專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)安全氣囊靜態(tài)展開(kāi)過(guò)程的測(cè)試裝置。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種記錄和模擬汽車(chē)安全氣囊動(dòng)態(tài)展開(kāi)時(shí)的速度及加速度評(píng)估汽車(chē)安全氣囊相關(guān)性能的測(cè)試緩沖裝置。
技術(shù)背景
隨著汽車(chē)數(shù)量的激增和車(chē)速的提高，交通事故變得頻繁和嚴(yán)重，汽車(chē)的安全性日益被人們所重視。汽車(chē)安全氣囊是補(bǔ)充約束系統(tǒng)與三點(diǎn)式安全帶配套使用的安全系統(tǒng)。作用是減少撞車(chē)帶來(lái)的巨大慣性力對(duì)司乘人員造成的二次碰撞傷害，緩和乘員受到的沖擊并吸收碰撞能量，保護(hù)司乘人員安全。汽車(chē)安全氣囊又分為DAB、PAB、SAB、PAS、CAB、ECU等種類(lèi)。汽車(chē)安全氣囊一般由傳感器(sensor)、電控單元(ECU)、氣囊袋(bag)、氣體發(fā)生器(inflator)、支架等組成。當(dāng)汽車(chē)的碰撞使傳感器受到的沖量超過(guò)規(guī)定值時(shí)，電控單元向氣體發(fā)生器發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖，觸發(fā)氣體發(fā)生器中的雷管，雷管爆炸擊穿裝氣體發(fā)生器的燃料盒，將固定燃料點(diǎn)燃并產(chǎn)生高溫高壓氣體(氮?dú)?，高溫高壓氣體快速通過(guò)過(guò)濾器，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾冷卻后沖入氣囊袋。氣囊袋在20 50ms內(nèi)迅速膨脹，沖開(kāi)氣囊蓋板和儀表板展開(kāi)，與安全帶配合保護(hù)車(chē)內(nèi)司乘人員安全。GB/T 19949. 2 一 2005/IS0 12097-2:1996中的氣囊靜態(tài)展開(kāi)試驗(yàn)是設(shè)計(jì)汽車(chē)安全氣囊及驗(yàn)證汽車(chē)安全氣囊性能不可缺少的實(shí)驗(yàn)。汽車(chē)安全氣囊靜態(tài)展開(kāi)試驗(yàn)主要測(cè)量汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)的初始速度和初始加速度，其目的是測(cè)試氣囊袋的材料、折疊方法以及不同的氣體發(fā)生器對(duì)氣囊袋展開(kāi)綜合性能的影響，推算氣囊袋展開(kāi)的力度，驗(yàn)證汽車(chē)安全氣囊是否合格。同時(shí)也為車(chē)身骨架和儀表板設(shè)計(jì)提供所需要的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。綜合GB/T 19949. 2-2005/IS0 12097-2:1996提供汽車(chē)安全氣囊靜態(tài)展開(kāi)試驗(yàn)方法及國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)，氣囊袋靜態(tài)展開(kāi)試驗(yàn)采用高速攝像機(jī)記錄整個(gè)氣囊袋展開(kāi)的過(guò)程，通過(guò)圖像處理法和有限元分析法來(lái)計(jì)算氣囊袋展開(kāi)的形狀變化量、速度及加速度，通過(guò)這些數(shù)值計(jì)算測(cè)試汽車(chē)安全氣囊需要的其他參數(shù)；此方法試驗(yàn)成本高昂、計(jì)算量大、過(guò)程繁瑣、試驗(yàn)數(shù)值與真實(shí)值存在誤差，不能應(yīng)付種類(lèi)繁多的汽車(chē)安全氣囊的測(cè)試任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在試驗(yàn)成本高昂、計(jì)算量大、過(guò)程繁瑣、試驗(yàn)數(shù)值與真實(shí)值存在誤差，不能應(yīng)付種類(lèi)繁多的汽車(chē)安全氣囊的測(cè)試任務(wù)的問(wèn)題，提供了一種汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置由機(jī)械部分和控制部分組成。所述的機(jī)械部分包括2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的底端定位板、緩沖腔左側(cè)板、旋轉(zhuǎn)編碼器、緩沖腔蓋板、加強(qiáng)定位板、緩沖腔右側(cè)板、轉(zhuǎn)軸、加速度傳感器、定位板、傳感器支撐柱、聯(lián)軸器、緩沖腔左側(cè)軸承座、緩沖腔右側(cè)軸承座、緩沖蓋板、定位塊、緩沖腔前板和節(jié)流閥。