汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀的制作方法
【專利摘要】公開了一種汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，包括加載單元和控制單元，加載單元包括：基座，基座與機(jī)器人手臂連接，且基座上設(shè)有貫穿上、下表面的開槽；基座的下表面在開槽兩邊固定一對滾珠軸承座，滾珠絲杠通過軸承固定在滾珠軸承座上，并可相對軸承轉(zhuǎn)動；滾珠絲杠從滾珠軸承座伸出的一端通過聯(lián)軸器連接驅(qū)動電機(jī)；基座的上表面在開槽兩邊固定一對滑軌承座，滑軌承座中設(shè)有滑軌以穿過傳力桿，傳力桿的一端連接力傳感器和測試頭，力傳感器用于測量測試頭所受壓力；傳力桿的另一端連接位移傳感器，位移傳感器用于測量傳力桿的位移量；傳力臂穿過開槽，且傳力臂的下部通過絲杠螺母穿過滾珠絲杠，上部與傳力桿固定連接。
【專利說明】汽車車身覆蓋件抗四性試驗(yàn)儀【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車測試領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀。
【背景技術(shù)】[0002]隨著汽車工業(yè)發(fā)展，汽車制造商除了關(guān)注汽車的安全性、舒適性外，同時為了節(jié)約能耗，適應(yīng)嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)環(huán)境，不得不采用更薄的鋼板作為汽車的外覆蓋件，從而導(dǎo)致外覆蓋件“變軟”而產(chǎn)生一系列問題，如外覆蓋件自重或者輕微的碰撞引起的凹陷，汽車行駛中產(chǎn)生的振動、噪音等等。針對這些情況，汽車制造商提出了外覆蓋件的抗凹性問題，客戶在購買轎車時也把車身的抗凹性作為一項(xiàng)主要指標(biāo)加以要求。所謂汽車鋼板抗凹性是指經(jīng)一定變形的試件(或者實(shí)沖零件)承受外部載荷作用，抵抗凹陷撓曲或者局部凹陷變形，保持形狀的能力，具體包括抗凹剛度、起伏載荷和局部凹陷抗力三個指標(biāo)。
[0003]為了測量汽車外板的抗凹性，目前業(yè)內(nèi)主要采用實(shí)物測量和軟件模擬兩種方式。雖然軟件模擬可以大致把握新車型外板的抗凹性能的理論分布情況，但由于計(jì)算機(jī)模擬無法把所有的影響因素都考慮進(jìn)去，因此通過實(shí)物進(jìn)行測量仍然存在意義。因?yàn)槭忻嫔蠜]有現(xiàn)成的專用測量設(shè)備，各大汽車廠商多采用自行設(shè)計(jì)的臨時夾具對加載裝置和傳感器進(jìn)行固定。這種裝置每測量一個部位都需要對夾具。進(jìn)行重新調(diào)整，需要耗費(fèi)大量時間。且受到夾具尺寸限制，在測量跨距較大的零件(如前后車門)時需要重新調(diào)整夾具位置，因此需要耗費(fèi)大量時間，效率極低。另外，受到夾具結(jié)構(gòu)限制，不能對車頂?shù)耐獍鍎偠冗M(jìn)行測量，在測量范圍方面存在一定限制。
[0004]如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中常用的車身側(cè)表面抗凹剛度測試臺架，包括底架8和垂直于底架且與底架固定連接的相互平行設(shè)置的立式框架I和立柱4:該立式框架的對稱的兩個豎框上分別連接橫梁安裝板3 ;橫梁安裝板3相對于立式框架的位置可上下調(diào)整；水平設(shè)置的橫梁2的兩端通過橫梁安裝板3與立式框架I可調(diào)整相對位置地連接。所述作動器安裝座10與所述橫梁2可調(diào)整相對位置地連接；所述作動器安裝座10包括固定座、活動座和鉸鏈銷；所述固定座與可調(diào)整位置地所述橫梁2固定連接；所述固定座與所述活動座的一端鉸接并繼而固定連接；所述活動座的另一端固定連接作動器9;所述作動器繼而連接測試頭6;所述測試頭6和所述作動器9之間設(shè)有力傳感器7;所述立柱和橫梁之間設(shè)有橫梁變形位移傳感器11，測試橫梁在剛度測試時的變形量。
[0005]該裝置使用固定式測試臺架，當(dāng)對車輛的一個部位進(jìn)行測量時，需要將臺架移動到該部位附近。然后通過臺架上的可調(diào)裝置，調(diào)整測試頭的位置和角度，確保測試頭對準(zhǔn)待測部位，并垂直于測試件表面。調(diào)整完畢后，通過作動器進(jìn)行加載，使測試頭與待測部位接觸后通過力傳感器與位移傳感器測得加載時的力與位移的變化，然后通過數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行處理，最終得出測量結(jié)果。使用時的效果如下圖2所示。
