CN110702385B - 车门开闭耐久试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车产品测试领域，具体公开了一种车门开闭耐久试验装置，包括具有支撑杆的基座、动力旋转装置、旋转手臂、缓冲手臂以及把手夹具。其中，动力旋转装置安装于支撑杆的顶端，旋转手臂的第一端连接于动力旋转装置的旋转轴，并由旋转轴驱动旋转手臂在水平面上绕其第一端转动；缓冲手臂具有缓冲装置且与旋转手臂位于同一水平面，缓冲手臂的第一端铰接于旋转手臂的第二端且可在水平面上转动；把手夹具用于执行车门的启闭动作，把手夹具铰接于缓冲装置且可在水平面上转动。本发明可通过模拟用户实际开关车门的动作来提高试验效果，而且还可降低在开关车门时的瞬间冲击力，减小对车门的损害，提高耐久性测试运行的稳定性。

Description

车门开闭耐久试验装置

技术领域

本发明涉及汽车产品测试技术领域，特别是涉及一种车门开闭耐久试验装置。

背景技术

随着汽车工业发展，用户对汽车各方面性能的要求越来越高。车门是汽车的重要部件，对保护乘员安全具有重大作用，且由于车门使用十分频繁，因而需要确保其可靠性、耐久性和操作的舒适性，这就要求在汽车生产过程中使用试验装置对汽车车门耐久性进行测试。目前，市面上有一些汽车车门耐久性试验装置，这些装置在一定程度上具备了测试汽车车门耐久性的功能，但是基本上是通过气缸的伸缩动作实现车门的开启和关闭，对用户开关车门的模拟度不高，试验效果容易受到影响，且在测试过程中容易对车门带来额外的损害。常见的汽车车门耐久性试验装置大致有如下三类：

(1)一种汽车车门耐久性试验台，主要包括上位机、力传感器、底板和摆臂，摆臂一端与底板相铰接，底板上设有能驱动摆臂摆动的气缸，摆臂另一端连接有推拉组件；气缸活塞杆通过力传感器与摆臂相连接；摆臂与底板铰接处设有能检测摆臂摆动角度大小的角度传感器；角度传感器和力传感器均与上位机电联接。该方案在开关车门过程中运动不稳定，易产生抖动而导致车门受到与人工开关车门不同的作用力，可能对试验结果造成影响，且容易对车门造成破坏；气缸受较大径向力作用，极易磨损，不利于用于进行耐久性测试。

(2)一种汽车铰链式侧门外开锁且外开关门的耐久试验装置，包括汽缸、铝型材摆杆、铝型材机架、控制单元，铝型材机架搭建在汽车的底盘下并具有螺帽安装槽，汽缸通过两个汽缸铰链分别与汽缸架、铝型材摆杆连接，汽缸架通过螺帽滑动装配到铝型材机架的螺帽安装槽中，铝型材摆杆的一端连接到汽车的车门的外开手柄且另一端通过转向轮连接到摆杆支柱，摆杆支柱通过螺帽滑动装配到铝型材机架的螺帽安装槽中，汽缸通过控制单元来控制动作。该方案灵活性较差，难以满足不同车型的试验需求，部分车型前后门无法同时进行试验，影响试验效率。

(3)一种汽车门盖耐久性试验台，主要有支撑车身及安装汽车四门开合机构、汽车两盖开合机构的机架、安装在车身两侧的四门开合机构、安装在车身前后的前后盖开合机构、和安装在前后盖开合机构悬臂杆上的前后盖导轨弹簧真空吸盘组件，其对开关车门过程中的缓冲设计不够合理，测试时容易因作用力过猛或不均匀造成车门把手及车门钣金的损坏，影响试验结果。以上公开的技术方案均是通过气缸的伸缩动作实现车门的开启和关闭，无法有效地模拟用户实际开关车门时车门的受力状态。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种车门开闭耐久试验装置，可通过模拟用户实际开关车门的动作来提高试验效果，而且还可降低在开关车门时的瞬间冲击力，减小对车门的损害，提高耐久性测试运行的稳定性。

