CN112857714B - 一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量装置包括：刚度测量传感组件，刚度测量传感组件通过对汽车边窗玻璃板上的测定点施加垂直于汽车边窗玻璃板表面的作用力，并在汽车边窗玻璃板产生破裂前，获取测定点在作用力方向上的多个位移和该多个位移下的多个作用力的大小并输出有数据集合；测定点移动组件，该测定点移动组件使测定点的位置在汽车边窗玻璃板上移动；计算机，计算机能够接收在一个或多个位置的测定点得到的一个或多个数据集合，并对应绘制一条或多条作用力随位移变化的刚度曲线。本申请不仅提供了一种结构简单的用以测量汽车边窗玻璃板的刚度的装置，还具有测量精度高，通用性强，自动化程度高的优点。

Description

一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及汽车玻璃检测技术领域，尤其涉及一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量装置。

本发明还涉及利用上述刚度测量装置测量汽车边窗玻璃板的刚度测量方法。

背景技术

现有技术中，对于汽车边窗玻璃板的力学性能检测，往往都采用冲击试验对其强度(玻璃抵抗外作用力破坏的能力)进行检测，却对玻璃的刚度(玻璃抵抗变形的能力)缺乏检测手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量装置，旨在解决现有技术中存在的缺乏对汽车边窗玻璃板实施刚度检测的手段的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量装置，包括：刚度测量传感组件，所述刚度测量传感组件通过对汽车边窗玻璃板上的测定点施加垂直于汽车边窗玻璃板表面的作用力，并在汽车边窗玻璃板产生破裂前，获取所述测定点在所述作用力方向上的多个位移和该多个位移下的多个所述作用力的大小并输出有数据集合；测定点移动组件，该测定点移动组件使所述测定点的位置在所述汽车边窗玻璃板上移动；计算机，所述计算机能够接收在一个或多个位置的测定点得到的一个或多个数据集合，并对应绘制一条或多条所述作用力随所述位移变化的刚度曲线。

较佳地，还包括：至少一个的夹持组件，具有模拟边窗升降托架形状的仿形夹持口，所述汽车边窗玻璃板具有用以和所述边窗升降托架相连接的连接部分，所述仿形夹持口能够夹持于所述连接部分。

较佳地，还包括：车门水切模拟件，所述车门水切模拟件能够在所述连接部分被夹持时和所述所述汽车边窗玻璃板上的水切位置相接触；其中，所述水切位置为所述汽车边窗玻璃板封闭边窗时和车门水切的接触位置。

较佳地，所述刚度测量传感组件包括：驱动缸体；力传感器，一端和所述驱动缸体的输出端相连接；针头，所述针头连接于所述力传感器的另一端；卡盘，所述卡盘安装角度可调整的设置于所述驱动缸体和所述测定点移动组件之间。

较佳地，所述测定点移动组件包括：支架；横向滑轨，所述支架可移动的设置在所述横向滑轨上；竖直滑轨，所述竖直滑轨设置在所述支架上，且和所述横向滑轨相垂直布置；所述刚度测量传感组件和所述竖直滑轨相连接以实施升降活动。

较佳地，至少一个所述夹持组件包括：座体，所述座体被构造为可横向移动；固定块，所述固定块可拆卸的装设于所述座体上的第一开口内；活动块；所述活动块可活动的安装于设置在所述座体上的且和所述第一开口相对设置的第二开口内；所述仿形夹持口形成在所述固定块和所述活动块之间，所述活动块能够靠近和远离所述固定块，以使所述仿形夹持口在夹紧汽车边窗玻璃板的闭合状态和松开汽车边窗玻璃板的张开状态之间切换。