相互平行的緩沖腔左側(cè)板與緩沖腔右側(cè)板的一窄端面和緩沖腔蓋板的內(nèi)側(cè)面螺釘連接，緩沖腔前板和相互平行的緩沖腔左側(cè)板與緩沖腔右側(cè)板的另一窄端面螺釘連接，緩沖腔蓋板的內(nèi)側(cè)面上橫置有加強(qiáng)定位板，緩沖蓋板采用螺釘和銷(xiāo)釘和轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸通過(guò)安裝在緩沖腔左側(cè)板與緩沖腔右側(cè)板上的緩沖腔左側(cè)軸承座、緩沖腔右側(cè)軸承座和2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滾動(dòng)軸承安裝在緩沖腔前板的頂端，轉(zhuǎn)軸的左端安裝有聯(lián)軸器，緩沖腔前板上端的位于緩沖蓋板下方的位置安裝有定位塊，緩沖腔左側(cè)板的左側(cè)與緩沖腔右側(cè)板的右側(cè)的底端采用螺栓安裝有結(jié)構(gòu)相同的底端定位板，旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在轉(zhuǎn)軸左側(cè)的采用傳感器支撐柱安裝在緩沖腔左側(cè)板上的定位板上，旋轉(zhuǎn)編碼器的輸入端和轉(zhuǎn)軸左端的聯(lián)軸器連接，緩沖蓋板上安裝加速度傳感器，節(jié)流閥安裝在緩沖腔前板上。
技術(shù)方案中所述的緩沖腔左側(cè)板與緩沖腔右側(cè)板為結(jié)構(gòu)相同的板類(lèi)結(jié)構(gòu)件，緩沖腔左側(cè)軸承座與緩沖腔右側(cè)軸承座為結(jié)構(gòu)相同的圓盤(pán)類(lèi)結(jié)構(gòu)件。技術(shù)方案中所述的轉(zhuǎn)軸是一階梯軸類(lèi)結(jié)構(gòu)件，轉(zhuǎn)軸左端設(shè)置成和聯(lián)軸器配裝的聯(lián)軸器軸，轉(zhuǎn)軸右端設(shè)置成四方體或六方體，四方體或六方體與聯(lián)軸器軸里側(cè)分別設(shè)置有和2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承配裝的軸承軸，四方體或六方體的直徑小于軸承軸的直徑而大于聯(lián)軸器軸的直徑，兩段軸承軸之間為安裝緩沖蓋板的緩沖蓋板軸，緩沖蓋板軸的直徑大于軸承軸的直徑，緩沖蓋板軸和其兩端相鄰的軸承軸分別形成一個(gè)起定位作用的軸肩，緩沖蓋板軸上從左至右沿軸向設(shè)置有U字形的凹槽，緩沖蓋板軸由上至下均布有和U字形的凹槽的兩個(gè)長(zhǎng)槽壁垂直的沉頭螺紋通孔與錐形銷(xiāo)釘通孔。技術(shù)方案中所述的緩沖蓋板采用螺釘和銷(xiāo)釘和轉(zhuǎn)軸固定連接是指緩沖蓋板一端插入轉(zhuǎn)軸上的U字形的凹槽中，采用銷(xiāo)釘定位連接，采用螺釘固定連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是I.本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置可應(yīng)用于汽車(chē)安全氣囊的設(shè)計(jì)和測(cè)試，評(píng)估氣囊袋的折疊方法和氣體發(fā)生器對(duì)氣囊袋展開(kāi)的影響，并同時(shí)為汽車(chē)車(chē)身骨架、座椅、儀表板等提供重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。2.本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置是用來(lái)測(cè)試氣囊袋靜態(tài)展開(kāi)時(shí)氣囊袋上關(guān)鍵點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初始速度及初始加速度。汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)的初始速度及初始加速度傳遞到緩沖蓋板上，轉(zhuǎn)化為緩沖蓋板翻轉(zhuǎn)的角速度及加速度。3.本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置可實(shí)現(xiàn)兩自由度調(diào)整，即汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置底端裝有升降裝置，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求調(diào)整緩沖蓋板與汽車(chē)安全氣囊上表面的距離；汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置能前后移動(dòng)，用以調(diào)整緩沖蓋板上加速度傳感器與汽車(chē)安全氣囊上表面測(cè)試點(diǎn)重合。使汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置適應(yīng)不同類(lèi)型和不同實(shí)驗(yàn)要求的汽車(chē)安全氣囊測(cè)試實(shí)驗(yàn)。