車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，由試驗臺、加載控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)構(gòu)成，利用圖像三維測量法精確地測量變形矢量，替代三臺大型設備，測試側(cè)門、車頂和防撞桿等關(guān)鍵零部件的強度及剛度，利用圖像處理系統(tǒng)采集、再現(xiàn)、分析和評價整個試驗過程。試驗臺可適應不同車型乘用車的測試，并具有位移控制、加載力控制、邏輯控制方法，其中互換型加載裝置為柱式加載裝置時，可進行側(cè)門試驗及防撞桿試驗，當換裝為平板式加載裝置時，利用車身定位裝置后可進行車頂試驗。通過紅外熱像圖可判斷屈服點的分布；通過布置激光測量點可以取得基準點在試驗前后的靜態(tài)位置，以及變形點的插值移動位置，為有限元等理論計算提供更準確的邊界條件。
【專利說明】車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及機械領(lǐng)域，尤其涉及汽車安全性能測試裝置，特別是一種車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】:
汽車安全性是汽車最首要的性能。汽車碰撞事故可分為正面碰撞、側(cè)面碰撞、追尾和翻滾等幾種主要類型。據(jù)統(tǒng)計,側(cè)面碰撞約占事故總數(shù)的31%，翻滾也占相當比例，而且由于車身橫向剛度較差，因而乘員傷害特別嚴重。汽車被動安全性研究一般有交通事故分析法、理論計算法和試驗法等三種方法，其中試驗法最具說服力。提高汽車被動安全性的主要措施之一是調(diào)整車身不同部位的剛度，使得某些部位的剛度較小，利用其變形來吸收碰撞時的撞擊能量，而乘員所在的部位(側(cè)門和車頂附近)剛度則較大，變形較小。因此除了側(cè)門和車頂強度以外，側(cè)門和車頂剛度對乘員安全性也具有特別重要的意義?，F(xiàn)有技術(shù)中，對側(cè)門、車頂和關(guān)鍵零部件強度的試驗分別利用側(cè)面碰撞試驗臺和車頂碰撞試驗臺等3臺不同的試驗臺進行，其中在側(cè)門試驗過程中，將汽車以規(guī)定的方式固定于臺架上，用一個加載器對汽車側(cè)面的指定位置進行撞擊，利用拉線式位移傳感器測量車身特征點主變形方向上的一維變形量；而車頂試驗時，被試車輛被固定在剛性水平面上，在被試車輛上方，龐大車頂試驗機的長達1830mm,寬760_的平板式加載器是可調(diào)節(jié)加載力的方向,超過10kN加載力的液壓動力裝置“側(cè)懸”在高空，還需任意調(diào)節(jié)加載方向和高度，其結(jié)構(gòu)十分復雜，體積十分龐大。其次，由于側(cè)門碰撞試驗臺和車頂碰撞試驗臺分別占用場地,因此試驗成本較高。此外，拉線式位移傳感器只能測量主變形方向上的一維變形量，不能精確測量車身的剛度即變形矢量。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于提供一種車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，所述的這種車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)要解決現(xiàn)有技術(shù)中:(I)側(cè)門碰撞試驗、車頂碰撞試驗和關(guān)鍵零部件的試驗需要3臺不同的昂貴的大型試驗臺，而且這些試驗臺需要分別占用較大場地，(2)車頂試驗臺結(jié)構(gòu)十分復雜，體積十分龐大。本發(fā)明“逆向設計”，即平板式加載器加載的方向不變，而被試車輛定位可調(diào)，(3)不能測量車身附屬零部件的強度和剛度、不能精確測量車身的剛度的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明的這種車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，包括試驗臺、加載控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其中，所述的試驗臺包括臺架總成、導向支承裝置總成和動力加載系統(tǒng)總成，所述的導向支承裝置總成包括導軌支架和兩個平行設置的直線滾動導軌，所述的導軌支架固定設置在所述的臺架總成中，所述的兩個直線滾動導軌分別設置在導軌支架中，所述的動力加載系統(tǒng)包括加載器和油缸，所述的加載器連接在所述的兩個直線滾動導軌的前端，所述的油缸包括缸體和活塞桿，所述的缸體和活塞桿分別與臺架總成和加載器連接，所述的加載控制系統(tǒng)包括一個液壓伺服系統(tǒng)和一個控制計算機，所述的液壓伺服系統(tǒng)包括液壓油箱、電機、液壓油泵和活塞桿位移傳感器，所述的液壓油箱通過液壓管道與所述的油缸的缸體連接，所述的液壓油泵連接在所述的液壓管道中，所述的電機的輸出軸與液壓油泵的輸入軸連接，所述的活塞桿位移傳感器設置在活塞桿或者缸體上，活塞桿位移傳感器通過信號線與所述的控制計算機連接，控制計算機通過控制線與電機的控制端連接，所述的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括一個圖像處理系統(tǒng)，所述的圖像處理系統(tǒng)包括一個圖像處理計算機和三個攝像頭，所述的圖像處理計算機中設置有圖像數(shù)據(jù)接口，所述的三個攝像頭各自通過數(shù)據(jù)線與所述的圖像數(shù)據(jù)接口連接，三個攝像頭的鏡頭光軸分別位于三個方向上，三個攝像頭的鏡頭視野均覆蓋加載器，圖像處理計算機與控制計算機之間設置有同步信號裝置。
[0005]進一步的，油缸的缸體中設置有壓力傳感器或者溫度傳感器，所述的壓力傳感器或者溫度傳感器通過信號線與控制計算機連接。
[0006]進一步的，控制計算機連接有以太網(wǎng)絡。
