CN111141499A

CN111141499A - 安全带测试装置

Info

Publication number: CN111141499A
Application number: CN201910451338.1A
Authority: CN
Inventors: R·J·米姆; J·克拉尔
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-11-05
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2020-05-12
Also published as: DE102019115428A1; DE102019115428B4; US11022531B2; US20200141848A1

Abstract

一种用于测试汽车安全约束系统的安全带测试装置，包括第一、第二和第三测试架，撞击器装置和电阻器装置。第一、第二和第三测试架选择性地固定在一个测试台上。第一、第二和第三测试架各自包括设置在第一、第二和第三测试架中的每一个的顶端附近的滑轮。第一测试架还包括第一预紧器支架。第三测试架还包括第二预紧器支架。

Description

安全带测试装置

技术领域

本公开一般涉及汽车测试装置，更具体地涉及一种用于测试汽车安全约束系统的台架测试装置。

背景技术

汽车安全约束系统包括一段皮带，其限定了横跨下半身水平延伸的安全腰带部分和横跨上半身沿对角线延伸的肩带部分。肩带部分的外侧端滑过较高地安装在汽车支柱上的环，并且缠绕在较低地安装在汽车支柱上的卷收器内。安全腰带部分的外侧端适当地安装在支柱、座椅或地板上。锁扣板设置在肩带部分的内侧端和安全腰带部分的接合处，并且锁扣在座椅内侧安装的带扣中。

安全带系统利用具有弹簧偏置卷轴的卷收器和惯性锁定机构，该弹簧偏置卷轴将安全带绕着乘员绷紧，且惯性锁定机构在减速事件开始时锁定卷轴以防止展开旋转。更先进的系统中的附加功能件包括预紧器，将通过拉动或卷绕一段皮带对减速事件做出反应，以在进行锁定防止展开旋转之前将皮带紧固在乘员周围。此外，更复杂的系统具有负荷限制器，其限制系安全带的乘员所承受的负荷。

因此，本领域中存在新的改进的测试装置的空间，其中测试安全约束系统的各种部件或功能件以收集与安全约束系统的整体性能有关的数据。

发明内容

本公开提供了一种用于测试汽车安全约束系统的安全带测试装置，所述安全带测试装置包括第一、第二和第三测试架、撞击器装置和电阻器装置。所述第一、第二和第三测试架选择性地固定在测试台上。所述第一、第二和第三测试架各自包括设置在所述第一、第二和第三测试架中的每一个的顶端附近的滑轮。所述第一测试架还包括第一预紧器支架。所述第三测试架还包括第二预紧器支架。

所述撞击器装置安装在所述第二和第三测试架之间。所述撞击器装置包括撞击器头，第一和第二侧轨，释放机构和限位开关。

所述电阻器装置设置在所述第一和第二测试架之间，并包括设置在所述安全约束系统的安全带上的质量块。

在本公开的一个示例中，所述安全带测试装置还包括稳定杆，所述稳定杆选择性地安装到所述第一，第二和第三测试架中的每一个上。所述电阻器装置还设置在所述稳定杆上。

在本公开的另一示例中，所述第一和第二预紧器支架中的每一个包括第一和第二负荷传感器中的一者。

在本公开的又一示例中，所述第一和第三测试架还包括分别设置在所述第一和第三测试架的顶端上的第一和第二带位移传感器。

在本公开的又一示例中，所述安全带测试装置还包括控制模块，所述控制模块与所述限位开关、所述第一和第二负荷传感器进行电子通信，以及与所述安全约束系统的膝部预紧器和卷收器预紧器中的至少一者进行电子通信。

在本公开的又一示例中，所述第一和第二测试架中的每一个还包括第一和第二带阻尼器中的一者。

在本公开的又一示例中，所述测试台包括多个脚轮。

在本公开的又一示例中，所述第一预紧器支架包括水平安装支架和枢轴安装支架中的一者。

在本公开的又一示例中，所述测试台包括测试板和底板。所述测试板通过第一燕尾滑动接头安装到所述底板上，并且多个第一轴承设置在所述测试板和所述底板之间。

在本公开的又一示例中，所述第一、第二和第三测试架分别利用所述第二、第三和第四燕尾滑动接头安装到所述测试板上。多个第二、第三和第四轴承分别设置在所述第一、第二和第三测试架与所述测试板之间。

