a上安装多维力传感器3，通过多维力传感器3的第一安装孔进行固定；多维力传感器3安装在第二支架4内部，第一支架2、第二支架4通过定位销11保证改制后减振器1上安装硬点坐标与原车的坐标一致；分别对左右两侧轮罩5进行改制完成后，将多维力传感器3的第一安装孔与第一支架2固定，第二支架4盖板上的四颗螺栓孔对应多维力传感器3的第二安装孔进行固定。

步骤S300，执行测量。

如图10和图11所示，多维力传感器3动态数据采集后，需要对数据进行滤波、去毛刺、去偏移等得出减振器1上安装硬点纵向Fx、横向Fy、竖向Fz三个方向动态载荷数据，

在一些实施例中，在步骤S200与步骤S300之间还包括：检测多维力传感器3。

在实际的执行中，减振器1、悬架7、第一支架2、第二支架4等零件安装完成后，再次确认多维力传感器3是否有风险；然后将多维力传感器3的通道线LEMO头接入多功能数据采集系统，多功能数据采集系统与测试电脑通过网线相连，对多维力传感器3参数进行设置、标定等后采集路况动态数据。

本申请的汽车硬点载荷的测量方法，利用第一支架2安装在减振器1上，第二支架4安装在轮罩5上，在第一支架2、第二支架4之间安装多维力传感器3，这样可以在不改变载荷传递路径、方向的基础上，测得多个方向的动态载荷数值，且测试结果真实、可靠，可以为汽车的疲劳耐久分析、多体动力学的动态载荷提取等提供真实可靠的实验对标数据，缩短开发周期。

下面公开一种汽车硬点载荷的测量方法的实施方式。

1)对原车轮罩5进行改制。基于第一支架2的第一周壁2b尺寸大小，对减振器上支座总成的轮罩5部位进行改制，裁剪出减振器上支架1a；

2)基于第二支架4的第二周壁4b尺寸大小，对安装减振器上支座总成的轮罩5部位进行不封闭标记；沿标记线对轮罩5进行切割，未封闭的标记线不切割(预留钣金长度30cm～40cm)；做到定位第二支架4坐标位置；

3)确定第一支架2位置。通过定位板10、传感器假体9的高度对第一支架2进行坐标定位；

4)对第一支架2、第二支架4进行标定，确定销孔位置；定位销11孔至少三个孔，即为多孔定位方法；

5)第二支架4焊接在轮罩5上；第二支架4的第二上盖4a与第二支架4的第二周壁4b焊接固定；

6)第一支架2的第一周壁2b与减振器上支架1a焊接，使第一支架2安装在减振器1上；

7)在第一支架2的第一上盖2a上安装多维力传感器3，通过多维力传感器3的第一安装孔进行固定；

8)多维力传感器3安装在第二支架4内部，第一支架2、第二支架4通过定位销11保证改制后减振器1上安装硬点坐标与原车的坐标一致；

9)分别对左右两侧轮罩5进行改制完成后，将多维力传感器3的第一安装孔与第一支架2固定，第二支架4盖板上的四颗螺栓孔对应多维力传感器3的第二安装孔进行固定；

10)多维力传感器3检测。减振器1、悬架7、第一支架2、第二支架4等零件安装完成后，再次确认多维力传感器3是否有风险；然后将多维力传感器3的通道线LEMO头接入多功能数据采集系统，多功能数据采集系统与测试电脑通过网线相连，对多维力传感器3参数进行设置、标定等后采集路况动态数据；

11)如图10和图11所示，多维力传感器3动态数据采集后，需要对数据进行滤波、去毛刺、去偏移等得出减振器1上安装硬点纵向Fx、横向Fy、竖向Fz三个方向动态载荷数据；

上述测试方法中，载荷传递方向、路径无变化，且能一次测量多个方向的动态载荷。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种汽车硬点载荷的测量结构，其特征在于，包括：减振器、第一支架、第二支架和多维力传感器，所述第一支架与所述减振器相连，所述第一支架和所述第二支架通过所述多维力传感器相连。

2.根据权利要求1所述的汽车硬点载荷的测量结构，其特征在于，所述第一支架和所述第二支架均为下端敞开的盒体，所述第二支架罩设在所述第一支架外，且所述多维力传感器连接在所述第一支架的第一上盖与所述第二支架的第二上盖之间。

3.根据权利要求2所述的汽车硬点载荷的测量结构，其特征在于，所述多维力传感器具有设于中心的第一安装孔和绕所述第一安装孔分布的多个第二安装孔，所述多维力传感器通过所述第一安装孔与所述第一上盖相连，所述多维力传感器通过所述第二安装孔与所述第二上盖相连。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的汽车硬点载荷的测量结构，其特征在于，所述第一支架包括第一周壁和第一上盖，所述第一上盖与所述第一周壁的上端相连，所述第一周壁与所述减振器上端的减振器上支架相连。

5.根据权利要求4所述的汽车硬点载荷的测量结构，其特征在于，所述减振器上支架由所述减振器上支座总成的用于与轮罩相连的部分改制出。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的汽车硬点载荷的测量结构，其特征在于，还包括：轮罩，所述第二支架包括第二周壁和第二上盖，所述第二上盖与所述第二周壁的上端相连，所述多维力传感器与所述第二上盖相连，所述轮罩设有用于避让所述第二周壁的避让槽，所述第二周壁贯穿所述轮罩且与所述轮罩固定连接。

7.一种汽车硬点载荷的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

在减振器安装第一支架；

在所述第一支架和所述第二支架之间安装多维力传感器；

执行测量。

8.根据权利要求7所述的汽车硬点载荷的测量方法，其特征在于，所述在所述第一支架和所述第二支架之间安装多维力传感器之前还包括：

在轮罩上安装第二支架。

9.根据权利要求8所述的汽车硬点载荷的测量方法，其特征在于，所述在减振器的上端安装第一支架，在轮罩上安装第二支架包括：

将所述第一支架定位于所述减振器，将所述第二支架定位于所述轮罩；

将所述第一支架和所述第二支架相互定位；

将所述第一支架与所述减振器固定连接，将所述第二支架与所述轮罩固定连接。

10.根据权利要求9所述的汽车硬点载荷的测量方法，其特征在于，

所述将所述第一支架定位于所述减振器包括：

对所述减振器上支座总成的用于与所述轮罩相连的部分改制以形成减振器上支架；

将所述第一支架定位于所述减振器上支架；

所述将所述第二支架定位于所述轮罩包括：

对所述轮罩进行切割；

将所述第二支架贯穿且定位于所述轮罩。

11.根据权利要求7所述的汽车硬点载荷的测量方法，其特征在于，所述在所述第一支架和所述第二支架之间安装多维力传感器与所述执行测量之间还包括：

检测所述多维力传感器。