基于此，本发明提供了一种车门开闭耐久试验装置，包括：

基座，所述基座具有支撑杆；动力旋转装置，所述动力旋转装置安装于所述支撑杆的顶端；旋转手臂，所述旋转手臂的第一端连接于所述动力旋转装置的旋转轴，并由所述旋转轴驱动所述旋转手臂在水平面上绕其第一端转动；缓冲手臂，所述缓冲手臂具有缓冲装置且与所述旋转手臂位于同一水平面上；所述缓冲手臂的第一端铰接于所述旋转手臂的第二端且可在水平面上转动；把手夹具，用于执行车门的启闭动作，所述把手夹具铰接于所述缓冲装置且可在水平面上转动。

作为优选地，所述旋转手臂包括旋转臂和伸缩臂，所述旋转臂的第一端连接于所述动力旋转装置的旋转轴，所述伸缩臂的第一端可滑动连接于所述旋转臂的第二端，所述缓冲手臂的第一端铰接于所述伸缩臂的第二端。

作为优选地，所述旋转臂开设有沿其长度方向延伸的开设有第一凹槽，所述第一凹槽贯穿于所述旋转臂的第二端，所述伸缩臂的第一端穿过所述旋转臂的第二端可滑动连接于所述第一凹槽内，并通过螺栓将所述伸缩臂顶紧于所述旋转臂的第一凹槽内。

作为优选地，所述动力旋转装置包括旋转气缸、由所述旋转气缸的旋转轴带动旋转的轴连接件、轴承基座，所述轴连接件通过安装于所述轴承基座内的轴承连接于所述轴承基座，所述轴连接件与所述旋转手臂的第一端相连接。

作为优选地，所述支撑杆的顶端固接有安装板，所述安装板与所述支撑杆的顶端之间连接有加强板，所述旋转气缸和所述轴承基座安装于所述安装板上。

作为优选地，所述轴承基座包括圆形底座和环形凸台，所述圆形底座连接于所述安装板；所述圆形底座沿其周向均匀地开设有若干定位孔。

作为优选地，所述旋转手臂的两侧设置有用于限制所述旋转手臂水平方向旋转的极限角度的第一限位块和第二限位块。

作为优选地，所述第一限位块和第二限位块均包括固定块和垂直连接于所述固定块的方形挡块，所述固定块上开设有弧形凹槽，所述第一限位块、第二限位块通过穿过所述弧形凹槽的螺钉固定于所述支撑杆的顶端。

作为优选地，所述缓冲手臂具有安装所述缓冲装置的空腔，所述缓冲装置包括活塞杆和弹性件，所述活塞杆的第一端设置有可沿所述空腔滑动的滑块，所述滑块连接于所述弹性件，所述活塞杆的第二端伸出于所述空腔外并铰接于所述把手夹具。

作为优选地，所述空腔内设置有固定于所述缓冲手臂第二端的直线轴承，所述直线轴承套接于所述活塞杆外；所述弹性件包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件套设于所述活塞杆外并位于所述直线轴承与所述滑块之间，所述第二弹性件的两端分别抵接于所述滑块及所述空腔远离所述直线轴承的一端；所述缓冲手臂上开设有与所述空腔连通的排气孔。

作为优选地，所述缓冲手臂与所述旋转手臂之间连接有关节轴承，并且所述把手夹具与所述缓冲手臂之间也连接有关节轴承。

作为优选地，基座下方设置有万向轮；所述把手夹具包括把手上夹具、与所述把手上夹具连接的把手下夹具和连接件，所述连接件铰接于所述缓冲手臂的第二端。

相较于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的车门开闭耐久试验装置，通过旋转手臂模拟人手上臂，缓冲手臂模拟人手前臂，把手夹具模拟人手部，旋转手臂与缓冲手臂之间、以及缓冲手臂与把手夹具之间都以铰接的方式相连接，能够较好地模拟用户实际开关车门时的动作，从而有效地测试出车门实际的受力状态，提高试验效果。而且缓冲手臂具有缓冲装置，有利于降低在开关车门瞬间对车门的冲击力，减小对车门的损害，进而可提高耐久性测试运行的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种车门开闭耐久试验装置的立体结构图；