4.本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置設(shè)計(jì)有緩沖保護(hù)功能，吸收緩沖蓋板在完成測(cè)試后的動(dòng)能，保護(hù)緩沖蓋板的完整性。裝置中的緩沖蓋板的初始位置平行于水平面，從安裝旋轉(zhuǎn)編碼器的一端看逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)270°，有效測(cè)試范圍為0° -120° , 120° -270° 為緩沖階段。5.本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中的緩沖蓋板采用輕質(zhì)且堅(jiān)固的金屬構(gòu)成，設(shè)計(jì)重量一般在3. Okg/m2 4. 5kg/m2。當(dāng)汽車(chē)安全氣囊靜態(tài)展開(kāi)時(shí)，緩沖蓋板與汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)約束板相配合運(yùn)動(dòng)，用來(lái)模仿汽車(chē)儀表盤(pán)在汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)時(shí)的約束過(guò)程。6.本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中的緩沖腔前板加裝節(jié)流閥，用于對(duì)緩沖腔內(nèi)的氣壓起到調(diào)節(jié)，通過(guò)對(duì)氣體流量的控制完成對(duì)緩沖蓋板的緩沖保護(hù)作用。7.本發(fā)明所述的汽車(chē)安 全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置采用高速同步數(shù)據(jù)采集卡作為數(shù)據(jù)采集處理部分的核心來(lái)完成對(duì)角速度和加速度傳感器信號(hào)的同步采集，大大提高汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置的采樣速度和精度，縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低了開(kāi)發(fā)成本，提高了汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置的可靠性。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明圖I為本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置的軸側(cè)投影圖；圖2為本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖3為本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置結(jié)構(gòu)組成的右視圖上的全剖視圖；圖4為本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置與儀表板組合的軸測(cè)投影圖；圖5為本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中控制部分的結(jié)構(gòu)原理框圖；圖中1.底端定位板，2.緩沖腔左側(cè)板，3.旋轉(zhuǎn)編碼器，4.緩沖腔蓋板，5.腔內(nèi)加強(qiáng)定位板，6.緩沖腔右側(cè)板，7.轉(zhuǎn)軸，8.加速度傳感器，9.底板，10.定位板，11.傳感器支撐柱，12.聯(lián)軸器，13.緩沖腔左側(cè)軸承座，14.緩沖腔右側(cè)軸承座，15.緩沖蓋板，16.蓋板定位塊，17.緩沖腔前板，18.節(jié)流閥。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的描述本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置是用來(lái)測(cè)試汽車(chē)安全氣囊靜態(tài)展開(kāi)時(shí)氣囊袋上關(guān)鍵點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初始速度及初始加速度。汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)和加速度傳感器8，用來(lái)測(cè)量汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)的初始速度及初始加速度轉(zhuǎn)換成緩沖蓋板15翻轉(zhuǎn)的初始角速度及初始加速度。