[0006]但是，利用現(xiàn)有方案的固定式測試臺架來進(jìn)行汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)，存在以下的不足:
[0007]1.現(xiàn)有方案采用框架式結(jié)構(gòu)，受到框架尺寸限制，在完成一個部位(如車門)測量后在測量下一個部位(如尾門)時需對框架整體進(jìn)行移動和固定，靈活性不佳；
[0008]2.現(xiàn)有方案測試頭位置調(diào)整裝置采用螺栓鎖緊，每調(diào)整一次測試頭位置都需要擰松數(shù)顆螺栓，在完成調(diào)整后又需要擰緊這些螺栓，這種調(diào)整方式費(fèi)時費(fèi)力，效率較低。
[0009]3.現(xiàn)有方案由于受到結(jié)構(gòu)和尺寸限制，不能測量車輛水平部位的鈑金面，如發(fā)動機(jī)罩后部、車頂及行李箱，詳見圖3中的陰影區(qū)域:
[0010]4.現(xiàn)有方案的位移傳感器與力傳感器沒有被剛性的串聯(lián)在一起，而是通過一根柔性拉線連接，當(dāng)力傳感器與位移傳感器軸線不同重合時，測量結(jié)果會出現(xiàn)錯誤。
[0011]5.現(xiàn)有方案沒有提及作動器的類型(液壓、電動)及操控方式(有線、無線)，但從作動器的形狀判斷其采用的是液壓缸型作動器，以及有線操控方式，其控制方法較為復(fù)雜，不
易掌握。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0012]本實(shí)用新型的多個方面提供一種汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，能夠?qū)崿F(xiàn)一次安裝隨處測量的目的，靈活性好，提高測試效率，而且測量部位沒有盲區(qū)，滿足測量需求。
[0013]本實(shí)用新型提供了一種汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，包括加載單元和控制單元，所述加載單元包括:基座、驅(qū)動電機(jī)、聯(lián)軸器、滾珠絲杠、滾珠軸承座、傳力臂、傳力桿、滑軌承座、測試頭、力傳感器和位移傳感器；
[0014]所述基座與機(jī)器人手臂連接，且所述基座上設(shè)有貫穿上、下表面的開槽；
[0015]所述基座的下表面在所述開槽兩邊固定一對所述滾珠軸承座，所述滾珠絲杠通過軸承固定在所述滾珠軸承座上，并可相對所述軸承轉(zhuǎn)動；所述滾珠絲杠從所述滾珠軸承座伸出的一端通過所述聯(lián)軸器連接所述驅(qū)動電機(jī)；
[0016]所述基座的上表面在所述開槽兩邊固定一對滑軌承座，所述滑軌承座中設(shè)有滑軌以穿過所述傳力桿，所述傳力桿的一端連接所述力傳感器和測試頭，所述力傳感器用于測量測試頭所受壓力；所述傳力桿的另一端連接所述位移傳感器，所述位移傳感器用于測量所述傳力桿的位移量；
[0017]所述傳力臂穿過所述開槽，且所述傳力臂的下部通過絲杠螺母穿過所述滾珠絲杠，上部與所述傳力桿固定連接；
[0018]藉由所述控制單元向所述驅(qū)動電機(jī)發(fā)送驅(qū)動信號，并通過所述聯(lián)軸器帶動滾珠絲杠同步轉(zhuǎn)動，所述滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為傳力臂的直線運(yùn)動，并帶動傳力桿在所述滑軌承座的滑軌中前后運(yùn)動，從而驅(qū)動所述測試頭前后運(yùn)動，以與汽車車身覆蓋件的待測部位進(jìn)行接觸測試，并通過所述力傳感器和位移傳感器采集測試數(shù)據(jù)。
[0019]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述傳力桿在所述滑軌承座之間的預(yù)設(shè)部位上設(shè)有一凹槽，所述傳力臂的上部利用過盈配合卡在所述凹槽里，從而與所述傳力桿固定連接。
[0020]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述位移傳感器通過卡箍固定在所述基座上，所述傳力桿的另一端連接所述位移傳感器的探測頭，且所述位移傳感器內(nèi)的彈性元件可使所述探測頭跟隨所述傳力桿前后伸縮。