图2是本实施例提供的旋转臂的立体图；

图3是图1中A处的局部放大图；

图4是本实施例提供的轴承基座的立体图；

图5是图1中B处的局部放大图；

图6是本实施例提供的缓冲手臂的立体图；

图7是本实施例提供的装置约束原理简化图；

图8是本实施例提供的装置工作原理简化图。

其中，1、基座；11、支撑杆；12、安装板；13、加强板；14、固定板；15、连接板；16、万向轮；2、动力旋转装置；21、旋转气缸；22、轴连接件；23、轴承基座；231、圆形底座；232、环形凸台；233、轴承端盖；24、第一限位块；25、第二限位块；26、固定块；261、弧形凹槽；27、方形挡块；3、旋转手臂；31、旋转臂；311、第一凹槽；312、盖板；313、螺栓孔；32、伸缩臂；4、缓冲手臂；41、空腔；5、缓冲装置；51、活塞杆；52、滑块；53、直线轴承；54、第一弹性件；55、第二弹性件；56、排气孔；57、直线轴承端盖；6、把手夹具；61、把手上夹具；62、把手下夹具；63、连接件；7、关节轴承；8、车门；81、车门把手。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参见图1所示，示意性地示出了本发明的车门开闭耐久试验装置，包括具有支撑杆11的基座1、动力旋转装置2、旋转手臂3、缓冲手臂4以及用于执行车门的启闭动作的把手夹具6。其中，动力旋转装置2安装于支撑杆11的顶端，旋转手臂3的第一端连接于动力旋转装置2的旋转轴，并且旋转轴用于驱动旋转手臂3在水平面上绕其第一端转动。重要的是，缓冲手臂4具有缓冲装置5且与所述旋转手臂位于同一水平面上，缓冲手臂4的第一端铰接于旋转手臂3的第二端且可在水平面上转动，把手夹具6铰接于缓冲装置5且可在水平面上转动，缓冲装置5用于对把手夹具6在开关车门时提供缓冲作用，减小车门受到的冲击力。

在使用本耐久试验装置时，根据不同车型通过设置支撑杆11的高度，将基座1置于车门的一侧使把手夹具6连接于车门把手81上，以使旋转手臂3、缓冲手臂4、车门把手81处于同一水平高度。具体地，缓冲手臂4与旋转手臂3之间连接有关节轴承7，并且把手夹具6与缓冲手臂4之间也连接有关节轴承7。这样，通过旋转手臂3模拟人手上臂，缓冲手臂4模拟人手前臂，把手夹具6模拟人手部，两个关节轴承7分别模拟肘关节及腕关节，能够较好地模拟用户实际开关车门时的动作，从而有效地测试出车门实际的受力状态，提高试验结果的可靠性，而且缓冲手臂4具有缓冲装置5，把手夹具6铰接于缓冲装置5，有利于降低在开关车门瞬间对车门的冲击力，减小对车门的损害，进而可提高耐久性测试运行的稳定性和可靠性。可以理解，关节轴承7在现有技术中多有涉及，在此不再赘述。

为便于耐久试验装置可适用于不同车型的车门，本实施例中的旋转手臂3具体地包括旋转臂31和伸缩臂32，旋转臂31的第一端连接于动力旋转装置2的旋转轴，伸缩臂32的第一端可滑动连接于旋转臂31的第二端。缓冲手臂4的第一端铰接于伸缩臂32的第二端且可在水平面上转动，如此可根据不同车型调节旋转手臂3的长度，以使车门开闭耐久试验装置测试时运行顺畅。优选地，为方便调整该耐久试验装置相对于车门的位置，在基座1下方安装有万向轮16。