[0007]進一步的，所述的電機是步進電機。
[0008]進一步的，所述的液壓油泵是雙向液壓油泵，所述的液壓管道中設置有電磁閥，所述的電磁閥的控制端通過控制線與控制計算機連接。
[0009]進一步的，所述的同步信號裝置包括一個同步閃光燈，所述的同步閃光燈與一個閃光控制器連接，所述的閃光控制器通過控制線與控制計算機連接。
[0010]進一步的，所述的閃光控制器包括一個繼電器。
[0011]進一步的，所述的同步信號裝置包括一個光感應開關(guān)，所述的光感應開關(guān)位于同步閃光燈的閃光覆蓋范圍內(nèi)，光感應開關(guān)通過信號線與一個攝像控制器連接，所述的攝像控制器設置在圖像處理計算機中或者通過控制線連接在攝像頭的控制端上。
[0012]進一步的，所述的臺架總成包括底座、第一立柱、第二立柱、支撐橫梁、頂梁、第一斜支撐梁和第二斜支撐梁，所述的第一立柱的下端和第二立柱的下端分別與所述的底座的中部固定連接，所述的頂梁的兩端分別與第一立柱的頂部和第二立柱的頂部固定連接，所述的第一斜支撐梁的下端和第二斜支撐梁的下端分別與底座的后部固定連接，第一斜支撐梁的上端和第二斜支撐梁的上端分別與第一立柱的上部和第二立柱的上部固定連接，所述的支撐橫梁的兩端分別與第一立柱的中部和第二立柱的中部固定連接，支撐橫梁前方的底座上設置有一個箱體，所述的箱體的兩端各自通過支架與底座連接，箱體的兩端各自設置有兩個以上數(shù)目的垂直分布的孔，所述的支架通過螺栓與所述的孔連接，導軌支架固定設置在所述的箱體的頂部，所述的動力加載系統(tǒng)總成還包括一個第一萬向節(jié)和一個第二萬向節(jié)，所述的第一萬向節(jié)的前端與油缸缸體的后端連接，第一萬向節(jié)的后端固定連接在支撐橫梁的中部，油缸的活塞桿的前端與所述的第二萬向節(jié)連接，第二萬向節(jié)的前端與加載器連接。
[0013]進一步的，箱體任意一端中上下相鄰的兩個孔的間距均為40mm。
[0014]進一步的，所述的第一立柱的下端和第二立柱的下端均與所述的底座焊接。
[0015]進一步的，所述的第一斜支撐梁的上端和第二斜支撐梁的上端分別與第一立柱的上部和第二立柱的上部焊接，所述的第一斜支撐梁和的下端第二斜支撐梁的下端分別與所述的底座焊接。
[0016]進一步的，所述的加載器與第二萬向節(jié)之間通過可拆卸結(jié)構(gòu)連接。
[0017]進一步的，所述的加載器由一個柱式加載裝置構(gòu)成，所述的柱式加載裝置包括一個加載體和一個連接端總成，所述的加載體包括一個空心半圓柱體構(gòu)件，所述的空心半圓柱體構(gòu)件的前側(cè)為圓弧面，空心半圓柱體構(gòu)件的后側(cè)為平面，空心半圓柱體構(gòu)件的后側(cè)面中設置有開口，所述的開口的長度方向與空心半圓柱體構(gòu)件的軸向平行或者重合，空心半圓柱體構(gòu)件內(nèi)沿徑向上下平行設置有一個第一加強筋板和一個第二加強筋板，所述的第一加強筋板中設置有一個第一通孔，所述的第二加強筋板中設置有一個第二通孔，所述的第一通孔與第二通孔同軸，第一通孔和第二通孔中設置有一個絲桿，所述的絲桿與第二通孔之間通過軸承連接，絲桿的下端延伸到第二加強筋板的下側(cè)并設置有限位雙螺母，絲桿的上端設置有一個鎖緊螺母，所述的鎖緊螺母與第一加強筋板的上側(cè)面相鄰，所述的連接端總成包括一個第一連接構(gòu)件，所述的第一連接構(gòu)件的前側(cè)面中上下平行設置有一個第一凸臺和一個第二凸臺，所述的第一凸臺和第二凸臺延伸到空心半圓柱體構(gòu)件內(nèi)，第一凸臺中設置有一個螺紋孔，第二凸臺中設置有一個第三通孔，絲桿穿過所述的螺紋孔和第三通孔并與螺紋孔通過螺紋配合。
[0018]進一步的，空心半圓柱體構(gòu)件的上端設置有一個吊鉤。
[0019]進一步的，第一連接構(gòu)件的后側(cè)與所述的兩個直線滾動導軌的前端連接。
[0020]進一步的，空心半圓柱體構(gòu)件的后側(cè)平面的兩側(cè)邊緣處平行于軸向各自設置有一個長條形壓板，任意一個所述的長條形壓板均通過螺栓與空心半圓柱體構(gòu)件連接。
[0021]或者，所述的加載器由一個平板式加載裝置構(gòu)成，所述的平板式加載裝置包括一個鋼板和一個連接件，所述的鋼板呈矩形，鋼板的后側(cè)沿其長度方向上下平行設置有兩條橫向加強肋板，所述的連接件呈矩形，連接件設置在鋼板后側(cè)的中心位置上并位于所述的兩條橫向加強肋板之間，在連接件鋼板的后側(cè)之間、與沿連接件的對角線的延長線設置有四個加強筋。
[0022]進一步的，所述的橫向加強肋板由呈梯形的鋼板構(gòu)成。
[0023]進一步的，所述的加強筋由呈楔形的鋼板構(gòu)成。
[0024]進一步的，所述的連接件中設置有兩個以上數(shù)目的連接孔。
[0025]進一步的，連接件的后側(cè)通過螺栓與所述的兩個直線滾動導軌的前端連接。
[0026]進一步的，任意一個所述的直線滾動導軌均各自包括一個導軌體，所述的導軌體是橫截面呈長方形的柱體，導軌體的四個側(cè)面中沿其長度方向各自設置有一個軌道，所述的導軌支架的數(shù)目與直線滾動導軌的數(shù)目相等，任意一個導軌支架的上端均各自設置有支架頂蓋，所述的支架頂蓋與導軌支架構(gòu)成四方形框架，導軌體及所述的軌道各自從一個所述的四方形框架中穿過，四方形框架的四個內(nèi)側(cè)壁中各自設置有一個滑塊，任意一個所述的滑塊與其相鄰的軌道之間均設置有滾柱和滾柱保持器，任意一個滑塊與其相鄰的軌道均構(gòu)成滾動副。
[0027]進一步的，所述的軌道的兩個側(cè)壁中均設置有凹槽，所述的滾柱位于所述的凹槽內(nèi)。
[0028]進一步的，所述的滑塊通過螺栓固定在導軌支架或者支架頂蓋上。
[0029]進一步的，所述的導軌體中設置有復數(shù)個散熱孔，所述的散熱孔沿軌道的長度方向排列，任意一個散熱孔均從軌道的一個側(cè)壁貫穿到其相向側(cè)壁。
[0030]進一步的，臺架總成中設置有一個汽車車身定位裝置，所述的汽車車身定位裝置與加載器相向設置，汽車車身定位裝置包括4個輪轂定位裝置。
