碰撞角度测量装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及测量技术领域，特别是涉及一种碰撞角度测量装置。


背景技术：

[0002]
随着科技发展汽车安全设备的装车率很高，但都主要集中在乘员保护的主、被动安全方面，没有涉及到行人、骑自行车人的保护。欧洲的encap(europeannew car assessment programme欧洲新车评价规程)及中国的cncap等第三方评价测试结构均针对这一情况制定的汽车行人保护性能评价，旨在提升汽车对行人的保护能力。在encap的行人保护评价规则中，规定了wad775大腿试验这一工况，如图12所示。其中工况要求：用大腿碰撞快撞击wad775标记点位置。撞击的角度根据汽车前防撞梁高度标记点(ibrl)和wad930标记点位置确定，撞击的速度是根据式1确定的，其中α是碰撞角度。
[0003]
碰撞速度vt＝9.33
×
cos(1.2α)
ꢀꢀ
(式1)
[0004]
根据试验规范可以知道碰撞角度α至关重要，但由于车辆本身前部空间结构复杂，要准确得到角度α的值非常困难。常用的办法就是通过三坐标测量仪对汽车前防撞梁高度标记点(ibrl)以及wad930标记点进行空间建模，然后通过复杂的空间计算求得角度。但操作过程繁琐，对试验人员要求较高，不方便也不实用。


技术实现要素：

[0005]
鉴于上述状况，有必要针对汽车行人保护性能评价中碰撞角度测量难度大的问题提供一种碰撞角度测量装置。
[0006]
一种碰撞角度测量装置，包括：
[0007]
激光发射装置；
[0008]
支撑架，所述支撑架沿着竖直方向上设有刻度标记，所述刻度标记用于标识所述激光发射装置的位置；
[0009]
传动装置，安装在所述支撑架上，所述传动装置用于驱动所述激光发射装置在所述支撑架上竖直运动；
[0010]
角度调节装置，用于调节所述激光发射装置的倾斜角度。
[0011]
进一步的，上述碰撞角度测量装置，其中，所述角度调节装置包括安装座、安装板和倾斜档条，所述安装座与所述传动装置固定连接，所述安装板置于所述安装座上，且一侧与所述安装座铰接，所述激光发射装置固定在所述安装板上，所述倾斜档条可拆卸地固定于所述安装座上，所述安装板沿着所述安装座上的铰接点转动后，可搭接在所述倾斜档条上，以使所述激光发射装置倾斜。
[0012]
进一步的，上述碰撞角度测量装置，其中，所述传动装置包括滚珠丝杠和手轮，所述手轮通过涡轮蜗杆机构与所述滚珠丝杠连接，所述滚珠丝杠端部通过轴承与所述支撑架连接，所述滚珠丝杠上套设有丝杠螺母，所述安装座与所述丝杠螺母固定连接。
[0013]
进一步的，上述碰撞角度测量装置，其中，所述支撑架包括两个相对设置的底板和
连接在两个所述底板周边的多个支撑杆，所述滚珠丝杠的两端分别与两个所述底板通过丝杠承轴连接。
[0014]
进一步的，上述碰撞角度测量装置，其中，所述安装座与所述支撑杆滑动连接。
[0015]
进一步的，上述碰撞角度测量装置，其中，所述安装座上固设有导向块，所述支撑杆沿着其长度方向上开设有与所述导向块适配的导向槽。
[0016]
进一步的，上述碰撞角度测量装置，其中，所述安装座上设置有两个不同高度安装支架，以用于安装所述倾斜档条，两个所述安装支架分别用于使所述安装板与水平面的倾斜角为15
°
和45
°
。
[0017]
进一步的，上述碰撞角度测量装置，其中，所述安装板上固设有平行所述激光发射装置的刻度尺，所述刻度尺用于测量所述激光发射装置发射的激光的位置。
[0018]
进一步的，上述碰撞角度测量装置，还包括固设于所述支撑架底部的移动装置，所述移动装置用于控制所述碰撞角度测量装置的移动。
[0019]