本公开还提供了一种用于测试汽车安全约束系统的安全带测试装置，所述安全带测试装置包括第一、第二和第三测试架、撞击器装置、电阻器装置和控制模块。所述第一、第二和第三试验架选择性地固定在测试台上。所述第一、第二和第三测试架各自包括设置在所述第一、第二和第三测试架中的每一个的顶端附近的滑轮。所述第一测试架还包括第一预紧器支架和第一带位移传感器。所述第三测试架还包括第二预紧器支架和第二带位移传感器。所述第一和第二预紧器支架中的每一个包括第一和第二负荷传感器中的一者。

所述电阻器装置设置在所述第一和第二测试架之间，所述电阻器装置包括设置在所述安全约束系统的安全带上的质量块。

所述控制模块与所述限位开关，所述第一和第二负荷传感器进行电子通信，以及与所述安全约束系统的膝部预紧器和卷收器预紧器中的至少一者进行电子通信。

在本公开的一个示例中，所述安全带测试装置还包括稳定杆，所述稳定杆选择性地安装到所述第一、第二和第三测试架中的每一个上。所述电阻器装置还设置在所述稳定杆上。

在本公开的另一示例中，所述第一和第二测试架中的每一个还包括第一和第二带阻尼器中的一者。

在本公开的又一示例中，所述电阻器装置包括至少第一带、第二带、第一磁铁、第二磁铁和带夹。所述第一带的第一端固定到所述稳定杆上。所述带夹固定到所述第二带的第一端并包围所述安全约束系统的安全带。所述第一磁铁固定在所述第一带的第二端。所述第二磁铁固定在所述第二带的第二端。所述第一和第二磁铁彼此接触设置并且对彼此施加磁力。

在本公开的又一示例中，所述测试台包括测试板和底板，所述测试板通过所述第一燕尾滑动接头安装到所述底板上，并且多个第一轴承设置在所述测试板和所述底板之间。

在本公开的又一示例中，所述第一、第二和第三测试架分别利用所述第二、第三和第四燕尾滑动接头安装到所述测试板上。多个第二、第三和第四轴承分别设置在所述第一、第二和第三测试架与测试板之间。

本公开还提供了一种用于测试汽车安全约束系统的安全带测试装置，所述安全带测试装置包括第一、第二和第三测试架、撞击器装置、电阻器装置和控制模块。所述第一、第二和第三测试架选择性地固定在试验台上。所述测试台包括多个脚轮，所述第一、第二和第三测试架各自包括设置在所述第一、第二和第三测试架中的每一个的顶端附近的滑轮。所述第一测试架还包括第一预紧器支架、第一带位移传感器和第一带阻尼器。所述第三测试架还包括第二预紧器支架和第二带位移传感器。所述第二测试架还包括第二带阻尼器。所述第一和第二预紧器支架包括水平安装支架和枢轴安装支架中的一者，以及第一和第二负荷传感器。

所述稳定杆选择性地安装在所述第一、第二和第三测试架中的每一个上。所述电阻器装置还设置在所述稳定杆上。

所述电阻器装置包括至少第一带、第二带、第一磁铁、第二磁铁和带夹。所述第一带的第一端固定到所述稳定杆。所述带夹固定到所述第二带的第一端上并包围所述安全约束系统的安全带。所述第一磁铁固定在所述第一带的第二端上。所述第二磁铁固定在第二带的第二端上。所述第一和第二磁铁彼此接触设置并且对彼此施加磁力。

所述控制模块与所述限位开关、所述第一和第二负荷传感器进行电子通信，以及与所述安全约束系统的膝部预紧器和卷收器预紧器中的至少一者进行电子通信。

在本公开的一个示例中，所述测试台包括测试板和底板。所述测试板通过第一燕尾滑动接头安装到所述底板上，并且多个第一轴承设置在所述测试板和所述底板之间。

在本公开的另一示例中，所述第一、第二和第三测试架分别利用第二、第三和第四燕尾滑动接头安装到所述测试板。多个第二、第三和第四轴承分别设置在所述第一、第二和第三测试架与所述测试板之间。

