CN111366373A - 商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台 - Google Patents

Abstract

一种商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验装置，包括主支撑机构、用于载荷加载的冲击机构、用于调节冲击机构高度的上下移动机构、用于调节冲击机构水平位置的水平移动机构、用于调节冲击机构角度的角度调节机构；支撑架机构为龙门框架式结构；上下移动机构包括上下移动框、上下移动副；水平移动机构包括水平移动板、水平移动电机、水平移动丝杠；角度调节机构包括角度调节电机、角度调节丝杠、调整臂、旋转轴、电磁抱闸、电磁吸盘、电磁插销；冲击机构包括冲击板和冲击臂。本发明能够输出17.6kJ的冲击能量，冲击面足够大，冲击位置可调能满足绝大部分商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验。

Description

商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台

技术领域

本发明涉及一种商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，主要是用于商用车驾驶室车顶强度试验的装置。

背景技术

目前在做商用车驾驶室强度试验时，按欧标标准ECE R29-03 《商用车驾驶室乘员防护》执行。在进行驾驶室车顶部抗压试验前，需要先进行驾驶室侧面斜20°冲击试验。试验时要求在冲击瞬间，冲击器的冲击面与驾驶室正中纵平面角为20°，冲击能量为17.6KJ。

发明内容

本发明的目的是要提供一种商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验装置，它能够确保冲击瞬间，冲击器的冲击面与驾驶室正中纵平面角为20°，冲击能量为17.6KJ，且能防冲击器二次撞击驾驶室。

本发明的技术方案是：上下移动框经上下移动副安装在主支撑机构上，水平移动板经水平移动机构装于上下移动框上，冲击机构经角度调节机构装于水平移动板上；所述冲击机构包括两冲击臂、装于冲击臂下端的冲击板，冲击板上设有电磁插销座；所述角度调节机构包括电磁吸盘、电磁插销、两调整臂、用于调整调整臂角度的角度调节丝杠、旋转轴、电磁抱闸；旋转轴两端通过旋转轴安装座安装在水平移动板下方，电磁抱闸经电磁抱闸安装座装于旋转轴中部，电磁抱闸的活动圈与旋转轴刚性固定；两调整臂上端通过轴承一安装在旋转轴上，两调整臂下端设有用于吸紧冲击板的电磁吸盘，两调整臂下端还设有与冲击板上的电磁插销座配合的电磁插销，两冲击臂上端通过胀紧套刚性固定在旋转轴上。

角度调节丝杠倾斜设置，角度调节丝杠一端通过销轴分别与两调整臂相连，角度调节丝杠另一端接入传动箱中，传动箱两侧耳轴经轴承装于水平移动板上方的传动箱安装座，传动箱通过传动箱安装座活性固定在水平移动板上方，水平移动板上设有用于让位角度调节丝杠的让位孔或让位槽。

角度调节电机经减速机与传动箱连接。

所述上下移动框由两副横梁、两副纵梁组成。

所述水平移动机构包括丝母副、水平移动丝杠、水平移动电机，水平移动板下方设有两滑槽，与两副横梁上的滑轨配合；水平移动板两侧各设有用于防止水平移动板滑动的两气动抱闸，水平移动电机与减速机相连，减速机通过减速机安装架固定在副纵梁上；水平移动丝杠一端与减速机输出轴相连，水平移动丝杠另一端通过丝杠安装架安装在副纵梁上；丝母副通过螺钉固定在水平移动板上，丝母副与水平移动丝杠啮合。

所述上下移动副包括四根上下移动丝杠；上下移动框四周设有丝母座，丝母座中设有与上下移动丝杠相配合的丝母；所述上下移动副还包括一用于驱动四根上下移动丝杠同步转动的上下移动电机，上下移动电机经传动机构与四根上下移动丝杠连接。

所述传动机构包括一纵向传动丝杠组件、两横向传动丝杠组件、四个直角减速箱，纵向传动丝杠组件包括传动丝杠二、T型减速箱二、联轴器二，横向传动丝杠组件包括两传动丝杠一、两T型减速箱一；上下移动电机输出轴通过联轴器一与T型减速箱二输入轴相连，T型减速箱二两输出轴分别通过联轴器二、传动丝杠二与两T型减速箱一输入轴相连形成工字形结构，两T型减速箱一输出轴通过传动丝杠一分别与四个直角减速箱输入轴相连。四根上下移动丝杠上端分别与四个直角减速箱输出轴相连，四根上下移动丝杠下端通过轴承二安装在四个主支撑机构上的支撑座上。

