一种多用途汽车材料自然加速试验仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多用途汽车材料自然加速试验仪，包括底座、转动安装在底座上的立柱及第一驱动机构、铰接在立柱上端的支架、安装在支架上的加速试验箱、跟踪器探头、控制器和第二驱动机构，跟踪器探头设在支架上，第一、第二驱动机构分别与控制器相连，跟踪器探头探测阳光方位，将信号输送至控制器，控制器向第一、第二驱动机构发送指令，第一驱动机构驱动立柱转动带动支架左右转动进而带动加速试验箱左右转动，第二驱动机构驱动支架上下摆动进而带动加速试验箱上下摆动，直至加速试验箱正对太阳。本实用新型可实现全天候自动跟踪太阳，控制器控制加速试验箱水平转动和上下摆动直至正对太阳，增加了太阳辐照，可快速获得试验样品老化结果。
【专利说明】
_种多用途汽车材料自然加速试验仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种多用途汽车材料自然加速试验仪。
【背景技术】
[0002]汽车是全天侯使用的户外产品，在不同地域、不同自然环境使用过程中，汽车所用的非金属材料通常会发生老化现象，如发生裂纹、粉化、变形、变硬、起泡、长霉等。由于老化是一个渐进发展的过程，往往不容易引起人们的重视，但是随着时间的延长，非金属材料老化现象加剧，最终会导致材料完全失效，从而影响汽车的使用寿命。
[0003]为了满足汽车耐候性方面的质量要求，汽车企业往往需要对汽车及其零部件、材料进行气候老化试验研究，以验证汽车的设计理念及制造质量。近几十年来，随着汽车行业竞争的日趋激烈，人们对汽车耐候性的要求也越来越高。因此，研发适宜的气候老化试验方法，准确、快速、有效地评价汽车的耐候性，是汽车企业不断追求的目标。
[0004]目前，国内外基本采用固定式暴晒架对汽车材料(尤其是汽车外饰件材料)进行自然老化试验。固定式暴晒架为倾斜设置的框架，试验时，将汽车材料置于框架上，为了接收最大的太阳辐照，暴晒架朝南放置，以便尽可能加速汽车材料的老化进程。但是，由于太阳的位置不断变化，汽车材料接收太阳辐照达到要求的时间十分漫长，因此导致试验时间较长，以致无法快速获得汽车材料老化结果。另外，固定式暴晒架的功能也较为单一。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低、操作方便、节省人力、可加速老化进程、能够大大缩短试验时间的多用途汽车材料自然加速试验仪。
[0006]本实用新型的上述目的是通过以下的技术方案来实现的:一种多用途汽车材料自然加速试验仪，其特征在于:它包括底座、转动安装在底座上的立柱及用于驱动立柱转动的第一驱动机构、铰接在立柱上端的框架式的支架、安装在支架上的加速试验箱、用于探测阳光方位的跟踪器探头、与跟踪器探头相连的控制器和用于驱动支架上下摆动的第二驱动机构，所述跟踪器探头设置在支架上，所述第一、第二驱动机构分别与控制器相连，所述跟踪器探头探测阳光方位，将信号输送至控制器进行处理，控制器向第一、第二驱动机构分别发送指令，第一驱动机构驱动立柱转动带动支架左右转动进而带动加速试验箱左右转动，而第二驱动机构驱动支架上下摆动进而带动加速试验箱上下摆动，直至加速试验箱正对太阳。
[0007]本实用新型跟踪器探头可在水平方位和高度上跟踪太阳轨迹实现全天候自动跟踪太阳，灵敏度高，抗干扰性强，可实时向控制器发送信号，由控制器控制加速试验箱跟随支架水平转动和上下摆动使加速试验箱正对太阳，大幅度增加了太阳辐照，大大缩短了试验时间，能够快速获得试验样品的老化结果。另外，本实用新型结构简单、成本低，操作方便、节省人力，实用性强，可广泛推广和适用。
