CN113465943A - 一种汽车子系统碰撞试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车试验技术领域，具体公开一种汽车子系统碰撞试验装置及方法，包括模拟汽车行进的移动机构，移动机构的前端设置有固定板，固定板的前端设有用来连接待测器件的连接部；连接部为框架结构。与现有技术相比，本方案通过移动机构来模拟汽车主动碰撞的真实过程，更加真实地模拟汽车碰撞情况。

Description

一种汽车子系统碰撞试验装置及方法

技术领域

本发明属于汽车试验技术领域，具体涉及一种汽车子系统碰撞试验装置及方法。

背景技术

碰撞试验是现在通用的用来检测汽车关键零部件的试验之一，通过在汽车碰撞情况下各个关键零部件的综合强度以及对冲击力的缓冲能力，来完成对汽车安全性的检测。

汽车开发过程中，上市汽车要满足各个国标法规的要求，为了提高市场的竞争力还要满足汽车的行业法规，安全行业比较知名的法规例如天津中汽中心主导的C-NCAP法规，中国汽车工程研究院股份有限公司主导的C-IASI法规。为了达到最终的目标，在开发过程中需要进行多种检测试验来保证上市汽车的安全性达标。目前，能够模拟整车试验的一种常规手段就是滑台试验。因此滑台试验成为工程师进行约束系统的匹配，查看乘员伤害的有效方式。具体的操作是将汽车的白车身进行加固后固定在台车上，使用液压装置驱动这个台车，复现整车碰撞波形，使白车身上安装的所有部件包括试验假人在运动场中复现整车碰撞物理场，从而达到查看乘员伤害的目的。但是，汽车在碰撞过程中受到碰撞物的挤压出现的失效，变形，压溃，在单一的滑台试验中不能模拟。

因此滑台在驱动台车移动的时候，仅是加速度复现，无法像真正的汽车一样模拟多种不同变化速度情况下的碰撞，所以现有的碰撞试验装置及其试验方法得到的试验结果不能模拟车身结构的碰撞模拟的真实性。

因此，现有的汽车碰撞试验装置及方法急需改进，以便能够更加真实地模拟汽车碰撞情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够更加真实地模拟汽车碰撞情况的汽车子系统碰撞试验装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供以下方案：一种汽车子系统碰撞试验装置，包括模拟汽车行进的移动机构，所述移动机构的前端设置有固定板，所述固定板的前端设有用来连接待测器件的连接部；所述连接部为框架结构。

本方案的技术原理及效果：

本方案通过移动机构模拟汽车行进，使固定板连同连接部一起被带动行进，使安装在连接部上的待测器件一起行进，就像在汽车行进过程中一样，使位于前端的待测器件在与预设碰撞物碰撞时能够如同被模拟的汽车碰撞一样。

移动机构的设置为汽车子系统碰撞试验装置提供模拟汽车行进的动力，使整个装置在移动时能够像汽车移动一样，避免像滑台驱动只能加速度复现一样无法模拟出汽车的真实行进乃至碰撞情况，通过本方案可以真实的反应出汽车碰撞时碰撞的情况，通过设置连接部可以对不同的待测器件进行连接，能够更加有针对性进行碰撞，连接部为框架结构有利于对连接部的安装。固定板的作用则是用来实现移动机构和连接部之间的连接，使得连接在连接部上的待测器件能够更好的连接在移动机构上。

与现有技术相比，本方案通过移动机构来模拟汽车碰撞的真实过程，真实的反应了实际车辆发生碰撞的情况，更加真实地模拟汽车碰撞情况。

进一步的，所述连接部包括沿着固定板前后方向对称设置的两个第一连接板，以及设置在两个第一连接板之间的多个第二连接板；每个第二连接板的前端均连接有向前伸出的连接柱；每个第一连接板上设有多个用来供待测器件安装的第一安装孔，每个第二连接板上设有多个用来供待测器件安装的第二安装孔，每个连接柱上设有多个用来供待测器件安装的第三安装孔。

分别设置第一连接板和第二连接板的作用是为了适应不同待测器件的连接，第一连接板是对称设置的，这样可以使得在第一连接板进行连接的时候固定板能保持稳定，同时受力也更加的均匀，待测器件可以利用螺栓穿过对应的第一安装孔和第二安装孔进行螺纹连接，在使用第二连接板时还可以通过连接柱上的第三安装孔来进行再固定连接，增加待测器件的固定的牢固度。

