CN110608898A - 一种旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，包括简易车门试验台、安装于简易车门试验台上的试验车门框以及铰接于试验车门框上的试验车门，所述试验车门上安装有与试验车门同步运动的半圆形力矩测量扇轮单元，所述半圆形力矩测量扇轮单元包括半圆形力矩测量扇轮以及通过刚性绳交错连接于其两侧的测力计，所述试验车门的转动轴线垂直于半圆形力矩测量扇轮所在的平面且穿过半圆形力矩测量扇轮的圆心。本发明所述的试验台旨在提高了试验数据准确性，缩短了产品研发周期，同时该装置还可以进行车门锁的声学和力学特性的相关试验。

Description

一种旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台

技术领域

本发明属于汽车车门及零部件试验领域，尤其是涉及一种旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台。

背景技术

在汽车车门前期设计开发中，开启和关闭力的大小处在合理区间、振动与噪声处于较小的值，不同的零部件具有较好的综合性能，是设计制造的主要问题，如今已有的试验台，对于施加开启或者关闭车门的力，采用手持式测力计测力时，往往不能保证测力计始终垂直于旋转中的车门，而是一个分力在开启或者关闭车门，也就造成了手持式测力计所测得的数据不准确，这对于改进和优化产品造成较大的麻烦，因此，研发一种车门开启或者关闭的过程中，所测得的力不受施力角度影响的装置是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，以解决现有技术中的试验台采用手持式测力计所测量的数据不准确的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，包括简易车门试验台、安装于简易车门试验台上的试验车门框以及铰接于试验车门框上的试验车门，所述试验车门上安装有与试验车门同步运动的半圆形力矩测量扇轮单元，所述半圆形力矩测量扇轮单元包括半圆形力矩测量扇轮以及通过刚性绳交错连接于其两侧的测力计，所述试验车门的转动轴线垂直于半圆形力矩测量扇轮所在的平面且穿过半圆形力矩测量扇轮的圆心。

进一步的，所述试验车门上安装有用于测量试验车门转动的角度传感器，所述角度传感器的转动轴线与试验车门的转动轴线共线。

进一步的，所述试验车门框上安装有用于测量试验车门转速的接近开关，所述半圆形力矩测量扇轮的表面均匀设置有与接近开关相配合的齿轮。

进一步的，所述半圆形力矩测量扇轮的两端分别设置有固定部，所述刚性绳的一端固定于固定部上，另一端绕过半圆形力矩测量扇轮的外侧表面与测力计连接，所述刚性绳在运动的过程中始终与半圆形力矩测量扇轮处于相切状态。

进一步的，所述半圆形力矩测量扇轮的外侧表面开设有若干相互平行的凹槽，所述刚性绳沿着凹槽绕过半圆形力矩测量扇轮的外侧表面。

进一步的，所述半圆形力矩测量扇轮两侧的测力计，其中一个固定，另一个受外力驱动试验车门开闭。

进一步的，所述简易车门试验台包括立板和底板，所述立板上固定有安装框，所述试验车门框和试验车门通过固定角码可拆卸的固定于安装框上。

进一步的，所述底板上设置有若干组升降压紧单元，所述升降压紧单元包括相互配合的升降组件和压紧组件，所述升降组件包括丝杠调整手柄、丝杠螺母、调整丝杠和球头支撑座，所述丝杠调整手柄可拆卸地设置于调整丝杠的顶端，所述调整丝杠的底端穿过丝杠螺母与球头支撑座球面配合，所述丝杠螺母与底板固定，所述压紧组件包括压紧丝杠、凸形球面垫、凹形球面垫和滑块，所述压紧丝杠的底端依次穿过凸形球面垫、凹形球面垫后与滑块连接，所述凸形球面垫与凹形球面垫球面配合，所述凹形球面垫与底板固定。