本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置測(cè)量的初始角速度及初始加速度是評(píng)估氣囊袋的折疊方法和氣體發(fā)生器對(duì)氣囊展開(kāi)的影響，設(shè)計(jì)汽車(chē)安全氣囊的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及汽車(chē)車(chē)身骨架、座椅、儀表板等的重要參數(shù)。所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置主要有兩方面功能，一方面是在汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)時(shí)，將汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)的初始速度及初始加速度轉(zhuǎn)化為緩沖蓋板15翻轉(zhuǎn)的初始角速度及初始加速度；另一方面是對(duì)緩沖蓋板15起到緩沖保護(hù)功能，吸收緩沖蓋板15在完成測(cè)試后的動(dòng)能，保護(hù)緩沖蓋板15的完整性，使實(shí)驗(yàn)具有重復(fù)可對(duì)比性。參閱圖I至圖3，本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置由機(jī)械部分和控制部分組成。所述的機(jī)械部分包括緩沖腔(緩沖腔左側(cè)板2、緩沖腔蓋板4、加強(qiáng)定位板5、緩沖腔右側(cè)板6與緩沖腔前板17)、底端定位板I、旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)
3、轉(zhuǎn)軸7、加速度傳感器8、定位板10、傳感器支撐柱11、聯(lián)軸器12、緩沖腔左側(cè)軸承座13、緩沖腔右側(cè)軸承座14、緩沖蓋板15、定位塊 16和節(jié)流閥18。所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中的緩沖腔結(jié)構(gòu)堅(jiān)固緊湊且密閉性良好。緩沖蓋板15為矩形的板類(lèi)結(jié)構(gòu)件，緩沖蓋板15 —長(zhǎng)邊處均布有錐形銷(xiāo)釘通孔與安裝螺釘?shù)耐祝彌_蓋板15的中心處設(shè)置有安裝加速度傳感器8的螺紋通孔，緩沖蓋板15采用輕質(zhì)且堅(jiān)固的金屬構(gòu)成，用來(lái)仿真汽車(chē)儀表盤(pán)上的氣囊蓋板。設(shè)計(jì)重量一般在3. Okg/m2 4. 5kg/m2。推薦采用蜂窩招板。所述的緩沖腔左側(cè)板2、緩沖腔蓋板4、加強(qiáng)定位板5、緩沖腔右側(cè)板6和緩沖腔前板17組成了汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中的緩沖腔。確切地說(shuō)，緩沖腔左側(cè)板2與緩沖腔右側(cè)板6為結(jié)構(gòu)相同的板類(lèi)結(jié)構(gòu)件，相互平行設(shè)置的緩沖腔左側(cè)板2與緩沖腔右側(cè)板6的一窄端面和緩沖腔蓋板4的內(nèi)側(cè)面螺釘連接，緩沖腔前板17和相互平行的緩沖腔左側(cè)板2與緩沖腔右側(cè)板6的另一窄端面螺釘連接，緩沖腔蓋板4的內(nèi)側(cè)面上安裝了加強(qiáng)定位板5，提高緩沖腔的強(qiáng)度和裝配精度。螺釘和銷(xiāo)釘將緩沖蓋板15和轉(zhuǎn)軸7連為一體。轉(zhuǎn)軸7通過(guò)安裝在緩沖腔左側(cè)板2與緩沖腔右側(cè)板6上的緩沖腔左側(cè)軸承座13、緩沖腔右側(cè)軸承座14和2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滾動(dòng)軸承固定安裝在緩沖腔中緩沖腔前板17的頂端。其中緩沖腔左側(cè)軸承座13與緩沖腔右側(cè)軸承座14為結(jié)構(gòu)相同的圓盤(pán)類(lèi)結(jié)構(gòu)件。采用滾動(dòng)軸承減少了轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦力，提高整個(gè)汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置的測(cè)試精度。轉(zhuǎn)軸7上加工有沿軸向的長(zhǎng)槽，垂直長(zhǎng)槽的側(cè)壁方向加工有沉頭螺紋孔和錐形銷(xiāo)釘孔，用來(lái)將轉(zhuǎn)軸7與緩沖蓋板15鏈接成一個(gè)整體。轉(zhuǎn)軸7的一端(左)力口工成可以與聯(lián)軸器12配合安裝的聯(lián)軸器軸，另一端加工成方頭用來(lái)安裝扳手，作用是轉(zhuǎn)動(dòng)緩沖蓋板15復(fù)位。緩沖腔前板17上端的位于緩沖蓋板15下方的位置安裝定位塊16，用來(lái)調(diào)整緩沖蓋板15的初始位置，使其保持水平。緩沖腔左右兩側(cè)的底端即緩沖腔左側(cè)板2的左側(cè)與緩沖腔右側(cè)板6的右側(cè)的底端采用螺釘固定安裝有底端定位板1，通過(guò)底端定位板I將汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置固定在升降裝置中的底板9 (升降臺(tái)面)上。