CN1201139C - 电动机械储能式汽车碰撞试验装置 - Google Patents

Abstract

一种电动机械储能式汽车碰撞试验装置，它是由电机经皮带轮传动机构联接飞轮，飞轮经电磁离合器联接转筒，转筒经链轮传动机构联接丝杆导向机构，圆锥状转筒外表面有螺旋轨道、转筒上安装钢丝绳经丝杆导向机构、导向滑轮组联接试验车，再联接至制动卷扬机；由电脑、检测器、A/D多路转换器、D/A多路转换器、力传感器、加速度传感器、光电传感器及多个电磁阀电联接成控制、检测系统。本发明优点是控制精确，测试精度高，可以维持试验车加速度基本恒定，结构简单、造价低廉，适应性强。

Description

电动机械储能式汽车碰撞试验装置

技术领域：

本发明涉及一种检测评价汽车安全性能的汽车碰撞试验装置，特别是电机牵引的机械储能式汽车碰撞试验装置。

背景技术：

现有的汽车碰撞试验装置有电力牵引式，液体或气体发射式、机械式。液体或气体发射式试验装置是利用液压或气压作动力，藉液压油缸或气缸及活塞作驱动装置构成，其价格昂贵，且气体发射式牵引行程较短，而又不能实现恒加速，应用有一定局限性；机械式试验装置是利用橡皮绳或弹簧被拉伸或压缩时释放能量作动力带动试验车，或利用重块自由下落的动力牵引试验车，这类试验装置结构简单，价格便宜，但控制、测试精度低，且加速过程不能满足使加速度基本恒定的要求；电力牵引式试验装置是由电机牵引试验车构成，它具有控制精度高，适应性强等优点，是目前使用最多的一类汽车碰撞试验装置。

现有的由电机牵引的汽车碰撞试验装置是采用大功率电机直接驱动卷筒，利用卷筒上缠绕钢丝绳牵引被试验的实车或台车来实现碰撞，进行试验。但它电控系统结构复杂、价格昂贵。

发明内容：

本发明的目的在于设计一种控制精度高，加速度基本恒定，结构简单、价格低廉的电机牵引式的汽车碰撞试验装置。

本发明的技术解决方案是一种电动机械储能式汽车碰撞试验装置，它主要由电机传动联接转筒，转筒上安装钢丝绳与试验车联接，试验车再与制动卷扬机联接组成；与转筒同轴安装飞轮，飞轮籍电磁离合器与转筒联接；转筒为圆锥体，圆锥体外表面上环绕有供钢丝绳运走的螺旋轨道。

附图说明：

图1是电动机械储能式汽车碰撞试验装置组成结构示意图。

图2是圆锥体转筒及其外表面上的螺旋轨道结构示意图。

具体实施方式：

本发明结合具体实施例参见附图进一步说明如下：

一种电动机械储能式汽车碰撞试验装置，参见附图1，它主要由电机3传动联接转筒8，转筒8上安装钢丝绳9与试验车19联接，试验车19再与制动卷扬机22联接构成。

转筒8为圆锥体，圆锥体外表上绕有供钢丝绳运走的螺旋轨道，参见附图2，在转筒8的大头端，与转筒8同轴安装飞轮6，飞轮6与转筒8藉电磁离合器7及电磁阀30联接，电机3与飞轮6藉皮带轮传动机构1联接，飞轮6的轴上安装有码盘2，码盘2侧安装光电传感器32，光电传感器32是转速传感器；在转筒8小头端藉电磁离合器17及电磁阀26联接链轮传动机构18，链轮传动机构18藉电磁离合器15及电磁阀14联接丝杆导向机构，丝杆导向机构由丝杆13上套装滚轮螺母16构成，滚轮螺母16是一个圆柱状螺母，其上安装有供钢丝绳运走的一对滚轮。安装在转筒8上的钢丝绳9经滚轮螺母16、导向滑轮组10、测力装置11与试验车19联接，试验车19再与制动卷扬机22联接。

外表面带有螺旋轨道的圆锥体转筒8与丝杆导向机构相结合，可以使得钢丝绳9在滚轮螺母16沿丝杆13推进时沿转筒8上的螺旋轨道不断改变方位，藉此实现在汽车碰撞试验过程中保持试验车牵引加速度基本维持恒定不变。

转筒8与飞轮6相结合，可以藉飞轮积累储存动能，以减小传动电机3的功率，可以节能省电、降低试验设备成本和试验运行费用。

电动机械储能式汽车碰撞试验装置的检测控制系统由电脑24、检测器25、A/D多路信号转换器21、D/A多路信号转换器27、3个传感器12、20、32、6个电磁阀5、14、23、26、28、30经电联接组成。电脑24与检测器25电联接，检测器25分别与A/D多路信号转换器21、D/A多路信号转换器27电联接；A/D多路信号转换器21分别电联接到力传感器12、加速度传感器20、光电传感器32，D/A多路信号转换器27分别电联接至电机3处的电磁阀5，转筒液压制动器29处的电磁阀28、制动卷扬机22处的电磁阀23、以及飞轮6处、丝杆导向机构处、链轮传动机构18处的分属3个电磁离合器7、15、17的3个电磁阀30、14、26。

