CN203798552U - 一种汽车侧防护强度检测试验台 - Google Patents

Abstract

一种汽车侧防护强度检测试验台，包括平台底板，装于平台底板上用于进行试验高度的上下调整的升降机构，设于升降机构上的加载机构和测控机构；升降机构包括一个以上丝杠，套装于各丝杠的丝杠螺母上的升降板，用于驱动丝杠旋转以带动升降板沿丝杠上下滑动的电机、减速机；加载机构包括用于提供试验时加载力的动力源的电动缸、装于电动缸活塞前端的加载头；测控机构包括装于加载头后的电动缸活塞上的测力传感器、与电动缸活塞相连用于测量试件在试验中受力时的试件位移变形量的位移传感器。本实用新型克服了现有汽车侧面防护装置强度检测中，位移变形测量不便和测试精度差、操控较为不便等弊端，具有可调节以适应各种车型、测试精度高、操作方便的优点。

Description

一种汽车侧防护强度检测试验台

技术领域

本实用新型属于汽车检测领域，特别是一种汽车和挂车侧面防护装置检测试验台。 

背景技术

GB 11567.1-2001 《汽车和挂车侧面防护要求》标准作为国家强制性要求，对汽车和挂车侧面防护装置要求做了详细规定，其技术条件除位置、结构和尺寸的要求外，还有一点就是防护装置应具有一定的刚度，考核方式为施力并观察变形量。 

针对侧防装置强度测试实现方式目前有三种。 

第一种：纯人工手动操作。测试平台高度调整采用转轮手摇式钢丝牵引升降，加载采用手摇式丝杠伸缩，位移变形观察采用固定钢直尺相对读数，装置通常为固定安装式。 

第二种：液压升降机构和液压缸加载方式。系统构成较为复杂，需要油泵、管路和其他附属设施，系统的控制性能受环境温度、易污染的液压阀和液压油介质等因素影响，使用不便，控制易产生误差。 

第三种：单丝杠升降和电动推杆加载方式。体积小巧，操作较为便捷，但测量控制较为粗放，无法在测试过程中进行有针对性的调整。 

现有测量装置在位移变形测量方面和测试装置台体防止移位方面都存有不足：或需要在测试装置台体外额外加装拉线式位移传感器，使用较为不便；固定装置或采用螺栓触地，或采用与试验车辆绳子捆扎方式，台体无法有效固定，测量也会出偏差。 

发明内容

本实用新型目的在于克服汽车侧面防护装置强度检测中，位移变形测量不便和测试精度差、操控较为不便等弊端，而研制的一种供汽车检测机构使用、可调节以适应各种车型、测试精度高、操作方便的汽车侧防护强度检测试验台。 

本实用新型的技术方案是：包括平台底板，装于平台底板上用于进行试验高度的上下调整的升降机构，设置于升降机构上的用于加载试验测试力值的加载机构和用于测量加载测试力值的测控机构；所述升降机构包括一个以上丝杠，套装于各丝杠上的丝杠螺母，装于丝杠螺母上的升降板，用于驱动丝杠旋转以带动升降板沿丝杠上下滑动的电机、减速机；所述加载机构包括用于提供试验时加载力的动力源的电动缸、装于电动缸活塞前端的加载头；所述测控机构包括装于加载头后的电动缸活塞上用于测量试验时加载力的大小的测力传感器、与电动缸活塞相连用于测量试件在试验中受力时的试件位移变形量的位移传感器。位移传感器装在升降板背面靠近电动缸缸体一侧，即在活塞导轨一侧，而位移传感器用于测量的可动的另一端经支杆与活塞延长杆相连，活塞延长杆和活塞是连在一起的，活塞运动则位移传感器同步测量。 

所述各丝杠下端装有减速机，各减速机之间经联动轴相连，使各丝杠速比保持一致，电机与其中一减速机相连。 

所述减速机、电机装于平台底板上。 

所述平台底板上设有由台体立柱和台体横梁组成的支撑框架，台体立柱上设有与升降板配合滑动的立柱导轨，升降板一侧与导轨横梁相连，导轨横梁两端设有与立柱导轨配合的滑块。 

所述加载头为一圆形平压头；所述圆形平压头上装有万向节导向装置。万向节导向装置可以使得加载头的圆形平压头表面和待试件紧密贴合，提高测力准确性。 

所述电动缸活塞端部连接有活塞延长杆，测力传感器、加载头装于电动缸的活塞延长杆前端。 

所述电动缸活塞延长杆上设有活塞导向装置；所述活塞导向装置包括设置于活塞延长杆上的支杆、与支杆两端相对应的导轨、装于支杆两端与导轨配合滑动的滑块。电动缸活塞杆伸出时，就是加力时活塞伸出时，保持活塞的固定运动路线不侧偏，特别是活塞伸出较长时。由于电动缸活塞伸出长度有限，活塞前端装有活塞延长杆，延长杆之后是力传感器，然后是加载头总成。 