本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将从以下结合附图的详细描述中变得显而易见。

附图说明

这里描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据本公开原理的安全带测试装置的示意图；

图2是根据本公开原理的安全带测试装置组件的测试架的侧视图；

图3是根据本公开原理的安全带测试装置组件的测试架的替代安全带卷收器支架的侧视图；

图4是根据本公开原理的安全带测试装置组件的测试架的替代安全带卷收器支架的侧视图；

图5是根据本公开原理的安全带测试装置组件的测试架的替代安全带卷收器支架的俯视图；

图6是根据本公开原理的安全带测试装置组件的测试架的侧视图；

图7是根据本公开原理的安全带测试装置组件的剖视图；

图8是根据本公开原理的安全带测试装置组件的剖视图；

图9是根据本公开原理的安全带测试装置组件的撞击器装置的侧视图；

图10是根据本公开原理的安全带测试装置组件的撞击器装置的侧视图；

图11是根据本公开原理的安全带测试装置组件的测试架的侧视图；

图12是根据本公开原理的安全带测试装置组件的安全带和部分电阻器装置的透视图；

图13是根据本公开原理的安全带测试装置组件的安全带和部分电阻器装置的剖视图；

图14是根据本公开原理的安全带测试装置组件的安全带和部分电阻器装置的剖视图；

图15是根据本公开原理的安全带测试装置组件的安全带和部分电阻器装置的剖视图；以及

图16是根据本公开原理的安全带测试装置组件的安全带和部分电阻器装置的剖视图。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开，应用或用途。

本公开的示例有利地提供了一种用于对汽车的安全带或安全约束系统进行台架测试的安全带测试装置10。如图1所示以及现在的描述，安全带测试装置10包括测试台12，第一、第二和第三测试架14、16、18，撞击器装置20，电阻器装置22和稳定杆24。更具体而言，第一、第二和第三测试架14、16、18中的每一个横向安装在彼此间隔开的测试台12上。第一测试架14安装在测试台12的第一端26附近，第三测试架18安装在测试台12的第二端28附近，第二测试架16安装在第一试验架14和第三试验架18之间的测试台12上。第一、第二和第三测试架14、16、18中的每一个安装到测试台12上，使得测试架14、16、18能够沿着测试台12的长度滑动并且固定在测试位置。测试台14、16、18的横向移动能力允许测试可变长度的安全带，正如测试前后安全带约束系统以及其他安全带约束系统所需的。例如，可以测试其他安全带约束系统，例如用于“驾驶员”椅子的系统，儿童座椅约束系统，以及用于诸如公共汽车和轨道车辆的大容量汽车的系统，而不脱离本公开的范围。稳定杆24是杆件或其它构件，测试架14、16、18被选择性地固定到该杆件或其他构件上，以便确保测试架14、16、18的附加稳定性。此外，通过在测试台12的底座32上包括多个脚轮30，提供了安全带测试装置10的附加多功能性。

第一、第二和第三测试架14、16、18中的每一个包括至少第一滚轮或滑轮34、36、38，更优选地包括第二滚轮或滑轮40、42、44。第一滑轮34、36、38和第二滑轮40、42、44由第一、第二和第三测试架14、16、18中的每一个的顶部46、48、50可旋转地支撑。第一滑轮34、36、38和第二滑轮40、42、44中的每一个的高度相对于测试架14、16、18可调。