较佳地，所述固定块和所述活动块的相对面上均设置有POM材料制成的缓冲件，其中，所述仿形夹持口形成在一对所述缓冲件之间。

较佳地，所述夹持组件还包括有用以调节所述活动块位置的调节件，所述调节件设置在所述活动块背离所述仿形夹持口的一侧，其中，所述调节件包括：基部，固定设置在所述活动块背离所述仿形夹持口的一侧；调节螺杆，穿设于所述基部并和活动块相接触。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量方法，包括以下步骤：S10.移动夹持组件夹持汽车边窗玻璃板；S20.测定点移动机构带动刚度测量传感组件移动，使测定点和汽车边窗玻璃板上预设的测定位置相重合；S30.控制刚度测量传感组件向测定点施加垂直于汽车边窗玻璃板表面的作用力，直至汽车边窗玻璃板发生破裂，并记录在发生破裂前该测定点在该作用力方向上的多个位移和该多个位移下的多个所述作用力的大小并输出数据集合；S40.计算机接收数据集合，并绘制作用力随位移变化的刚度曲线；S50.在夹持组件上更换汽车边窗玻璃，并重复步骤S20至S40。

较佳地，在所述步骤S10和所述步骤S20之间还包括步骤S11.移动车门水切模拟件，使其和汽车边窗玻璃板上的水切位置相接触。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

本申请的刚度测量传感组件能够通过对汽车边窗玻璃板上的测定点施加垂直于汽车边窗玻璃板表面的作用力，并在汽车边窗玻璃板产生破裂前(直至该玻璃板发生破裂)，获取所述测定点在所述作用力方向上的多个位移(通过伺服电缸的行程获得)和该多个位移下的多个所述作用力的大小(通过力传感器获得)并输出有数据集合；计算机能够接收在一个或多个位置的测定点得到的一个或多个数据集合，并对应绘制一条或多条所述作用力随所述位移变化的刚度曲线，通过该刚度曲线，计算机可以得出被测量件的刚度，完成测量。故本申请不仅提供了一种结构简单的用以测量汽车边窗玻璃板的刚度的装置，还具有测量精度高，通用性强，自动化程度高的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为刚度测量传感组件安装在测定点移动组件时的结构示意图；

图4为夹持组件的结构示意图；

图5为夹持组件的爆炸图；

图6为座体的结构示意图；

图7为汽车边窗玻璃板的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

下面将结合说明书附图以及具体的实施例对上述技术方案进行详细的说明：

实施例一：

请参考图5，汽车边窗玻璃板500具有在装车时和边窗升降托架相连接的连接部分510，该连接部分510有两个，且在中心位置均开设有连接孔511，边窗升降托架在承托汽车边窗玻璃板后通过该连接孔511和汽车边窗玻璃板500相连接，并在玻璃升降机构的带动下实现汽车边窗玻璃板500的升降，由于边窗升降托架和玻璃升降机构均为现有技术中汽车玻璃升降器的一部分，且都能够从市售得到，故在此不再详细赘述。

请参考图1，本实施例提供一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量装置10，包括：刚度测量传感组件100、测定点移动组件200、夹持组件300、车门水切模拟件400以及计算机等部件。

请参考图2至3，测定点移动组件200包括：支架210、横向滑轨220以及竖直滑轨230。

支架210可移动的设置在横向滑轨220上，为此以在横向滑轨220的帮助下进行横向滑动，竖直滑轨230沿与横向滑轨220相垂直的方向设置在支架上，以为设置在该竖直滑轨230上的刚度测量传感组件100提供竖直方向的移动，故在测定点移动组件200的帮助下，和其连接的刚度测量传感组件100可以根据需要，在竖直方向上和横向上位移，竖直滑轨230和横向滑轨220的移动坐标可以通过计算机进行精确控制，使刚度测量传感组件100可以进行高精度的移动定位，故本实施例的刚度测量装置10具有位置精度高的优点，且同时满足了工业生产的自动化需求。

在本实施例中，横向滑轨220和竖直滑轨230为市售的电动线轨，两者共同确定的移动坐标可以通过计算机实施高精度的精确控制。当然，在需要考虑成本的其他实施例中，横向滑轨220和竖直滑轨230可以为市售的机械滑轨，通过作业人员手动操控来实施移动坐标的移动，并在到达预设的坐标位置后通过紧固装置锁死，该紧固装置可以为螺杆控制进给量的夹爪，通过夹紧导轨的形式，来阻止上述滑轨220、230的活动。