[0021]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述控制單元包括穩(wěn)壓電源、遙控模塊和調(diào)速模塊，所述穩(wěn)壓電源將220V交流電壓轉(zhuǎn)換成12V直流電壓并輸出到所述遙控模塊；所述遙控模塊在接收到來自遙控器的控制信號后將所述12V直流電壓輸出給所述調(diào)速模塊，所述調(diào)速模塊將所述12V直流電壓進(jìn)行頻率調(diào)整后作為所述驅(qū)動信號輸出給所述驅(qū)動電機(jī)。
[0022]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述遙控器通過無線方式將所述控制信號發(fā)送給所述遙控模塊，且所述控制信號用于啟動/暫停所述驅(qū)動電機(jī)順時針/逆時針轉(zhuǎn)動。
[0023]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述驅(qū)動電機(jī)在所述驅(qū)動信號的作用下順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，從而通過所述聯(lián)軸器帶動所述滾珠絲杠同步轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使所述傳力臂在所述滾珠絲杠上前/后運(yùn)動，并帶動傳力桿在所述滑軌承座的滑軌中前/后運(yùn)動。
[0024]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述基座的一端設(shè)有多個螺栓固定孔，所述多個螺栓固定孔與機(jī)器人手臂上的連接孔一一對應(yīng)，通過多顆螺栓連接所述多個螺栓固定孔和機(jī)器人手臂上的連接孔，從而將抗凹性試驗(yàn)儀與機(jī)器人手臂固定在一起。
[0025]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，通過控制機(jī)器人手臂活動而將抗凹試驗(yàn)儀移動到對應(yīng)的測試點(diǎn)上。
[0026]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述測試頭、力傳感器和傳力桿通過螺紋連接成一剛性的整體，所述滑軌承座被螺栓剛性固定在所述基座上；所述驅(qū)動電機(jī)被電機(jī)支架剛性固定在所述基座上，所述驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)軸、聯(lián)軸器和滾珠絲杠也是剛性連接。
[0027]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述測試頭與汽車車身覆蓋件的待測部位接觸后，所述力傳感器測得測試頭所受的壓力，而所述位移傳感器測得所述傳力桿對應(yīng)的位移量；所述力傳感器和位移傳感器將測得的數(shù)據(jù)通過導(dǎo)線傳給數(shù)據(jù)采集儀以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而得出待測部位的力-位移曲線，所述力-位移曲線的縱坐標(biāo)為所述力傳感器測得的壓力，所述力-位移曲線的橫坐標(biāo)為所述位移傳感器測得對應(yīng)的位移量。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型公開的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀具有如下有益效果:
[0029]1.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀利用FANUC R2000_iB型機(jī)器人作為剛性固定的基座，由于機(jī)器人的活動范圍更大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)一次安裝隨處測量的目的，靈活性好。
[0030]2.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀測量完一個部位后，需要對下一個部位進(jìn)行測量時，僅需要操作機(jī)器人手臂移動對準(zhǔn)下一部位即可，不需要重新裝夾和調(diào)整，效率極高。
[0031]3.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀體積小巧，可隨機(jī)器人而移動，可以適應(yīng)復(fù)雜部位如發(fā)動機(jī)罩、頂篷、行李箱蓋等的測量需求，測量部位沒有盲區(qū)。