进一步的，所述底板的下方设置有地坪，所述地坪表面设置有若干相互平行且与试验车门框所在平面相平行的滑行槽，所述压紧组件中的滑块设置于滑行槽内。

进一步的，所述试验台还包括用于移动试验台的可移动叉车，所述底板上安装有与可移动叉车相配合的限位板。

相对于现有技术，本发明所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台具有以下优势：

(1)本发明所述的试验台下面安装有可移动叉车，方便试验台整体的移动和安装；

(2)本发明所述的试验台采用两个测力计，一个采用固定的方式，另一个采用手持并施力的方式，大大消除了试验的误差，提高试验数据的准确性；

(3)本发明所述的试验台采用半圆形力矩测量扇轮结构，消除了测力计必须时刻垂直于旋转中的试验车门，使得试验过程变得更加简单；

(4)本发明所述的试验台由于测力计所测的力可以直接读出来，由于半圆形力矩测量扇轮的半径已知，可以直接求出车门上各零部件所需要的力矩；

(5)本发明所述的试验台在试验台上安装有接近开关，用于测量试验车门的转速，与测得的力矩，可以得到各零部件所消耗的能量。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台的轴测投影视图；

图2为本发明所述的简易车门试验台的轴测投影视图；

图3为本发明所述的可移动叉车的轴测投影视图；

图4为本发明所述的半圆形力矩测量扇轮单元的轴测投影视图；

图5为本发明所述的接近开关单元的轴测投影视图；

图6为本发明所述的角度传感器单元的轴测投影视图；

图7为本发明所述的接触角为大角度时半圆形力矩测量扇轮单元的轴测投影视图；

图8为本发明所述的接触角为小角度时半圆形力矩测量扇轮单元的轴测投影视图；

图9为本发明所述的接触角为大角度时旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台的轴测投影视图；

图10为本发明所述的接触角为小角度时旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台的轴测投影视图；

图11是本发明所述的压紧组件的轴测投影视图；

图12是本发明所述的升降组件的轴测投影视图。

附图标记说明：

1、简易车门试验台，2、可移动叉车，3、半圆形力矩测量扇轮单元，4、接近开关单元，5、角度传感器单元，6、半圆形力矩测量扇轮，7、一号固定钩，8、一号刚性绳，9、一号测力计，10、二号固定钩，11、二号刚性绳，12、二号测力计，13、接近开关支架，14、接近开关，15、角度传感器支架，16、角度传感器，17、齿轮，18、凹槽，19、试验车门框，20、试验车门，21、立板，22、底板，23、安装框，24、固定角码，25、压紧组件，26、升降组件，,27、压紧丝杠，28、凸形球面垫，29、凹形球面垫，30、T形螺母，31、丝杠调整手柄，32、丝杠螺母，33、调整丝杠，34、球头支撑座，35、地坪，36、T形槽，37、限位板，38、地坪。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明所述的一种旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，参照图1，主要由简易车门试验台1、可移动叉车2、半圆形力矩测量扇轮单元3、接近开关单元4和角度传感器单元5组成。

简易车门试验台1是整个试验台的主体结构，可以用于试验汽车车门上所有被试元件如门锁、车门开度限位器、密封条、合页、钩舌等单独或组合的性能及在开关门的过程中，整体所消耗的能量和各被试元件所需的能量，通过其自身的固定装置，可以固定安装在地坪上，同时简易车门试验台1还具备调整装置，使得车门铰链轴线具备双自由度调节的功能。

具体地，参照图1，可移动叉车2固定安装在简易车门试验台1的底部，用于简易车门试验台1的移动。

参照图1和2，半圆形力矩测量扇轮单元3固定安装在简易车门试验台1的试验车门20上，可以随着试验车门20一起转动，是整个试验台测量系统的核心部分。

参照图1和图5，接近开关单元4固定安装在简易车门试验台1的试验车门框19上，其位置与半圆形力矩测量扇轮单元3中的半圆形力矩测量扇轮6相配合，用于测量试验车门的转动速度。接近开关单元4主要由接近开关支架13和接近开关14组成,其中,接近开关14固定安装在接近开关支架13上,用于测量试验车门的转速。