汽车碰撞试验由专门设计的计算机程序软件通过电脑24和检测器25根据由力传感器12、加速度传感器20、光电传感器32经A/D多路信号转换器21发来的信号对汽车碰撞各项性能进行试验检测，并经D/A多路信号转换器27对电机3处、制动卷扬机22处、转筒液压制动器29处的电磁阀5、23、28及丝杆导向机构、链轮传动机构18、飞轮6处的电磁离合器15、17、7的电磁阀14、26、30按试验要求进行程序控制。

本发明电动机械储能式汽车碰撞试验装置的工作原理是电机3通过皮带传动机构1及下端支承轴带动飞轮6转动。飞轮6上制造有电磁离合器7，通过该电磁离合器7可以使与飞轮6同轴的转筒8一同转动。由于飞轮与转筒具有足够大的转动惯量，当转速达到一定值时，即可储存足够能量。此时，电机断电，电磁离合器17使转筒与按接盘接合，使接合盘开始旋转，并使固定在接合盘上的钢丝绳开始缠绕。钢丝绳通过滑轮组件10牵引被试车辆19加速。在钢丝绳缠绕到一定位置后，电磁离合器15接合(其接合时刻由计算机软件控制)，转筒8通过电磁离合器17经链轮机构18传动电磁离合器15带动丝杠导向装置中的丝杠13旋转，使套装在丝杠13上的滚轮螺母16带动钢丝绳向下走线以利于钢丝绳缠到转筒上并沿着转筒上的螺旋轨道缠绕。当螺母移动到接近丝杠端头碰到行程开关4时，电磁离合器15断电，钢丝绳停止向下移动。螺旋轨道位于圆锥形转筒8的表面，控制钢丝绳的缠绕轨迹，从而保证实验车辆加速度基本恒定的要求。当车速达到预定值时，与飞轮制成一体的离合器7断电，同时，液压制动器29制动转筒8，使转筒尽快停止转动。

本发明的数据采集与控制系统用于精确地测量和控制实验车辆的行驶速度和瞬时脱钩速度、采集车辆对固定壁的瞬时碰撞减速度波形及各种试验数据。

系统具有下面三个功能。

(1)实时采样数据

测量被控制量的当前值，即速度、加速度离散信号量。

(2)实时判断

判断被控量的当前值与给定值的偏差，即判断车辆速度及其变化是否满足实验要求、加速度是否基本恒定、脱钩速度是否小于给定值、是否中止实验等。

(3)实时控制

根据偏差作出控制决策，实时地向执行机构发出控制信号，主要包括电机正传、电机反转、电机断电、转筒离合器接合或断开、丝杆离合器接合或断开、飞轮离合器接合或断开、转筒制动器制动或停止、卷扬机制动或停止等动作。

本发明电动机械储能式汽车碰撞试验装置的优点是控制精度高、测试精确、可以实时采样数据、实时判断试验车速度及加速度、并根据偏差进行实时控制；可以保证试验过程中试验车加速度基本恒定；结构简单、造价低廉；适应性强，是一种比较理想的汽车碰撞试验装置。

Claims (2)

1、一种电动机械储能式汽车碰撞试验装置，它主要由电机传动联接转筒，转筒上安装钢丝绳与试验车联接，试验车再与制动卷扬机联接组成，其特征在于：

(1)转筒同轴安装飞轮，飞轮藉电磁离合器与转筒联接

(2)转筒为圆锥体，其圆锥体表面上环绕有供钢丝绳运走的螺旋轨道，

(3)转筒小端经链轮传动机构联接丝杆导向机构，丝杆导向机构由丝杆上套装滚轮螺母构成，滚轮螺母是一个圆柱形螺母，螺母上装有供钢丝绳运走的一对滚轮，安装在滚筒上的钢丝绳经滚轮螺母、导向滑轮组、测力装置与试验车联接。

2、根据权利要求1所述的电动机械储能式汽车碰撞试验装置，其特征在于它包含一个由电脑、检测器、A/D多路信号转换器，D/A多路信号转换器、3个传感器、6个电磁阀电联接组成的检测、电控系统；电脑与检测器电联接，检测器分别与A/D多路信号转换器及D/A多路信号转换器电联接；A/D多路信号转换器分别电联接至力传感器、加速度传感器、光电传感器；D/A多路信号转换器分别电联接至电机处、转筒液压制动器处、制动卷扬机的3个电磁阀，以及飞轮处、丝杆导向机构处、链轮传动机构处分属三个电磁离合器的3个电磁阀。