[0032]4.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀采用一根剛性的傳力桿將力傳感器與位移傳感器串聯(lián)在一起，可確保兩者軸線重合，避免了因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的測量結(jié)果錯誤。
[0033]5.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀采用直流減速電動機(jī)作為作動器，同時配備調(diào)速器，加載速度快慢隨意調(diào)整。
[0034]6.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀采用無線遙控的控制方式，不受纜線長度影響，其操作方式簡單易學(xué)、易掌握。
[0035]總的來說，本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀更加靈活、自由的方式，實(shí)現(xiàn)在不拆卸車身外覆蓋件的基礎(chǔ)上，對整車外板剛性進(jìn)行測量，這樣既能節(jié)約設(shè)計(jì)、制造夾具的成本，又實(shí)現(xiàn)了長距離、大空間內(nèi)的測量要求，并且顯著提升工作效率。【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種車身側(cè)表面抗凹剛度測試臺架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是利用圖1所示的車身側(cè)表面抗凹剛度測試臺架進(jìn)行測量時的示意圖；
[0038]圖3是利用圖1所示的車身側(cè)表面抗凹剛度測試臺架進(jìn)行測量后的效果示意圖；
[0039]圖4為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5是圖4所示的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀的另一角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖6是圖4所示的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀的正視圖；
[0042]圖7是圖4所示的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀的控制單元的結(jié)構(gòu)框圖；
[0043]圖8是本實(shí)用新型另一種實(shí)施例的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖9是圖8所示的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀的工作原理圖；
[0045]圖10是利用圖8所示的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀進(jìn)行測量時得到的力-位移曲線圖；
[0046]圖11?13是利用圖8所示的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀進(jìn)行測量時的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0048]參見圖4?6，是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)示意圖。該汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀包括加載單元100和控制單元200，所述加載單元100包括:基座101、驅(qū)動電機(jī)102、聯(lián)軸器103、滾珠絲杠104、滾珠軸承座105、傳力臂106、傳力桿107、滑軌承座108、測試頭109、力傳感器110和位移傳感器111。
[0049]其中，所述基座101的一端設(shè)有多個螺栓固定孔1011 (例如，四個)，所述多個螺栓固定孔1011與機(jī)器人手臂300上的連接孔(圖未示)一一對應(yīng)，通過多顆螺栓連接所述多個螺栓固定孔1011和機(jī)器人手臂300上的連接孔，從而將抗凹性試驗(yàn)儀與機(jī)器人手臂300固定在一起(參考圖13)。這樣，通過控制機(jī)器人手臂300活動而可以將抗凹試驗(yàn)儀移動到汽車車身覆蓋件所需的對應(yīng)的待測部位(測試點(diǎn))上。
