車身安裝固定點(diǎn)靜剛度試驗(yàn)臺(tái)及其試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種車身安裝固定點(diǎn)靜剛度試驗(yàn)臺(tái)及其試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車車身是由鋼板經(jīng)過鈑金工藝制成的車身本體再與其它鈑金件一起結(jié)合成整車，其它鈑金件主要包括車門、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱蓋、車門鎖銷、天窗等，這些部件與車身本體之間需要較為牢固的連接，以適應(yīng)汽車行駛過程中的顛簸、沖擊力等外力作用，保障車身的整體安全性能，同時(shí)，汽車車身上還需要安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、換擋機(jī)構(gòu)、拖車鉤等部件，這些部件的安裝牢固程度也直接影響到車身的整體安全性能，因此，需要對(duì)車身上的各部件的安裝固定點(diǎn)的靜剛度做測(cè)試，以觀察這些固定點(diǎn)在受到不同載荷、不同方向的壓力和拉力時(shí)所發(fā)生的變形情況以及所能承受的最大壓力和拉力，因此需要一種車身安裝固定點(diǎn)靜剛度試驗(yàn)臺(tái)來進(jìn)行全方位的測(cè)試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種車身安裝固定點(diǎn)靜剛度試驗(yàn)臺(tái)及其試驗(yàn)方法，能夠模擬實(shí)際工作過程中的約束條件和載荷條件，測(cè)試車身安裝固定點(diǎn)靜剛度，提供準(zhǔn)確全面的測(cè)試結(jié)果。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
車身安裝固定點(diǎn)靜剛度試驗(yàn)臺(tái)，包括設(shè)置在機(jī)械臺(tái)架上的、由主控系統(tǒng)控制的加載測(cè)試系統(tǒng)，所述加載測(cè)試系統(tǒng)包括與機(jī)械臺(tái)架相連接的加載搖臂以及設(shè)置在加載搖臂上的加載單元。
[0005]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述加載搖臂包括通過底盤與機(jī)械臺(tái)架相連接的立柱以及通過滑動(dòng)座設(shè)置在立柱上端的加載臂，所述立柱的下端設(shè)置分度機(jī)構(gòu)I且通過鉸接軸鉸接在底盤上，所述立柱的上端設(shè)置與滑動(dòng)座相匹配的滑動(dòng)導(dǎo)軌，所述滑動(dòng)座上設(shè)置與滑動(dòng)導(dǎo)軌相配合的豎直伺服電機(jī)，所述加載臂包括設(shè)置在分度機(jī)構(gòu)II上的導(dǎo)向桿以及與水平伺服電機(jī)相連接的調(diào)節(jié)螺桿，所述加載臂通過分度機(jī)構(gòu)II中部的鉸接軸鉸接在滑動(dòng)座上。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述分度機(jī)構(gòu)I包括設(shè)置在立柱端部的分度盤I以及設(shè)置在底盤上且與分度盤I相配合的、由轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)I驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)絲杠I，所述分度機(jī)構(gòu)II包括設(shè)置在加載臂端部的分度盤II以及設(shè)置在滑動(dòng)座上且與分度盤II相配合的、由轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)II驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)絲杠II。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述底盤上設(shè)置鎖緊螺栓I，所述分度盤I上設(shè)置與鎖緊螺栓I相配合的弧形滑槽I，所述滑動(dòng)座上設(shè)置鎖緊螺栓II，所述分度盤II上設(shè)置與鎖緊螺栓II相配合的弧形滑槽II。
[0008]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述加載單元包括設(shè)置在加載臂上且與調(diào)節(jié)螺桿相配合的加載底座，所述加載底座上設(shè)置通過力傳感器與伺服電動(dòng)缸的輸出桿相連接的加載桿，所述加載底座上還設(shè)置位移傳感器。