所述上下移动副还包括用于导向上下移动丝杠移动方向的导向柱，上下移动框上设有与导向柱配合装配的装配孔。

所述主支撑机构由立柱、主横梁、主纵梁组成；四个支撑座固定在立柱上。

所述导向柱为四根，导向柱与上下移动丝杠平行，导向柱一端安装在支撑座上，支撑座固定在主支撑机构的立柱上，导向柱另一端固定在主纵梁上。

本发明气动抱闸为四个，水平移动板位置确定后，给气动抱闸充气，抱住主横梁，防止试验中水平移动板受反冲击力而移动。电磁抱闸通过电磁抱闸安装座固定在水平移动板下方、旋转轴中部，启动电磁抱闸，能对旋转轴的转动起制动作用。角度调节电机为两个，角度调节电机壳体通过减速机壳体安装在传动箱壳体上，角度调节电机输出轴与减速机输入轴相连，减速机输出轴与传动箱输入轴相连。启动角度调节电机，驱动传动箱的转动从而带动角度调节丝杠的上升或下降。电磁插销和电磁吸盘配合使用，可将冲击机构固定在角度调节机构上，当角度调整到位时，释放电磁插销和电磁吸盘，冲击机构释放，冲击试验样品。

本发明结构简单，由于设有上下移动机构，冲击板的高度可根据样品高度调节；由于设有水平移动机构，冲击板可水平左右移动，方便样品的安装；由于设有角度调节机构，冲击板的角度可调，方便试验过程中冲击位置调整。

附图说明

下面结合附图提供的实施例对本发明进一步说明；

图1是本发明的结构示意图；

图2是主支撑机构及上下移动副的结构示意图；

图3是上下移动框、水平移动板、水平移动机构的装配示意图；

图4是角度调节机构结构示意图；

图5是冲击机构结构示意图；

图中：1、主支撑机构，1-1、底座，1-2、加高柱，1-3、立柱，1-4、主横梁，1-5、主纵梁，2、上下移动框，2-1、副纵梁，2-2、副横梁，2-3、导轨，2-4、丝母座，3、水平移动机构，3-1、水平移动板，3-2、气动抱闸，3-3、丝母副，3-4、水平移动丝杠，3-5、丝杠安装架，3-6、减速机，3-7、水平移动电机，3-8、减速机安装架，4、上下移动副，4-1、支撑座，4-2、上下移动丝杠，4-3、导向柱，4-4、直角减速箱，4-5、传动丝杠一，4-6、T型减速箱一，4-7、传动丝杠二，4-8、横梁，4-9、T型减速箱二，4-10、上下移动电机，4-11、电机安装座，5、角度调节机构，5-1、电磁吸盘安装板，5-2、电磁吸盘，5-3、安装板，5-4、电磁插销，5-5、调整臂，5-6、销，5-7、角度调节丝杠，5-8、传动箱，5-9、传动箱安装座，5-10、减速机，5-11、角度调节电机，5-12、旋转轴安装座，5-13、旋转轴，5-14、电磁抱闸安装座，5-15、电磁抱闸，6、冲击机构，6-1、冲击板，6-2、电磁插销座，6-3、冲击臂，7、控制柜，8、待测样品。

具体实施方式

下面结合附图从三个方面对本发明提供的实施例作进一步说明。

第一，本发明提供的实施例的组成部分和主要作用。

本发明由主支撑机构、上下移动机构、水平移动机构、角度调节机构、冲击机构组成。上下移动机构，包括上下移动框2和上下移动副。

图1为本发明整体机构图，上下移动机构2通过上下移动副4安装在主支撑机构1上，通过上下移动副4可调节上下移动机构2在主支撑机构1上的位置。

图1和图2中，主支撑机构1由底座1-1、加高柱1-2、立柱1-3、主横梁1-4、主纵梁1-5组成。底座1-1用于对整个台体的固定，其与立柱1-3之间设有增高整个试验台体的加高柱1-2。两主横梁1-4和两主纵梁1-5刚性固定在四立柱1-3顶端，组成一个龙门框体。