第一测试架14还包括卷收器或预紧器支架52、皮带阻尼器54和皮带位移传感器56。更具体而言，预紧器支架52包括负荷传感器58，固定到第一测试架14上，并且能够具有多个位置、方向和安装方法(如下面将进一步描述的)，以便适应任何预紧器设计的测试。安全约束系统的卷收器预紧器70安装到预紧器支架52的负荷传感器58上。皮带阻尼器54从第一测试架14的顶部46延伸并包括杆构件60和质量块62。杆构件60具有第一端64，该第一端64可从第一测试架14的顶部46旋转延伸，从而将安装到第二端66的质量块62定位在安全约束系统的皮带68的顶部上方。皮带位移传感器56将皮带位移信号提供给测试装置控制单元194，作为考虑所测试的安全约束系统的整体性能的附加数据。皮带位移传感器56可基于光学传感器，但可以是能够提供详细描述皮带68运动的信号的任何类型传感器。

第二试验架16还包括皮带阻尼器72，该皮带阻尼器72具有与第一试验架14的皮带阻尼器54相同的元件和功能。例如，第二试验架16的皮带阻尼器72从第二测试架16的顶部48延伸，且包括杆构件74和质量块76。杆构件74具有第一端78，该第一端78可从第二测试架16的顶部48旋转延伸，从而将安装到第二端81的质量块76定位在安全约束系统的皮带68的顶部上方。在进行测试过程中，皮带阻尼器54，72阻止皮带68的过度颤动或振动。

第三测试架18还包括卷收器或预紧器支架80和皮带位移传感器82。更具体而言，预紧器支架80包括负荷传感器84，固定到第三测试架18上，并且能够具有多个位置、方向和安装方法(如下面将进一步描述的)，以便适应任何卷收器或预紧器设计的测试。安全约束系统的膝部预紧器86安装到预紧器支架80的负荷传感器84上。皮带位移传感器82将皮带位移信号提供给测试装置控制单元194，作为考虑所测试的安全约束系统的整体性能的附加数据。皮带位移传感器82可基于光学传感器，但可以是能够提供详细描述皮带68移动的信号的任何类型传感器。

如图1中示意性所示以及图9和图10中更详细所示，撞击器装置20设置成落在第二和第三测试架16，18之间的皮带68上，模拟在碰撞或其他减速事件期间汽车乘员向前移动到安全约束系统中的前进动量。撞击器装置20包括第一和第二垂直导轨88、90、撞击器头92、释放机构94、限位开关96和安全止动件98。更具体而言，撞击器头92包括第一和第二导轨销100、102，至少第一滑轮或滚轮104以及重量存储器106。第一和第二垂直导轨88、90在基座114上间隔设置并且垂直和平行地延伸。第一和第二导轨销100、102分别滑动地设置在第一和第二垂直导轨88、90的第一和第二槽108、110中。撞击器头92顶部的重量存储器106允许从撞击器头92添加或移除重量，以评估可变重量对安全约束系统的影响，以验证具有各种重量的汽车乘员的安全性。

在撞击器头92已经通过钩112和高架起重机(未示出)升高到悬挂位置后，释放机构94控制撞击器头92相对于第一和第二垂直导轨88、90的释放。限位开关96设置在第一和第二垂直导轨88、90中的一者上，并且在释放机构94被触发之后，当撞击器头92向皮带68行进时由撞击器头92触发。优选地但很少要求的是，安全止挡件98设置在第一和第二竖直导轨88、90之间的基座114上，并且在皮带68、卷收器预紧器70、膝部预紧器86或安全约束系统的一些其他机构在整个测试过程中失败的情况下，为撞击器头92提供着陆点。安全止挡件98的高度可调节，以考虑使用替代扭杆能量吸收机构的安全约束系统。

撞击器装置20可以与测试台12和测试架14、16、18集成，如图1所示，或者可以是独立的装置，如图9和图10所示。在任何设置方法中，撞击器装置20提供通用性以模拟加速进入安全约束系统的皮带68的汽车乘员，而无需在实际汽车碰撞测试中测试安全约束系统的成本和时间。