[0008]作为本实用新型的一种实施方式，所述立柱由回转轴承、下连接柱和上连接柱组成，所述第一驱动机构采用电机和安装在电机动力输出轴上的减速器，所述减速器与回转轴承的转动部相连，所述下连接柱的上端与回转轴承的固定部连接，其下端与底座相连，所述上连接柱的下端与回转轴承的转动部连接，其上端与支架相连，所述电机通过减速器驱动回转轴承的转动部转动进而通过上连接柱带动支架左右转动。电机通过减速器可使本装置能够精准精细在东西方位跟踪指向太阳。
[0009]为了实现本实用新型的多用途功能，作为本实用新型的一种改进，所述加速试验箱为直接暴晒架、黑箱或玻璃下暴晒箱，可以根据试验需求采用不同的试验箱，实现试验样品的进一步加速老化。
[0010]直接暴晒架是自然暴露试验的最常见设施，它不但可以根据不同样品形状进行装夹样品，还可以根据不同的试验要求来调整样品的暴晒角度。采用耐腐蚀的金属材料进行制作，如铝合金、不锈钢等。黑箱是一个长方形、侧壁涂有黑色油漆的金属箱，用来模拟材料的最终使用环境条件。黑箱主要用于汽车外饰件的自然暴露试验，目的是使试验样品的温度达到汽车使用时车箱近似水平表面的实际温度。玻璃下暴晒箱是一个上表面放置汽车玻璃的一个空心长方体箱，主要进行汽车内饰件的自然暴晒试验。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述加速试验箱通过挂钩可拆卸安装在支架上，即所述挂钩的勾部卡勾在所述支架上，所述挂钩与加速试验箱可拆卸连接。
[0012]本实用新型还可以做以下改进，所述多用途汽车材料自然加速试验仪还包括用于限位支架水平转动最大位置的左右限位开关和用于限位支架上下摆动最大位置的上下限位开关，所述左右限位开关分别设置在支架的左右两侧附近，以使支架水平转动过程中碰触左右限位开关时，支架停止水平转动，所述上下限位开关则设置在支架的上下两侧附近，以使支架上下摆动过程中碰触上下限位开关时，支架停止上下摆动。
[0013]作为本实用新型的一种实施方式，所述第二驱动机构包括电动推杆和支杆，所述支杆的一端固定在上连接柱上，另一端与电动推杆的外壳相连，电动推杆的伸缩杆与支架相连。
[0014]作为本实用新型的一种实施方式，所述支架和上连接杆通过支撑杆相连，所述支撑杆为一对向上弯曲的杆体，杆体的两杆端与支架连接，杆体的底端设有铰接孔，在所述上连接柱的顶端设有铰接轴，所述铰接轴安装在铰接孔中，在所述铰接轴伸出铰接孔的轴段上安装有弹性挡圈。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果:
[0016]⑴本实用新型跟踪器探头可在水平方位和高度上跟踪太阳轨迹实现全天候自动跟踪太阳，灵敏度高，抗干扰性强，可实时向控制器发送信号，由控制器控制加速试验箱跟随支架水平转动和上下摆动使加速试验箱正对太阳，大幅度增加了太阳辐照，大大缩短了试验时间，能够快速获得试验样品的老化结果。
[0017]⑵本实用新型的加速试验箱可以采用多种不同的试验箱，实现试验样品的进一步加速老化，满足不同的试验需求。
[0018]⑶本实用新型电机通过减速器可使本装置能够精准精细在东西方位跟踪指向太阳。
[0019]⑷本实用新型在试验过程中系统可以全自动跟踪，无需人工操作，方便快捷进行试验。
[0020](5)本实用新型结构简单、成本低，操作方便、节省人力，实用性强，可广泛推广和适用。
【附图说明】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022]图1是本实用新型局部剖视侧视图；
[0023]图2是本实用新型的主视图；
[0024]图3是本实用新型的局部示意图；
[0025]图4是本实用新型电机驱动回转轴承的结构示意图；
[0026]图5是挂钩的侧视图。
[0027]图中，1-控制器，2-底座，3-螺栓，4-支撑杆，5-回转轴承，6_弹性挡圈，7_加速试验箱，8-跟踪器探头，9-电动推杆，10-支架，11-电机，12-减速器，13-电动推杆的电机，14-上连接柱，15-下连接柱，16-支杆，17-挂钩