参照图1和图6，角度传感器单元5固定安装在简易车门试验台1的试验车门框上,其中,角度传感器16的轴线与铰链轴线共线。角度传感器单元5主要由角度传感器支架15和角度传感器16组成,其中,角度传感器16固定安装在角度传感器支架15上，用于测量试验车门20的转角。

参照图4、图7和图8，半圆形力矩测量扇轮单元3,主要由半圆形力矩测量扇轮6、一号固定钩7、一号刚性绳8、一号测力计9、二号固定钩10、二号刚性绳11和二号测力计12组成,其中，半圆形力矩测量扇轮6是半圆形力矩测量扇轮单元3的核心部分，整体呈现扇形或圆形的形状，外侧的表面开设有若干道凹槽且上表面设置有一道均匀的齿轮17，凹槽18中心线和齿轮中心线分别与半圆形力矩测量扇轮的上下表面平行，凹槽18到半圆形力矩测量扇轮6的圆心的距离确定且已知，凹槽18用于放置刚性绳，齿轮17的位置与接近开关单元4相配合，试验车门20的转动轴线穿过半圆形力矩测量扇轮6的圆心，且垂直于其上平面，其中，一号固定钩7和二号固定钩10结构完全相同，为刚性绳端部的固定部，分别交叉固定安装在半圆形力矩测量扇轮6的两端，分别用于固定安装一号刚性绳8和二号刚性绳11，固定的位置称为“固定点”，“固定点”可简化为刚性绳与半圆形力矩测量扇轮6的连接点，一号刚性绳8和二号刚性绳11分别放置在半圆形力矩测量扇轮6的凹槽18内，另一端分别与一号测力计9和二号测力计12相连接，一号刚性绳8和二号刚性绳11始终沿着凹槽18方向，并且与时刻与凹槽18相切，且相切点与固定点不能重合，固定点与圆心的连线和圆心与相切点的连线所形成的夹角命名为“接触角”，即整个测量过程中接触角的角度不为0度且不得大于半圆形力矩测量扇轮的圆心角即可；一号测力计9和二号测力计12结构完全相同，其中，一号测力计9或二号测力计12中，一个采用受外力驱动的方式，如手持的方式，另一个采用固定的方式，手持的测力计同时施加拉力。

参照图9和图10，所述的接触角为大角度和小角度时旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台。

为配合本方案的试验台中的用于移动试验台的可移动叉车的使用，在底板上安装有与可移动叉车相配合的限位板38。由于本试验台的重量较大，质心较高，为了提高安全性，才设置限位板37，该限位板37采用螺栓与底板连接，防止可移动叉车2在移动叉车的过程中发生倾倒等安全事故。

需要说明的是，本方案中的可移动叉车2不是必须的，试验台也可采用天车等装置吊装运输，可在试验台上安装吊耳配合吊装装置运输，即可实现试验台的运输即可。

参照图1，简易车门试验台包括立板21和底板22，立板21上固定有安装框23，试验车门框19和试验车门20通过固定角码可拆卸的固定于安装框23上。

参照图11和12，底板上设置有若干组升降压紧单元，升降压紧单元包括相互配合的升降组件26和压紧组件25，为提高安全性，防止在试验过程中试验台松动，在升降压紧单元的外侧设置有固定座。

升降组件26包括丝杠调整手柄31、丝杠螺母32、调整丝杠33和球头支撑座34，丝杠调整手柄31可拆卸地设置于调整丝杠33的顶端，调整丝杠33的底端穿过丝杠螺母32与球头支撑座球34面配合，丝杠螺母32与底板22固定。

压紧组件25包括压紧丝杠27、凸形球面垫28、凹形球面垫29和滑块，压紧丝杠27的底端依次穿过凸形球面垫28、凹形球面垫29后与滑块连接，凸形球面垫28与凹形球面垫29球面配合，凹形球面垫29与底板22固定。

底板22的下方设置有地坪38，地坪38表面设置有若干相互平行且与试验车门框19所在平面相平行的滑行槽，压紧组件中的滑块设置于滑行槽内。具体地，滑块为T形螺母30，滑行槽为与T形螺母30相配合的T形槽36。