[0009]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述伺服電動(dòng)缸包括伺服電機(jī)以及與伺服電機(jī)相連接的行星滾柱絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)，所述行星滾柱絲杠的輸出桿通過設(shè)置在底座導(dǎo)軌上的T型連接件與力傳感器相連接。
[0010]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述主控系統(tǒng)包括與計(jì)算機(jī)相連接的控制主板，所述控制主板通過數(shù)模輸出卡與加載單元上的伺服電動(dòng)缸、加載臂上的水平伺服電機(jī)、滑動(dòng)座上的豎直伺服電機(jī)、分度機(jī)構(gòu)I上的轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)1、滑動(dòng)座上的轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)II相連接，所述控制主板通過模數(shù)輸入卡與力傳感器和位移傳感器相連接。
[0011]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述機(jī)械臺(tái)架上設(shè)置安裝車身的支撐柱。
[0012]本發(fā)明還公開了車身安裝固定點(diǎn)靜剛度試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)方法，包括以下步驟，
1)將待檢測(cè)車身通過支撐柱固定安裝在機(jī)械臺(tái)架上，
2)調(diào)整加載搖臂的位置和高度，
3)將加載單元與待測(cè)車身安裝固定點(diǎn)相連接，
4)將力傳感器和位移傳感器調(diào)零，
5)按設(shè)定程序加載，計(jì)算機(jī)記錄并做出表征剛度性能的加載力-位移曲線。
[0013]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述車身安裝固定點(diǎn)包括車門鉸鏈固定點(diǎn)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩鉸鏈固定點(diǎn)、行李箱蓋鉸鏈固定點(diǎn)、車門鎖銷固定點(diǎn)、換擋機(jī)構(gòu)安裝固定點(diǎn)、天窗固定點(diǎn)、拖車鉤固定點(diǎn)。
[0014]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是:
本發(fā)明的車身安裝固定點(diǎn)靜剛度試驗(yàn)臺(tái)，用于在研車白車身靜剛度測(cè)試工作，模擬實(shí)際工作過程中的約束條件和載荷條件，用于測(cè)試車身安裝固定點(diǎn)靜剛度，包括:車門鉸鏈固定點(diǎn)、發(fā)罩鉸鏈固定點(diǎn)、行李箱蓋鉸鏈固定點(diǎn)、車門鎖銷固定點(diǎn)、換擋機(jī)構(gòu)安裝固定點(diǎn)、天窗固定點(diǎn)、拖車鉤固定點(diǎn)等；也可以用于測(cè)試車身外表面鈑金件抗凹陷能力。
[0015]本發(fā)明可按各安裝固定點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)，進(jìn)行六個(gè)方向加載試驗(yàn)，每個(gè)方向可分別進(jìn)行拉、壓試驗(yàn)。對(duì)于本試驗(yàn)臺(tái)而言，設(shè)定加載臂為X方向、立柱為Y方向、與X方向和Y方向同時(shí)垂直的為Z方向，本試驗(yàn)臺(tái)通過分度機(jī)構(gòu)I可控制加載單元在與XZ平面相平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，通過分度機(jī)構(gòu)II可控制加載單元在與YZ平面相平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，通過調(diào)節(jié)螺桿可控制加載單元沿著X軸運(yùn)動(dòng)，通過滑動(dòng)導(dǎo)軌可控制加載單元沿著與Y軸相平行的方向運(yùn)動(dòng)，保證了試驗(yàn)操作的可行性和準(zhǔn)確性。
