台架试验加载装置的制造方法
【专利摘要】一种台架试验加载装置，包括作动器、反力架及复合式加载机构，所述复合式加载机构包括用于与一实验样件相连的机构主体、位于所述机构主体两端的第一加载连接板以及垂直于所述机构主体和所述第一加载连接板的第二加载连接板，所述作动器的一第一端与所述反力架相连，所述作动器的一第二端在进行不同施力点的加载试验时分别与所述第一加载连接板或所述第二加载连接板相连。本实用新型通过在复合式加载机构的不同位置设置方向不同的第一加载连接板和第二加载连接板，从而可以利用一套夹具进行轮心加载试验和轮毂下边缘加载试验，降低了加工成本。
【专利说明】
台架试验加载装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及汽车试验领域，特别是关于一种台架试验加载装置。
【背景技术】
[0002]在汽车领域，某种车型量产前，一般会在其骡车及试制阶段进行悬架系统的性能或疲劳耐久试验，一方面是为了验证该车型的悬架系统在不同方向的抗冲击强度，另一方面是为了保证该悬架系统安全承载的耐久性。国内各大汽车主机厂进行悬架系统试验的方法不一，大体上分为两类:一类是在整车上对轮胎中心进行单方向或多方向的加载试验;另一类则是只在台架上对单一悬架系统进行单方向或者空间加载的试验。
[0003]在对单一悬架系统进行单向台架加载试验时，通常需进行纵向、垂向、侧向三种不同的试验工况。纵向工况是为了验证汽车发生碰撞或者追尾时，由轮心传至悬架的纵向冲击载荷。垂向工况是为了验证汽车路过大坑时，车辆突然失重而接触地面后对垂直方向的冲击，悬架的受力作用点依旧位于轮胎的中心。侧向工况则是为了验证汽车发生侧面碰撞时，由轮毂下边缘传至悬架的冲击载荷。
[0004]进行悬架系统台架试验的主要难点在于:
[0005]1.加载装置既能够进行轮心垂向和纵向的加载，又能够进行轮毂下边缘的侧向加载；
[0006]2.由于悬架系统承载较大，因此，加载装置应具有足够大的强度和刚度；
[0007]3.各工况的加载方向在试验过程中应保持一致，不应存在其他方向的憋力或干涉，不应有较大的角度偏移；
[0008]4.在垂向工况的加载过程中需要实时测试轮胎外倾角的变化，包括最大外倾角和残余外倾角(加载力撤去后的轮胎外倾角)测试。
[0009]现有的加载装置是通过设计不同的夹具以应对不同位置(即轮心和轮毂边缘)的加载，利用不同的夹具简单地连接施载液压作动器与汽车的制动盘端面，对悬架系统进行纵向、垂向、侧向三种不同工况的加载试验。该加载装置存在如下缺点:
[0010]1.在轮心纵向加载的过程中，悬架存在着绕各摆臂复合后的旋转中心的旋转运动，因而难以保证加载过程的方向一致性，并且，由于夹具与制动盘是面连接，在悬架的旋转过程中要保证夹具始终沿着汽车的纵向运动会存在一定的外拉内应力，即憋力；
[0011 ] 2.在轮毂下边缘加载的过程中，夹具会向汽车内侧弯曲，随着夹具的弯曲，作动器的加载作用点也随之改变，由轮毂下边缘的下侧变换至轮毂下边缘的内侧。
[0012]3.加载装置的憋力会影响到作动器的加载精度，并对施载作动器造成一定的损坏。
[0013]4.该试验需完成轮心纵向、垂向加载及轮毂下边缘加载，需要加工两套夹具，费时费力，加工成本高。
[0014]5.不能实时监测垂向加载过程中的外倾角变化。【实用新型内容】
[0015]承上述，本实用新型目的在于提供一种即可进行轮心加载也可进行轮毂下边缘加载的台架试验加载装置。
[0016]为达上述优点，本实用新型提供一种台架试验加载装置，包括作动器、反力架及复合式加载机构，所述复合式加载机构包括用于与一实验样件相连的机构主体、位于所述机构主体两端的第一加载连接板以及垂直于所述机构主体和所述第一加载连接板的第二加载连接板，所述作动器的一第一端与所述反力架相连，所述作动器的一第二端在进行不同施力点的加载试验时分别与所述第一加载连接板或所述第二加载连接板相连。
[0017]根据本实用新型的较佳实施例，所述台架试验加载装置还包括位于所述作动器的所述第二端与所述第一加载连接板或所述第二加载连接板之间的直线导轨，所述直线导轨固定于一导轨支撑架的特定高度，且与所述第一加载连接板或所述第二加载连接板之间通过一第一连接件相连，所述直线导轨与所述作动器的所述第二端之间通过一第二连接件相连。