[0050]所示基座101的另一端設(shè)有貫穿上表面IOla和下表面IOlb的開槽1012。
[0051]所述基座101的下表面IOlb在所述開槽1012兩邊固定設(shè)有一對所述滾珠軸承座105，所述滾珠絲杠104通過軸承105a固定在所述滾珠軸承座105上，并可相對所述軸承105a轉(zhuǎn)動(順時針或逆時針);所述滾珠絲杠104從所述滾珠軸承座105伸出的一端通過所述聯(lián)軸器103連接所述驅(qū)動電機(jī)102。優(yōu)選的，所述驅(qū)動電機(jī)102被電機(jī)支架1021剛性固定在所述基座101上，所述驅(qū)動電機(jī)102的轉(zhuǎn)軸(與聯(lián)軸器連接，圖未示)、聯(lián)軸器103和滾珠絲杠104為剛性連接。
[0052]所述基座101的上表面101在所述滑槽1012兩邊固定一對所述滑軌承座108，所述滑軌承座108中均設(shè)有通孔(圖未示)以穿過所述傳力桿107，所述滑軌承座108中設(shè)置的通孔構(gòu)成滑軌108a，所述傳力桿107可在所述滑軌承座108的滑軌108a內(nèi)前后運(yùn)動(滑動)。所述傳力桿107的一端107a依次連接所述力傳感器110和測試頭109，其中，所述力傳感器110用于測量測試頭109所受的壓力大??；所述傳力桿107的另一端107b連接所述位移傳感器111，所述位移傳感器111用于測量所述傳力桿107的位移量。具體的，所述位移傳感器111通過卡箍1110固定在所述基座101上，所述傳力桿107的另一端107b連接所述位移傳感器111的探測頭111a，且所述位移傳感器111內(nèi)的彈性元件(圖未示)可使所述探測頭Illa跟隨所述傳力桿107前后伸縮，所述彈性元件優(yōu)選為彈簧。
[0053]優(yōu)選的，所述測試頭109、力傳感器110和傳力107桿通過螺紋連接成一剛性的整體，所述滑軌承座108被螺栓剛性固定在所述基座101上。
[0054]所述傳力臂106穿過所述開槽1012，且所述傳力臂106的下部106b通過絲杠螺母1061穿過所述滾珠絲杠104，上部106a與所述傳力桿107固定連接。即，所述傳力臂106的下部106b穿過所述滾珠絲杠104，并且與所述絲杠螺母1061剛性連接，能夠在所述絲杠螺母1061的帶動下在所述滾珠絲杠104上往返運(yùn)動。而所述傳力桿107在所述滑軌承座108之間的預(yù)設(shè)部位上設(shè)有一凹槽(圖未示)，所述傳力臂106的上部106a利用過盈配合卡在所述凹槽里，從而與所述傳力桿107固定連接。
[0055]藉由所述控制單元200向所述驅(qū)動電機(jī)102發(fā)送驅(qū)動信號，所述驅(qū)動電機(jī)102在所述驅(qū)動信號的作用下順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，從而通過所述聯(lián)軸器103帶動所述滾珠絲杠104同步轉(zhuǎn)動，所述滾珠絲杠104在轉(zhuǎn)動的過程中，使得所述絲杠螺母1061前/后運(yùn)動，進(jìn)而帶動所述傳力臂106在所述滾珠絲杠104上前/后運(yùn)動(即所述滾珠絲杠104將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為傳力臂106的直線運(yùn)動)，所述傳力臂106的運(yùn)動帶動傳力桿在所述滑軌承座108的滑軌108a中前/后運(yùn)動，從而驅(qū)動所述測試頭109前后運(yùn)動，以與汽車車身覆蓋件的待測部位進(jìn)行接觸測試，并通過所述力傳感器110和位移傳感器111采集測試數(shù)據(jù)。
[0056]參考圖7，在本實(shí)施例中，所述控制單元200包括穩(wěn)壓電源201、遙控模塊102和調(diào)速模塊203，所述穩(wěn)壓電源201將220V交流電壓轉(zhuǎn)換成12V直流電壓并輸出到所述遙控模塊202。所述遙控模塊202在接收到來自遙控器204的控制信號后將對應(yīng)的12V直流的控制電壓輸出給所述調(diào)速模塊203，所述調(diào)速模塊將所述12V直流的控制電壓進(jìn)行頻率調(diào)整后作為所述驅(qū)動信號輸出給所述驅(qū)動電機(jī)102。其中，所述遙控器204通過無線方式將所述控制信號發(fā)送給所述遙控模塊202，且所述控制信號用于啟動/暫停所述驅(qū)動電機(jī)102順時針/逆時針轉(zhuǎn)動(即所述遙控器204上對應(yīng)包括啟動按鍵、暫停按鍵、前進(jìn)按鍵和后退按鍵，也可默認(rèn)按下啟動按鍵即啟動傳力桿107前進(jìn)，因此，可以無需前進(jìn)按鍵)。