现在转到图2-5，更详细地示出了第一测试架14，现在将对其进行描述。如上所述，第一测试架14安装在测试台12上，并包括卷收器或预紧器支架52和皮带位移传感器56。预紧器支架52包括第一托架或构件116、第二托架或构件118和第三托架或构件120。第一托架116通过快拆紧固件系统122选择性地固定到第一测试架14上。第一托架116能够根据所测试的特定安全约束系统的要求升高或降低。第二托架118紧固到第一托架116。使用类似的快拆紧固系统122将第三托架120选择性地固定到第二托架118。第三托架120能够相对于第二托架118和第一测试架14在横向方向上进行调节。第三托架120包括负荷传感器58，用于在测试期间检测安全约束系统的卷收器预紧器70A中的动态负荷。虽然本公开考虑到用于第一测试架14的第一、第二和第三托架116、118、120，但是用于将安全约束系统的卷收器预紧器70A安装到第一测试架14的其他装置不属于本公开的范围。例如，本公开还考虑将两个或更多个托架集成到单个托架中以支撑卷收器预紧器70A。

如图3和图4所示，示出了预紧器支架52的其他布置。图3示出了安装到第三托架120上的卷收器预紧器70B，其中预紧器主要设置在第三托架120的开口124中。图4示出了可枢转地安装到第一托架116上的第四托架126，以便提供以任何角度测试卷收器预紧器70C的多功能性。

现在转到图6-8，示出了安全带测试装置10的一部分。安全带测试装置10包括测试台12、测试架14、16、18和稳定杆24。如图7更详细所示，测试台12包括测试板128和底板130。上述脚轮30附接到底板130的下表面131。通过燕尾滑动接头132可以将测试板128滑动地安装到底板130上。多个快拆紧固件134(示出其中一个)使测试板128能够被毫不费力地锁定到底板130上。燕尾滑动接头132中包括多个轴承136，以便于调节。在图8中，第二测试架16通过另一个燕尾滑动接头138滑动地安装到测试板128上。同样，燕尾滑动接头138中包括多个轴承140，以提高较重部件相对于彼此移动的能力。另一组快拆紧固件142选择性地将第二测试架16锁定就位。对于第一和第三测试架14，18中的每一个重复类似的布置。

现在参照图11-16，示出了安全带测试装置10的另一部分。如上所述，安全带测试装置10包括设置在第一和第二测试架14、16之间的电阻器装置22。电阻器装置22在释放撞击器头92之前向皮带68施加载荷并且设置在第一和第二测试架14、16之间。电阻器装置22包括多个电阻器带144，每个电阻器带144具有下部带146、上部带148、下部磁铁150、上部磁铁152和带夹154。下部带146的第一端156固定在稳定杆24上。下部磁铁150固定在下部带146的第二端158。上部带148具有固定到上部磁铁152的第一端160和固定到带夹154的第二端162。带夹154包围皮带68，以有效地将电阻器带144固定到皮带68上。每个电阻器带144的上部带148具有可变长度，使得皮带68在第一和第二测试架14，16之间具有“V”字形。

图14和15示出了电阻器装置22的电阻器带164的另一个示例。电阻器带164包括带166和带夹168。带166连接到下端的稳定杆24(未示出)上和上端180的带夹168上。带夹168包括下部构件172、第一和第二上部构件174、176。第一和第二上部构件174、176铰接到下部构件172的端部。当从皮带68向第一和第二上部构件174、176施加规定的载荷时，铰链178被打开。图14示出了测试之前的电阻器带164，而图15示出了在撞击器头92已经落下并且带夹168已经打开之后的电阻器带164。

现在转到图16并继续参照图11，示出了电阻器带182的另一示例。电阻器带182具有连接到稳定杆24的第一端(未示出)，作为第二端184，以及上部磁铁186和下部磁铁188。第二端184固定到下部磁铁186上，而上部磁铁188系在电阻器带182上并放置在皮带68的上表面190上，下部磁铁186放置在皮带68的下表面192上。在上部磁铁186和下部磁铁188之间产生的磁场使它们与皮带68保持接触，直到在撞击器头92撞击皮带68之前或期间由卷收器预紧力克服磁场强度。磁铁186、188可以通过接触开关装配，允许控制模块194测量磁铁186、188的分离时间。