优选地，参见图2所示，旋转臂31开设有沿其长度方向延伸的第一凹槽311，第一凹槽311贯穿于旋转臂31的第二端，伸缩臂32的第一端穿过旋转臂31的第二端可滑动连接于该第一凹槽311内，并通过螺栓将伸缩臂32顶紧于旋转臂31的第一凹槽311内，伸缩臂32的可调节长度范围优选地设置在520mm～900mm之间。优选地，旋转臂31的两侧对称开设有若干螺栓孔313，在调整完伸缩臂32伸出旋转臂31的长度后，通过安装于旋转臂31两侧螺栓孔313中的螺栓相对地顶紧伸缩臂32，使得伸缩臂32固定于旋转臂31的第一凹槽311中。优选地，旋转臂31的上端面还设有用于封盖第一凹槽311的盖板312。

具体地，动力旋转装置2包括旋转气缸21、由旋转气缸21的旋转轴带动旋转的轴连接件22、轴承基座23，其中，轴连接件22通过安装于轴承基座23内的轴承连接于轴承基座23，并且轴承基座23上设有轴承端盖233，轴连接件22与旋转手臂3的第一端相连接。由此，通过轴承基座23和轴连接件22将旋转气缸21的运动传递到旋转手臂3上，其结构可靠、运行稳定。可以理解，旋转气缸21在现有技术中多有涉及，在此不再赘述。当然，在其他实施例中，也可以是电机等其他动力旋转部件，不仅限于旋转气缸21。

作为优选的实施方式，参见图3所示，旋转手臂3的两侧设置有用于限制旋转手臂3水平方向旋转的极限角度的第一限位块24和第二限位块25，以确定旋转手臂3的旋转范围，从而保证车门能顺畅开闭并且不会过开。

在上述结构的基础上，支撑杆11的顶端固接有安装板12，旋转气缸21和轴承基座23安装于安装板12上。优选地，安装板12与支撑杆11的顶端之间连接有加强板13，用于增强安装板12的支撑强度，提高耐久试验装置的运转稳定性。为进一步提高装置运行的稳定性，支撑杆11顶端的两侧分别安装有固定板14，固定板14上固定连接有连接板15，安装板12的一端连接于该连接板15的一侧，使得安装板12通过连接板15和固定板14固定于支撑杆11的顶部，加强板13具体地连接于安装板12和连接板15之间，用于支撑安装板12。

更具体地，参见图4所示，轴承基座23包括圆形底座231和环形凸台232，圆形底座231连接于安装板12，圆形底座231优选地沿其周向均匀地开设有若干定位孔，第一限位块24和第二限位块25具体地包括固定块26和垂直连接于固定块26的方形挡块27，并且固定块26上开设有弧形凹槽261，第一限位块24、第二限位块25优选地通过穿过弧形凹槽261并螺接于定位孔的螺钉固定于圆形底座231上，从而实现将第一限位块24和第二限位块25固接于支撑杆11的顶端。由此，通过螺钉在各定位孔和弧形凹槽261之间的配合调整，以实现连续可调节第一限位块24的方形挡块27和第二限位块25的方形挡块27之间所形成的限位角度，从而确定旋转手臂3的旋转范围，优选地，限位角度的连续可调节范围在0°～150°之间。第一限位块24和第二限位块25优选地采用强度较高的金属材料制成，例如选用如合金钢。当然，轴承基座23的底座也可以呈方形或其他形状，只需要限定定位孔沿周向分布即可。

在本实施例中，参见图5和图6所示，缓冲手臂4具有安装缓冲装置5的空腔41，缓冲装置5包括活塞杆51和弹性件，活塞杆51的第一端设置有可沿空腔41滑动的滑块52，滑块52连接于弹性件，活塞杆51的第二端伸出于空腔41外并铰接于把手夹具6。具体地，把手夹具6包括把手上夹具61、与把手上夹具61连接的把手下夹具62和连接件63，连接件63铰接于活塞杆51的第二端。在把手夹具6开关车门的瞬间，通过与活塞杆51一端相连的弹性件的缓冲作用，可减小车门受到的冲击力，避免在试验过程中对车门造成破坏，提高本装置的运行稳定性。

