CN206019968U - 一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，包括数据处理装置、数据采集装置、控制执行装置，数据处理装置与数据采集装置、控制执行装置通讯连接，控制执行装置用于对四门两盖测试对象进行施加测试所需的测试力，数据采集装置用于采集四门两盖测试对象受力后的测试数据，数据处理装置用于对采集到的所述测试数据进行处理并生成报表。通过利用数据处理装置将测试项目所对应的命令传递至控制执行装置，控制执行装置进行自动加载施力，数据采集装置采集数据并发送给数据处理装置，数据处理装置进行公式计算自动生成报表并显示，大大提高了刚度测量试验项目的自动化水平，提高了试验效率，提高了测量精度。

Description

一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统

技术领域

本实用新型涉及汽车测试技术领域，尤其涉及一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统。

背景技术

传统汽车静态刚度试验主要是为了验证车辆在使用过程中受到不至于损坏车身及四门两盖等组件的一般力作用时，车身及四门两盖等组件的抗变形能力。汽车静态刚度试验是汽车设计研发的必要环节，刚度差的汽车会严重影响汽车的操纵稳定性与乘车舒适性，严重的可能会引发交通事故的发生。虽然增加刚度可以获得良好的舒适性和安全性，然而过大的刚度，则会使得车重增加，油耗增加，成本加大，这与汽车轻量化的设计趋势是矛盾的，为了解决这一矛盾，需要大量的静态刚度试验来验证轻量化设计需求，尤其是针对汽车四门两盖的刚度测量试验，一般试验项目数达到数十种，而目前整车厂的大部分刚度试验需要试验人员进行人工试验，比如试验过程每个加载阶段的力值施加需求，往往通过人工操作施力装置并配合肉眼观察力值传感器来实现，测量的变形量测试数据等还要相关试验工程师根据相关经验知识，对数据进行后续处理，并撰写试验报告，此种人工测量的试验效率低下，对于汽车刚度测量系统，则要求进一步提高其测试精度的同时尽量缩短试验测试的周期，因此试验过程自动化与智能化显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，可实现数十种刚度测量试验过程中自动化加载施力与数据测量，并自动生成试验报表，以解决现有技术中采用人工试验所带来试验效率低、测量精度低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

本实用新型的一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，包括数据处理装置、数据采集装置、控制执行装置，所述数据处理装置与所述数据采集装置、控制执行装置通讯连接，所述控制执行装置用于对四门两盖测试对象进行施加测试所需的测试力，所述数据采集装置用于采集所述四门两盖测试对象受力后的测试数据，所述数据处理装置用于对采集到的所述测试数据进行处理并生成报表。

进一步改进在于，所述数据采集装置包括布置在四门两盖测试对象上各测试点处的传感器、信号转接盒、数据采集箱，所述传感器的信号输出端与信号转接盒的信号输入端连接，所述信号转接盒的信号输出端与数据采集箱连接，所述数据采集箱与所述数据处理装置通讯连接。

进一步改进在于，所述数据采集装置还包括电源盒，所述电源盒的信号输入端与所述信号转接盒的信号输出端连接，所述电源盒的信号输出端与所述数据采集箱连接，所述电源盒与外部电源连接，所述电源盒用于给所述信号转接盒提供工作电压，并对所述信号转接盒接收的电压信号进行汇总。

进一步改进在于，所述传感器包括拉压力传感器、模拟量位移传感器，所述拉压力传感器布置在四门两盖测试对象各测试点的施加力的位置，所述模拟量位移传感器布置在四门两盖测试对象各测试点处。

进一步改进在于，所述数据处理装置为上位机，所述上位机与所述数据采集箱通过PXI或PCI数据通讯卡相连接。

进一步改进在于，所述控制执行装置包括控制箱、施力机构，所述控制箱包括PLC控制器、电机驱动模块，所述施力机构包括电动缸、与所述电动缸连接的钢丝绳、用于连接四门两盖测试对象各测试点处的连接件，所述PLC控制器的信号输入端与所述数据处理装置连接，所述PLC控制器的信号输出端与所述电机驱动模块的信号输入端连接，所述电机驱动模块的信号输出端与所述电动缸连接，所述钢丝绳与所述连接件连接。

进一步改进在于，所述信号转接盒包括依次相连的接口电路、RC滤波电路、放大电路。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