所述平台底板下经升降螺栓活动装有驻车板。 

所述平台底板下装有移动脚轮，移动脚轮穿过驻车板。 

所述测控机构还包括一个与升降机构和加载机构相连进行控制的控制柜。控制柜包括一个实现对电动缸和试验台主控的PLC可编程序控制器和进行试验调整/显示的触摸显示屏。 

上述试验台台体由立柱横梁框架、平台底座、万向脚轮、驻车配重板组成，其中支撑框架（台体框架）由四个立柱和七个横梁组成，其中驻车板可提起悬空，此时四个脚轮接触地面，检测平台可自如在平地移动；测试开始时，驻车板降下与地面呈完全平面接触。测试平台满足相对于地面任何方向的移动，平台在移动到测量位置时依靠驻车板与地面的完全接触，可确保在1.2kN横向力作用下不产生任何位移。台体主体是试验台的基础，起支撑和移动作用，试验台其他部分都依附安装在台体上。 

升降部分采用丝杠升降机构，配合导轨，可以使试验台加载头部分平稳的上升、下降，扛侧向力较好，升降机构的作用是调整加载头到合适高度以适用不同车辆不同的侧防装置试验高度位置。 

上述试验台力加载机构由伺服电动缸、线性导轨、滑块、加载头总成组成，用于给汽车侧防护装置施加作用力，力和位移传感器同时工作。 

本实用新型的有益效果是：驻车配重板在平台在移动到测量位置后放下可与地面完全接触，可确保试验台台体在1.2kN横向力作用下不产生任何位移。采用伺服控制器和电动缸作为加载组合，测试精度高，响应速度快，承载能力高，寿命长。升降部分采用丝杠升降机构（双螺杆升降机构），配合导轨，可以使设备平稳的上升下降，定位和抗侧向力好。位移传感器作为试验台内置，与电动缸活塞同步移动，位移测量方便准确。本实用新型还具有操作便捷、人机交互好，完全可以满足汽车检测机构对汽车侧防护装置的强制检测要求。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图之一。 

图2是本实用新型的结构示意图之二。 

图3是本实用新型升降板上设置的加载机构、测控机构的结构示意图。 

图中，1 - 移动脚轮、2 - 驻车板、3 - 平台底板、 4 - 电机、5 - 丝杠、6 - 减速机、7 - 联动轴、8 - 升降板、9 - 升降螺栓、10 - 台体立柱（4个）、 11 - 导轨横梁、12 - 加载头总成、13 – 测力传感器、 14 - 控制柜、 15 - 台体横梁（7个）、16 - 丝杠螺母（左右共2个）、17 - 位移传感器、18 - 电动缸、19 - 活塞导轨、20 - 滑块、21 - 立柱导轨 22 支杆 23 活塞延长杆。 

具体实施方式

图1、2中，本实用新型主要由台体主体、试验台升降机构，加载机构（力加载机构）和测控机构组成。 

试验台台体主体由平台底板3，设置于平台底板3上的支撑框架组成。支撑框架由台体立柱10，台体横梁15搭建而成。台体立柱10有四个。左侧两个台体立柱上设有与升降板8配合滑动的立柱导轨21。平台底板3下面装有移动脚轮1，通过测算和实际验证，平台底板下还装有驻车板2，通过平台底板3四角位置的升降螺栓9固定和升降，可确保在1.2KN横向力作用下试验台不产生任何位移。 