作为优选的实施方式，空腔41内设置有固定于缓冲手臂4第二端的直线轴承53，直线轴承53套接于活塞杆51外，以确保活塞杆51在空腔41内稳定地作直线运动，防止活塞杆51受到外部冲击而抖动。另外，在缓冲手臂4朝向活塞杆51的一端设有直线轴承端盖57。进一步优选地，弹性件包括第一弹性件54和第二弹性件55，第一弹性件54套设于活塞杆51外并位于直线轴承53与滑块52之间，第二弹性件55的两端分别抵接于滑块52及空腔41的右端，活塞杆51的缓冲行程优选地设置在150～160mm之间。为及时排出活塞杆51与空腔41作直线运动时摩擦产生的热量，缓冲手臂4上优选地开设有与空腔41连通的排气孔56。活塞杆51优选耐磨性较好的质地较轻的金属材料制成，例如采用铝合金。在本实施例中，第一弹性件54与第二弹性件55均采用圆线螺旋弹簧。

在根据不同车型尺寸调整基座1的位置和固定板14的高度后，确保旋转手臂3、缓冲手臂4、活塞杆51以及车门把手81在同一水平高度，如此，可将本车门开闭耐久试验装置简化为如图7所示的一平面机构，其自由度F计算如下：

F＝3n-2PL-PH-F'＝3×4－2×5-0-1＝1

需要说明的是，在上述公式中，n为活动构件数(具体为旋转手臂3、缓冲手臂4、活塞杆51以及车门8，一共4个活动构件)，PL为低副约束数(面接触的运动副，具体为旋转手臂3两端的两处铰接、活塞杆51与缓冲手臂4的滑动连接、活塞杆51通过关节轴承7与车门把手的转动连接、以及车门8与车身的铰接)，PH为高副约束数(点、线接触的运动副，由图7可知本实施例中没有高副)，F'为缓冲手臂4及活塞杆51所组成机构的局部自由度，由于活塞杆51相对缓冲手臂4的局部运动并不影响其他构件的运动，因此应将机构中的局部自由度除去不计。

由上述自由度的计算公式可见，仅需一个原动件的作用力即可确定该装置的运动，在本实施例中，旋转气缸21作为原动件，旋转手臂3在旋转气缸21的作用下在水平面上旋转时，通过缓冲手臂4与活塞杆51将运动传递至车门8，于是车门8随之旋转。请参见图8所示，为本装置的工作原理简化图，其一个完整的车门开闭循环动作如下：

执行开门动作时，把手夹具6夹持车门把手81，旋转气缸21顺时针旋转带动旋转手臂3在水平面上做旋转运动，通过关节轴承7将运动传递到缓冲手臂4，活塞杆51在缓冲手臂4的拉动下从而拉动把手夹具6，使车门把手81解锁成功；旋转气缸21继续旋转至第一限位块24位置处，车门8开启至最大角度；接着，执行关门动作时，旋转气缸21逆时针旋转，带动旋转手臂3旋转并将运动传递到缓冲手臂4，活塞杆51受缓冲手臂4的推力并通过把手夹具6将推力传递至车门把手81，车门8开始关闭；随后继续旋转至第二限位块25位置处，车门8完全关闭。如此，完成一次车门开关动作。

综上所述，本发明的车门开闭耐久试验装置，通过伸缩臂32的长度调节、固定板14的高度调节及可移动式基座1的配合使用，可适用于不同尺寸车型的开闭件耐久试验。而且，缓冲手臂4、活塞杆51、直线轴承53及圆线螺旋弹簧组成一套缓冲装置5，有效降低了开关门时冲击力。同时，通过旋转手臂3模拟人手上臂，缓冲手臂4模拟人手前臂，把手夹具6模拟人手部，两个关节轴承7分别模拟肘关节及腕关节，能够较好地模拟用户实际开关车门时的动作，可有效地测试出车门实际的受力状态，提高试验的可靠性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种车门开闭耐久试验装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座具有支撑杆；

