专利名称：用于检测连接强度的装置和方法
用于检测连接强度的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种检测连接强度的装置和方法，具体而言涉及ー种用于检测汽车安全带与汽车车身连接强度的装置和方法。
背景技木在很多的机械设计中，部件间的连接是通过紧固件将其与板件连接来实现的。比如，在汽车设计中有汽车座椅与汽车车身的连接、汽车安全带与汽车车身的连接甚至汽车儿童座椅上的固定件与汽车车身的连接等均是采用这种连接形式。为了保证汽车中乘员的安全，所有的国家对汽车座椅、汽车安全带以及汽车儿童座椅的连接强度都有很严格的法规要求。目前，为了检测汽车座椅、汽车安全带以及汽车儿童座椅等与汽车车身的连接强度是否满足国家的法规要求，一般都是在汽车的设计和开发阶段通过使用整车试验来检测的。这种检测方法的缺点是需要使用整车来检测，费用昂贵，检测不方便。
发明内容本发明的目的之ー是提供一种检测连接强度的装置，该装置通过施加拉拽カ对第一固定件和金属板件之间的连接强度进行检测，无需使用整车来检测例如汽车座椅与汽车车身之间的连接強度、汽车安全带与汽车车身之间的连接強度或者汽车儿童座椅上的固定件与汽车车身之间的连接强度。本发明的一个技术方案提供了一种用于检测连接強度的装置，用于对第一固定件与金属板件之间的连接强度进行检测，其中所述装置包括上部夹紧件、下部固定基座以及至少两个第二固定件，检测连接强度时，至少两个第二固定件将已与第一固定件连接在一起的金属板件以可拆卸的方式固定在上部夹紧件和下部固定基座之间，随后用拉カ装置通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽力，接着通过检测第一固定件和金属板件之间的变形位移来确定它们之间的连接是否有效。根据本发明上述技术方案提供的用于检测连接强度的装置，其中当所述装置用于检测汽车安全带与汽车车身之间的连接强度时，汽车安全带通过包括螺母和螺栓的第一固定件固定到汽车车身，金属板件作为汽车车身的替代，具有与汽车车身相同的材料和厚度。根据本发明上述技术方案提供的用于检测连接强度的装置，其中金属板件呈矩形，包括设置在中心位置处的连接孔和在连接孔两侧相对地设置的至少两个固定孔，第一固定件的螺母通过焊接方式固定在金属板件的连接孔周围，第一固定件的螺栓穿过金属板件的连接孔以焊接方式固定到第一固定件的螺母上，检测连接强度时，各自均包括螺母和螺栓的至少两个第二固定件分别穿过金属板件上的两个固定孔将连接在一起的第一固定件和金属板件固定到下部固定基座相应的安装孔中。根据本发明上述技术方案提供的用于检测连接强度的装置，其中拉カ装置为拉カ机，上部夹紧件为拉カ机自带的夹紧件。根据本发明上述技术方案提供的用于检测连接强度的装置，其中拉拽カ与金属板件之间的角度范围在30度到90度之间。根据本发明上述技术方案提供的用于检测连接强度的装置，其中当拉拽カ与金属板件之间角度为90度时，在拉力机通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽カ的情况下，当检测到第一固定件和金属板件之间的连接变形位移小于大约20毫米时，第一固定件和金属板件之间的连接強度有效。根据本发明上述 技术方案提供的用于检测连接强度的装置，其中当拉拽カ与金属板件之间角度为30度时，在拉力机通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽カ的情况下，当检测到第一固定件和金属板件之间的连接变形位移小于大约10毫米时，第一固定件和金属板件之间的连接強度有效。根据本发明上述技术方案提供的用于检测连接强度的装置，其中所述装置还可用于检测汽车座椅与汽车车身之间的连接強度或者汽车儿童座椅上的固定件与汽车车身之间的连接強度。