[0031]進一步的，利用一個汽車車身定位裝置將待測車輛裝上臺架總成，根據(jù)被測位置，進行X向、Y向以及繞Z軸的調(diào)節(jié)，使待測車輛與加載器垂直，根據(jù)加載器與車身的相對高度差，對加載器的進行調(diào)節(jié)，在待測車輛的側(cè)門框架上布置一個以上數(shù)目的變形參考點和典型特征點，同時記錄所述的變形參考點和典型特征點X、Y、Z坐標，將三個攝像頭的鏡頭視野覆蓋加載器及變形參考點和典型特征點，利用控制計算機啟動液壓伺服系統(tǒng)，對加載器進行加載，同時，利用同步信號裝置向圖像處理計算機發(fā)出同步信號或者啟動攝像頭，利用攝像頭攝取全部加載行程中的變形參考點和典型特征點的位置，利用控制計算機計算并在顯示器上顯示以運動距離為變量的載荷曲線，在加載行程到達終點時，利用同步信號裝置向圖像處理計算機再次發(fā)出同步信號或者關(guān)閉攝像頭，利用控制計算機控制液壓伺服系統(tǒng)換向，將加載器復位。
[0032]進一步的，利用圖像三維測量法根據(jù)三個攝像頭的空間位置及其各自攝取的變形參考點和典型特征點的圖像，計算得到任意一個變形參考點和典型特征點的X、Y、Z向坐標及其位移數(shù)據(jù)。
[0033]進一步的，所述的圖像處理系統(tǒng)還包括紅外熱像圖采集裝置，利用所述的攝像頭紅外熱像圖采集裝置采集車身結(jié)構(gòu)件的紅外熱像圖，根據(jù)所述的紅外熱像圖可判斷車身結(jié)構(gòu)件屈服點的分布。
[0034]進一步的，所述的控制計算機還連接有激光測距儀，利用所述的激光測距儀取得車身結(jié)構(gòu)件上的基準點或者關(guān)鍵參考點在試驗前后的靜態(tài)位置，用作計算邊界，并采集車身結(jié)構(gòu)件上的變形點的插值移動位置。
[0035]進一步的，本發(fā)明還可以用于車頂?shù)膹姸仍囼?，臺架總成中設置有一個用于車頂試驗的汽車車身定位裝置，汽車車身定位裝置與平板式加載裝置相向設置，汽車車身定位裝置包括一個固定板8001，固定板中設置有汽車車身連接裝置或者汽車輪轂連接裝置，固定板的下側(cè)固定設置有一個軸，軸的兩端各自設置有一個軸承裝置，任意一個軸承裝置均各自固定設置在一個連接塊上，任意一個連接塊均與試驗室大平臺連接，固定板背向平板式加載裝置的一側(cè)鉸接有三根支撐桿，任意一個支撐桿的下端均各自鉸接有一個連接板，任意一個連接板均可在試驗室大平臺上任意定位。
[0036]除了平板式加載裝置是加載在車頂，其余工作原理與側(cè)門的強度試驗相同。在此不再贅述。
[0037]本發(fā)明和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明利用試驗臺、加載控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)構(gòu)成被動安全性試驗系統(tǒng)，不但能測試側(cè)門或車頂強度、實時計算并顯示平均力、最大力和被測汽車所吸收的能量，而且能采用圖像測量法精確地測量車身剛度(變形矢量)，從而實現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)中的傳感器法所不能實現(xiàn)的變形矢量測量，利用圖像處理系統(tǒng)采集、再現(xiàn)、分析和評價整個試驗過程。本發(fā)明中的試驗臺可適應不同車型乘用車的測試，并具有位移控制、加載力控制、邏輯(條件、矩陣、混合)控制等方法，具有參數(shù)可調(diào)性，可用于車身和零部件的試驗，利用柱式加載裝置可進行側(cè)門試驗及防撞桿試驗，換裝平板式加載裝置并配合可調(diào)待測車身角度和位置的車身定位裝置后可進行車頂試驗。本發(fā)明結(jié)構(gòu)強度高，測量精度好，性能穩(wěn)定。
[0038]本發(fā)明還通過增加紅外熱像圖可判斷薄弱(屈服)點的分布；通過布置激光測量點可以取得基準點(關(guān)鍵參考點)試驗前后的靜態(tài)位置(作為計算邊界)，以及其他變形點的插值移動位置。以利于對不同試驗作進一步對比，并增加有限元的計算邊界條件，提高準確性。
[0039]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)的原理圖(側(cè)門試驗工況)。
[0040]圖2是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)中的試驗臺的結(jié)構(gòu)示意圖(安裝柱式加載裝置)。
[0041]圖3是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)中的試驗臺的俯視圖(安裝柱式加載裝置)。
[0042]圖4是圖2中的A-A方向剖視圖。
[0043]圖5是圖2中的局部B放大示意圖。
[0044]圖6是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)(安裝柱式加載裝置)中的空心半圓柱體構(gòu)件的剖視圖。
[0045]圖7是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)(安裝柱式加載裝置)中的空心半圓柱體構(gòu)件的俯視圖。
[0046]圖8是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)(安裝柱式加載裝置)中的空心半圓柱體構(gòu)件的右視圖。
[0047]圖9是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)(安裝柱式加載裝置)中的連接端總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖10是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)(安裝柱式加載裝置)中的連接端總成的俯視圖。