[0018]根据本实用新型的较佳实施例，所述第一连接件包括与所述第一加载连接板连接的两根二力杆、与所述两根二力杆相连的二力杆固定板、以及连接所述二力杆固定板与所述直线导轨的第一导向固定板，所述第二连接件包括连接所述直线导轨与所述作动器的所述第二端的第二导向固定板。
[0019]根据本实用新型的较佳实施例，所述第一连接件包括与所述第二加载连接板连接的一根二力杆以及连接所述一根二力杆与所述直线导轨的第一导向固定板，所述第二连接件包括连接所述直线导轨与所述作动器的所述第二端的第二导向固定板。
[0020]根据本实用新型的较佳实施例，所述二力杆与所述第一加载连接板或所述第二加载连接板之间通过第一球铰和第一固定销可转动连接，所述第一导向固定板与所述二力杆固定板或所述二力杆之间通过第二球铰和第二固定销可转动连接。
[0021]根据本实用新型的较佳实施例，所述第一导向固定板的两端设有用于连接所述直线导轨的通孔，所述第一导向固定板的中部用于与所述第二球铰相连的吊耳，所述第二导向固定板的两端设有用于连接所述直线导轨的通孔，所述第二导向固定板的中部设有用于连接所述作动器的通孔。
[0022]根据本实用新型的较佳实施例，所述二力杆固定板的中部设有用于连接所述第一导向固定板的通孔，所述二力杆固定板的两端设有用于连接所述两根二力杆的通孔。
[0023]根据本实用新型的较佳实施例，所述第一加载连接板与所述机构主体可拆卸连接。
[0024]根据本实用新型的较佳实施例，所述实验样件为悬架系统，所述第一加载连接板在进行轮心纵向和/或垂向加载试验时与所述作动器相连，所述第二加载连接板在进行轮毂下边缘侧向加载试验时与所述作动器相连，所述第一加载连接板上设有用于连接所述机构主体与汽车制动盘的通孔，所述第二加载连接板上设有对应不同轮毂尺寸的若干个轮毂调节孔。
[0025]根据本实用新型的较佳实施例，所述第一加载连接板上设有用于放置激光笔的激光导向槽，所述激光导向槽在所述台架试验加载装置安装好后位于水平方向或竖直方向。
[0026]本实用新型通过在复合式加载机构的不同位置设置方向不同的第一加载连接板和第二加载连接板，从而可以利用一套夹具进行轮心加载试验和轮毂下边缘加载试验，降低了加工成本。
【附图说明】
[0027]图1所示为本实用新型台架试验加载装置与一悬架系统的组装示意图，图1所示的台架试验加载装置用于进行轮心加载试验。
[0028]图2所示为图1中复合式加载机构的立体结构示意图。
[0029]图3所示为图1中的二力杆固定板的立体结构示意图。
[0030]图4所示为图1中的第一导向固定板的立体结构示意图。
[0031]图5所示为图1中的第二导向固定板的立体结构示意图。
[0032]图6所示为本实用新型台架试验加载装置与一悬架系统的组装示意图，图6所示的台架试验加载装置正在进行轮心垂向加载试验。
[0033]图7所示为本实用新型台架试验加载装置与一悬架系统的组装示意图，图7所示的台架试验加载装置用于进行轮毂下边缘侧向加载试验。
【具体实施方式】
[0034]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的台架试验加载装置其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0035]首先，本案以一悬架系统的台架试验加载装置为例对本实用新型的台架试验加载装置进行说明。图1所示即为本实用新型台架试验加载装置与该悬架系统的组装示意图，本实用新型的台架试验加载装置即可对试验样件(即该悬架系统)进行轮心纵向和垂向的静强度试验的加载(如图1所示)，也可对该悬架系统进行轮毂下边缘侧向静强度试验的加载(如图7所示)。
[0036]如图1所示，本实用新型的台架试验加载装置包括复合式加载机构10、激光笔20(参图6)、第一连接件30、直线导轨40、导轨支撑架50、第二连接件60、作动器70及反力架80。在图1所示的实施方式中，第一连接件30包括第一球铰31、二力杆32、二力杆固定板33、第二球铰34及第一导向固定板35。第二连接件60包括第二导向固定板61。
[0037]请一并参阅图2，复合式加载机构10包括机构主体11、加强筋12、第一加载连接板13及第二加载连接板14。