底端定位板I上設(shè)置有長(zhǎng)條通孔，使汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置可以沿X方向移動(dòng)，調(diào)整緩沖蓋板15上的加速度傳感器8與汽車(chē)安全氣囊上表面測(cè)試點(diǎn)重合。汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置底端安裝在升降裝置中的底板9 (升降臺(tái)面)上，通過(guò)升降裝置調(diào)整緩沖蓋板15與汽車(chē)安全氣囊上表面的距離。所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中的旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)3安裝在位于緩沖腔左側(cè)板2左側(cè)的定位板10上，旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)3的輸入軸通過(guò)聯(lián)軸器12與轉(zhuǎn)軸7左端的聯(lián)軸器軸相連，可以對(duì)緩沖蓋板15旋轉(zhuǎn)的角度及角速度進(jìn)行測(cè)量。由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程短，反應(yīng)快，聯(lián)軸器12—般采用剛性聯(lián)軸器，保證旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)3測(cè)試的同步性和快速性。定位板10通過(guò)螺釘固定在三個(gè)傳感器支撐柱11的左端上。傳感器支撐柱11 一端加工內(nèi)螺紋，另一端加工外螺紋，三個(gè)傳感器支撐柱11分布在以角速度傳感器(旋轉(zhuǎn)編碼器)3的轉(zhuǎn)軸中心為半徑的外圓上，提高旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)3與轉(zhuǎn)軸7的同心度。傳感器支撐柱11外螺紋一(右)端可代替螺釘將緩沖腔左側(cè)軸承座13固定在緩沖腔左側(cè)板2上，使旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)3的輸入軸與轉(zhuǎn)軸7的旋轉(zhuǎn)中心線重合。緩沖蓋板15上安裝加速度傳感器8，用來(lái)測(cè)量緩沖蓋板15的瞬時(shí)加速度。所述的轉(zhuǎn)軸7是一階梯軸類(lèi)結(jié)構(gòu)件，它由以下幾部分構(gòu)成轉(zhuǎn)軸7左端設(shè)置成和聯(lián)軸器12配裝的聯(lián)軸器軸，直徑尺寸為最 小，轉(zhuǎn)軸7右端設(shè)置成四方體或六方體，便于和扳手配合。四方體或六方體與聯(lián)軸器軸里側(cè)分別設(shè)置有和結(jié)構(gòu)相同的軸承配裝的結(jié)構(gòu)相同的軸承軸。四方體或六方體的直徑小于軸承軸的直徑而大于聯(lián)軸器軸的直徑。兩段結(jié)構(gòu)相同的軸承軸之間為安裝緩沖蓋板15的緩沖蓋板軸，緩沖蓋板軸直徑為最大，即大于軸承軸的直徑，緩沖蓋板軸和其兩端相鄰的軸承軸分別形成一個(gè)起定位作用的軸肩，兩個(gè)軸肩分別和結(jié)構(gòu)相同的軸承內(nèi)環(huán)端面接觸連接實(shí)現(xiàn)軸向定位。聯(lián)軸器軸的回轉(zhuǎn)軸線、四方體或六方體的對(duì)稱(chēng)軸線、2段軸承軸的回轉(zhuǎn)軸線與緩沖蓋板軸的回轉(zhuǎn)軸線共線。緩沖蓋板軸上從左至右沿軸向設(shè)置有U字形的凹槽，U字形的凹槽的兩個(gè)長(zhǎng)槽壁面相互平行并和槽底面垂直，凹槽的兩個(gè)長(zhǎng)槽壁面與槽底面和轉(zhuǎn)軸7的回轉(zhuǎn)軸線平行，U字形的凹槽的兩個(gè)長(zhǎng)槽壁面相對(duì)于轉(zhuǎn)軸7的回轉(zhuǎn)軸線對(duì)稱(chēng)設(shè)置。緩沖蓋板軸由上至下均布有和U字形的凹槽的兩個(gè)長(zhǎng)槽壁面垂直的沉頭螺紋通孔與錐形銷(xiāo)釘通孔。緩沖蓋板15 —端插入轉(zhuǎn)軸7上的U字形的凹槽中，然后采用銷(xiāo)釘與螺釘進(jìn)行定位與固定。參閱圖4，所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中的緩沖蓋板15上可與氣囊展開(kāi)的約束板組合，對(duì)汽車(chē)儀表板，座椅外表面進(jìn)行仿真。當(dāng)實(shí)驗(yàn)的目的是模仿汽車(chē)安全氣囊沖破儀表板，推開(kāi)汽車(chē)安全氣囊蓋板展開(kāi)的過(guò)程，測(cè)試氣囊蓋板，儀表板等外部因素對(duì)汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)的影響，為汽車(chē)安全氣囊的總體設(shè)計(jì)提供參數(shù)。