[0049]圖11是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)(安裝柱式加載裝置)中的連接端總成的左視圖。
[0050]圖12是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)中的柱式加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]圖13是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)中的柱式加載裝置的俯視圖。
[0052]圖14是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)中的柱式加載裝置的一個實施例的工作示意圖。
[0053]圖15是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)中的平板式加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0054]圖16是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)中的平板式加載裝置的使用示意圖。
[0055]圖17是本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)中的直線滾動導軌的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0056]圖18是本發(fā)明的汽車車身定位裝置結(jié)構(gòu)示意圖(車身試驗工況)。
[0057]【具體實施方式】:
實施例1:
如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，包括試驗臺、加載控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其中，試驗臺包括臺架總成、導向支承裝置總成和動力加載系統(tǒng)總成，導向支承裝置總成包括導軌支架1007、導軌支架1008、導軌支架1017、導軌支架1018以及平行設置的右直線滾動導軌1009和左直線滾動導軌1015，導軌支架1007、導軌支架1008、導軌支架1017、導軌支架1018固定設置在臺架總成中，右直線滾動導軌1009設置在導軌支架1007和導軌支架1008中，左直線滾動導軌1015設置在導軌支架1017和導軌支架1018中，動力加載系統(tǒng)包括加載器1004和油缸1016，加載器1004連接在右直線滾動導軌1009和左直線滾動導軌1015的前端，油缸1016包括缸體和活塞桿，缸體和活塞桿分別與臺架總成和加載器1004連接,加載控制系統(tǒng)包括一個液壓伺服系統(tǒng)3000和一個控制計算機2000，液壓伺服系統(tǒng)3000包括液壓油箱、電機、液壓油泵和活塞桿位移傳感器，液壓油箱通過液壓管道與油缸1016的缸體連接，液壓油泵連接在液壓管道中，電機的輸出軸與液壓油泵的輸入軸連接，活塞桿位移傳感器設置在活塞桿或者缸體上，活塞桿位移傳感器通過信號線4005與控制計算機2000連接，控制計算機2000通過控制線4004與電機的控制端連接，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括一個圖像處理系統(tǒng)，圖像處理系統(tǒng)包括一個圖像處理計算機4000和三個攝像頭4001，圖像處理計算機4000中設置有圖像數(shù)據(jù)接口，三個攝像頭4001各自通過數(shù)據(jù)線與圖像數(shù)據(jù)接口連接，三個攝像頭4001的鏡頭光軸分別位于三個方向上，三個攝像頭4001的鏡頭視野均覆蓋加載器1004，圖像處理計算機4000與控制計算機2000之間設置有同步信號裝置。
[0058]進一步的，油缸1016的缸體中設置有壓力傳感器或者溫度傳感器，壓力傳感器或者溫度傳感器通過信號線與控制計算機2000連接。
[0059]進一步的，控制計算機2000連接有以太網(wǎng)絡。
[0060]進一步的，電機是步進電機。
[0061]進一步的，液壓油泵是雙向液壓油泵，液壓管道中設置有電磁閥，電磁閥的控制端通過控制線與控制計算機2000連接。
[0062]進一步的，同步信號裝置包括一個同步閃光燈4002，同步閃光燈4002與一個閃光控制器連接，閃光控制器通過控制線與控制計算機2000連接。
[0063]進一步的，閃光控制器包括一個繼電器。
[0064]進一步的，同步信號裝置包括一個光感應開關(guān)，光感應開關(guān)位于同步閃光燈4002的閃光覆蓋范圍內(nèi)，光感應開關(guān)通過信號線與一個攝像控制器連接，攝像控制器設置在圖像處理計算機4000中或者通過控制線連接在攝像頭4001的控制端上。
[0065]如圖2、圖3、圖4和圖5所示，臺架總成包括底座1013、第一立柱1010、第二立柱1011、支撐橫梁1002、頂梁1001、第一斜支撐梁1012和第二斜支撐梁1014，第一立柱1010的下端和第二立柱1011的下端分別與底座1013的中部固定連接，頂梁1001的兩端分別與第一立柱1010的頂部和第二立柱1011的頂部固定連接，第一斜支撐梁1012的下端和第二斜支撐梁1014的下端分別與底座1013的后部固定連接，第一斜支撐梁1012的上端和第二斜支撐梁1014的上端分別與第一立柱1010的上部和第二立柱1011的上部固定連接，支撐橫梁1002的兩端分別與第一立柱1010的中部和第二立柱1011的中部固定連接，支撐橫梁1002前方的底座1013上設置有一個箱體1006，箱體1006的兩端各自通過支架1005與底座1013連接，箱體1006的兩端各自設置有兩個以上數(shù)目的垂直分布的孔，支架1005通過螺栓與孔連接，導軌支架1007、導軌支架1008、導軌支架1017、導軌支架1018固定設置在箱體1006的頂部，動力加載系統(tǒng)總成還包括一個第一萬向節(jié)1003和一個第二萬向節(jié)1019，第一萬向節(jié)1003的前端與油缸1016缸體的后端連接，第一萬向節(jié)1003的后端固定連接在支撐橫梁1002的中部，油缸1016的活塞桿的前端與第二萬向節(jié)1019連接，第二萬向節(jié)1019的前端與加載器1004連接。