动力旋转装置，所述动力旋转装置安装于所述支撑杆的顶端；

旋转手臂，所述旋转手臂的第一端连接于所述动力旋转装置的旋转轴，并由所述旋转轴驱动所述旋转手臂在水平面上绕其第一端转动；

缓冲手臂，所述缓冲手臂具有缓冲装置且与所述旋转手臂位于同一水平面上；所述缓冲手臂的第一端铰接于所述旋转手臂的第二端且可在水平面上转动；

把手夹具，用于执行车门的启闭动作，所述把手夹具铰接于所述缓冲装置且可在水平面上转动；

所述动力旋转装置包括旋转气缸、由所述旋转气缸的旋转轴带动旋转的轴连接件及轴承基座；所述轴连接件通过安装于所述轴承基座内的轴承连接于所述轴承基座，所述轴连接件与所述旋转手臂的第一端相连接；所述轴承基座上沿其圆周向均匀地开设有若干定位孔；

所述旋转手臂的两侧设置有用于限制所述旋转手臂水平方向旋转的极限角度的第一限位块和第二限位块；

所述第一限位块及所述第二限位块均包括固定块和连接于所述固定块上的挡块，所述固定块上开设有弧形凹槽，所述固定块通过穿过所述弧形凹槽并螺接于所述定位孔的螺钉固定于所述轴承基座上。

2.根据权利要求1所述的车门开闭耐久试验装置，其特征在于，所述旋转手臂包括旋转臂和伸缩臂，所述旋转臂的第一端连接于所述动力旋转装置的旋转轴，所述伸缩臂的第一端可滑动连接于所述旋转臂的第二端，所述缓冲手臂的第一端铰接于所述伸缩臂的第二端。

3.根据权利要求2所述的车门开闭耐久试验装置，其特征在于，所述旋转臂开设有沿其长度方向延伸的第一凹槽，所述第一凹槽贯穿于所述旋转臂的第二端，所述伸缩臂的第一端穿过所述旋转臂的第二端可滑动连接于所述第一凹槽内，并通过螺栓将所述伸缩臂顶紧于所述旋转臂的第一凹槽内。

4.根据权利要求1所述的车门开闭耐久试验装置，其特征在于，所述支撑杆的顶端固接有安装板；所述安装板与所述支撑杆的顶端之间连接有加强板，所述旋转气缸和所述轴承基座安装于所述安装板上。

5.根据权利要求4所述的车门开闭耐久试验装置，其特征在于，所述轴承基座包括底座和环形凸台，所述底座连接于所述安装板，所述定位孔设于所述底座上。

6.根据权利要求5所述的车门开闭耐久试验装置，其特征在于，所述底座为圆形底座。

7.根据权利要求1所述的车门开闭耐久试验装置，其特征在于，所述挡块为方形挡块，所述方形挡块垂直地设于所述固定块上。

8.根据权利要求1所述的车门开闭耐久试验装置，其特征在于，所述缓冲手臂具有安装所述缓冲装置的空腔，所述缓冲装置包括活塞杆和弹性件，所述活塞杆的第一端设置有可沿所述空腔滑动的滑块，所述滑块连接于所述弹性件，所述活塞杆的第二端伸出于所述空腔外并铰接于所述把手夹具。

9.根据权利要求8所述的车门开闭耐久试验装置，其特征在于，所述空腔内设置有固定于所述缓冲手臂第二端的直线轴承，所述直线轴承套接于所述活塞杆外；所述弹性件包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件套设于所述活塞杆外并位于所述直线轴承与所述滑块之间，所述第二弹性件的两端分别抵接于所述滑块及所述空腔远离所述直线轴承的一端；所述缓冲手臂上开设有与所述空腔连通的排气孔。

10.根据权利要求1至9任一项所述的车门开闭耐久试验装置，其特征在于，所述缓冲手臂与所述旋转手臂之间连接有关节轴承，并且所述把手夹具与所述缓冲手臂之间也连接有关节轴承。

11.根据权利要求10所述的车门开闭耐久试验装置，其特征在于，所述基座下方设置有万向轮；所述把手夹具包括把手上夹具、与所述把手上夹具连接的把手下夹具和连接件，所述连接件铰接于所述缓冲手臂的第二端。

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