本实用新型中的碰撞角度测量装置包括支撑架、激光发射装置、传动装置和。角度调节装置。通过该角度调节装置可对该激光发射装置进行倾斜角度的调节，通过该传动模块可对该激光发射装置沿着支撑架在竖直方向移动，以调节还激光发射装置的高度，并通过支撑架上的刻度记录激光发射装置高度调节前后的位置。通过该装置可对前防撞梁高度标记点(ibrl)以及wad930标记点位置的水平投影测量和倾斜角度测量，并得到投影高度数据。本实用新型中的碰撞角度测量装置调节结构简易，操作便捷，可快速准确的获得计算碰撞角度所需要的数据。
附图说明
[0020]
图1为本实用新型实施例中的碰撞角度测量装置的结构示意图；
[0021]
图2为本实用新型实施例中的传动装置的结构示意图；
[0022]
图3为本实用新型实施例中的调节装置的结构示意图；
[0023]
图4为本实用新型实施例中的调节装置与激光发射装置装配后的结构示意图；
[0024]
图5和图6为倾斜角分别为15
°
和45
°
的倾斜档条；
[0025]
图7为碰撞角度测量装置底部的结构示意图；
[0026]
图8为测量过程中激光发射装置水平状态下的示意图；
[0027]
图9为测量过程中激光发射装置倾斜状态下的示意图；
[0028]
图10为图9中区域b的a向的结构示意图；
[0029]
图11为本实用新型实施例中碰撞角度的计算原理；
[0030]
图12为现有技术中碰撞测试示意图。
[0031]
主要元件符号说明
[0032][0033]
具体实施方式
[0034]
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供该实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
[0035]
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0036]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0037]
请参阅图1，为本实用新型实施例中的碰撞角度测量装置1，包括激光发射装置10、
支撑架20、传动装置30和角度调节装置40。该激光发射装置20用于发射激光，例如本实用新型实施例中该激光发射装置采用激光水平仪。该支撑架10上沿着竖直方向上设有刻度标记，该刻度标记用于标识激光发射装置20 的高度。该传动装置30安装在支撑架10上，该传动装置30用于驱动激光发射装置20在支撑架10上沿着竖直方向运动。该角度调节装置40用于调节激光发射装置20的倾斜角度。
[0038]
支撑架10包括架包括两个底板11，以及连接在两个底板11周边的多个支撑杆12。该底板11为方形，该支撑杆12可设置四个，且周向设置在该底板11 的边缘。该支撑杆12通过固定支架安装在该底板上，相邻支撑杆12之间通过连接杆连接，且连接杆与支撑杆之间通过加强支架连接，以增强该支撑架的稳定性。
[0039]
如图2所示，该传动装置30包括滚珠丝杠31和手轮32，该手轮32通过涡轮蜗杆机构与滚珠丝杠31连接。该涡轮蜗杆机构包括传动蜗杆33和传动涡轮 34。该手轮31与该传动蜗杆33的端部固定连接，该传动蜗杆33与该传动涡轮 34啮合。该滚珠丝杠31置于四个支撑杆12之间，且两端分别通过一丝杠轴承 35与两个底板11固定连接。该传动涡杆33通过蜗杆轴承36与支撑架10上端的底板11固定连接。
[0040]
如图3和图4所示，该角度调节装置40包括安装座41、安装板42和倾斜档条43。该安装座41包括从上至下依序设置的丝杠螺母安装板411、安装板412 和固定板413，该丝杠螺母安装板411、安装板412和固定板413通过平行设置的两个固定杆414固定连接。该滚珠丝杠31上套设有一丝杠螺母37，该丝杠螺母安装板411上开设有一通孔415，该滚珠丝杠31穿过该通孔415，并通过该丝杠螺母37与该安装板413固定连接。该激光发射装置20固定在该安装板42 上，该安装板42远离该固定杆414的一侧通过翻转铰链44与该固定板413固定连接，即该安装板42可绕铰接点转动。