图2中，上下移动副主要由上下移动丝杠4-2、导向柱4-3、直角减速箱4-4、传动丝杠一4-5、T型减速箱4-6、传动丝杠二4-7、T型减速箱4-9、上下移动电机4-10组成。整体结构为对称式布局，通过一个上下移动电机4-10驱动四根上下移动丝杠4-2同步转动。传动丝杠一、传动丝杠二为五根，通过直角减速箱和T型减速箱相连，组成“工”字型结构，将上下移动电机的转动均匀分配到四根上下移动丝杠4-2上。上下移动电机4-10通过电机安装座4-11固定在主横梁1-4上，其输出轴通过联轴器一与T型减速箱二4-9输入轴相连。T型减速箱二4-9通过螺钉固定在横梁4-8上，其两输出轴分别通过联轴器二和传动丝杠二4-7分别于两个T型减速箱一4-6输入轴相连。两T型减速箱一4-6通过螺钉固定在横梁4-8上，其输出轴通过传动丝杠一4-5分别与四个直角减速箱4-4输入轴相连。四个直角减速箱通过螺钉分别固定在两主纵梁1-5的两端，其输出轴分别与四根上下移动丝杠4-2相连。四根上下移动丝杠4-2通过轴承安装在四个支撑座4-1上，其可在支撑座4-1上转动。四个支撑座4-1通过螺钉刚性固定在立柱1-3上。与上下移动丝杠4-2平行的导向柱4-3一端安装在支撑座4-1上，支撑座4-1通过螺钉刚性固定在主支撑机构1的立柱1-3上，导向柱4-3另一端固定在主纵梁1-5上。四根导向柱4-3和四根上下移动丝杠4-2分别布置在主支撑机构的四个角上。

图3中，上下移动框2主要由副纵梁2-1、副横梁2-2组成。两副横梁2-2通过螺钉刚性固定在两副纵梁2-1之间，组成一个框体。两副横梁2-2上设有两平行滑轨。副纵梁2-1两端分别设有导向孔和丝母座2-4，丝母座2-4中设有丝母。整个上下移动框2通过副纵梁2-1上的导向孔和丝母座2-4安装在上下移动副4的导向柱4-3和上下移动丝杠4-2上，其上下移动运动由上下移动丝杠4-2带动，导向柱4-3起导向作用。

图3和图4中，水平移动机构主要由水平移动板3-1、气动抱闸3-2、丝母副3-3、水平移动丝杠3-4、水平移动电机3-7组成。水平移动板3-1下方设有两滑槽，与两副横梁2-2上的滑轨配合，使其可在两副横梁2-2上滑动；同时水平移动板3-1两侧各设有两气动抱闸3-2，启动气动抱闸3-2使其抱住副横梁2-2，可防止水平移动板3-1的滑动。水平移动电机3-7与减速机3-6相连，通过减速机安装架3-8固定在副纵梁2-1上。水平移动丝杠3-4一端与减速机3-6输出轴相连，一端通过丝杠安装架3-5安装在副纵梁2-1上。丝母副3-3通过螺钉刚性固定在水平移动板3-1上，同时与水平移动丝杠3-4啮合。水平移动电机3-7通过减速机3-6减速、水平移动丝杠3-4传动从而驱动水平移动板3-1左右移动。