所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置的工作過(guò)程將緩沖蓋板15轉(zhuǎn)動(dòng)到初始位置即緩沖蓋板15打開(kāi)到水平位置，調(diào)整汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置X方向的位置并固定在試驗(yàn)臺(tái)升降機(jī)構(gòu)中的底板9上，使緩沖蓋板15上的加速度傳感器8與汽車(chē)安全氣囊上表面中心點(diǎn)重合。緩沖蓋板15與汽車(chē)安全氣囊上表面在Z方向上的間距可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)安全氣囊展開(kāi)的瞬間，緩沖蓋板15受到氣囊袋瞬間膨脹產(chǎn)生的沖擊力，開(kāi)始高速旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，加速度傳感器8和旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)3開(kāi)始采集緩沖蓋板15的加速度和角速度值。汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中的緩沖蓋板15的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為3個(gè)階段即測(cè)試階段、緩沖階段和回收階段。測(cè)試階段范圍在0° -120°，此階段模仿汽車(chē)儀表盤(pán)在汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)時(shí)氣囊蓋板的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，測(cè)試汽車(chē)安全氣囊靜態(tài)展開(kāi)時(shí)氣囊袋上關(guān)鍵點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初速度及加速度和緩沖蓋板15受氣囊袋展開(kāi)的沖擊力后翻轉(zhuǎn)的角速度及加速度。緩沖階段在120° -180°，作用是吸收緩沖蓋板15在完成測(cè)試后的動(dòng)能，保護(hù)緩沖蓋板15，利用腔內(nèi)空氣將緩沖蓋板15的速度降低到零?；厥针A段在180° -270°，緩沖蓋板受重力自由旋轉(zhuǎn)下落，轉(zhuǎn)動(dòng)到最終位置。緩沖腔前板17中心位置安裝有節(jié)流閥18，作用是在緩沖階段通過(guò)控制緩沖腔排除氣體的流量，調(diào)節(jié)緩沖腔內(nèi)和緩沖腔外的氣壓差值，達(dá)到對(duì)緩沖蓋板15的緩沖保護(hù)功倉(cāng)泛。
緩沖腔中的緩沖腔蓋板4的圓弧圓心與緩沖蓋板15的旋轉(zhuǎn)圓心不同心，使緩沖蓋板15相對(duì)于緩沖腔中的緩沖腔蓋板4偏心旋轉(zhuǎn)。緩沖蓋板15運(yùn)動(dòng)的圓弧軌跡相對(duì)于緩沖腔蓋板4的圓弧圓心形成一條阿基米德螺線，即緩沖蓋板15與緩沖腔蓋板4的間隙隨旋轉(zhuǎn)角度增大逐漸變小，這樣更好的增強(qiáng)緩沖效果。緩沖腔的設(shè)計(jì)尺寸、排氣孔尺寸和間隙及內(nèi)外平衡壓力差可通過(guò)以下一組流體力學(xué)計(jì)算公式換算得出。緩沖蓋板15在緩沖狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，緩沖腔內(nèi)氣壓的變化通過(guò)公式
P V ^
T =A( I )P—緩沖腔內(nèi)氣體壓強(qiáng)，單位· Pa ；V一緩沖腔內(nèi)氣體體積,單位.mm3 ;T一緩沖腔內(nèi)氣體溫度，單位.V ；K—常數(shù)緩沖蓋板15在緩沖狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，緩沖腔能量的變化公式Ek = / Δ P · Δ V · d α (2)Ek—緩沖腔內(nèi)的能量，單位J ；Δ P一緩沖腔的氣壓變化值，單位Pa ；Δ V-緩沖腔內(nèi)體積變化值，單位mm3 ；α -緩沖蓋板的旋轉(zhuǎn)角度，單位rad ；緩沖蓋板15在緩沖狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，緩沖腔氣孔流量的變化公式q =(3)q-氣體流量,單位m3/h ；Cd一流量系數(shù)Atl—排氣孔面積，單位m2 ；Δ P—緩沖腔內(nèi)外壓力差，單位Pa ；P 一氣體密度，單位kg/m3 ；所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置的緩沖原理整個(gè)汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置相當(dāng)于一個(gè)蓄能器，將緩沖蓋板15的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體壓縮能。壓縮氣體通過(guò)緩沖腔前板17中心位置安裝的節(jié)流閥18的排氣孔排出，消耗緩沖腔內(nèi)的氣體壓縮能，降低緩沖蓋板15的速度。使緩沖蓋板15在運(yùn)動(dòng)到最終位置時(shí)，動(dòng)能減少到不會(huì)破壞緩沖蓋板15。緩沖腔內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化值可通過(guò)公式