[0057]在本實(shí)施例中，所述控制單元200也固定在所述加載單元100的基座101上，并直接與所述驅(qū)動電機(jī)102。但可以理解的，所述控制單元200也可以與所述加載單元100分開布置，如圖8所示,所述控制單元200并不固定在所述加載單元100的基座101上,而是獨(dú)立成一個整體并通過導(dǎo)線與所述加載單元100的驅(qū)動電機(jī)102連接控制其工作。由于所述加載單元100是通過所述基座101直接固定到機(jī)器人手臂300上的，將控制單元200與所述加載單元100分開布置，能夠有效減少安裝在機(jī)器人手臂300上的重量。
[0058]下面，結(jié)合圖9，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀的工作原理:當(dāng)所述驅(qū)動電機(jī)102接收到所述控制單元200發(fā)送的驅(qū)動信號(12V的驅(qū)動電壓)后，所述驅(qū)動電機(jī)102在所述驅(qū)動信號的作用下順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，從而通過所述聯(lián)軸器103帶動所述滾珠絲杠104同步轉(zhuǎn)動，所述滾珠絲杠104在轉(zhuǎn)動的過程中，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，使得所述絲杠螺母1061前/后運(yùn)動，進(jìn)而帶動所述傳力臂106在所述滾珠絲杠104上前/后運(yùn)動。由于所述傳力桿107、力傳感器110和測試頭109為剛性連接，所以，所述傳力臂106的運(yùn)動帶動傳力桿107在所述滑軌承座108的滑軌中前/后運(yùn)動時,最終運(yùn)動被傳遞到所述測試頭109上，從而驅(qū)動所述測試頭109前后運(yùn)動，以與汽車車身覆蓋件的待測部位進(jìn)行接觸測試。當(dāng)所述測試頭與汽車車身覆蓋件的待測部位接觸并進(jìn)一步向前運(yùn)動時，所述力傳感器110測得測試頭109所受的壓力，而所述位移傳感器111測得所述傳力桿107對應(yīng)的位移量。所述力傳感器110和位移傳感器111將測得的數(shù)據(jù)通過導(dǎo)線傳給數(shù)據(jù)采集儀以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而得出待測部位的力-位移曲線(如圖10所示)，所述力-位移曲線的縱坐標(biāo)為所述力傳感器測得的壓力，所述力-位移曲線的橫坐標(biāo)為所述位移傳感器測得對應(yīng)的位移量。
[0059]結(jié)合圖11?13,下面描述如果利用本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀進(jìn)行抗凹性的檢測，過程如下:
[0060]第一步:檢查抗凹試驗(yàn)儀的位移傳感器111是否預(yù)留了足夠的伸出量程。如圖11所示，如量程不足，則按下所述遙控器的后退按鍵以驅(qū)動抗凹試驗(yàn)儀傳力桿后退，當(dāng)可用量程足夠時，則按下遙控器的停止按鈕，量程準(zhǔn)備完畢。(不同主機(jī)廠的判斷基準(zhǔn)不同，所需的足夠量程也不一樣。本實(shí)施例使用的是量程為25mm的位移傳感器，傳感器探頭上共有5道刻線，下圖只露出I道刻線，說明預(yù)留了 20mm量程)
[0061]第二步:操作機(jī)器人，控制機(jī)器人手臂活動而將抗凹試驗(yàn)儀移動到汽車車身覆蓋件400對應(yīng)的待測部位(測試點(diǎn))上，并使抗凹試驗(yàn)儀的測量頭109的中軸線與待測試點(diǎn)所在的平面完全垂直，并預(yù)留I?2mm的間距，可以從上下左右四個角度去觀察，確保軸線與待側(cè)面空間垂直，如圖12所示。
[0062]第三步:將數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置到測量界面，保持兩個通道可測量。一個通道連接位移傳感器111，另一個通道連接力傳感器110。輸出的曲線將位移量作為橫坐標(biāo)，力作為縱坐標(biāo)(圖10所示)。在相關(guān)參數(shù)設(shè)置完畢之后開始記錄。