请参考图3，刚度测量传感组件100包括驱动缸体110、力传感器120、针头130以及卡盘140。

卡盘140安装在竖直滑轨230上，且构造成相对于竖直滑轨安装角度可调整，对于调整该安装角度的手段，在本实施例中，卡盘140上开设有多个同轴布置的弧形槽141，每个弧形槽141内至少配置有一个和竖直滑轨230连接的螺钉；调整上述安装角度时，只需旋转该螺钉，使其松开对卡盘140的限制，转动卡盘调整螺钉在弧形槽141内的位置，以实现卡盘140安装角度的调节，卡盘140被设置在所需要的角度后，通过锁死螺钉，即可实现卡盘140在预设的角度上能够被固定。当然，在自动化程度更高的其他实施例中，可以通过旋转电机调整卡盘140的角度。

缸体110安装在卡盘140相对竖直滑轨230的另外一侧，在本实施例中，缸体110为伺服电动缸，并通过和计算机的连接，可精确控制和记录缸体110的进给量，当然，在本申请的其他实施例中，缸体110也可以为伺服气缸，伺服油缸等等效替代手段。

力传感器120设置在缸体110的输出端上，以在缸体110的带动下接近或远离汽车边窗玻璃板500，在本实施例中，力传感器120为市售的压电式传感器，当然，在本申请的其他实施例中，力传感器120为电容式传感器或可将作用力转换成电信号的其他市售的传感器。

针头130连接在力传感器120相对于缸体110的输出端的另外一端；在对汽车边窗玻璃板500进行刚度检测时，针头130直接和汽车边窗玻璃板500进行点接触，并将反作用力传达给力传感器120，从上文各部件的连接关系可知，针头130和卡盘140具有间接连接的关系，故调整卡盘140的安装角度，即可调整针头130施加的作用力相对于汽车边窗玻璃板500的表面(通常为弧形面)的方向，为了提高检测精度以及保证多点测量时环境变量的一致性，可通过调整卡盘140的安装角度，使上述作用力的方向始终垂直于汽车边窗玻璃板500的表面(通常为弧形面)；故本实施例无论测量汽车边窗玻璃板500上的哪个点，均能够通过调整卡盘140的安装角度来保证测量角度的一致性；同时，容易理解的，由于缸体110安装在卡盘140上，故缸体110的进给方向同样垂直于汽车边窗玻璃板500的表面。

由此可知，本实施例在不同的测定点均能保证测量角度的一致性，具有测量精度高，通用性强的优点。

综上，本实施例的刚度测量传感组件100能够通过对汽车边窗玻璃板500上的测定点施加垂直于汽车边窗玻璃板500表面的作用力，并在汽车边窗玻璃板500产生破裂前(直至该玻璃板发生破裂)，获取所述测定点在所述作用力方向上的多个位移(通过伺服电缸140的行程获得)和该多个位移下的多个所述作用力的大小(通过力传感器120获得)并输出有数据集合；计算机能够接收在一个或多个位置的测定点得到的一个或多个数据集合，并对应绘制一条或多条所述作用力随所述位移变化的刚度曲线，通过该刚度曲线，计算机可以得出被测量件的刚度，完成测量。故本实施例不仅提供了一种结构简单的用以测量汽车边窗玻璃板的刚度的装置，还具有测量精度高，通用性强，自动化程度高的优点。

请参考图1、图4以及图5，夹持组件300为两个，其中之一设置为固定设置的，其中另一构造为可相对前者靠近或远离，具体可通过设置滑轨的形式来实现。两个夹持组件均包括座体310、固定块320、活动块330以及调节件340；

如图6所示，座体310具有构造成相互对置的第一壁311以及第二壁312,在第一壁311以及第二壁312设置分别有相互对置的第一开口313和第二开口314，在第一壁311和第二壁312之间形成有夹持间隙315，汽车边窗玻璃板在该夹持间隙315内被夹持，第一壁311和第二壁312的顶面设置有相对设置的一对活动槽316、317。

对于固定块320的安装，如图4至图7所示，固定块320的上表面设置有第一凸起321,该第一凸起321被构造和活动槽316相适配，将固定块320沿第一方向P的反向装入第一开口313内，第一凸起321进入活动槽316并活动至活动槽316的末端被限制活动，此时，固定块320至少有一部分从第一壁311向夹持间隙315内凸出，接着将沿第一方向P设置在固定块320之前固定座360扣合上固定块320并通过螺栓锁死，以完成固定块320的安装固定。