[0041]
进一步的，该固定板413的一侧还固设有高度标记支架50，该高度标记支架50用于指示该支撑架10上的刻度。
[0042]
该安装座41通过四个导向块60分别与该四个支撑杆12滑动连接，该四个导向块60中的两个分别位于两个固定杆414上，另外两个位于该丝杠螺母安装板411远离该固定杆414的一侧，每个支撑杆12上开设有与该滑块60适配的导向槽。
[0043]
通过该传动装置30可驱动该角度调节装置40和激光发射装置20沿着支撑杆12一起上下移动。具体实施时，转动手轮32，手轮32带动传动蜗杆33转动，传动蜗杆33带动传动蜗轮34转动，进而滚珠丝杠31产生转动，致使丝杠螺母 37产生上下运动，由于激光发射装置20与丝杠螺母37通过安装41座固定连接，因此激光发射装置20可随着丝杠螺母37上下运动。
[0044]
该倾斜档条43可拆卸地固定在该安装座41上。具体的该两个固定杆414 上分别固设有一安装支架70，该安装支架70上开设有与该倾斜档条43适配的卡槽，该倾斜档条43可卡设在该卡槽内。
[0045]
该倾斜档条43的安装位置在该安装板412的上方，且距离安装板的高度为预先经过计算得到的高度，即与该安装板412与需要倾斜的角度有关。该安装板412绕铰接点翻转时，其远离交接点的一侧边可搭接在该倾斜档条43上，使该安装板412倾斜一定的角度。具体实施时，在该安装板412远离铰接点的一端固设有挡板416，通过该挡板416使安装板413搭接在倾斜档条43上时起到固定安装板413的作用。
[0046]
为了降低碰撞角度的计算难度，该安装板搭接在倾斜档条时的倾斜角度为 15
°
或45
°
，即与水平面的夹角为15
°
或45
°
。该两种倾斜角度可满足不同车型使用要求，一般微型车辆采用45
°
倾斜角，轿车、小型suv采用15
°
倾斜角或45
°
倾斜角均可，皮卡、大型suv采用15
°
倾斜角。
[0047]
本实施例中可在该固定杆上设置两种高度的安装支架70来安装该倾斜档条，该两种高度的安装点适用于15
°
和45
°
倾斜角度的要求。
[0048]
进一步的，如图5和图6所示，为了使该倾斜档条43与该安装板413搭接更加稳定，将该倾斜档条43的搭接面设置为倾斜15
°
和45
°
的两种，即安装板413与该倾斜档条43搭接时，该搭接面与安装板413的底面贴合。
[0049]
由于该激光发射装置20固定在该安装板412上，因此当该安装板412倾斜 15
°
或45
°
时，该激光发射装置20也随着倾斜15
°
或45
°
，对应的激光发射角度也随之倾斜相应角度。
[0050]
进一步的，为了便于该激光发射装置20的零点校正，该安装板412上固设有平行该激光发射装置20的刻度尺80，该刻度尺80用于测量激光发射装置发射的激光的位置。在碰撞角度测量过程中该激光发射装置20发射的激光的位置应当始终不变。初始测量时，需记录水平仪在刻度尺上投影的读数，记录数据为ha0.该数值用于监测后续步骤中激光水平仪安装板旋转时是否发生了位移，若后续步骤中ha0发生变化，则需要调整激光水平仪的安装，使ha0保持
±ꢀ
1mm范围内，以保证测量精度。
[0051]
进一步的，为了便于该碰撞角度测量装置1的移动，该碰撞角度测量装置1 还包括移动装置。如图7所示，该移动装置包括至少三个安装在该支撑装置底部的万向轮90，该万向轮90上还设置有锁止踏板。进行碰撞角度测量时，可通过该移动装置移动该碰撞角度测量装置1，并通过调整万向脚轮90使装置正向面对待测车辆，踩下万向轮90锁止踏板，使测量装置保持不动。
[0052]
进一步的，为了便于搬运该碰撞角度测量装置1，在该支撑架10上固设有把手13。