[0066]進一步的，箱體1006任意一端中上下相鄰的兩個孔的間距均為40mm。
[0067]進一步的，第一立柱1010的下端和第二立柱1011的下端均與底座1013焊接。
[0068]進一步的，第一斜支撐梁1012的上端和第二斜支撐梁1014的上端分別與第一立柱1010的上部和第二立柱1011的上部焊接，第一斜支撐梁1012和的下端第二斜支撐梁1014的下端分別與底座1013焊接。
[0069]進一步的，加載器1004與第二萬向節(jié)1019之間通過可拆卸結(jié)構(gòu)連接。
[0070]如圖6、圖7、圖8、圖9、、圖10、圖11、圖12、圖13和圖14所示，進一步的，加載器1004由一個柱式加載裝置構(gòu)成，柱式加載裝置包括一個加載體5003和一個連接端總成，力口載體5003包括一個空心半圓柱體構(gòu)件，空心半圓柱體構(gòu)件的前側(cè)為圓弧面，空心半圓柱體構(gòu)件的后側(cè)為平面，空心半圓柱體構(gòu)件的后側(cè)面中設置有開口，開口的長度方向與空心半圓柱體構(gòu)件的軸向平行或者重合，空心半圓柱體構(gòu)件內(nèi)沿徑向上下平行設置有一個第一加強筋板5071和一個第二加強筋板5072,第一加強筋板5071中設置有一個第一通孔5073,第二加強筋板5072中設置有一個第二通孔5074，第一通孔5073與第二通孔5074同軸，第一通孔5073和第二通孔5074中設置有一個絲桿5062，絲桿5062與第二通孔5074之間通過軸承5063連接，絲桿5062的下端延伸到第二加強筋板5072的下側(cè)并設置有限位螺母5064和限位螺母5065，絲桿5062的上端設置有一個鎖緊螺母5061，鎖緊螺母5061與第一加強筋板5071的上側(cè)面相鄰，連接端總成包括一個第一連接構(gòu)件5005，第一連接構(gòu)件5005的前側(cè)面中上下平行設置有一個第一凸臺5051和一個第二凸臺5052，第一凸臺5051和第二凸臺5052延伸到空心半圓柱體構(gòu)件內(nèi)，第一凸臺5051中設置有一個螺紋孔5053，第二凸臺5052中設置有一個第三通孔5054，絲桿5062穿過螺紋孔5053和第三通孔5054并與螺紋孔5053通過螺紋配合。
[0071]進一步的，空心半圓柱體構(gòu)件的上端設置有一個吊鉤5008。
[0072]進一步的，第一連接構(gòu)件5005的后側(cè)與右直線滾動導軌1009和左直線滾動導軌1015的前端連接。
[0073]進一步的，空心半圓柱體構(gòu)件的后側(cè)平面的兩側(cè)邊緣處平行于軸向各自設置有一個長條形壓板5010,任意一個長條形壓板5010均通過螺栓5009與空心半圓柱體構(gòu)件連接。
[0074]具體的，空心半圓柱體構(gòu)件的后側(cè)平面的兩側(cè)邊緣處各自設置有臺階5031，長條形壓板5010設置在臺階5031內(nèi)。
[0075]進一步的，第一連接構(gòu)件5005通過一個第二連接構(gòu)件5004與右直線滾動導軌1009和左直線滾動導軌1015的前端連接，第二連接構(gòu)件5004通過螺栓5011連接在第一連接構(gòu)件5005的后側(cè)，第二連接構(gòu)件5004通過螺栓5012與右直線滾動導軌1009和左直線滾動導軌1005的前端連接。
[0076]如圖15和圖16所示，加載器1004由一個平板式加載裝置構(gòu)成，平板式加載裝置包括一個鋼板6003和一個連接件6004，鋼板6003呈矩形，鋼板6003的后側(cè)沿其長度方向上下平行設置有兩條橫向加強肋板6005，連接件6004呈矩形，連接件6004設置在鋼板6003后側(cè)的中心位置上并位于兩條橫向加強肋板6005之間，在連接件6004和鋼板6003的后側(cè)之間、與沿連接件6004的對角線的延長線設置有四個加強筋6006。
[0077]進一步的，橫向加強肋板6005由呈梯形的鋼板構(gòu)成。
[0078]進一步的，加強筋6006由呈楔形的鋼板構(gòu)成。
[0079]進一步的，連接件6004中設置有兩個以上數(shù)目的連接孔。
[0080]進一步的，連接件6004的后側(cè)通過螺栓與右直線滾動導軌1009和左直線滾動導軌1005的前端連接。
[0081]如圖17所示，進一步的，右直線滾動導軌1009和左直線滾動導軌1015均各自包括一個導軌體7011，導軌體7011是橫截面呈長方形的柱體，導軌體7011的四個側(cè)面中沿其長度方向各自設置有一個軌道7012，導軌支架1007、導軌支架1008、導軌支架1017、導軌支架1018的上端均各自設置有支架頂蓋7022，支架頂蓋7022與導軌支架1007、導軌支架1008、導軌支架1017、導軌支架1018各自構(gòu)成四方形框架，導軌體7011及軌道7012各自從一個四方形框架中穿過，四方形框架的四個內(nèi)側(cè)壁中各自設置有一個滑塊7023，任意一個滑塊7023與其相鄰的軌道7012之間均設置有滾柱和滾柱保持器，任意一個滑塊與其相鄰的軌道7012均構(gòu)成滾動副。
[0082]進一步的，軌道7012的四個側(cè)壁中均設置有凹槽，滾柱位于凹槽內(nèi)。
[0083]進一步的，滑塊通過螺栓固定在支架頂蓋7022上。
[0084]進一步的，導軌體7011中設置有復數(shù)個散熱孔，散熱孔沿軌道7012的長度方向排列，任意一個散熱孔均從軌道7012的一個側(cè)壁貫穿到其相向側(cè)壁。
