CN206248306U - 汽车溃缩式转向柱冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其包括一支架，所述支架上设有一提升架，所述提升架与一驱动装置连接，所述驱动装置带动所述提升架沿竖直方向上下移动，所述提升架的下端与一撞击模块通过一锁紧释放机构连接，所述撞击模块的下方设有一吸能滑移装置，所述吸能滑移装置与所述支架连接，所述吸能滑移装置的下方设有用于固定被测转向柱的固定装置，所述吸能滑移装置包括吸能机构和滑移机构，当发生撞击时，所述吸能机构能够吸收碰撞时产生的部分能量，所述滑移机构能够在垂直和水平方向发生移动。该试验装置结构紧凑、场地适应性强、可靠性高，通过该试验装置进行的测试方法操作简便、针对性强、实用有效，试验成本低。

Description

汽车溃缩式转向柱冲击试验装置

技术领域

本实用新型涉及汽车安全测试领域，特别涉及一种汽车溃缩式转向柱冲击试验装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，汽车已经逐渐成为人们日常生活中常用的一种代步工具，随着汽车数量的增加，汽车的安全性也越来越受到人们的重视，为了保证驾驶人员及乘客的安全，人们对汽车的安全性都制定了严格的法规要求。

当汽车发生事故尤其是正面碰撞时，驾驶者往往会因为强烈的停止作用而向前倾，人体的头部和胸部会和方向盘发生碰撞，为了使遭到转向柱冲击的驾驶者头部和胸部所承受的冲击力减小，有些汽车把转向柱设计成在撞击时因遭到外界挤压而发生二到三段的溃缩折叠，形成一定的缓冲距离，增加冲击作用时间，降低人体在发生撞击时受到的伤害。

国际上汽车发达国家对防止转向柱对驾驶员的伤害都有法规要求，如美国的安全法规FMVSS203,204、我国的安全法规GB11557、联合国欧洲经济委员会的安全法规ECE R12等。这些法规中都规定了汽车发生正面碰撞时，转向柱的向后水平位移量和碰撞力的要求。因此，对于溃缩式转向柱来说，在其受到一定冲击作用时的溃缩位移及溃缩过程中受到的冲击力便是其产品是否合格至关重要的性能指标。

现有标准或技术中，并没有专门针对溃缩式转向柱的试验设备或试验方法。专利文献EP1160560B1公开了一种用于汽车转向柱的冲击模拟装置，模拟转向柱在受到冲击时对撞击物体产生的反转用力及撞击过程中转向柱安装部位的受力情况，，并不能很好的模拟转向柱溃缩情况下力和位移的变化。目前模拟转向柱的溃缩还多采用传统的实车撞击或水平牵引撞击的方法，这种方式虽然符合实际工况，但对试验场地要求较高、试验成本较高、操作较复杂，对于溃缩式转向柱的研发和出厂批次抽检来说，针对性不强、场地适应性差、经济性差，这样就会影响对被测转向柱的检测质量，进而有可能会对整车的安全质量带来隐患。针对上述问题，有必要设计一种针对性强、经济性好、方便汽车生产厂家或科研机构进行汽车溃缩式转向柱冲击试验的试验装置。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种针对性强、经济性好、专门用于汽车溃缩式转向柱冲击试验的试验装置。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其包括一支架，所述支架上设有一提升架，所述提升架与一驱动装置连接，所述驱动装置带动所述提升架沿竖直方向上下移动， 所述提升架的下端与一撞击模块通过一锁紧释放机构连接，所述撞击模块的下方设有一吸能滑移装置，所述吸能滑移装置与所述支架连接，所述吸能滑移装置的下方设有用于固定被测转向柱的固定装置，所述吸能滑移装置包括吸能机构和滑移机构，当发生撞击时，所述吸能机构能够吸收碰撞时产生的部分能量，所述滑移机构能够在垂直和水平方向发生移动。

优选地，所述支架、固定装置固定在一底板上。

优选地，所述支架上还设有一导向机构，所述提升架、撞击模块与所述导向机构连接，所述导向机构的导向方向与所述驱动装置设置的传动方向平行。

优选地，所述导向机构为导轨滑块机构或导柱导套机构。

优选地，所述滑移机构包括纵向滑动机构和横向滑动机构，所述纵向滑动机构包括纵向滑轨，所述纵向滑轨上设有第一纵向滑块，所述第一纵向滑块与所述纵向滑轨滑动连接，横向滑动机构包括横向滑轨，所述横向滑轨与所述第一纵向滑块连接，所述横向滑轨上设有横向滑块，所述横向滑块上设有用于与被测转向柱连接的铰接机构，所述吸能机构包括一空气弹簧，所述空气弹簧位于所述第一纵向滑块上。