[0016]本發(fā)明的測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，通過計(jì)算機(jī)連接的控制主板控制整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行，通過高速高精度的數(shù)模輸出卡，計(jì)算機(jī)能夠控制試驗(yàn)臺(tái)各部件的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)加載搖臂和加載單元的準(zhǔn)確動(dòng)作。通過高速高精度的模數(shù)輸入卡，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)并記錄加載單元上的位移傳感器、力傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的加載單元采用伺服電動(dòng)缸對(duì)試驗(yàn)體進(jìn)行加載，伺服電動(dòng)缸是由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行星滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。伺服電動(dòng)缸具有運(yùn)動(dòng)速度快、位置精度高、承載能力強(qiáng)和較強(qiáng)的系統(tǒng)剛性。它與力傳感器、位移傳感器、計(jì)算機(jī)組成一閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量精確，穩(wěn)定可靠。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的A處的局部視圖；
圖3是本發(fā)明的B處的局部視圖；
圖4是本發(fā)明的C處的局部視圖；
圖5是本發(fā)明的主控系統(tǒng)的示意圖；
其中，1、機(jī)械臺(tái)架，2、加載搖臂，2-1、底盤，2-1-1、鎖緊螺栓I，2-2、立柱，2-2-1、滑動(dòng)導(dǎo)軌，2-3、滑動(dòng)座，2-3-1、豎直伺服電機(jī)，2-3-2、鎖緊螺栓II，2_4、加載臂，2_4_1、導(dǎo)向桿，2_4_2、水平伺服電機(jī)，2_4_3、調(diào)節(jié)螺桿，2_5、分度機(jī)構(gòu)I，2_5_1、分度盤I，2_5_2、調(diào)節(jié)絲杠I，2-6、分度機(jī)構(gòu)II，2-6-1、分度盤II，2-6-2、調(diào)節(jié)絲杠II，3、加載單元，3-1、加載底座，3-1-1、底座導(dǎo)軌，3-2、伺服電動(dòng)缸，3-2-1、伺服電機(jī)，3-2-2、行星滾柱絲杠，3-2-3、T型連接件，3-3、力傳感器，3-4、加載桿，3-5、位移傳感器，4、支撐柱。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
本發(fā)明公開的車身安裝固定點(diǎn)靜剛度試驗(yàn)臺(tái)，包括機(jī)械臺(tái)架1、主控制系統(tǒng)和加載測(cè)試系統(tǒng)。加載測(cè)試系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)械臺(tái)架I上，加載測(cè)試系統(tǒng)包括加載搖臂2和加載單元3。加載搖臂2與機(jī)械臺(tái)架I相連接，加載單元3設(shè)置在加載搖臂2上。具體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3、圖4所示。
[0019]本發(fā)明的機(jī)械臺(tái)架I為長方形，機(jī)械臺(tái)架I上設(shè)置安裝車身的支撐柱4。支撐柱4的數(shù)量為4根，每2根為一組，分別對(duì)應(yīng)車身的前懸系統(tǒng)和后懸系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)車身整體的穩(wěn)定控制。
[0020]本發(fā)明的加載搖臂2包括底盤2-1、立柱2-2、滑動(dòng)座2_3、加載臂2_4、分度機(jī)構(gòu)I 2_5、分度機(jī)構(gòu)II 2-6 ο
[0021]底盤2-1為方形，設(shè)置在機(jī)械臺(tái)架I上，底盤2-1可以在機(jī)械臺(tái)架I上移動(dòng)，底盤
2-1可通過固定裝置固定設(shè)置在機(jī)械臺(tái)架I上。底盤2-1中設(shè)置鉸接孔，用來設(shè)置立柱2-2以及分度機(jī)構(gòu)I 2-5。底盤2-1上還設(shè)置鎖緊螺栓I 2-1-1，用來鎖止分度機(jī)構(gòu)I 2-5。
[0022]立柱2-2為方形空心管或?qū)嵭闹⒅?-2通過底盤2_1與機(jī)械臺(tái)架I相連接，立柱2-2的下端設(shè)置分度機(jī)構(gòu)I 2-5。分度機(jī)構(gòu)I 2-5的中心設(shè)置鉸接軸，鉸接軸鉸接在底盤2-1上。分度機(jī)構(gòu)I 2-5包括分度盤I 2-5-1、調(diào)節(jié)絲杠I 2-5-2、轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)I。分度盤I 2-5-1設(shè)置在立柱2-2的下端，調(diào)節(jié)絲杠I 2-5-2與分度盤I 2-5-1相配合，調(diào)節(jié)絲杠