[0038]机构主体11为一长条状的矩形板，其中部设有六个通孔IIa，在本实施例中，该六个通孔Ila为六个沉头孔，这六个沉头孔分别位于一正五边形的中心及五个顶点上。其中，位于正五边形中心的沉头孔的孔心位于机构主体11的中心，其在汽车制动盘90上的投影与汽车制动盘90的中心重合，该沉头孔的设置是用于为汽车制动盘90的驱动轴顶端提供让位空间，防止机构主体11与制动盘90的驱动轴产生干涉，从而使机构主体11的内侧面可以与制动盘90的盘面贴合。安装时，可通过穿入正五边形顶点的五个沉头孔内的五颗轮毂螺栓将复合式加载机构10固定于制动盘90上。另外，机构主体11的外侧面上设有一用于放置激光笔20的激光导向槽lib。当将复合式加载机构10固定于制动盘90上进行轮心纵向和垂向加载试验时，激光导向槽Ilb处于水平方向或竖直方向。
[0039]加强筋12位于机构主体11的两端，且分别由机构主体11的外侧面和内侧面的两端沿垂直于机构主体11的方向反向延伸，如此，使机构主体11和加强筋12的组合由机构主体11的一端看呈现类似于Z字形的结构。
[0040]第一加载连接板13设于机构主体11的两个末端，且垂直于机构主体11和加强筋
12。第一加载连接板13通过螺接、销接等可拆卸的方式固定于机构主体11的末端，与机构主体11和加强筋12连接在一起。第一加载连接板13的其中一个没有与加强筋12相连的角落开设有一呈圆角状的豁口，以作为二力杆32的让位槽13a。另外，第一加载连接板13上还开设有一个球铰连接孔13b，用于通过第一固定销与第一球铰31相连。本实施例中的第一球铰31呈吊耳状，其具有一球铰环及位于球铰环一端的螺杆。球铰连接孔13b在第一加载连接板13上的位置根据被测车型的轮胎中心面与制动盘90盘面的距离而定。由于第一加载连接板13是以可拆卸的方式固定于机构主体11上，因此，可以针对不同的车型加工不同的第一加载连接板13。如此，当被测车型的轮胎中心面与制动盘90盘面的距离发生变化时，可通过更换第一加载连接板13使本实用新型的台架试验加载装置适用不同的车型。
[0041]第二加载连接板14与机构主体11和第一加载连接板13相互垂直，且与机构主体11和其中一个第一加载连接板13相连。第二加载连接板14包括两个相互平行的长方体板，各长方体板上均加工有若干个轮毂调节孔14a，用于通过第二固定销与第二球铰34相连。在本实施例中，第二加载连接板14上加工有距离轮心9、9.5、10、10.5英寸的4个轮毂调节孔14a，如此，可使本实用新型的台架试验加载装置适用不同轮毂尺寸的车型。
[0042]激光笔20为市面上较普通的穿透力强且光线较细的红外投线装置。
[0043]本实施例中的二力杆32包括两根，其分别与机构主体11两端的第一加载连接板13相连。本实施例中的二力杆32为圆柱状，其两个端面分别加工有具有一定深度的螺纹孔。
[0044]请一并参阅图3，二力杆固定板33大致呈长方体状，其中心和两端共加工有三个通孔，分别为33a和33b。并且，二力杆固定板33的一个表面上对称焊接有两个梯形的加强肋33c，以加强二力杆固定板33的强度。
[0045]第二球铰34的形状与第一球铰31—致。
[0046]请一并参阅图4，第一导向固定板35大致呈长方体状，其靠近两端的位置加工有两个通孔35a，并且，第一导向固定板35的中心焊接了一个具有两个吊耳35b的连接件，以通过插入吊耳35b之间的第二球铰34和配套的第二固定销实现二力杆固定板33和第一导向固定板35的可转动连接。
[0047]本实施例中的直线导轨40包括两根，且两直线导轨40均配有导轨固定座41，导轨固定座41上加工有四个用以装配的通孔。
[0048]本实施例中的导轨支撑架50也包括两个，其通过压板固定于工作台上，并且，两导轨支撑架50的相对表面上加工有两排通孔50a，以用于固定导轨固定座41，并使直线导轨40在导轨支撑架50上的高度可调。
[0049]请一并参阅图5，第二导向固定板61大致为六边形，其两侧加工有两个通孔61a，这两个通孔61a的孔心距与第一导向固定板35上通孔35a的孔心距一致。第二导向固定板61的中部沿对角线还加工有4个用于连接作动器70的通孔61b。
[0050]作动器70为液压式作动器，其只可在其轴线方向加载。作动器70大体上为圆柱状。
[0051]反力架80通过压板固定于工作台上，主要起固定作动器70的尾部、支撑作动器70加载载荷的作用。反力架80上沿垂向加工有两道滑轨81以调节作动器70的高度，反力架80的背面焊接有加强板82以提高其强度。