(I)求出，并通過(guò)公式(2)求出腔內(nèi)的壓縮能，并輔以能量守恒定律建立能量平衡公式，平衡壓縮能、動(dòng)能及其損耗熱能之間的關(guān)系，最后通過(guò)公式(3)可計(jì)算出緩沖腔在達(dá)到平衡時(shí)所需要排氣孔的尺寸。通過(guò)以上方程可計(jì)算出汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中緩沖腔的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。并可根據(jù)試驗(yàn)要求的不同，對(duì)緩沖腔中的節(jié)流閥18進(jìn)行調(diào)整，保證整個(gè)汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置的安全性和準(zhǔn)確性。參見(jiàn)圖5，本發(fā)明所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置的控制部分主要由高速攝像機(jī)、工控機(jī)、多通道同步數(shù)據(jù)采集卡、信號(hào)調(diào)理模塊、旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)3、加速度傳感器8及應(yīng)用軟件組成。所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置的控制部分采用多通道同步數(shù)據(jù)采集卡作為數(shù)據(jù)采集處理部分的核心。開(kāi)始試驗(yàn)，啟動(dòng)汽車(chē)安全氣囊，汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)時(shí)推動(dòng)緩沖蓋板15翻轉(zhuǎn)，汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置中的旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)3和加速度傳感器8開(kāi)始工作，旋轉(zhuǎn)編碼器(角速度傳感器)3和加速度傳感器8產(chǎn)生的模擬信號(hào)傳送到信號(hào)調(diào)理模塊中，信號(hào)調(diào)理模塊完成信號(hào)放大、濾波等，并將采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換成多通道同步數(shù)據(jù)采集卡能夠識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)并傳送到多通道同步數(shù)據(jù)采集卡中。多通道同步數(shù)據(jù)采集卡同時(shí)將多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并傳遞到工控機(jī)中進(jìn)行分析處理，并自動(dòng)保存數(shù)據(jù)及生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置可與高速攝像設(shè)備連接，開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)，攝像設(shè)備完成對(duì)汽車(chē)安全氣囊靜態(tài)展開(kāi)整個(gè)過(guò)程的圖像采集，并傳送到工控機(jī)中進(jìn)行圖像處理分析。
權(quán)利要求
1.一種汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置，包括機(jī)械部分，其特征在于，所述的機(jī)械部分包括2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的底端定位板(I)、緩沖腔左側(cè)板(2)、旋轉(zhuǎn)編碼器(3)、緩沖腔蓋板(4)、加強(qiáng)定位板(5)、緩沖腔右側(cè)板(6)、轉(zhuǎn)軸(7)、加速度傳感器(8)、定位板(10)、傳感器支撐柱(11)、聯(lián)軸器(12)、緩沖腔左側(cè)軸承座(13)、緩沖腔右側(cè)軸承座(14)、緩沖蓋板(15 )、定位塊(16 )、緩沖腔前板(17 )和節(jié)流閥(18 ); 