[0053]
本实施例中的碰撞角度测量装置包括支撑架、激光发射装置、传动装置和。角度调节装置。通过该角度调节装置可对该激光发射装置进行倾斜角度的调节，通过该传动模块可对该激光发射装置沿着支撑架在竖直方向移动，以调节还激光发射装置的高度，并通过支撑架上的刻度记录激光发射装置高度调节前后的位置。分别通过对前防撞梁高度标记点(ibrl)以及wad930标记点位置的水平投影测量和倾斜角度测量，记录投影高度数据，利用计算公式便可求出碰撞块碰撞角度。
[0054]
本实用新型实施例还提供了一种碰撞角度测量方法，该方法应用于上述实施例中的碰撞角度测量装置。
[0055]
该碰撞角度测量方法包括如下步骤：
[0056]
步骤1，移动所述碰撞角度测量装置至待测车辆的正前方；
[0057]
步骤2，开启激光发射装置，使激光发射装置的激光投射方向水平投射至待测车辆；
[0058]
步骤3，通过传动装置调节所述激光发射装置的高度，并分别记录所述激光发射装置的投射光线对准待测车辆上的前防撞梁高度标记点和wad930的标记点时，所述激光发射装置的高度，即分别为h
hb0
和h
hw0
；
[0059]
步骤4，通过角度调节装置调节所述激光发射装置倾斜15
°
或45
°
，并再次分别记录所述激光发射装置的投射光线对准待测车辆上的前防撞梁高度标记点和wad930的标记点时，所述激光发射装置的高度，即分别为h
k
和h
i
；
[0060]
步骤5，根据测量的高度h
hb0
、h
hw0
、h
k
和h
i
计算所述待测车辆的碰撞角度。
[0061]
该碰撞角度计算公式为：
[0062][0063]
其中，θ为激光发射装置倾斜的角度。
[0064]
如图8所示，进行碰撞角度测量时，将激光发射装置推动到待测车辆的正前方，且与待测车辆的距离在300mm～700mm的范围内。具体实施时，测试车辆整车高度较大的，距离取小值；测试车辆整车高度较小的，距离取大值。通过传动装置调节激光发射装置的高度，使激光发射装置发射的激光对准该待测车辆上的前防撞梁高度标记点，并记录支撑架上该激光发射装置所在位置的刻度，即h
hb0
。
[0065]
如图9所示，旋转安装板，在15度倾斜挡条安装支架上放置15度倾斜挡条，用倾斜挡条来支撑激光水平仪安装板，此时激光发射装置的投射激光线与水平方向呈15度夹角。再次通过传动装置调节激光发射装置的高度，使投射激光线对准前防撞梁高度标记点位置，记支撑架上所对应的读数，记录数据为 h
hb15
，如图10所示。
[0066]
取下15度倾斜挡条，将安装板调整回初始水平位置。通过传动装置调整激光发射装置的高度，使激光投射线对准wad930标记点，记录此时激光发射装置对应支撑架上的刻度上的读数，记录数据为h
hw0
。
[0067]
旋转激光水平仪安装板，在15度倾斜挡条安装支架上放置15度倾斜挡条，用挡条来支撑激光水平仪安装板，此时激光水平仪的投射激光线与水平方向呈15度夹角。再次通过传动装置调节激光发射装置的高度，使投射激光线对准 wad930标记点，记录支撑架上的刻度所对应的读数，记录数据为h
hw15
。
[0068]
该碰撞角度的计算原理参照图11，将测量的h
hb0
、h
hw0
、h
hb15
和h
hw15
代入下述公式即可计算出碰撞角度α：
[0069][0070]
可以理解的，在本发明的其他实施例中，进行角度测量时，也可将安装板搭接在45
°
倾斜档条上，即激光发射装置倾斜角度θ为45
°
，该情况下碰撞角度的计算原理与公式与上述中的相同。
[0071]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0072]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。