【具体实施方式】
[0028]如图1?5所示，是本实用新型一种多用途汽车材料自然加速试验仪，它包括固定在地面上的底座2、转动安装在底座2上的立柱及用于驱动立柱转动的第一驱动机构、铰接在立柱上端的框架式的支架10、安装在支架10上的加速试验箱7、用于探测阳光方位的跟踪器探头8、与跟踪器探头8相连的控制器I和用于驱动支架10上下摆动的第二驱动机构，跟踪器探头8设置在支架10上，第一、第二驱动机构分别与控制器I相连，跟踪器探头8放置在支架10中间用于探测阳光方位，将信号输送至控制器I进行处理，控制器I向第一、第二驱动机构分别发送指令，第一驱动机构驱动立柱转动带动支架10左右转动进而带动加速试验箱7左右转动，且第二驱动机构驱动支架10上下摆动进而带动加速试验箱7上下摆动，直至加速试验箱4正对太阳。
[0029]在本实施例中，立柱由回转轴承5、下连接柱15和上连接柱14组成，第一驱动机构采用电机11和安装在电机11动力输出轴上的减速器12，减速器12与回转轴承5的转动部相连，下连接柱15的上端与回转轴承5的固定部通过螺栓3连接，其下端与底座2通过螺栓相连，上连接柱14的下端与回转轴承5的转动部通过螺栓连接，其上端与支架10相连，电机11通过减速器12驱动回转轴承5的转动部转动进而通过上连接柱14带动支架10转动。电机通过减速器可使本装置能够精准精细在东西方位跟踪指向太阳。
[0030]第二驱动机构包括电动推杆9和支杆16，支杆16的一端通过螺栓固定在上连接柱14上，另一端与电动推杆9的外壳通过螺栓相连，电动推杆9的伸缩杆与支架10相连。支架10和上连接杆14通过支撑杆4相铰接，支撑杆4为一对向上弯曲的杆体，杆体的两杆端与支架10连接，杆体的底端设有铰接孔，在上连接柱14的顶端设有铰接轴，铰接轴安装在铰接孔中，在铰接轴伸出铰接孔的轴段上安装有弹性挡圈6。
[0031]加速试验箱7通过挂钩17可拆卸安装在支架10上，即挂钩10的勾部卡勾在支架10上，挂钩17与加速试验箱7可拆卸连接，具体采用螺纹连接。
[0032]还包括用于限位支架10水平转动最大位置的左右限位开关和用于限位支架10上下摆动最大位置的上下限位开关，左右限位开关分别设置在支架的左右两侧附近，以使支架水平转动过程中碰触左右限位开关时，支架停止转动，上下限位开关则设置在支架的上下两侧附近，以使支架上下摆动过程中碰触上下限位开关时，支架停止上下摆动。
[0033]加速试验箱为直接暴晒架、黑箱或玻璃下暴晒箱，可以根据试验需求采用不同的试验箱，实现试验样品的进一步加速老化。直接暴晒架是自然暴露试验的最常见设施，它不但可以根据不同样品形状进行装夹样品，而且还可以根据不同的试验要求来调整样品的暴晒角度。直接暴晒架采用耐腐蚀的金属材料进行制作，如铝合金、不锈钢等。黑箱是一个长方形、侧壁涂有黑色油漆的金属箱，用来模拟材料的最终使用环境条件。黑箱主要用于汽车外饰件的自然暴露试验，目的是使试验样品的温度达到汽车使用时车箱近似水平表面的实际温度。玻璃下暴晒箱是一个上表面放置汽车玻璃的一个空心长方体箱，主要进行汽车内饰件的自然暴晒试验。
[0034]本实用新型的工作过程如下:第一次通电，本装置自检，自检完成后跟踪器探头8感测阳光方位，把信号送回控制器1，控制器I根据本装置现处方位与阳光方位的偏差，给第一驱动机构和第二驱动机构发送对应的指令信号，当电机11接收到控制器的指令，通电运转，带动减速器，将电机11输出的转速减小，扭矩增大，回转轴承5运行，带动支架10左右转动进而带动加速试验箱7向东或向西运动(初始状态是支架面向南放置)，当电机13接收到控制器I的指令，通电运转，带动电动推杆9上下直线运动，支撑杆4随之上下摆动，带动支架10进而带动加速试验箱7上下摆动，直到加速试验箱7正对太阳，本装置停止运行。当支架10在东西运动的过程中碰触到水平限位开关，本装置停止运行，当支架10在上下摆动的过程中碰触到上下限位开关，本装置停止运行。当天黑时，本装置自动放置成水平状态，电机逆时针工作，直到碰触水平限位开关的东方位的限位开关，本装置停止运行，进入休眠。直到第二天太阳出来，本装置唤醒，进行正常跟踪。