对于活动块330的安装，如图4至图7所示，活动块330的上表面设置有第一凸起331,该第一凸起331被构造和活动槽317相适配，将活动块330沿第一方向P的正向装入第二开口314内，并通过控制活动槽317的长度和第一凸起331的位置，使得就算活动块330沿第一方向P活动至和固定块320紧贴的位置，第一凸起331也无法运动至活动槽的末端，来保证活动块330的最大行程以及防止活动块330在活动过程中全部脱出第二开口320。

调节件340用以调节活动块330的行程，具体的，请参考图5，调节件340包括：基部341和调节螺杆342，其中，基部341沿第一方向P设置在活动块330之后，调节螺杆342穿过基部341和活动块330相接触，通过转动调节螺杆，即可使活动块330的一部分进入夹持间隙315内并接近固定块320，以夹紧设置在两者之间的汽车边窗玻璃板500。

为了在避免因夹持过程中造成玻璃板的损伤，使玻璃产生内应力的变化增加不必要的环境变量影响刚度检测精度，请参考图4至7，在固定块320和所述活动块330的相对面上均设置有POM材料制成的缓冲件350，

请参考图4至7，考虑到在检测过程中应尽量还原汽车边窗玻璃板500的真实使用环境，本实施例将位于夹持间隙315内，用于夹持汽车边窗玻璃板500的夹持口360设计和边窗升降托架相仿形的形状，形成的仿形夹持口360夹持汽车边窗玻璃板500的连接部分510的位置，更为具体的，仿形夹持口360形成在对置设置的一对缓冲件350之间，通过设置该一对缓冲件350的相对面的形状和边窗升降托架相仿形，能够在最大程度下实现真实使用环境汽车边窗玻璃板500的受力情况，故本实施例还具有检测精度高，检测数据贴合实际且准确的优点。

对于仿形夹持口360的开合，由前文可知，可通过调节件340来实现，故在此不再进行赘述。

综上，本实施例设置的夹持组件300不仅仅能用来在进行刚度检测作业时固定夹持汽车边窗玻璃板500，还具有使刚度的检测数据贴合实际且检测，刚度的检测精度高的优点。

为了进一步还原汽车边窗玻璃板的真实使用环境，本实施例设置了车门水切模拟件400，车门水切模拟件400能够在连接部分510被夹持时和所述所述汽车边窗玻璃板上500的水切位置相接触，其中，所述水切位置为所述汽车边窗玻璃板500封闭边窗时和车门水切的接触位置。

设置的车门水切模拟件400和夹持组件300一样，同样具有使刚度的检测数据贴合实际且检测，刚度的检测精度高的优点，原理和夹持组件300类似，在此不再进行赘述。

对于不同型号的汽车边窗玻璃板500的刚度检测，本实施例还可以通过调整两个夹持组件300的间距以及更换对应形状的缓冲件350来实现，故本实施例还具有通用性强，具有能够进行柔性检测的优点。

实施例二：

本实施例提供一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量方法，应用于上述的刚度测量装置10，刚度测量装置10的结构参见实施例一的内容，该方法包括以下步骤：

S10.移动夹持组件300夹持汽车边窗玻璃板500；

S11.移动车门水切模拟件400，使其和汽车边窗玻璃板500上的水切位置相接触。

S20.测定点移动机构200带动刚度测量传感组件100移动，使测定点和汽车边窗玻璃板500上预设的测定位置相重合；

S30.控制刚度测量传感组件100向测定点施加垂直于汽车边窗玻璃板500的表面的作用力，直至汽车边窗玻璃板500发生破裂，并记录在发生破裂前该测定点在该作用力方向上的多个位移和该多个位移下的多个所述作用力的大小并输出数据集合；

S40.计算机接收数据集合，并绘制作用力随位移变化的刚度曲线；

S50.在夹持组件300上更换汽车边窗玻璃，并重复步骤S20至S40。

尽管本实施例的刚度测量方法将导致玻璃板500的破裂，但因为能够测得玻璃板500在破裂前和破解时的任何一个时刻的刚度，使本实施例的刚度测量方法具有极为可靠的测量精度，满足测量要求。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (6)