通过利用数据处理装置的上位机将测试项目所对应的命令传递至控制执行装置，控制执行装置的PLC控制器控制电动缸驱动进行加载施力，测试对象被加载施力后发生刚度变形，变形量及加载力值由传感器采集并传送至信号转接盒，信号转接盒对传感器采集到的信号进行滤波去噪放大处理处理，处理后的信号传送至电源盒进行汇总，再发送至数据采集箱，数据采集机箱对处理后的信号进行预处理转变成数字信号在上位机反馈显示，再由上位机进行公式计算自动生成报表并依照相关试验标准及要求自动生成试验报告，同时上位机根据数据采集箱所采集到的数据自动进行适应性控制PLC控制器控制电动缸驱动进行加载施力，形成实时闭环控制，大大提高了四门两盖静态扭转刚度测量试验、静态弯曲刚度测量试验、铰链刚度、气弹簧刚度测量试验等数十种刚度测量试验项目的自动化水平，简化了数据报告处理分析的复杂过程，并可依据不同公司试验报告标准进行试验报告自动生成功能，大大提高了试验效率，提高了测量精度，降低了试验成本，可在各大整车厂进行应用推广。

附图说明

图1为本实用新型一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统的结构原理框图；

图2为本实用新型一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统的结构示意图；

图3为本实用新型一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统的工作流程示意图；

图中，1-数据处理装置，2-控制执行装置，21-控制箱，211-PLC控制器，212-电机驱动模块，22-施力机构，221-电动缸，222-连接件，3-数据采集装置，31-数据采集箱，32-信号转接盒，33-传感器，331-拉压力传感器，332-模拟量位移传感器，34-电源盒，4-测试对象。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，本实用新型的一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，包括数据处理装置1、控制执行装置2、数据采集装置3，所述数据处理装置1与控制执行装置2、数据采集装置3通讯连接，所述控制执行装置2用于对四门两盖测试对象4进行施加测试所需的测试力，数据采集装置3用于采集所述四门两盖测试对象4受力后的测试数据，所述数据处理装置1用于对采集到的所述测试数据进行处理并生成报表。

本实用新型的优选方式为，控制执行装置2包括控制箱21、施力机构22，控制箱21包括PLC控制器211、电机驱动模块212，施力机构22包括电动缸221、与电动缸221连接的钢丝绳、用于连接四门两盖测试对象4各测试点处的连接件222，PLC控制器211的信号输入端与数据处理装置1连接，PLC控制器211的信号输出端与电机驱动模块212的信号输入端连接，电机驱动模块212的信号输出端与电动缸221连接，钢丝绳与连接件222连接。

数据采集装置3包括数据采集箱31、信号转接盒32、布置在四门两盖测试对象4上各测试点处的传感器33、电源盒34，传感器33的信号输出端与信号转接盒32的信号输入端连接，信号转接盒32的信号输出端与电源盒34的信号输入端连接，电源盒34的信号输出端与数据采集箱31连接，电源盒34与外部电源连接，用于给信号转接盒32提供工作电压，并对信号转接盒32接收的电压信号进行汇总，数据采集箱31与数据处理装置1通讯连接，优选地，数据处理装置1为上位机，上位机与数据采集箱31通过PXI或PCI数据通讯卡相连接。

本实施例中，传感器33包括数个拉压力传感器331、数个模拟量位移传感器332，拉压力传感器331分别对应的布置在四门两盖测试对象4各测试点的施加力的位置，模拟量位移传感器332分别对应的布置在四门两盖测试对象4各测试点处。即传感器33可分为用于测量力模拟电压信号的拉压力传感器331和用于测量位移的位移传感器，其中，位移传感器为模拟量位移传感器332。位移传感器依照试验项目与相关试验标准布置在四门两盖测试对象4各测试点处，拉压力传感器331布置在四门两盖测试对象4相关施加力的位置。

信号转接盒32包括依次相连的接口电路、RC滤波电路、放大电路，其中，接口电路用于实现与各种传感器之间的连接，RC滤波电路用于实现信号去噪，放大电路用于放大信号。本采集装置中通过转接盒与各路传感器进行连接并进行降噪、放大等信号处理，转接盒接口与传感器编号对应，实现了传感器的有效管理，并将信号发送到电源盒34内，由电源盒34集中汇总发送至数据采集箱内，数据采集箱主要实现相关数据的采集，并与上位机进行实时通讯，可依照上位机测试软件的指令对采集数据进行前处理，数据采集箱内设有多个数采卡，实现了本系统位移传感器与力传感器的同步采集，具有高性能、高坚固性、低成本的特点。