I2-5-2設(shè)置在底盤2-1上，轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)I驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)絲杠I 2-5-2轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)分度盤I 2-5-1和立柱2-2轉(zhuǎn)動(dòng)。底盤2-1上設(shè)置鎖緊螺栓I 2_1_1，分度盤I 2_5_1上設(shè)置與鎖緊螺栓I 2-1-1相配合的弧形滑槽I，鎖緊螺栓I 2-1-1可對(duì)調(diào)整好角度的立柱2-2進(jìn)行鎖止，保證立柱2-2在工作時(shí)的動(dòng)態(tài)剛度。
[0023]立柱2-2的上端設(shè)置滑動(dòng)導(dǎo)軌2-2-1，滑動(dòng)導(dǎo)軌2_2_1對(duì)稱設(shè)置在立柱2_2的相對(duì)著的兩個(gè)側(cè)面上，每個(gè)側(cè)面上設(shè)置兩根相平行的滑動(dòng)導(dǎo)軌2-2-1 ο立柱2-2上端套有與滑動(dòng)導(dǎo)軌2-2-1相匹配的滑動(dòng)座2-3。
[0024]滑動(dòng)座2-3設(shè)置在立柱2-2的上端，滑動(dòng)座2_3為方形的環(huán)狀，滑動(dòng)座2_3的內(nèi)側(cè)面的兩個(gè)相對(duì)側(cè)面上設(shè)置與滑動(dòng)導(dǎo)軌2-2-1相匹配的槽，滑動(dòng)座2-3上設(shè)置與滑動(dòng)導(dǎo)軌2-2-1相配合的豎直伺服電機(jī)2-3-1，豎直伺服電機(jī)2-3-1能夠驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)座2_3沿著導(dǎo)軌進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)?；瑒?dòng)座2-3的一個(gè)外側(cè)面上設(shè)置一個(gè)鉸接孔，用來設(shè)置加載臂2-4以及分度機(jī)構(gòu)II 2-6，在滑動(dòng)座2-3的同一外側(cè)面上還設(shè)置鎖緊螺栓II 2-3-2，用來鎖止分度機(jī)構(gòu)II 2-6 ο
[0025]加載臂2-4包括導(dǎo)向桿2-4-1、水平伺服電機(jī)2_4_2、調(diào)節(jié)螺桿2_4_3，導(dǎo)向桿2-4-1的數(shù)量至少為兩根，對(duì)稱設(shè)置在分度機(jī)構(gòu)II 2-6上，水平伺服電機(jī)2-4-2與調(diào)節(jié)螺桿
2-4-3相連接并驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿2-4-3轉(zhuǎn)動(dòng)。加載臂2-4通過分度機(jī)構(gòu)II2-6中部的鉸接軸鉸接在滑動(dòng)座2-3上。
[0026]分度機(jī)構(gòu)II 2-6包括分度盤II 2-6-1、調(diào)節(jié)絲杠II 2_6_2、轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)II，分度盤II 2-6-1設(shè)置在加載臂2-4的端部，調(diào)節(jié)絲杠II 2-6-2設(shè)置在滑動(dòng)座2-3上且與分度盤
II2-6-1相配合，轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)II驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)絲杠II 2-6-2轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)分度盤II 2-6-1和加載臂2-4轉(zhuǎn)動(dòng)。在滑動(dòng)座2-3的同一外側(cè)面上還設(shè)置鎖緊螺栓II 2-3-2，用來鎖止分度機(jī)構(gòu)II 2-6ο分度盤II 2-6-1上設(shè)置與鎖緊螺栓II 2-3-2相配合的弧形滑槽II。
[0027]本發(fā)明的加載單元3包括設(shè)加載底座3-1、伺服電動(dòng)缸3-2、力傳感器3_3、加載桿
3-4、位移傳感器3-5。
[0028]加載底座3-1設(shè)置在加載臂2-5上，加載底座3-1與調(diào)節(jié)螺桿2_4_3相配