相互平行的緩沖腔左側(cè)板(2)與緩沖腔右側(cè)板(6)的一窄端面和緩沖腔蓋板(4)的內(nèi)側(cè)面螺釘連接，緩沖腔前板(17)和相互平行的緩沖腔左側(cè)板(2)與緩沖腔右側(cè)板(6)的另一窄端面螺釘連接，緩沖腔蓋板(4)的內(nèi)側(cè)面上橫置有加強(qiáng)定位板(5)，緩沖蓋板(15)采用螺釘和銷(xiāo)釘和轉(zhuǎn)軸(7)固定連接，轉(zhuǎn)軸(7)通過(guò)安裝在緩沖腔左側(cè)板(2)與緩沖腔右側(cè)板(6)上的緩沖腔左側(cè)軸承座(13)、緩沖腔右側(cè)軸承座(14)和2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滾動(dòng)軸承安裝在緩沖腔前板(17)的頂端，轉(zhuǎn)軸(7)的左端安裝有聯(lián)軸器(12)，緩沖腔前板(17)上端的位于緩沖蓋板(15)下方的位置安裝有定位塊(16)，緩沖腔左側(cè)板(2)的左側(cè)與緩沖腔右側(cè)板(6)的右側(cè)的底端采用螺栓安裝有結(jié)構(gòu)相同的底端定位板(1)，旋轉(zhuǎn)編碼器(3)安裝在轉(zhuǎn)軸(7)左側(cè)的采用傳感器支撐柱(11)安裝在緩沖腔左側(cè)板(2)上的定位板(10)上，旋轉(zhuǎn)編碼器(3)的輸入端和轉(zhuǎn)軸(7)左端的聯(lián)軸器(12)連接，緩沖蓋板(15)上安裝加速度傳感器(8),節(jié)流閥(18)安裝在緩沖腔前板(17)上。
2.按照權(quán)利要求I所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置，其特征在于，所述的緩沖腔左側(cè)板(2 )與緩沖腔右側(cè)板(6 )為結(jié)構(gòu)相同的板類(lèi)結(jié)構(gòu)件，緩沖腔左側(cè)軸承座(13)與緩沖腔右側(cè)軸承座(14)為結(jié)構(gòu)相同的圓盤(pán)類(lèi)結(jié)構(gòu)件。
3.按照權(quán)利要求I所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)軸(7)是一階梯軸類(lèi)結(jié)構(gòu)件，轉(zhuǎn)軸(7)左端設(shè)置成和聯(lián)軸器(12)配裝的聯(lián)軸器軸，轉(zhuǎn)軸(7)右端設(shè)置成四方體或六方體，四方體或六方體與聯(lián)軸器軸里側(cè)分別設(shè)置有和2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承配裝的軸承軸，四方體或六方體的直徑小于軸承軸的直徑而大于聯(lián)軸器軸的直徑，兩段軸承軸之間為安裝緩沖蓋板(15)的緩沖蓋板軸，緩沖蓋板軸的直徑大于軸承軸的直徑，緩沖蓋板軸和其兩端相鄰的軸承軸分別形成一個(gè)起定位作用的軸肩，緩沖蓋板軸上從左至右沿軸向設(shè)置有U字形的凹槽，緩沖蓋板軸由上至下均布有和U字形的凹槽的兩個(gè)長(zhǎng)槽壁垂直的沉頭螺紋通孔與錐形銷(xiāo)釘通孔。
4.按照權(quán)利要求I所述的汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置，其特征在于，所述的緩沖蓋板(15)采用螺釘和銷(xiāo)釘和轉(zhuǎn)軸(7)固定連接是指緩沖蓋板(15)—端插入轉(zhuǎn)軸(7)上的U字形的凹槽中，采用銷(xiāo)釘定位連接，采用螺釘固定連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種汽車(chē)安全氣囊展開(kāi)速度及加速度測(cè)試緩沖裝置，其包括緩沖腔左側(cè)板、旋轉(zhuǎn)編碼器、緩沖腔蓋板、緩沖腔右側(cè)板、轉(zhuǎn)軸、加速度傳感器、聯(lián)軸器、緩沖蓋板、緩沖腔前板和節(jié)流閥。緩沖腔左側(cè)板與緩沖腔右側(cè)板的一窄邊和緩沖腔蓋板的內(nèi)側(cè)面螺釘連接，緩沖腔前板和緩沖腔左側(cè)板與緩沖腔右側(cè)板的另一窄邊螺釘連接，緩沖蓋板和轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸通過(guò)緩沖腔左側(cè)軸承座、緩沖腔右側(cè)軸承座和滾動(dòng)軸承安裝在緩沖腔前板的頂端，轉(zhuǎn)軸的左端安裝有聯(lián)軸器，緩沖腔前板的上端安裝有定位塊，緩沖腔左側(cè)板的左側(cè)與緩沖腔右側(cè)板的右側(cè)的底端安裝有底端定位板，旋轉(zhuǎn)編碼器的輸入端和聯(lián)軸器連接，緩沖蓋板上安裝有加速度傳感器，節(jié)流閥安裝在緩沖腔前板上。
文檔編號(hào)G01M17/007GK102768119SQ201210281338
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者張澧桐, 楊開(kāi)宇, 顧軍杰, 高樂(lè), 高印寒 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)