本发明的工作原理为：

通过可移动叉车或调运装置将试验台移动至指定位置，并将试验车门框和试验车门安装至立板上，同时将被试元件安装在相应的位置后，拉动测力计进行测试，并记录拉力、角度和旋转角度等参数，测量半圆形力矩测量扇轮的半径和试验车门的重量等参数，通过两组公式求解关门能量：

公式一：

其中：E_k1为旋转门开或关门的能量，M为转矩，θ1和θ2分别为起始角度和终止角度，可通过角度传感器求得，F为推拉力，可有推拉测力计求的，r为扇形圆盘的半径，已知。

公式二：

其中：E_k2为旋转门开或关门的能量，m为旋转门的重量，已知，R为质心位置到旋转轴的半径，已知，ω为旋转角速度，可求出，v为扇形圆盘的转速，可通过接近开关求得，r为扇形圆盘的半径，已知。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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)

1.一种旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，其特征在于：包括简易车门试验台、安装于简易车门试验台上的试验车门框以及铰接于试验车门框上的试验车门，所述试验车门上安装有与试验车门同步运动的半圆形力矩测量扇轮单元，所述半圆形力矩测量扇轮单元包括半圆形力矩测量扇轮以及通过刚性绳交错连接于其两侧的测力计，所述试验车门的转动轴线垂直于半圆形力矩测量扇轮所在的平面且穿过半圆形力矩测量扇轮的圆心。

2.根据权利要求1所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，其特征在于：所述试验车门上安装有用于测量试验车门转动的角度传感器，所述角度传感器的转动轴线与试验车门的转动轴线共线。

3.根据权利要求1所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，其特征在于：所述试验车门框上安装有用于测量试验车门转速的接近开关，所述半圆形力矩测量扇轮的表面均匀设置有与接近开关相配合的齿轮。

4.根据权利要求1所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，其特征在于：所述半圆形力矩测量扇轮的两端分别设置有固定部，所述刚性绳的一端固定于固定部上，另一端绕过半圆形力矩测量扇轮的外侧表面与测力计连接，所述刚性绳在运动的过程中始终与半圆形力矩测量扇轮处于相切状态。

5.根据权利要求4所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，其特征在于：所述半圆形力矩测量扇轮的外侧表面开设有若干相互平行的凹槽，所述刚性绳沿着凹槽绕过半圆形力矩测量扇轮的外侧表面。

6.根据权利要求5所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，其特征在于：所述半圆形力矩测量扇轮两侧的测力计，其中一个固定，另一个受外力驱动试验车门开闭。

7.根据权利要求1所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，其特征在于：所述简易车门试验台包括立板和底板，所述立板上固定有安装框，所述试验车门框和试验车门通过固定角码可拆卸的固定于安装框上。

8.根据权利要求7所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，其特征在于：所述底板上设置有若干组升降压紧单元，所述升降压紧单元包括相互配合的升降组件和压紧组件，所述升降组件包括丝杠调整手柄、丝杠螺母、调整丝杠和球头支撑座，所述丝杠调整手柄可拆卸地设置于调整丝杠的顶端，所述调整丝杠的底端穿过丝杠螺母与球头支撑座球面配合，所述丝杠螺母与底板固定，所述压紧组件包括压紧丝杠、凸形球面垫、凹形球面垫和滑块，所述压紧丝杠的底端依次穿过凸形球面垫、凹形球面垫后与滑块连接，所述凸形球面垫与凹形球面垫球面配合，所述凹形球面垫与底板固定。

9.根据权利要求8所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，其特征在于：所述底板的下方设置有地坪，所述地坪表面设置有若干相互平行且与试验车门框所在平面相平行的滑行槽，所述压紧组件中的滑块设置于滑行槽内。

10.根据权利要求7所述的旋转侧门开闭能量贡献量分解简易试验台，其特征在于：所述试验台还包括用于移动试验台的可移动叉车，所述底板上安装有与可移动叉车相配合的限位板。