优选地，所述吸能滑移装置还包括一传力架，所述传力架位于第二纵向滑块上，所述第二纵向滑块与所述纵向滑轨滑动连接，所述第二纵向滑块位于所述第一纵向滑动块的上方，所述空气弹簧位于所述第一纵向滑块与第二纵向滑块之间。

优选地，所述吸能机构还包括液压缓冲器，所述液压缓冲器与所述支架连接，所述液压缓冲器设置在所述撞击模块的下方。

优选地，所述撞击模块上设有用于放置质量块的中空腔。

优选地，该汽车溃缩式转向柱冲击试验装置还包括一数据采集系统，所述数据采集系统包括一套三轴向力传感器、一套速度采集装置、一套高速摄像位移采集装置及一套数据采集分析装置；所述三轴向力传感器用于采集试验时被测转向柱三个方向上产生的力，所述速度采集装置用于采集试验时所述撞击模块在与所述吸能滑移装置发生碰撞时的初速度；所述高速摄像位移采集装置用于采集试验时被测转向柱发生溃缩的位移。

1)如上所述，本实用新型的汽车溃缩式转向柱冲击试验装置及测试方法具有以下有益效果：该汽车溃缩式转向柱冲击试验装置采用垂直跌落的方式使撞击模块撞击吸能滑移装置来模拟汽车转向柱受到撞击时的工作状况。通过撞击块的撞击来获取撞击初始速度，通过吸能滑移装置中的吸能机构来模拟安全气囊、安全带在汽车正面撞击时的吸能效果，通过设置滑移机构来保证汽车转向柱在溃缩过程中的持续受力及自由溃缩，这样就可以非常真实的模拟出汽车转向柱受到冲击时的工况，同时可以非常方便的对发生碰撞时的速度、位移等参数进行检测。该试验装置结构紧凑、场地适应性强、可靠性高，通过该试验装置进行的测试方法操作简便、针对性强、实用有效，试验成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的局部示意图

元件标号说明：

1、底板； 2、支架；3、驱动装置；4、导向机构；5、提升架；6、撞击模块；61、撞击锤头；62、中空腔；7、吸能滑移装置；70、导向限位块；71、纵向滑轨；72、第一纵向滑块；73、第二纵向滑块；74、空气弹簧；75、横向滑轨；76、横向滑块；77、滑动铰链、78传力架、79、液压缓冲器；8、固定装置；9、被测转向柱。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1、2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，该试验装置主要包括支架2、提升架5、驱动装置3、撞击模块6、吸能侧移装置7、固定装置8及信号采集系统。支架2为一结构组件，内部连接方式可采用焊接或螺纹连接方式。驱动装置3固定在支架2上，提升架5与驱动装置3连接，通过驱动装置3可带动提升架5在竖直方向向上移动。作为具体实施方式，驱动装置3包括动力元件和传动元件两部分，驱动装置3可以是电机、丝杠组成的电动驱动装置，可以是油源、油缸组成的液压驱动装置，也可以是气源、气缸组成的气压驱动装置。

提升架5的下端与撞击模块6连接，提升架5与撞击模块6通过一锁紧释放机构连接，当撞击模块6需要提升时，锁紧释放机构可将提升架5与撞击模块6连接在一起，使撞击模块6随提升架5一同上升，当上升至一定高度时，锁紧释放机构打开可使撞击模块6与提升架5脱离，使撞击模块6可自由下落。锁紧释放机构可采用电磁式、液压式或气动式，并可按照指令实现锁紧或脱离。

吸能滑移装置7位于撞击模块6的下方，当撞击模块6自由脱落时可与吸能滑移装置7发生碰撞。吸能滑移装置7与支架2连接，吸能滑移装置的下方设有用于固定被测转向柱9的固定装置8，在进行试验时，被测转向柱9固定在固定装置8上，被测转向柱9与吸能滑移装置7滑动铰接。吸能滑移装置7包括吸能机构和滑移机构，当撞击模块6与吸能滑移装置7发生撞击时，吸能机构能够吸收碰撞时产生的部分能量，滑移机构能够在垂直和水平方向发生移动。