[0052]如图1所示，当需要利用本实用新型的台架试验加载装置进行轮心垂向加载试验时，通过4颗螺栓将作动器70的右端(第一端)固定于反力架80上，通过4颗螺栓将作动器70的左端(第二端)固定于第二导向固定板61上;通过两颗螺栓连接第二导向固定板61与直线导轨40的右端;将两个直线导轨40分别通过四颗螺栓固定于导轨支撑架50上;通过两颗螺栓连接第一导向固定板35与直线导轨40的左端;将第二球铰34的螺杆拧入二力杆固定板33中心的通孔33a，并将第二球铰34的球铰环放置于第一导向固定板35的吊耳35b之间，通过第二固定销连接;通过两颗螺栓连接二力杆固定板33及二力杆32右端;将第一球铰31的螺杆拧入二力杆32左端，并将球铰环放平，然后通过两个第一固定销将第一球铰31固定至复合式加载机构10的第一加载连接板13上，此时二力杆32的圆柱的一部分位于第一加载连接板13上的让位槽13a内；将复合式加载机构10的内侧面贴合至制动盘90的外端面，利用5颗轮毂螺栓以对角线拧紧的原则将其固定至制动盘90上;将热熔胶注塑枪烧软的流体软胶涂于激光笔20周围，并将激光笔20粘紧固定于复合式加载机构10的激光导向槽Ilb内，完成台架试验加载装置的搭建。
[0053]然后，对控制器施以缓慢静态加载命令，作动器70在力控控制模式下直接将载荷传至与之相固联的第二导向固定板61，第二导向固定板61通过直线导轨40将载荷传递至第一导向固定板35两侧，第一导向固定板35通过第二球铰34将力施加至二力杆固定板33的中心，通过两根二力杆32，将分力传至复合式加载机构10的两个第一加载连接板13，因其相对于轮胎中心对称设置，因而可以实现对轮心加载的目的。
[0054]该台架试验加载装置中的激光笔20用以实时监测悬架的外倾角，当进行轮心垂向试验的过程中悬架发生沿摆臂复合中心点的旋转，即发生外倾角的变化时，激光笔20投影在位于台架试验加载装置一侧的刻度板上的激光束发生距离为d的行程，则图6中所示的α角即表示试验过程中外倾角的变化:
[0055]外倾角a= arc sin(d/L)
[0056]由于L?d，因此，悬架加载过程中三角形顶点的变化对计算结果的影响可忽略不
i+o
[0057]如图7所示，当需要利用本实用新型的台架试验加载装置进行轮毂下边缘加载试验时，作动器70、反力架80、第二导向固定板61、直线导轨40、导轨支撑架50的连接方式均与轮心加载试验时类似，在此不做赘述。进行轮毂下边缘加载试验与轮心加载试验的不同之处在于，进行轮毂下边缘加载试验时只需一根二力杆32即可，该二力杆32的左端通过第一球铰31和第一固定销固定于第二加载连接板14上(此时第一球铰31的球铰环沿竖直方向)，该二力杆32的右端通过第二球铰34和第二固定销固定于第一导向固定板35中部。
[0058]综上所述，本实用新型的台架试验加载装置至少具有如下优点:
[0059]1.本实用新型通过在复合式加载机构的不同位置设置方向不同的第一加载连接板和第二加载连接板，以分别用于轮心加载试验和轮毂下边缘加载试验，将原有方案应加工的两套夹具融合成一套，降低了加工成本，简化了试验流程；
[0060]2.本实用新型的台架试验加载装置中增加了双直线导轨以保证加载过程中的方向一致性，直线导轨还可去除原加载机构存在憋力的现象，消除径向力对作动器的影响，达到了保护作动器的目的；
[0061]3.本实用新型的台架试验加载装置中增加了二连杆加载元件，保证了轮心加载试验时的作用点始终位于轮胎中心；
[0062]4.第二加载连接板上加工了距离轮心不同距离的轮毂调节孔，以应对不同车型不同尺寸轮毂的轮毂下边缘加载工况；
[0063]5.增加激光导向槽，通过放置激光笔监测光束在加载过程中位移的变化，从而换算成角度变化以达到实时监测外倾角变化的目的。
[0064]最后需要说明的是，上文以悬架系统的台架试验加载装置为例对本实用新型的台架试验加载装置进行说明，可以理解的，本实用新型的台架试验加载装置也可用于其他具有类似试验工况的场合，例如，对质心位于其空间结构内部的元件(如轮胎、后轴节、前转向节等)进行不同方向的加载。