[0085]進一步的，臺架總成中設置有一個用于側(cè)門試驗的汽車車身定位裝置，汽車車身定位裝置與加載器1004相向設置，汽車車身定位裝置包括4個輪轂定位裝置。
[0086]進一步的，利用一個汽車車身定位裝置將被測車輛8000裝上臺架總成，根據(jù)被測位置，進行X向、Y向以及繞Z軸的調(diào)節(jié)，使被測車輛8000與加載器1004垂直，根據(jù)加載器1004與車身的相對高度差，對加載器1004的進行調(diào)節(jié)，在被測車輛8000的側(cè)門框架上布置一個以上數(shù)目的變形參考點和典型特征點，同時記錄變形參考點和典型特征點x、Y、z坐標，將三個攝像頭4001的鏡頭視野覆蓋加載器1004及變形參考點和典型特征點，利用控制計算機2000啟動液壓伺服系統(tǒng)3000，對加載器1004進行加載，同時，利用同步信號裝置向圖像處理計算機4000發(fā)出同步信號或者啟動攝像頭4001，利用攝像頭4001攝取全部加載行程中的變形參考點和典型特征點的位置，利用控制計算機2000計算并在顯示器上顯示以運動距離為變量的載荷曲線，在加載行程到達終點時，利用同步信號裝置向圖像處理計算機4000再次發(fā)出同步信號或者關(guān)閉攝像頭4001，利用控制計算機2000控制液壓伺服系統(tǒng)3000換向，將加載器1004復位。
[0087]進一步的，利用圖像三維測量法根據(jù)三個攝像頭4001的空間位置及其各自攝取的變形參考點和典型特征點的圖像，計算得到任意一個變形參考點和典型特征點的X、Y、Z向坐標及其位移數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過連接在圖像處理計算機4000上的打印機4003輸出。
[0088]進一步的，所述的圖像處理系統(tǒng)還包括紅外熱像圖采集裝置，利用所述的攝像頭紅外熱像圖采集裝置采集車身結(jié)構(gòu)件的紅外熱像圖，根據(jù)所述的紅外熱像圖可判斷車身結(jié)構(gòu)件屈服點的分布。
[0089]進一步的，所述的控制計算機還連接有激光測距儀，利用所述的激光測距儀取得車身結(jié)構(gòu)件上的基準點或者關(guān)鍵參考點在試驗前后的靜態(tài)位置，用作理論計算的邊界條件，并采集車身結(jié)構(gòu)件上的變形點的插值移動位置。
[0090]進一步的，本發(fā)明還可以用于車頂?shù)膹姸仍囼?，臺架總成中設置有一個用于車頂試驗的汽車車身定位裝置如圖18，汽車車身定位裝置與平板式加載裝置6003相向設置，汽車車身定位裝置包括一個固定板8001，固定板8001中設置有汽車車身連接裝置或者汽車輪轂連接裝置，固定板8001的下側(cè)固定設置有一個軸8002，軸8002的兩端各自設置有一個軸承裝置8003，任意一個軸承裝置8003均各自固定設置在一個連接塊8004上，任意一個連接塊8004均與試驗室大平臺8005連接，固定板8001背向平板式加載裝置6003的一側(cè)鉸接有三根支撐桿8006，任意一個支撐桿8006的下端均各自鉸接有一個連接板8007，任意一個連接板8007均可在試驗室大平臺8005上任意定位。
[0091]除了平板式加載裝置6003是加載在車頂，其余工作原理與側(cè)門的強度試驗相同。在此不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，包括試驗臺、加載控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的試驗臺包括臺架總成、導向支承裝置總成和動力加載系統(tǒng)總成，所述的導向支承裝置總成包括導軌支架和兩個平行設置的直線滾動導軌，所述的導軌支架固定設置在所述的臺架總成中，所述的兩個直線滾動導軌分別設置在導軌支架中，所述的動力加載系統(tǒng)包括加載器和油缸，所述的加載器連接在所述的兩個直線滾動導軌的前端，所述的油缸包括缸體和活塞桿，所述的缸體和活塞桿分別與臺架總成和加載器連接，所述的加載控制系統(tǒng)包括一個液壓伺服系統(tǒng)和一個控制計算機，所述的液壓伺服系統(tǒng)包括液壓油箱、電機、液壓油泵和活塞桿位移傳感器，所述的液壓油箱通過液壓管道與所述的油缸的缸體連接，所述的液壓油泵連接在所述的液壓管道中，所述的電機的輸出軸與液壓油泵的輸入軸連接，所述的活塞桿位移傳感器設置在活塞桿或者缸體上，活塞桿位移傳感器通過信號線與所述的控制計算機連接，控制計算機通過控制線與電機的控制端連接，所述的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括一個圖像處理系統(tǒng)，所述的圖像處理系統(tǒng)包括一個圖像處理計算機和三個攝像頭，所述的圖像處理計算機中設置有圖像數(shù)據(jù)接口，所述的三個攝像頭各自通過數(shù)據(jù)線與所述的圖像數(shù)據(jù)接口連接，三個攝像頭的鏡頭光軸分別位于三個方向上，三個攝像頭的鏡頭視野均覆蓋加載器，圖像處理計算機與控制計算機之間設置有同步信號裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:油缸的缸體中設置有壓力傳感器或者溫度傳感器，所述的壓力傳感器或者溫度傳感器通過信號線與控制計算機連接。
3.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:控制計算機連接有以太網(wǎng)絡。
4.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的電機是步進電機。
5.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的液壓油泵是雙向液壓油泵，所述的液壓管道中設置有電磁閥，所述的電磁閥的控制端通過控制線與控制計算機連接。
6.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的同步信號裝置包括一個同步閃光燈，所述的同步閃光燈與一個閃光控制器連接，所述的閃光控制器通過控制線與控制計算機連接。