1.一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量装置，其特征在于，包括：

刚度测量传感组件，所述刚度测量传感组件通过对汽车边窗玻璃板上的测定点施加垂直于汽车边窗玻璃板表面的作用力，并在汽车边窗玻璃板产生破裂前，获取所述测定点在所述作用力方向上的多个位移和该多个位移下的多个所述作用力的大小并输出有数据集合；

测定点移动组件，该测定点移动组件使所述测定点的位置在所述汽车边窗玻璃板上移动；

计算机，所述计算机能够接收在一个或多个位置的测定点得到的一个或多个数据集合，并对应绘制一条或多条所述作用力随所述位移变化的刚度曲线；

至少一个的夹持组件，具有模拟边窗升降托架形状的仿形夹持口，所述汽车边窗玻璃板具有用以和所述边窗升降托架相连接的连接部分，所述仿形夹持口能够夹持于所述连接部分；

至少一个所述夹持组件包括：

座体，所述座体被构造为可横向移动；

固定块，所述固定块可拆卸的装设于所述座体上的第一开口内；

活动块；所述活动块可活动的安装于设置在所述座体上的且和所述第一开口相对设置的第二开口内；

所述仿形夹持口形成在所述固定块和所述活动块之间，所述活动块能够靠近和远离所述固定块，以使所述仿形夹持口在夹紧汽车边窗玻璃板的闭合状态和松开汽车边窗玻璃板的张开状态之间切换；

所述固定块和所述活动块的相对面上均设置有POM材料制成的缓冲件，其中，所述仿形夹持口形成在一对所述缓冲件之间；

车门水切模拟件，所述车门水切模拟件能够在所述连接部分被夹持时和所述所述汽车边窗玻璃板上的水切位置相接触；其中，所述水切位置为所述汽车边窗玻璃板封闭边窗时和车门水切的接触位置。

2.根据权利要求1所述的刚度测量装置，其特征在于，所述刚度测量传感组件包括：

驱动缸体；

力传感器，一端和所述驱动缸体的输出端相连接；

针头，所述针头连接于所述力传感器的另一端；

卡盘，所述卡盘安装角度可调整的设置于所述驱动缸体和所述测定点移动组件之间。

3.根据权利要求1所述的刚度测量装置，其特征在于，所述测定点移动组件包括：

支架；

横向滑轨，所述支架可移动的设置在所述横向滑轨上；

竖直滑轨，所述竖直滑轨设置在所述支架上，且和所述横向滑轨相垂直布置；

所述刚度测量传感组件和所述竖直滑轨相连接以实施升降活动。

4.根据权利要求1所述的刚度测量装置，其特征在于，所述夹持组件还包括有用以调节所述活动块位置的调节件，所述调节件设置在所述活动块背离所述仿形夹持口的一侧，其中，所述调节件包括：

基部，固定设置在所述活动块背离所述仿形夹持口的一侧；

调节螺杆，穿设于所述基部并和活动块相接触。

5.一种用于汽车边窗玻璃板的刚度测量方法，利用权利要求1至4任一项所述的刚度测量装置测量汽车边窗玻璃板的刚度，其特征在于，包括以下步骤：

S10.移动夹持组件夹持汽车边窗玻璃板；

S20.测定点移动机构带动刚度测量传感组件移动，使测定点和汽车边窗玻璃板上预设的测定位置相重合；

S30.控制刚度测量传感组件向测定点施加垂直于汽车边窗玻璃板表面的作用力，直至汽车边窗玻璃板发生破裂，并记录在发生破裂前该测定点在该作用力方向上的多个位移和该多个位移下的多个所述作用力的大小并输出数据集合；

S40.计算机接收数据集合，并绘制作用力随位移变化的刚度曲线；

S50.在夹持组件上更换汽车边窗玻璃，并重复步骤S20至S40。

6.根据权利要求5所述的刚度测量方法，其特征在于，在所述步骤S10和所述步骤S20之间还包括步骤S11.移动车门水切模拟件，使其和汽车边窗玻璃板上的水切位置相接触。

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