[0065]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种台架试验加载装置，包括作动器(70)以及与所述作动器(70)的一第一端相连的反力架(80)，其特征在于:所述台架试验加载装置还包括复合式加载机构(10)，所述复合式加载机构(10)包括用于与一实验样件相连的机构主体(11)、位于所述机构主体(11)两端的第一加载连接板(13)以及垂直于所述机构主体(11)和所述第一加载连接板(13)的第二加载连接板(14)，所述作动器(70)的一第二端在进行不同施力点的加载试验时分别与所述第一加载连接板(13)或所述第二加载连接板(14)相连。2.如权利要求1所述的台架试验加载装置，其特征在于:所述台架试验加载装置还包括位于所述作动器(70)的所述第二端与所述第一加载连接板(13)或所述第二加载连接板(14)之间的直线导轨(40)，所述直线导轨(40)固定于一导轨支撑架(50)的特定高度，且与所述第一加载连接板(13)或所述第二加载连接板(14)之间通过一第一连接件(30)相连，所述直线导轨(40)与所述作动器(70)的所述第二端之间通过一第二连接件(60)相连。3.如权利要求2所述的台架试验加载装置，其特征在于:所述第一连接件(30)包括与所述第一加载连接板(13)连接的两根二力杆(32)、与所述两根二力杆(32)相连的二力杆固定板(33)、以及连接所述二力杆固定板(33)与所述直线导轨(40)的第一导向固定板(35)，所述第二连接件(60)包括连接所述直线导轨(40)与所述作动器(70)的所述第二端的第二导向固定板(61)。4.如权利要求3所述的台架试验加载装置，其特征在于:所述二力杆(32)与所述第一加载连接板(13)之间通过第一球铰(31)和第一固定销可转动连接，所述第一导向固定板(35)与所述二力杆固定板(33)之间通过第二球铰(34)和第二固定销可转动连接。5.如权利要求2所述的台架试验加载装置，其特征在于:所述第一连接件(30)包括与所述第二加载连接板(14)连接的一根二力杆(32)以及连接所述一根二力杆(32)与所述直线导轨(40)的第一导向固定板(35)，所述第二连接件(60)包括连接所述直线导轨(40)与所述作动器(70)的所述第二端的第二导向固定板(61)。6.如权利要求5所述的台架试验加载装置，其特征在于:所述二力杆(32)与所述第二加载连接板(14)之间通过第一球铰(31)和第一固定销可转动连接，所述第一导向固定板(35)与所述二力杆(32)之间通过第二球铰(34)和第二固定销可转动连接。7.如权利要求4或6所述的台架试验加载装置，其特征在于:所述第一导向固定板(35)的两端设有用于连接所述直线导轨(40)的通孔(35a)，所述第一导向固定板(35)的中部用于与所述第二球铰(34)相连的吊耳(35b)，所述第二导向固定板(61)的两端设有用于连接所述直线导轨(40)的通孔(61a)，所述第二导向固定板(61)的中部设有用于连接所述作动器(70)的通孔(61b)。8.如权利要求3所述的台架试验加载装置，其特征在于:所述二力杆固定板(33)的中部设有用于连接所述第一导向固定板(35)的通孔(33a)，所述二力杆固定板(33)的两端设有用于连接所述两根二力杆(32)的通孔(33b)。9.如权利要求1所述的台架试验加载装置，其特征在于:所述第一加载连接板(13)与所述机构主体(11)可拆卸连接。10.如权利要求1所述的台架试验加载装置，其特征在于:所述实验样件为悬架系统，所述第一加载连接板(13)在进行轮心纵向和/或垂向加载试验时与所述作动器(70)相连，所述第二加载连接板(14)在进行轮毂下边缘侧向加载试验时与所述作动器(70)相连，所述第一加载连接板(13)上设有用于连接所述机构主体(11)与汽车制动盘(90)的通孔(11a)，所述第二加载连接板(14)上设有对应不同轮毂尺寸的若干个轮毂调节孔(14a)。11.如权利要求1所述的台架试验加载装置，其特征在于:所述第一加载连接板(13)上设有用于放置激光笔的激光导向槽(11b)，所述激光导向槽(Ilb)在所述台架试验加载装置安装好后位于水平方向或竖直方向。
【文档编号】G01M17/04GK205483601SQ201620082659
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】罗文 , 李涛, 梁焕彬, 梁天开, 蒋航
【申请人】广州汽车集团股份有限公司