[0063]第四步:按下遙控器的啟動按鈕，驅(qū)動抗凹試驗(yàn)儀的驅(qū)動電機(jī)102開始工作，所述滾珠絲杠104通過傳力臂106和傳力桿107帶動測試頭109緩緩前進(jìn)(圖13所示)。此時也可通過控制單元盒上的調(diào)速旋鈕(控制調(diào)速模塊)，調(diào)整到適當(dāng)?shù)募虞d速度。在加載過程中需要密切觀察數(shù)據(jù)采集儀監(jiān)控窗口，尤其是實(shí)際載荷的變化。
[0064]第五步:當(dāng)數(shù)據(jù)采集儀屏幕顯示的載荷值上升到需要的值(不同主機(jī)廠的設(shè)定的載荷值可能是不同的，本例中載荷值設(shè)定為20kgf)時，立即按下遙控器的暫停按鍵，然后再按下遙控器的后退按鍵。屏幕顯示的位移完全為O后再后退I?2_，然后按下遙控器的暫停按鍵，控制抗凹試驗(yàn)儀停止作動，如圖10所示。
[0065]第六步:操作數(shù)據(jù)采集儀，停止數(shù)據(jù)采集，從而完成一個測點(diǎn)的測量。
[0066]第七步:操作機(jī)器人，控制機(jī)器人手臂活動而將抗凹試驗(yàn)儀移動到汽車車身覆蓋件所需的另一個待測部位(測試點(diǎn))上，并重復(fù)第二步至第五步進(jìn)行測量。待完成全部待測部位(測試點(diǎn))的測量后，將試驗(yàn)儀從機(jī)械手上拆下。
[0067]綜上所述，本實(shí)用新型公開的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀具有如下有益效果:[0068]1.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀利用FANUC R2000_iB型機(jī)器人作為剛性固定的基座，由于機(jī)器人的活動范圍更大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)一次安裝隨處測量的目的，靈活性好。
[0069]2.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀測量完一個部位后，需要對下一個部位進(jìn)行測量時，僅需要操作機(jī)器人手臂移動對準(zhǔn)下一部位即可，不需要重新裝夾和調(diào)整，效率極高。
[0070]3.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀體積小巧，可隨機(jī)器人而移動，可以適應(yīng)復(fù)雜部位如發(fā)動機(jī)罩、頂篷、行李箱蓋等的測量需求，測量部位沒有盲區(qū)。
[0071]4.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀采用一根剛性的傳力桿將力傳感器與位移傳感器串聯(lián)在一起，可確保兩者軸線重合，避免了因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的測量結(jié)果錯誤。
[0072]5.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀采用直流減速電動機(jī)作為作動器，同時配備調(diào)速器，加載速度快慢隨意調(diào)整。
[0073]6.本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀采用無線遙控的控制方式，不受纜線長度影響，其操作方式簡單易學(xué)、易掌握。
[0074]總的來說，本實(shí)用新型的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀更加靈活、自由的方式，實(shí)現(xiàn)在不拆卸車身外覆蓋件的基礎(chǔ)上，對整車外板剛性進(jìn)行測量，這樣既能節(jié)約設(shè)計(jì)、制造夾具的成本，又實(shí)現(xiàn)了長距離、大空間內(nèi)的測量要求，并且顯著提升工作效率。
[0075]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，其特征在于，包括加載單元和控制單元，所述加載單元包括:基座、驅(qū)動電機(jī)、聯(lián)軸器、滾珠絲杠、滾珠軸承座、傳力臂、傳力桿、滑軌承座、測試頭、力傳感器和位移傳感器； 所述基座與機(jī)器人手臂連接，且所述基座上設(shè)有貫穿上、下表面的開槽； 所述基座的下表面在所述開槽兩邊固定一對所述滾珠軸承座，所述滾珠絲杠通過軸承固定在所述滾珠軸承座上，并可相對所述軸承轉(zhuǎn)動；所述滾珠絲杠從所述滾珠軸承座伸出的一端通過所述聯(lián)軸器連接所述驅(qū)動電機(jī)； 