图4中，角度调节机构主要由电磁吸盘5-2、电磁插销5-4、调整臂5-5、角度调节丝杠5-7、角度调节电机5-11、旋转轴5-13、电磁抱闸5-15组成。角度调节电机5-11通过减速机5-10和传动箱5-8安装在水平移动板3-1上。角度调节丝杠5-7一端与传动箱5-8相连，另一端与调整臂5-5相连。角度传感器固定在旋转轴上，可实时监测旋转轴（既冲击板）的角度。旋转轴和电磁抱闸分别通过旋转轴安装座5-12和电磁抱闸安装座5-14同轴安装在水平移动板3-1下方，电磁抱闸5-15的活动圈与旋转轴5-13刚性固定，旋转轴5-13能在旋转轴安装座5-12中转动，电磁抱闸5-15上电能对旋转轴5-13的转动起制动作用。两调整臂5-5一端通过轴承安装在旋转轴5-13上，可绕旋转轴5-13自由转动，另一端设有安装板5-3。四个电磁插销5-4通过螺钉固定在两个安装板5-3上。电磁吸盘5-2刚性固定于电磁吸盘安装板5-1上，并由电磁吸盘安装板5-1固定于两安装板5-3上。两角度调节丝杠5-7与两角度调节电机5-11之间设有传动箱5-8和减速机5-10，同时两角度调节丝杆5-7分别通过销5-6与两调节臂5-5活性相连。 角度调节电机5-11法兰安装盘与减速机5-10壳体刚性相连。减速机5-10壳体与传动箱5-8法兰安装盘刚性相连。传动箱5-8通过传动箱安装座5-9安装在水平移动板3-1上，传动箱5-8耳轴与传动箱安装座5-9之间设有轴承，传动箱5-8可绕自身耳轴转动。

图5中，冲击机构6主要由冲击板6-1、冲击臂6-3组成。两冲击臂6-3一端通过胀紧套刚性固定在旋转轴5-13上，另一端与冲击板6-1通过螺钉刚性固定，冲击板6-1上设有电磁插销座6-2。冲击板6-1同冲击臂6-3一起随旋转轴5-13的转动而摆动。

第二，待测样品的安装与调整。

1、电磁插销5-4插入电磁插销孔6-2中、电磁吸盘5-1上电吸住冲击板6-1，控制柜7调节角度调节电机5-11，将冲击机构6的角度调节到20°位置，然后将冲击机构往左和往上调节到合适位置，以便待测样品8有足够空间安置在试验台下方；2、将待测样品8移动到试验台下，使待测样品8正中纵平面与冲击板6-1平行；3、调整冲击机构6的水平及垂直方向的位置，使冲击板6-1纵向中心线与待测样品驾驶室接触；4、通过控制柜7控制气动抱闸3-2制动；5、固定待测样品。

第三，待测样品的测试过程。

1、试验时，控制柜7控制角度调节电机5-11通过拉升角度调节机构5将冲击机构6拉升到49°位置。2、确认状态，无误后控制柜7切换到自动模式；3、按下控制柜7上的启动按钮，程序自动执行冲击试验，具体过程为：1）、10s后电磁插销5-4自动拔出；2）、电磁吸盘5-2自动失磁，释放冲击板；3）、冲击板6-1在20°位置冲击待测样品8；4）、当系统检测到冲击板6-1角度由小变大后再变大即反弹后第二次撞击时，系统自动通过电磁抱闸5-15对旋转轴5-13制动，防止二次撞击；5）试验结束。

本发明可通过控制柜7识别安装在主轴上的角度传感器的角度变化，撞击时冲击板角度由大变小，反弹时冲击板角度由小变大，当检测到角度由小变大时，则开始主动进行刹车，再自动控制主轴上的电磁抱闸进行刹车实现防二次撞击功能。控制柜包括控制柜本体和远程遥控手柄，集合了对整个装置的电气控制，设有手动和自动两种控制模式。

Claims (10)

1.一种商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，其特征在于：上下移动框（2）经上下移动副（4）安装在主支撑机构（1）上，水平移动板（3-1）经水平移动机构装于上下移动框（2）上，冲击机构经角度调节机构装于水平移动板（3-1）上；

所述冲击机构（6）包括两冲击臂（6-3）、装于冲击臂（6-3）下端的冲击板（6-1），冲击板（6-1）上设有电磁插销座（6-2）；

所述角度调节机构包括电磁吸盘（5-2）、电磁插销（5-4）、两调整臂（5-5）、用于调整调整臂（5-5）角度的角度调节丝杠（5-7）、旋转轴（5-13）、电磁抱闸（5-15）；旋转轴（5-13）两端通过旋转轴安装座（5-12）安装在水平移动板（3-1）下方，电磁抱闸（5-15）经电磁抱闸安装座（5-14）装于旋转轴（5-13）中部，电磁抱闸（5-15）的活动圈与旋转轴（5-13）刚性固定；两调整臂（5-5上端通过轴承一安装在旋转轴（5-13）上，两调整臂（5-5）下端设有用于吸紧冲击板（6-1）的电磁吸盘（5-2），两调整臂（5-5）下端还设有与冲击板（6-1）上的电磁插销座（6-2）配合的电磁插销（5-4），两冲击臂（6-3）上端通过胀紧套刚性固定在旋转轴（5-13）上。