现在回到图1，安全带测试装置10还包括与安全带测试装置10的若干部件电连通的控制模块194。例如，控制模块194可以与第一测试架14的预紧器支架52的负荷传感器58、第三测试架18的预紧器支架80的负荷传感器84、限位开关96、释放机构94、卷收器预紧器70和膝部预紧器86中的每一者连通。数据输出机构196还连接到控制模块194上以显示在测试期间记录的输出数据。

为了安全带试验装置10的操作，安装各种部件，如图1所示。膝部预紧器86安装到第三测试架18的预紧器支架80上，而卷收器预紧器70安装到第一测试架14的预紧器支架52上。皮带68悬挂在第一、第二和第三测试架14、16、18的滑轮34、36、38、40、42、44上，电阻器装置22在第一和第二测试架之间向皮带68施加载荷。测试操作者通过触发释放机构94来初始化测试，从而使撞击头92垂直下降。当撞击头92下降时，撞击器头92与限位开关96接合，使控制模块194激励膝部预紧器86或卷收器预紧器70中的一者预紧器，从而通过向下拉动电阻器装置22将已经引入到皮带68中的松弛部分消除。当撞击器头92的滑轮104与皮带68接合时，电阻器装置22不再在皮带68上施加垂直力。安全约束系统的性能由负荷传感器58、84观察到的力的控制模块196所收集的数据来判断。

虽然已经详细描述了示例，但是熟悉本公开所涉及领域的技术人员将认识到在所附权利要求的范围内实践所公开结构的各种替代设计和示例。

Claims

1.一种用于测试汽车安全约束系统的安全带测试装置，所述安全带测试装置包括：

选择性地固定在测试台上的第一、第二和第三测试架，其中所述第一、第二和第三测试架各自包括设置在所述第一、第二和第三测试架中的每一个的顶端附近的滑轮，所述第一测试架还包括第一预紧器支架，所述第三测试架还包括第二预紧器支架；

安装在所述第二和第三测试架之间的撞击器装置，其中所述撞击器装置包括撞击器头、第一和第二侧轨、释放机构和限位开关；以及

设置在第一和第二测试架之间的电阻器装置，所述电阻器装置包括设置在所述安全约束系统的皮带上的质量块。

2.根据权利要求1所述的安全带测试装置，还包括稳定杆，所述稳定杆选择性地安装到所述第一，第二和第三测试架中的每一个上，其中所述电阻器装置还设置在所述稳定杆上。

3.根据权利要求2所述的安全带测试装置，其中所述电阻器装置包括至少第一带、第二带、第一磁铁、第二磁铁和带夹，所述第一带的第一端固定到所述稳定杆上，所述带夹固定到所述第二带的第一端上并包围所述安全约束系统的安全带，所述第一磁铁固定在所述第一带的第二端上，所述第二磁铁固定在所述第二带的第二端上，所述第一和第二磁铁彼此接触设置并且对彼此施加磁力。

4.根据权利要求1所述的安全带测试装置，其中所述第一和第二预紧器支架中的每一个包括第一和第二负荷传感器中的一者。

5.根据权利要求4所述的安全带测试装置，其中所述第一和第三测试架还包括分别设置在所述第一和第三测试架的顶端上的第一和第二带位移传感器。

6.根据权利要求5所述的安全带测试装置，还包括控制模块，所述控制模块与所述限位开关、所述第一和第二负荷传感器进行电子通信，以及与所述安全约束系统的膝部预紧器和卷收器预紧器中的至少一者进行电子通信。

7.根据权利要求1所述的安全带测试装置，其中所述第一和第二测试架中的每一个还包括第一和第二带阻尼器中的一者。

8.根据权利要求1所述的安全带测试装置，其中所述第一预紧器支架包括水平安装支架和枢轴安装支架中的一者。

9.根据权利要求1所述的安全带测试装置，其中所述测试台包括测试板和底板，所述测试板通过第一滑动接头安装到所述底板上，并且多个第一轴承设置在所述测试板和所述底板之间。

10.根据权利要求9所述的安全带测试装置，其中所述第一、第二和第三测试架分别利用第二、第三和第四滑动接头安装到所述测试板上，多个第二、第三和第四轴承分别设置在所述第一、第二和第三测试架与所述测试板之间。