7.如權(quán)利要求6所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的閃光控制器包括一個繼電器。
8.如權(quán)利要求6所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的同步信號裝置包括一個光感應開關(guān)，所述的光感應開關(guān)位于同步閃光燈的閃光覆蓋范圍內(nèi)，光感應開關(guān)通過信號線與一個攝像控制器連接，所述的攝像控制器設置在圖像處理計算機中或者通過控制線連接在攝像頭的控制端上。
9.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的臺架總成包括底座、第一立柱、第二立柱、支撐橫梁、頂梁、第一斜支撐梁和第二斜支撐梁，所述的第一立柱的下端和第二立柱的下端分別與所述的底座的中部固定連接，所述的頂梁的兩端分別與第一立柱的頂部和第二立柱的頂部固定連接，所述的第一斜支撐梁的下端和第二斜支撐梁的下端分別與底座的后部固定連接，第一斜支撐梁的上端和第二斜支撐梁的上端分別與第一立柱的上部和第二立柱的上部固定連接，所述的支撐橫梁的兩端分別與第一立柱的中部和第二立柱的中部固定連接，支撐橫梁前方的底座上設置有一個箱體，所述的箱體的兩端各自通過支架與底座連接，箱體的兩端各自設置有兩個以上數(shù)目的垂直分布的孔，所述的支架通過螺栓與所述的孔連接，導軌支架固定設置在所述的箱體的頂部，所述的動力加載系統(tǒng)總成還包括一個第一萬向節(jié)和一個第二萬向節(jié)，所述的第一萬向節(jié)的前端與油缸缸體的后端連接，第一萬向節(jié)的后端固定連接在支撐橫梁的中部，油缸的活塞桿的前端與所述的第二萬向節(jié)連接，第二萬向節(jié)的前端與加載器連接。
10.如權(quán)利要求9所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:箱體任意一端中上下相鄰的兩個孔的間距均為40mm。
11.如權(quán)利要求9所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的直線滾動導軌均采用滾動直線滾動導軌副。
12.如權(quán)利要求9所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一立柱的下端和第二立柱的下端均與所述的底座焊接。
13.如權(quán)利要求9所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一斜支撐梁的上端和第二斜支撐梁的上端分別與第一立柱的上部和第二立柱的上部焊接，所述的第一斜支撐梁和的下端第二斜支撐梁的下端分別與所述的底座焊接。
14.如權(quán)利要求9所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的加載器與第二萬向節(jié)之間通過可拆卸結(jié)構(gòu)連接。
15.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的加載器由一個柱式加載裝置構(gòu)成，所述的柱式加載裝置包括一個加載體和一個連接端總成，所述的加載體包括一個空心半圓柱體構(gòu)件，所述的空心半圓柱體構(gòu)件的前側(cè)為圓弧面，空心半圓柱體構(gòu)件的后側(cè)為平面，空心半圓柱體構(gòu)件的后側(cè)面中設置有開口，所述的開口的長度方向與空心半圓柱體構(gòu)件的軸向平行或者重合，空心半圓柱體構(gòu)件內(nèi)沿徑向上下平行設置有一個第一加強筋板和一個第二加強筋板，所述的第一加強筋板中設置有一個第一通孔，所述的第二加強筋板中設置有一個第二通孔，所述的第一通孔與第二通孔同軸，第一通孔和第二通孔中設置有一個絲桿，所述的絲桿與第二通孔之間通過軸承連接，絲桿的下端延伸到第二加強筋板的下側(cè)并設置有限位雙螺母，絲桿的上端設置有一個鎖緊螺母，所述的鎖緊螺母與第一加強筋板的上側(cè)面相鄰，所述的連接端總成包括一個第一連接構(gòu)件，所述的第一連接構(gòu)件的前側(cè)面中上下平行設置有一個第一凸臺和一個第二凸臺，所述的第一凸臺和第二凸臺延伸到空心半圓柱體構(gòu)件內(nèi)，第一凸臺中設置有一個螺紋孔，第二凸臺中設置有一個第三通孔，絲桿穿過所述的螺紋孔和第三通孔并與螺紋孔通過螺紋配合。
16.如權(quán)利要求15所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:空心半圓柱體構(gòu)件的上端設置有一個吊鉤。
17.如權(quán)利要求15所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:第一連接構(gòu)件的后側(cè)與所述的兩個直線滾動導軌的前端連接。
18.如權(quán)利要求15所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:空心半圓柱體構(gòu)件的后側(cè)平面的兩側(cè)邊緣處平行于軸向各自設置有一個長條形壓板，任意一個所述的長條形壓板均通過螺栓與空心半圓柱體構(gòu)件連接。
19.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的加載器由一個平板式加載裝置構(gòu)成，所述的平板式加載裝置包括一個鋼板和一個連接件，所述的鋼板呈矩形，鋼板的后側(cè)沿其長度方向上下平行設置有兩條橫向加強肋板，所述的連接件呈矩形，連接件設置在鋼板后側(cè)的中心位置上并位于所述的兩條橫向加強肋板之間，在連接件鋼板的后側(cè)之間、與沿連接件的對角線的延長線設置有四個加強筋。