2.根据权利要求1所述的商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，其特征在于：角度调节丝杠（5-7）倾斜设置，角度调节丝杠（5-7）一端通过销轴分别与两调整臂（5-5）相连，角度调节丝杠（5-7）另一端接入传动箱（5-8）中，传动箱（5-8）两侧耳轴经轴承装于水平移动板（3-1上方的传动箱安装座（5-9）。

3.根据权利要求1所述的商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，其特征在于：角度调节电机（5-11）经减速机（5-10）与传动箱（5-8）连接。

4.根据权利要求1所述的商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，其特征在于：所述上下移动框由两副横梁（2-2）、两副纵梁（2-1）组成。

5.根据权利要求4所述的商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，其特征在于：所述水平移动机构包括丝母副（3-3）、水平移动丝杠（3-4）、水平移动电机（3-7），水平移动板（3-1）下方设有两滑槽，与两副横梁（2-2）上的滑轨配合；水平移动板（3-1）两侧各设有用于防止水平移动板（3-1）滑动的两气动抱闸（3-2），水平移动电机（3-7）与减速机（3-6）相连，减速机（3-6）通过减速机安装架（3-8）固定在副纵梁（2-1）上；水平移动丝杠（3-4）一端与减速机（3-6）输出轴相连，水平移动丝杠（3-4）另一端通过丝杠安装架（3-5）安装在副纵梁（2-1）上；丝母副（3-3）通过螺钉固定在水平移动板（3-1）上，丝母副（3-3）与水平移动丝杠（3-4）啮合。

6.根据权利要求1所述的商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，其特征在于：所述上下移动副（4）包括四根上下移动丝杠（4-2）；上下移动框（2）四周设有丝母座（2-4），丝母座（2-4）中设有与上下移动丝杠（4-2）相配合的丝母；所述上下移动副（4）还包括一用于驱动四根上下移动丝杠（4-2）同步转动的上下移动电机（4-10），上下移动电机（4-10）经传动机构与四根上下移动丝杠（4-2）连接。

7.根据权利要求6所述的商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，其特征在于：所述传动机构包括一纵向传动丝杠组件、两横向传动丝杠组件、四个直角减速箱（4-4），纵向传动丝杠组件包括传动丝杠二（4-7）、T型减速箱二（4-9）、联轴器二，横向传动丝杠组件包括两传动丝杠一（4-5）、两T型减速箱一（4-6）；

上下移动电机（4-10）输出轴通过联轴器一与T型减速箱二（4-9）输入轴相连，T型减速箱二（4-9）两输出轴分别通过联轴器二、传动丝杠二（4-7）与两T型减速箱一（4-6）输入轴相连形成工字形结构，两T型减速箱一（4-6）输出轴通过传动丝杠一（4-5）分别与四个直角减速箱（4-4）输入轴相连；四根上下移动丝杠（4-2）上端分别与四个直角减速箱（4-4）输出轴相连，四根上下移动丝杠（4-2）下端通过轴承二安装在四个主支撑机构（1）上的支撑座（4-1）上。

8.根据权利要求6所述的商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，其特征在于：所述上下移动副（4）还包括用于导向上下移动丝杠（4-2）移动方向的导向柱（4-3），上下移动框（2）上设有与导向柱（4-3）配合装配的装配孔。

9.根据权利要求8所述的商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，其特征在于：所述主支撑机构（1）由立柱（1-3）、主横梁（1-4）、主纵梁（1-5）组成；四个支撑座（4-1）固定在立柱（1-3）上。

10.根据权利要求8所述的商用车驾驶室侧面斜20°冲击试验台，其特征在于：所述导向柱（4-3）为四根，导向柱（4-3）与上下移动丝杠（4-2）平行，导向柱（4-3）一端安装在支撑座（4-1）上，支撑座（4-1）固定在主支撑机构的立柱（1-3）上，导向柱（4-3）另一端固定在主纵梁（1-5）上。

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