进一步的，所述移动机构包括水平设置的车架以及设置在车架下方的车轮，所述车架上设有用来驱动车轮转动的驱动机构。

驱动机构通过驱动车轮的转动来模拟出实际车辆的行驶情况，使得整个碰撞试验更加真实模拟出汽车碰撞的情况。

进一步的，所述移动机构还包括设置在车架后端用来与待测器件重量平衡的配重板，所述配重板与所述车架可拆卸连接。

安装在车架后端的配重板的重量是与待测器件的重量平衡的，这样可以确保前后的车架保持平衡。

进一步的，所述配重板为片状结构，所述车架的后部顶面上设有供配重板放置的限位槽。

片状结构的配重板更加有利于工程师的安装，限位槽则是进一步增加配重板安装到车架上的稳定性。

本方案的另一目的在于提供一种汽车子系统碰撞试验方法，包括如下步骤：

步骤一、将待测器件匹配的配重板安装到车架上；

步骤二、将待测器件安装到连接部上；

步骤三、通过驱动车轮使整个碰撞试验装置模拟汽车向前移动；

步骤四、连接部上的待测器件与预设碰撞物接触发生碰撞；

步骤五、碰撞停止后取下待测器件。

本方案的技术原理是：将与待测器件匹配的配重板安装到车架上，并将待测器件安装到连接部上，保持了车架的重心分布在车架中心，避免装置出现东倒西歪的情况，再通过驱动车轮的转动来使得整个碰撞试验装置模拟出汽车向前的移动，随着装置的移动，连接部上的待测器件会与预设碰撞物接触并发生碰撞，碰撞停止之后取下待测器件。

本方案的技术效果是：与现有技术相比，本方案通过驱动车轮来模拟汽车向前移动的真实过程，真实的反应了实际车辆发生碰撞的情况，更加真实地模拟汽车碰撞情况。

进一步的，步骤一中，所述待测器件匹配的配重板具体为，待测器件的总重量与配重板的重量相差范围在5％以下。

重量相差范围控制在5％以下可以更好的使得安装上待测器件和配重板的车架保持平衡。

进一步的，所述待测器件包括单个零部件、零部件组块或者包含汽车横梁纵梁的车辆模块。

单一零部件、零部件组块以及保护汽车横梁纵梁的车辆模块可以针对不同零部件和零部件的组合的性能进行检测，这样得到的碰撞数据的结果会更加有说服性和有效性，同时也更加全面。

进一步的，步骤二中，若待测器件为单个零部件时，将各个零部件分别安装在第一连接板和连接柱的前端。

单个零部件安装在第一连接板和连接柱的前端上可以更加便于工程师安装，同时在发生碰撞时也能第一时间进行碰撞。

进一步的，步骤二中，若待测器件为车辆模块，将车辆模块按照汽车的实际安装结构分别安装在第一连接板、第二连接板和连接柱上。

对于待测器件是车辆模块的话，利用第一连接板、第二连接板和连接柱可以实现使得待测器件的安装是与汽车的实际安装结果相对应，更加的真实，在碰撞之后得到的数据结果会更加准确，同时连接柱也给予了更多的支撑点来对待测器件进行支撑，支撑的效果会更好。

附图说明

图1为本发明实施例一中的汽车子系统碰撞试验装置的结构示意图。

图2为本发明实施例一中汽车子系统碰撞试验装置的使用场景图。

图3为本发明实施例一中安装了待测器件的汽车子系统碰撞试验装置的俯视图。

图4为本发明实施例一中连接部的结构示意图。

图5为本发明实施例一连接部的前视图。

图6为本发明实施例一中汽车子系统碰撞试验方法的流程图。

图7为本发明实施例二中安装了待测器件的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：车架1、待测器件2、连接部3、第一连接板30、第二连接板31、连接柱32、车轮4、固定板5、配重板6、充气伸缩结构7、预设碰撞物8。

实施例一

实施例一基本如附图1、图2和图3所示：一种汽车子系统碰撞试验装置，包括模拟汽车行进的移动机构、固定板5以及用来连接待测器件2的连接部3。

移动机构包括水平设置的车架1、设置在车架1下方的车轮4以及配重板6，车轮4的轮圈是与车架1的左右侧壁通过螺栓螺母固定连接的，车轮4有四个，车架1的左右两侧各两个，车架1上焊接固定有用来驱动车轮4转动的驱动机构，在本实施例中，驱动机构可以是气缸或者电机。

车架1的前端与固定板5焊接固定，车架1的后端与配重板6可拆卸连接，为了方便前期的加工和后期的安装，将配重板6的形状设置为片状，同时为了确保配重板6在车架1上的安装的位置的固定，避免配重板6出现来回的移动的问题，在车架1后部顶面上开设了限位槽，配重板6放置于限位槽中，这样配重板6就可以很好的被卡位在限位槽中。在本实施例中，为了确保配重板6在车架1上的固定是牢固的，同时安装配重板6的数量是可以改变的，即配重板6是可拆卸的，在限位槽的槽底上开设有贯穿车架1的第一通孔，配重板对应的位置处也开设有第二通孔，在安装了多块配重板时，最上层的配重板上设置的第一连接孔，第一连接孔内焊接固定了对应的螺母，螺栓依次穿过第一通孔、底下这些配重板的第二通孔和最上层配重板的第一连接孔之后，与最上层的配重板上的第一连接孔内的螺母进行螺纹连接固定。