试验台升降机构包括两个丝杠5，两个丝杠螺母16，一个升降板8，用于驱动丝杠旋转以带动升降板8沿丝杠5上下滑动的电机4、减速机6。升降板8左右两侧设有用于套装丝杠螺母的装配孔，丝杠螺母经装配孔套于升降板8上，丝杠螺母16上设有安装底座，底座上有螺孔，通过螺栓上紧固定在升降板8上，，丝杠螺母16和升降板8上设有相互配合装配的安装孔，两个丝杠5穿过丝杠螺母16，装于升降板8的左右两侧，两丝杠5下端均装有一减速机，两个丝杠减速机座6之间通过联动轴（丝杠连杆）7连接，使两个丝杠速比保持一致，电机4输出轴经联轴器与其中一减速机6的输入轴相连，以便传递动力。电机和丝杠减速机座均安装固定在平台底座3上。两根丝杠穿过丝杠螺母16，丝杆的旋转运动转化为丝杠螺母的上下直线运动，而丝杠螺母固定在升降板上，所以升降板就可上下运动。通过控制电机4的正反转，丝杠减速机6和联动轴7带动丝杠5同步逆时针或顺时针旋转，丝杠螺母16固定在升降板8上，丝杠运动带动升降板的上升与下降，由于电动缸固定在升降板上，导轨横梁11在立柱导轨21上移动，加载头就随升降机构的动作而实现上升或者下降。升降机构用于调整测试时加载头的上下高度。升降板8的另一边与导轨横梁11连接，导轨横梁11通过其两端的两个滑块在两个台体立柱的立柱导轨21上下滑动。 

加载机构包括用于提供试验时力加载的动力源的电动缸18、加载头，电动缸18缸体首尾固定在升降板上，加载头（加载头总成）包含导向机构和圆形加载平压头。 

图3中，电动缸活塞的末端安装延长杆，活塞延长杆23与横向支杆22中间相连，支杆22左右有滑块，滑块可随活塞的移动相应在导轨19上滑动。电动缸活塞末端经活塞导向装置后安装用于测量试验时加载力的大小的测力传感器13，之后是加载头（加载头总成）12，加载头总成的圆形平压头连接部位装有万向节导向装置，确保圆形平压头与侧防护装置平面完全接触，保证测试加力的准确性。用于测量汽车侧防护装置在试验时受力时的试件位移变形量的位移传感器17安装在升降板8导轨19外侧，位移传感器伸出测量杆另一端通过支架安装在支杆上，随着电动缸活塞的移动，位移传感器测量伸出杆作同步移动进行位移测量。测试时，电动缸活塞加载的速度可以设定和调整。活塞导向装置包括两个上设置于活塞杆上的支杆、与支杆两端相对应的导轨19、装于支杆两端与导轨配合滑动的滑块20。滑块随活塞的伸缩在导轨19上运动。加载机构、测力传感器13、位移传感器17装在升降板背面，位移传感器17靠近电动缸缸体一侧。 

测控机构还包括伺服控制器、可编程序控制器、触摸屏、限位开关、按钮组成。测控显示机构总体以一个控制柜形式出现，固定于台体侧面机架上。控制柜采购自市场，采用襄阳凯迪信机电设备有限公司生产的KDX001型电气控制柜。交流电机、电动缸、力传感器、位移传感器、限位开关信号线缆统一引入此控制柜内。其中，可编程序控制器作为控制核心，触摸屏作为测量力值和位移值显示及数据修改编辑，力传感器、位移传感器、限位开关作为输入，伺服控制器作为电动缸驱动单元，电动机和伺服电动缸作为执行单元。测控系统主要由电动缸伺服控制器，PLC可编程序控制器，触摸屏，辅助开关等元件组成。测控系统触摸屏可实时显示力值和变形位移值示值和图形曲线显示，触摸屏还实现数据调整功能，电动伺服控制器和PLC协同可实现施加力保持功能，采用闭环控制，且可作调整。 

测控系统主要器件统一安装在一个控制柜14上，控制柜14面板上设有上升和下降按钮，加载前进和后退按钮，急停按钮，手动调整和正式测试选择开关。控制柜主要功能为： 

1、通过安装在台体立柱位置的两个上下限位开关，限位开关信号引入控制柜PLC，升降机构高度允许调整范围为250mm至550mm，即加载头12圆形平压头中心离地高度可以在此范围内自由调整。升降机构在达到这两个极限位置后控制柜PLC信号输出，系统会自动停止动作，此时必须反向操作才可恢复升降运行。升降机构的升降操作通过控制柜面板上的上升、下降两个按钮来进行。

2、电动缸的伸出行程限定为最大200mm，通过安装在的导轨横梁11上的限位开关进行最大行程保护，限位开关信号引入PLC，限位保护动作由PLC控制输出。电动缸的前进和后退通过控制柜面板上的前进、后退两个按钮来进行。 