[0035]本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域普通技术知识和惯用手段，本实用新型的第一驱动机构、第二驱动机构、转动安装在底座上的立柱、支架和立柱之间的铰接方式、加速试验箱和支架的可拆卸连接方式等还具有其它的实施方式；电动推杆的驱动装置除了采用电机，也可以采用气缸、直线步进马达和液压油缸等。因此，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。
【主权项】
1.一种多用途汽车材料自然加速试验仪，其特征在于:它包括底座、转动安装在底座上的立柱及用于驱动立柱转动的第一驱动机构、铰接在立柱上端的框架式的支架、安装在支架上的加速试验箱、用于探测阳光方位的跟踪器探头、与跟踪器探头相连的控制器和用于驱动支架上下摆动的第二驱动机构，所述跟踪器探头设置在支架上，所述第一、第二驱动机构分别与控制器相连，所述跟踪器探头探测阳光方位，将信号输送至控制器进行处理，控制器向第一、第二驱动机构分别发送指令，第一驱动机构驱动立柱转动带动支架左右转动进而带动加速试验箱左右转动，而第二驱动机构驱动支架上下摆动进而带动加速试验箱上下摆动，直至加速试验箱正对太阳。2.根据权利要求1所述的多用途汽车材料自然加速试验仪，其特征在于:所述立柱由回转轴承、下连接柱和上连接柱组成，所述第一驱动机构采用电机和安装在电机动力输出轴上的减速器，所述减速器与回转轴承的转动部相连，所述下连接柱的上端与回转轴承的固定部连接，下连接柱的下端与底座相连，所述上连接柱的下端与回转轴承的转动部连接，上连接柱的上端与支架相连，所述电机通过减速器驱动回转轴承的转动部转动进而通过上连接柱带动支架左右转动。3.根据权利要求2所述的多用途汽车材料自然加速试验仪，其特征在于:所述第二驱动机构包括电动推杆和支杆，所述支杆的一端固定在上连接柱上，另一端与电动推杆的外壳相连，电动推杆的伸缩杆与支架相连。4.根据权利要求3所述的多用途汽车材料自然加速试验仪，其特征在于:所述加速试验箱为直接暴晒架、黑箱或玻璃下暴晒箱。5.根据权利要求4所述的多用途汽车材料自然加速试验仪，其特征在于:所述加速试验箱通过挂钩可拆卸安装在支架上，即所述挂钩的勾部卡勾在所述支架上，所述挂钩与加速试验箱为可拆卸连接。6.根据权利要求5所述的多用途汽车材料自然加速试验仪，其特征在于:所述多用途汽车材料自然加速试验仪还包括用于限位支架水平转动最大位置的左右限位开关和用于限位支架上下摆动最大位置的上下限位开关，所述左右限位开关分别设置在支架的左右两侧附近，以使支架水平转动过程中碰触左右限位开关时，支架停止水平转动，所述上下限位开关则设置在支架的上下两侧附近，以使支架上下摆动过程中碰触上下限位开关时，支架停止上下摆动。7.根据权利要求6所述的多用途汽车材料自然加速试验仪，其特征在于:所述支架和上连接杆通过支撑杆相铰接。8.根据权利要求7所述的多用途汽车材料自然加速试验仪，其特征在于:所述支撑杆为一对向上弯曲的杆体，杆体的两杆端与支架连接，杆体的底端设有铰接孔，在所述上连接柱的顶端设有铰接轴，所述铰接轴安装在铰接孔中，在所述铰接轴伸出铰接孔的轴段上安装有弹性挡圈。
【文档编号】G05D3/12GK205426745SQ201521064533
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月17日
【发明人】王受和, 揭敢新, 王俊, 江鲁, 张晓东
【申请人】中国电器科学研究院有限公司