同时为了保证在安装了待测器件2之后，整个装置能够保持平衡，在待测器件2的总重量和配重板6的重量相差的范围要在5％以下。

如图4和图5所示，为了实现待测器件2和车架1的连接，在固定板5的前端上固定连接了连接部3，通过连接部3来将待测器件2固定到车架1上，为之后的碰撞试验做准备。

为了适应不同的待测器件2都能够安装到固定板5上，好对待测器件2进行碰撞试验，连接部3是包括第一连接板30、第二连接板31和连接柱32这三个部分的，第一连接板30的数量为两个，为了使得在连接时这两个第一连接板30的受力更加的均衡和稳定，这两个第一连接板30是沿着固定板5前后反向对称设置的，同时两个第一连接板30与固定板5是垂直连接地，所有第一连接板30都是通过螺栓螺母与固定板5固定连接的，这样可以在完成一次碰撞之后，只需及时的更换第一连接板30，就可以进行第二次碰撞试验，使得整个试验更加的高效和简便，每个第一连接板30上都设有多个用来供待测器件2安装的第一安装孔。在本实施例中，每个第一连接板30是从顶部到底部上的长度组件变小的，这样更加有利于待测器件2上不规则平面与第一连接板30的连接。

第二连接板31的数量有多个，多个第二连接板31设置在两个第一连接板30之间，每个第二连接板31上也都设有多个用来供待测器件2安装的第二安装孔，所有的第二连接板 31同样也会是通过螺栓螺母与固定板5固定连接的。在本实施例中待测器件是包括汽车前部机舱零部件的，可以是单一某个零部件，也可以是几个零部件形成的零部件组块，同时也可以是包括横梁纵梁在内的车辆模块，这样在进行试验时可以针对不同的类型进行碰撞试验，使得整个碰撞试验得到的数据更加的全面，为之后的新车研究提供更加有利的依据。同时，为了确保整个装置安装后的平衡，所有第二连接板31都是沿着车架1宽度方向的中轴线对称分布的，整体的分布情况为“U”型分布。

在每个第二连接板31的前端还均焊接固定有向前伸出的连接柱32，每个连接柱32上同样设有多个用来供待测器件2安装的第三安装孔。

如图6所示，具体实施过程如下：

步骤一、将待测器件2匹配的配重板6安装到车架1上；所述待测器件2匹配的配重板 6具体为，待测器件2的总重量与配重板6的重量相差范围在5％以下，这样可以尽可能的确保车架1的前端和后端的总量一致，保持整个装置的平衡。

步骤二、将待测器件2安装到连接部3上；所述待测器件2包括单个零部件、零部件组块或者包含汽车横梁纵梁的车辆模块,根据不同的待测器件2安装在不同的位置：若待测器件2为单个零部件时，将各个零部件分别安装在第一连接板30和连接柱32的前端；若待测器件2为车辆模块，将车辆模块按照汽车的实际安装结构分别安装在第一连接板30、第二连接板31和连接柱32上。当然在本实施例中，对于零部件组块也通过第一连接板30和第二连接板31来进行安装固定。

步骤三、通过驱动车轮4使整个碰撞试验装置模拟汽车向前移动；驱动机构通过驱动车轮4的转动来模拟出实际车辆的行驶情况。通过驱动车轮能够实现整个碰撞试验装置的自我移动，这样就可以更加真实的模拟出汽车撞击预设碰撞物8的主动性，而不是简简单单的加速度复现。

步骤四、连接部3上的待测器件2与预设碰撞物8接触发生碰撞。

步骤五、碰撞停止后取下待测器件2。碰撞停止之后要立即将待测器件2取下，避免碰撞完成之后，整个装置被弹开之后又向预设碰撞物8移动，造成二次碰撞，从而影响第一次碰撞待测器件2对应的数据的采集。

实施例二

如图7所示，与实施例一相比，本实施例中在所述固定板5上位于连接部3的左右两侧固设有弹性支撑机构，所述弹性支撑机构包括充气伸缩结构7、充气结构、启动按键、感应装置以及微控制器，所述启动按键设置在所述待测器件2的最前端，所述感应装置设置在所述启动按键的前端，所述微控制器分别与充气结构、启动按键和感应装置电连接，当充气伸缩结构7充分展开时，充气伸缩结构7最前端长于汽车前部零部件的最前端，所述充气伸缩结构7在展开时的形状为圆柱体，充气伸缩结构7分别安装在固定板5上位于待测器件2的左右两侧。