3、加载控制系统组成：伺服控制器、PLC可编程序控制器（装在控制柜14内），测力传感器13，位移传感器17，电动缸18。力传感器和位移传感器的信号通过PLC的DA转换模块输入到PLC，PLC内部编制的试验程序控制输出信号送至伺服控制器，电动缸作为执行元件动作。 

测试时包括如下步骤。 

1、测试平台就位和固定，第一步移动试验台到指定位置并固定。 

2、第二步调整加载头到试验所需高度。测试平台高度调整。加载头圆心和水平直径处有标记，根据试验样车侧防护装置的实际高度，通过控制柜面板上的上升下降按钮调整加载头到所需要的高度。 

3、通过触摸屏设置和调整试验参数。 

4、手动调整，按下前进按钮，加载头在电动缸带动下朝样品车侧防装置方向前进，刚刚接触还未受力时，调整控制柜面板选择开关到正式测试，力值和变形位移值自动清零，前进加载，直到力值达到1000N，记下位移变形值。 

5、全自动测试：通过触摸屏设定加载力值、位移值，加载速度、施加力值保持时间，点“自动测试”按钮后，自动进行试验测试工作。如出现力未到设定试验值，但位移变形超过标准规定值试验台即停止工作。 

Claims (10)

1.一种汽车侧防护强度检测试验台，其特征在于：包括平台底板（3），装于平台底板（3）上用于进行试验高度的上下调整的升降机构，设置于升降机构上的用于加载试验测试力值的加载机构和用于测量加载测试力值的测控机构； 

所述升降机构包括一个以上丝杠（5），套装于各丝杠（5）上的丝杠螺母（16），装于丝杠螺母（16）上的升降板（8），用于驱动丝杠旋转以带动升降板（8）沿丝杠（5）上下滑动的电机（4）、减速机（6）；

所述加载机构包括用于提供试验时加载力的动力源的电动缸（18）、装于电动缸活塞前端的加载头（12）；

所述测控机构包括装于加载头（12）后的电动缸活塞上用于测量试验时加载力的大小的测力传感器（13）、与电动缸（18）活塞相连用于测量试件在试验中受力时的试件位移变形量的位移传感器（17）。

2.根据权利要求1所述的汽车侧防护强度检测试验台，其特征在于：所述各丝杠（5）下端装有减速机（6），各减速机（6）之间经联动轴（7）相连，电机（4）与其中一减速机（6）相连。

3.根据权利要求1或2所述的汽车侧防护强度检测试验台，其特征在于：所述减速机（6）、电机（4）装于平台底板（3）上。

4.根据权利要求1所述的汽车侧防护强度检测试验台，其特征在于：所述平台底板（3）上设有由台体立柱（10）和台体横梁（15）组成的支撑框架，台体立柱（10）上设有与升降板（8）配合滑动的立柱导轨（21），升降板（8）一侧与导轨横梁（11）相连，导轨横梁（11）两端设有与立柱导轨（21）配合的滑块。

5.根据权利要求1所述的汽车侧防护强度检测试验台，其特征在于：所述加载头（12）为一圆形平压头；所述圆形平压头上装有万向节导向装置。

6.根据权利要求1所述的汽车侧防护强度检测试验台，其特征在于：所述电动缸活塞端部连接有活塞延长杆（23），测力传感器（13）、加载头（12）装于电动缸（18）的活塞延长杆（23）前端。

7.根据权利要求6所述的汽车侧防护强度检测试验台，其特征在于：所述电动缸（18）活塞延长杆（23）上设有活塞导向装置；所述活塞导向装置包括设置于活塞延长杆上的支杆（22）、与支杆两端相对应的导轨（19）、装于支杆两端与导轨配合滑动的滑块（20）。

8.根据权利要求1所述的汽车侧防护强度检测试验台，其特征在于：所述平台底板（3）下经升降螺栓（9）活动装有驻车板（2）。

9.根据权利要求8所述的汽车侧防护强度检测试验台，其特征在于：所述平台底板（3）下装有移动脚轮（1），移动脚轮（1）穿过驻车板（2）。

10.根据权利要求1所述的汽车侧防护强度检测试验台，其特征在于：所述测控机构还包括一个与升降机构和加载机构相连进行控制的控制柜。