20.如權(quán)利要求19所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的橫向加強肋板由呈梯形的鋼板構(gòu)成。
21.如權(quán)利要求19所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的加強筋由呈楔形的鋼板構(gòu)成。
22.如權(quán)利要求19所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的連接件中設置有兩個以上數(shù)目的連接孔。
23.如權(quán)利要求19所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:連接件的后側(cè)通過螺栓與所述的兩個直線滾動導軌的前端連接。
24.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:任意一個所述的直線滾動導軌均各自包括一個導軌體，所述的導軌體是橫截面呈長方形的柱體，導軌體的四個側(cè)面中沿其長度方向各自設置有一個軌道，所述的導軌支架的數(shù)目與直線滾動導軌的數(shù)目相等，任意一個導軌支架的上端均各自設置有支架頂蓋，所述的支架頂蓋與導軌支架構(gòu)成四方形框架，導軌體及所述的軌道各自從一個所述的四方形框架中穿過，四方形框架的四個內(nèi)側(cè)壁中各自設置有一個滑塊，任意一個所述的滑塊與其相鄰的軌道之間均設置有滾柱和滾柱保持器，任意一個滑塊與其相鄰的軌道均構(gòu)成滾動副。
25.如權(quán)利要求24所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的軌道的兩個側(cè)壁中均設置有凹槽，所述的滾柱位于所述的凹槽內(nèi)。
26.如權(quán)利要求24所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的滑塊通過螺栓固定在導軌支架或者支架頂蓋上。
27.如權(quán)利要求24所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的導軌體中設置有復數(shù)個散熱孔，所述的散熱孔沿軌道的長度方向排列，任意一個散熱孔均從軌道的一個側(cè)壁貫穿到其相向側(cè)壁。
28.如權(quán)利要求15所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:臺架總成中設置有一個汽車車身定位裝置，所述的汽車車身定位裝置與加載器相向設置，汽車車身定位裝置包括4個輪轂定位裝置。
29.如權(quán)利要求15所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:利用一個汽車車身定位裝置將待測車輛裝上臺架總成，根據(jù)被測位置，進行X向、Y向以及繞Z軸的調(diào)節(jié)，使待測車輛與加載器垂直，根據(jù)加載器與車身的相對高度差，對加載器的進行調(diào)節(jié)，在待測車輛的側(cè)門框架上布置一個以上數(shù)目的變形參考點和典型特征點，同時記錄所述的變形參考點和典型特征點X、Y、Z坐標，將三個攝像頭的鏡頭視野覆蓋加載器及變形參考點和典型特征點，利用控制計算機啟動液壓伺服系統(tǒng)，對加載器進行加載，同時，利用同步信號裝置向圖像處理計算機發(fā)出同步信號或者啟動攝像頭，利用攝像頭攝取全部加載行程中的變形參考點和典型特征點的位置，利用控制計算機計算并在顯示器上顯示以運動距離為變量的載荷曲線，在加載行程到達終點時，利用同步信號裝置向圖像處理計算機再次發(fā)出同步信號或者關(guān)閉攝像頭，利用控制計算機控制液壓伺服系統(tǒng)換向，將加載器復位。
30.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:利用圖象三維測量法根據(jù)三個攝像頭的空間位置及其各自攝取的變形參考點和典型特征點的圖像，計算得到任意一個變形參考點和典型特征點的χ、γ、ζ向坐標及其位移數(shù)據(jù)。
31.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的圖像處理系統(tǒng)還包括紅外熱像圖采集裝置，利用所述的攝像頭紅外熱像圖采集裝置采集車身結(jié)構(gòu)件的紅外熱像圖，根據(jù)所述的紅外熱像圖可判斷車身結(jié)構(gòu)件屈服點的分布。
32.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制計算機還連接有激光測距儀，利用所述的激光測距儀取得車身結(jié)構(gòu)件上的基準點或者關(guān)鍵參考點在試驗前后的靜態(tài)位置，用作計算邊界，并采集車身結(jié)構(gòu)件上的變形點的插值移動位置。
33.如權(quán)利要求1所述的車身安全性的多功能試驗系統(tǒng)，其特征在于:本發(fā)明還可以用于車頂?shù)膹姸仍囼?，臺架總成中設置有一個用于車頂試驗的汽車車身定位裝置，汽車車身定位裝置與平板式加載裝置相向設置，汽車車身定位裝置包括一個固定板，固定板中設置有汽車車身連接裝置或者汽車輪轂連接裝置，固定板的下側(cè)固定設置有一個軸，軸的兩端各自設置有一個軸承裝置，任意一個軸承裝置均各自固定設置在一個連接塊上，任意一個連接塊均與試驗室大平臺連接，固定板背向平板式加載裝置的一側(cè)鉸接有三根支撐桿，任意一個支撐桿的下端均各自鉸接有一個連接板，任意一個連接板均可在試驗室大平臺上任意定位。
【文檔編號】G01M17/007GK104330268SQ201410613334
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】項陽, 李錦 , 何稚樺, 陸文華, 陳閔葉, 姜小敏 申請人:上海工程技術(shù)大學