如图3所示，为本实用新型的工作流程示意图，在试验台架、测试对象、试验设备等一系列试验前期准备工作完成之后，打开上位机上的测试软件程序界面，首先进行相关试验通道和试验信息的录入，当所有信息配置好后，点击开始试验按钮及开始数据采集，通过上位机1发送指令至控制箱21，控制箱21控制施力机构22工作，对测试对象4施加测试力，传感器采集变形量及加载力值等数据，数据依次通过传感器——信号转接盒——电源盒——数据采集箱——上位机——控制箱——施力机构——测试对象——传感器，上位机根据数据采集箱所采集到的数据自动进行适应性控制施力机构动进行加载施力，形成实时闭环控制，数据采集通过出入队列的方式进行，防止数据丢失的现象，试验过程中可以随时进行数据保存、发送等操作，当所有数据采集结束后可以自动生成报告，并自动导出PDF报告。

通过利用数据处理装置的上位机将测试项目所对应的命令传递至控制执行装置，控制执行装置的PLC控制器控制电动缸驱动进行加载施力，测试对象被加载施力后发生刚度变形，变形量及加载力值由传感器采集并传送至信号转接盒，信号转接盒对传感器采集到的信号进行滤波去噪放大处理处理，处理后的信号传送至电源盒进行汇总，再发送至数据采集箱，数据采集机箱对处理后的信号进行预处理转变成数字信号在上位机反馈显示，再由上位机进行公式计算自动生成报表并依照相关试验标准及要求自动生成试验报告，同时上位机根据数据采集箱所采集到的数据自动进行适应性控制PLC控制器控制电动缸驱动进行加载施力，形成实时闭环控制，大大提高了四门两盖静态扭转刚度测量试验、静态弯曲刚度测量试验、铰链刚度、气弹簧刚度测量试验等数十种刚度测量试验项目的自动化水平，简化了数据报告处理分析的复杂过程，并可依据不同公司试验报告标准进行试验报告自动生成功能，大大提高了试验效率，提高了测量精度，降低了试验成本，可在各大整车厂进行应用推广。

应当理解，方位词均是结合操作者和使用者的日常操作习惯以及说明书附图而设立的，它们的出现不应当影响本实用新型的保护范围。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，其特征在于，包括数据处理装置、数据采集装置、控制执行装置，所述数据处理装置与所述数据采集装置、控制执行装置通讯连接，所述控制执行装置用于对四门两盖测试对象进行施加测试所需的测试力，所述数据采集装置用于采集所述四门两盖测试对象受力后的测试数据，所述数据处理装置用于对采集到的所述测试数据进行处理并生成报表。

2.根据权利要求1所述的测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，其特征在于，所述数据采集装置包括布置在四门两盖测试对象上各测试点处的传感器、信号转接盒、数据采集箱，所述传感器的信号输出端与信号转接盒的信号输入端连接，所述信号转接盒的信号输出端与数据采集箱连接，所述数据采集箱与所述数据处理装置通讯连接。

3.根据权利要求2所述的测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，其特征在于，所述数据采集装置还包括电源盒，所述电源盒的信号输入端与所述信号转接盒的信号输出端连接，所述电源盒的信号输出端与所述数据采集箱连接，所述电源盒与外部电源连接，所述电源盒用于给所述信号转接盒提供工作电压，并对所述信号转接盒接收的电压信号进行汇总。

4.根据权利要求2或3所述的测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，其特征在于，所述传感器包括拉压力传感器、模拟量位移传感器，所述拉压力传感器布置在四门两盖测试对象各测试点的施加力的位置，所述模拟量位移传感器布置在四门两盖测试对象各测试点处。

5.根据权利要求4所述的测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，其特征在于，所述数据处理装置为上位机，所述上位机与所述数据采集箱通过PXI或PCI数据通讯卡相连接。

6.根据权利要求1或5所述的测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，其特征在于，所述控制执行装置包括控制箱、施力机构，所述控制箱包括PLC控制器、电机驱动模块，所述施力机构包括电动缸、与所述电动缸连接的钢丝绳、用于连接四门两盖测试对象各测试点处的连接件，所述PLC控制器的信号输入端与所述数据处理装置连接，所述PLC控制器的信号输出端与所述电机驱动模块的信号输入端连接，所述电机驱动模块的信号输出端与所述电动缸连接，所述钢丝绳与所述连接件连接。

7.根据权利要求6所述的测量汽车四门两盖静刚度的测量系统，其特征在于，所述信号转接盒包括依次相连的接口电路、RC滤波电路、放大电路。