作为一种优选实施例，支架2、固定装置8均固定在一底板1上，固定装置8在底板1水平方向位置可调整，这样被测转向柱9安装在固定装置8上时，可使被测转向柱9的轴线方向与垂直方向成一定夹角，这样可以更加真实的模拟被测转向柱9在车辆使用时的实际工况，从而使试验数据更加的精确。

作为另一种优选实施方式，该试验装置还可设置导向机构4，提升架5、撞击模块6均与该导向机构4滑动连接，导向机构4的导向方向与驱动装置设置的传动方向平行。这样可保证冲击过程为正向冲击，可使试验数据更加的精确。导向机构4可采用导轨滑块机构或导柱导套机构。

吸能滑移装置7的滑移机构包括纵向滑动机构和横向滑动机构，其纵向滑动机构包括纵向滑轨71，在纵向滑轨71上设有第一纵向滑块72，第一纵向滑块72与纵向滑轨71滑动连接。横向滑动机构包括横向滑轨75，横向滑轨75与第一纵向滑块72连接，横向滑轨75上设有横向滑块76，横向滑块76上设有用于与被测转向柱9连接的铰接机构，作为一种具体实施方式，铰接机构可采用转动铰链77。吸能滑移装置7的吸能机构包括一空气弹簧74，空气弹簧74位于所述第一纵向滑块上。

为了使力传递更加的集中，该吸能滑移装置还包括一传力架78，传力架78位于第二纵向滑块73上，第二纵向滑块73与纵向滑轨71滑动连接，第二纵向滑块73位于第一纵向滑动块72的上方，空气弹簧74位于第一纵向滑块72与第二纵向滑块73之间，在第一纵向滑块72与第二纵向滑块73之间还设有导向限位块。吸能机构还包括液压缓冲器79，液压缓冲器79与支架2连接，液压缓冲器79设置在撞击模块的下方。

采用这种结构的吸能滑移装置7，当撞击模块6自由下落与其发生碰撞时，冲击力经传力架78、第二纵向滑块73传递给空气弹簧74，这样空气弹簧74就可吸收一部分撞击的能量，以模拟汽车安全气囊对碰撞时能量的吸收。剩余的撞击力会作用在被测转向柱9上使其溃缩移动，滑移机构可使被测转向柱9在水平方向和竖直方向自由溃缩移动，不会对被测转向柱9的溃缩造成任何阻碍，可更真实的模拟被测转向柱9发生碰撞时的状态。随着撞击模块6的下落，撞击模块6与液压缓冲器79，液压缓冲器79会进一步吸收撞击的能量，以模拟汽车安全带对碰撞时能量的吸收。因此在设置时，液压缓冲器79的高度应低于传力架78的高度，液压缓冲器79的高度在支架2上可自由调节。

为了在保证传力架刚度的基础上减轻传力架78的重量对试验精度的影响，传力架78可设置为筒状的中空结构。可在撞击模块6上设置一撞击锤头61与传力架78位置相对应。可在撞击模块6上设置一中空腔62，中空腔62内用于放置质量块，每次试验时，可根据不同试验标准的要求在中空腔62内放置不同质量的质量块。

数据采集系统主要用于对试验数据进行采集，该数据采集系统主要包括一套三轴向力传感器、一套速度采集装置、一套高速摄像位移采集装置及一套数据采集分析装置。三轴向力传感器安装在被测转向柱9上，用于采集试验时被测转向柱9三个方向上产生的力。速度采集装置安装在支架2上，用于采集试验时撞击模块6在与吸能滑移装置7发生碰撞时的初速度。高速摄像位移采集装置平稳安放在水平地面上，与底板1及支架2形成一定的距离，用于采集试验时被测转向柱发生溃缩的位移。采集的数据可存储到电脑中进行显示、分析和存储。

采用该汽车溃缩式转向柱冲击试验装置进行冲击试验的方法，其主要包括如下步骤：

1)将被测转向柱9按规定位置固定安装在固定装置8上，同时将被测转向柱9上端与吸能滑移装置7滑动铰接；

2)在撞击模块6的中空腔62内放置规定要求的质量块，启动驱动装置3，通过驱动装置3使提升架5带动撞击模块6垂直上升至指定高度并悬停；

3)使提升架5与撞击模块6之间设置的锁紧释放机构动作，使撞击模块6脱离提升架5，自由下落并撞击吸能滑移装置7，使与吸能滑移装置7滑动铰接的被测转向柱9在冲击能量作用下发生溃缩；