启动按键是焊接固定在待测器件2的最前端的，感应装置则是焊接固定在启动按键的前端的，同时充气伸缩结构7在展开时充气伸缩结构7的展开长度大于安装了待测器件2的连接部3的长度。在本实施列中感应装置为压力传感器和速度传感器。

在这个碰撞试验中，连接部上的待测器件2与预测碰撞物8发生碰撞，首先待测器件最前端的感应装置会先与预设碰撞物8接触，并产生压力值，之后随着撞击继续深入，启动按键会被按下，此时尽管启动按键被按下，但是压力却不为0，所以微控制器不会驱动充气结构，在无法继续向前碰撞之后，会被反弹，此时感应装置检测到的压力会为0，由于之前已经将启动按键按下，所以在这一瞬间微控制器会第一时间驱动充气结构对充气伸缩结构进行充气，使得充气伸缩结构充分展开，很好的分开了待测器件2与预设碰撞物8。

实施例三

与实施例一的区别在于：本实施例中的预设障碍物为障碍台车，所述障碍台车通过固定支架安装有车顶，碰撞试验所用的平台为斜坡，障碍台车设置在斜坡的最底端，整个碰撞试验装置设置在斜坡上。在本实施例中，通过驱动车轮将整个碰撞试验装置模拟汽车在斜坡上移动，碰撞试验装置上的汽车前部机舱零部件会对障碍台车上的车顶进行碰撞，通过这种碰撞可以很好的对汽车车顶的碰撞情况进行很好研究，毕竟不同车辆面临的意外也是不同的，所以其碰撞的位置和情况也不是唯一的，是存在多变性的，车顶处发生碰撞就是其中一种，现有的技术都没有针对车顶处发生碰撞或者撞击进行试验，要知道车顶处的碰撞性能的好坏也是很重要的，这一处的数据的采集也是汽车碰撞试验的一部分，通过这种形式，使得采集到的数据更加全面，为之后的汽车研究提供了更多的帮助和依据。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种汽车子系统碰撞试验装置，其特征在于：包括模拟汽车行进的移动机构，所述移动机构的前端设置有固定板，所述固定板的前端设有用来连接待测器件的连接部；所述连接部为框架结构。

2.根据权利要求1所述的一种汽车子系统碰撞试验装置，其特征在于：所述连接部包括沿着固定板前后方向对称设置的两个第一连接板，以及设置在两个第一连接板之间的多个第二连接板；每个第二连接板的前端均连接有向前伸出的连接柱；每个第一连接板上设有多个用来供待测器件安装的第一安装孔，每个第二连接板上设有多个用来供待测器件安装的第二安装孔，每个连接柱上设有多个用来供待测器件安装的第三安装孔。

3.根据权利要求2所述的一种汽车子系统碰撞试验装置，其特征在于：所述移动机构包括水平设置的车架以及设置在车架下方的车轮，所述车架上设有用来驱动车轮转动的驱动机构。

4.根据权利要求3所述的一种汽车子系统碰撞试验装置，其特征在于：所述移动机构还包括设置在车架后端用来与待测器件重量平衡的配重板，所述配重板与所述车架可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的一种汽车子系统碰撞试验装置，其特征在于：所述配重板为片状结构，所述车架的后部顶面上设有供配重板放置的限位槽。

6.一种汽车子系统碰撞试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将待测器件匹配的配重板安装到车架上；

步骤二、将待测器件安装到连接部上；

步骤三、通过驱动车轮使整个碰撞试验装置模拟汽车向前移动；

步骤四、连接部上的待测器件与预设碰撞物接触发生碰撞；

步骤五、碰撞停止后取下待测器件。

7.根据权利要求6所述的一种汽车子系统碰撞试验方法，其特征在于：步骤一中，所述待测器件匹配的配重板具体为，待测器件的总重量与配重板的重量相差范围在5％以下。

8.根据权利要求6所述的一种汽车子系统碰撞试验方法，其特征在于：所述待测器件包括单个零部件、零部件组块或者包含汽车横梁纵梁的车辆模块。

9.根据权利要求8所述的一种汽车子系统碰撞试验方法，其特征在于：步骤二中，若待测器件为单个零部件时，将各个零部件分别安装在第一连接板和连接柱的前端。

10.根据权利要求9所述的一种汽车子系统碰撞试验方法，其特征在于：步骤二中，若待测器件为车辆模块，将车辆模块按照汽车的实际安装结构分别安装在第一连接板、第二连接板和连接柱上。

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