所述基座的上表面在所述開槽兩邊固定一對滑軌承座，所述滑軌承座中設(shè)有滑軌以穿過所述傳力桿，所述傳力桿的一端連接所述力傳感器和測試頭，所述力傳感器用于測量測試頭所受壓力；所述傳力桿的另一端連接所述位移傳感器，所述位移傳感器用于測量所述傳力桿的位移量； 所述傳力臂穿過所述開槽，且所述傳力臂的下部通過絲杠螺母穿過所述滾珠絲杠，上部與所述傳力桿固定連接； 藉由所述控制單元向所述驅(qū)動電機(jī)發(fā)送驅(qū)動信號，并通過所述聯(lián)軸器帶動滾珠絲杠同步轉(zhuǎn)動，所述滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為傳力臂的直線運(yùn)動，并帶動傳力桿在所述滑軌承座的滑軌中前后運(yùn)動，從而驅(qū)動所述測試頭前后運(yùn)動，以與汽車車身覆蓋件的待測部位進(jìn)行接觸測試，并通過所述力傳感器和位移傳感器采集測試數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，其特征在于，所述傳力桿在所述滑軌承座之間的預(yù)設(shè)部位上設(shè)有一凹槽，所述傳力臂的上部利用過盈配合卡在所述凹槽里，從而與所述傳力桿固定連接。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，其特征在于，所述位移傳感器通過卡箍固定在所述基座上，所述傳力桿的另一端連接所述位移傳感器的探測頭，且所述位移傳感器內(nèi)的彈性元件可使所述探測頭跟隨所述傳力桿前后伸縮。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，其特征在于，所述控制單元包括穩(wěn)壓電源、遙控模塊和調(diào)速模塊，所述穩(wěn)壓電源將220V交流電壓轉(zhuǎn)換成12V直流電壓并輸出到所述遙控模塊；所述遙控模塊在接收到來自遙控器的控制信號后將對應(yīng)的12V直流電壓輸出給所述調(diào)速模塊，所述調(diào)速模塊將所述12V直流電壓進(jìn)行頻率調(diào)整后作為所述驅(qū)動信號輸出給所述驅(qū)動電機(jī)。
5.如權(quán)利要求4所述的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，其特征在于，所述遙控器通過無線方式將所述控制信號發(fā)送給所述遙控模塊，且所述控制信號用于啟動/暫停所述驅(qū)動電機(jī)順時針/逆時針轉(zhuǎn)動。
6.如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，其特征在于，所述驅(qū)動電機(jī)在所述驅(qū)動信號的作用下順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，從而通過所述聯(lián)軸器帶動所述滾珠絲杠同步轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使所述傳力臂在所述滾珠絲杠上前/后運(yùn)動，并帶動傳力桿在所述滑軌承座的滑軌中前/后運(yùn)動。
7.如權(quán)利要求1所述的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，其特征在于，所述基座的一端設(shè)有多個螺栓固定孔，所述多個螺栓固定孔與機(jī)器人手臂上的連接孔一一對應(yīng)，通過多顆螺栓連接所述多個螺栓固定孔和機(jī)器人手臂上的連接孔，從而將抗凹性試驗(yàn)儀與機(jī)器人手臂固定在一起。
8.如權(quán)利要求7所述的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，其特征在于，通過控制機(jī)器人手臂活動而將抗凹試驗(yàn)儀移動到汽車車身覆蓋件上對應(yīng)的待測部位。
9.如權(quán)利要求1所述的汽車車身覆蓋件抗凹性試驗(yàn)儀，其特征在于，所述測試頭、力傳感器和傳力桿通過螺紋連接成一剛性的整體，所述滑軌承座被螺栓剛性固定在所述基座上；所述驅(qū)動電機(jī)被電機(jī)支架剛性固定在所述基座上，所述驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)軸、聯(lián)軸器和滾珠絲杠也是剛性連接。
【文檔編號】G01M17/007GK203705168SQ201320708017
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】吳法, 賈文召 申請人:廣汽本田汽車有限公司