4)数据采集系统将试验过程中采集到的力、速度、位移数据显示并存储。

该汽车溃缩式转向柱冲击试验装置采用垂直跌落的方式使撞击模块撞击吸能滑移装置来模拟汽车转向柱受到撞击时的工作状况。通过撞击块的撞击来获取撞击初始速度，通过吸能滑移装置中的吸能机构来模拟安全气囊、安全带在汽车正面撞击时的吸能效果，通过设置滑移机构来保证汽车转向柱在溃缩过程中的持续受力及自由溃缩，这样就可以非常真实的模拟出汽车转向柱受到冲击时的工况，同时可以非常方便的发生碰撞时的速度、位移等参数进行检测。该试验装置结构紧凑、场地适应性强、可靠性高，通过该试验装置进行的测试方法操作简便、针对性强、实用有效，试验成本低。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其特征在于：其包括一支架（2），所述支架（2）上设有一提升架（5），所述提升架（5）与一驱动装置（3）连接，所述驱动装置（3）带动所述提升架（5）沿竖直方向上下移动，所述提升架（5）的下端与一撞击模块（6）通过一锁紧释放机构连接，所述撞击模块（6）的下方设有一吸能滑移装置（7），所述吸能滑移装置（7）与所述支架（2）连接，所述吸能滑移装置的下方设有用于固定被测转向柱（9）的固定装置（8），所述吸能滑移装置（7）包括吸能机构和滑移机构，当发生撞击时，所述吸能机构能够吸收碰撞时产生的部分能量，所述滑移机构能够在垂直和水平方向发生移动。

2.根据权利要求1所述的汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其特征在于：所述支架（2）、固定装置（8）固定在一底板（1）上。

3.根据权利要求1所述的汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其特征在于：所述支架（2）上还设有一导向机构（4），所述提升架（5）、撞击模块（6）与所述导向机构（4）连接，所述导向机构的导向方向与所述驱动装置设置的传动方向平行。

4.根据权利要求3所述的汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其特征在于：所述导向机构为导轨滑块机构或导柱导套机构。

5.根据权利要求1所述的汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其特征在于：所述滑移机构包括纵向滑动机构和横向滑动机构，所述纵向滑动机构包括纵向滑轨（71），所述纵向滑轨（71）上设有第一纵向滑块（72），所述第一纵向滑块（72）与所述纵向滑轨（71）滑动连接，横向滑动机构包括横向滑轨（75），所述横向滑轨（75）与所述第一纵向滑块（72）连接，所述横向滑轨（75）上设有横向滑块（76），所述横向滑块（76）上设有用于与被测转向柱（9）连接的铰接机构，所述吸能机构包括一空气弹簧（74），所述空气弹簧（74）位于所述第一纵向滑块（72）上。

6.根据权利要求5所述的汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其特征在于：所述吸能滑移装置（7）还包括一传力架（78），所述传力架（78）位于第二纵向滑块（73）上，所述第二纵向滑块与所述纵向滑轨（71）滑动连接，所述第二纵向滑块（73）位于所述第一纵向滑块（72）的上方，所述空气弹簧（74）位于所述第一纵向滑块（72）与第二纵向滑块（73）之间，所述撞击模块（6）上设有与所述传力架（78）位置相对应的撞击锤头（61）。

7.根据权利要求5所述的汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其特征在于：所述吸能机构还包括液压缓冲器（79），所述液压缓冲器（79）与所述支架（2）连接，所述液压缓冲器（79）设置在所述撞击模块（6）的下方。

8.根据权利要求1所述的汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其特征在于：所述撞击模块上设有用于放置质量块的中空腔（62）。

9.根据权利要求1所述的汽车溃缩式转向柱冲击试验装置，其特征在于：该汽车溃缩式转向柱冲击试验装置还包括一数据采集系统，所述数据采集系统包括一套三轴向力传感器、一套速度采集装置、一套高速摄像位移采集装置及一套数据采集分析装置；所述三轴向力传感器用于采集试验时被测转向柱（9）三个方向上产生的力，所述速度采集装置用于采集试验时所述撞击模块（6）在与所述吸能滑移装置（7）发生碰撞时的初速度；所述高速摄像位移采集装置用于采集试验时被测转向柱发生溃缩的位移。