本发明的另ー技术方案提供了一种用于检测连接強度的方法，其中所述方法包括以下步骤步骤I :提供用于检测连接强度的装置，用于对第一固定件与金属板件之间的连接强度进行检测，所述装置包括上部夹紧件、下部固定基座以及至少两个第二固定件，检测连接强度时，至少两个第二固定件将已与第一固定件连接在一起的金属板件以可拆卸的方式固定在上部夹紧件和下部固定基座之间；步骤2 :通过上部夹紧件和第一固定件的螺栓向金属板件施加设定的拉拽カ；以及步骤3 :检测施加拉拽カ后的第一固定件和金属板件之间的变形位移来确定它们之间的连接是否有效。根据本发明上述另ー技术方案提供的用于检测连接强度的方法，其中所所述装置能用于检测汽车座椅与汽车车身之间的连接强度、汽车安全带与汽车车身之间的连接强度或者汽车ノ L童座椅上的固定件与汽车车身之间的连接强度。根据本发明上述另ー技术方案提供的用于检测连接强度的方法，其中当用于检测连接强度的装置被用来检测汽车安全带与汽车车身之间的连接强度时，第一固定件包括螺栓和螺母；金属板件作为代替汽车车身的金属板件，金属板件具有与汽车车身同样的材料和厚度且呈矩形，金属板件包括设置在中心位置处的连接孔和在连接孔两侧相对地设置的至少两个固定孔；至少两个第二固定件包括螺栓和螺母；其中，第一固定件的螺母焊接到金属板件的连接孔的周围，第一固定件的螺栓穿过金属板件的连接孔焊接到第一固定件的螺母上，至少两个第二固定件的螺栓分别穿过金属板件上相应的至少两个固定孔将与第一固定件连接后的金属板件固定到下部固定基座相应的安装孔中。根据本发明上述另ー技术方案提供的用于检测连接强度的方法，其中上部夹紧件为拉カ机上自带的夹紧件。根据本发明上述另ー技术方案提供的用于检测连接强度的方法，其中拉拽カ与金属板件之间的角度范围在30度到90度之间。根据本发明上述另ー技术方案提供的用于检测连接强度的方法，其中当拉拽カ与金属板件之间角度为90度时，在拉力机通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽カ的情况下，当检测到第一固定件和金属板件之间的连接变形位移小于大约20毫米时，第一固定件和金属板件之间的连接強度有效。根据本发明上述另ー技术方案提供的用于检测连接强度的方法，其中当拉拽カ与金属板件之间角度为30度时，在拉力机通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽カ的情况下，当检测到第一固定件和金属板件之间的连接变形位移小于大约10毫米时，第一固定件和金属板件之间的连接強度有效。该检测连接强度的装置和方法简单方便，成本很低，同时在设计初期就可以进行，避免了整车试验到后期才能检测以及需要使用整车检测的高昂费用。
參照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中图Ia示出了代替汽车车身的金属板件的俯视图。图Ib示出了代替汽车车身的金属板件的剖面图。图2示出在拉拽カF与金属板件成90度时检测第一固定件与金属板件之间连接強度的装置。图3示出了在拉拽カF与金属板件成30度时检测第一固定件与金属板件之间连接強度的装置。部件及标号列表
I金属板件
—2连接孔
3固定孔
~第一固定件
~第二固定件
8上部夹紧件
9下部固定基座F . 拉拽カ
具体实施方式图la-3和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。图2示出在拉拽カF与金属板件成90度时检测第一固定件与金属板件之间连接強度的装置。如图2所示，用于检测连接强度的装置包括上部夹紧件8和下部固定基座9，用于对第一固定件4与金属板件I之间连接强度进行检测。检测时，采用至少两个第二固定件5将已与第一固定件4连接在一起的金属板件I固定在上部夹紧件8和下部固定基座9之间。然后对施加足够的拉拽カF后的第一固定件4与金属板件I之间连接的是否有效进行检测，从而判断第一固定件4与金属板件I之间的连接强度是否符合相关要求。具体而言，金属板件I为代替汽车车身的金属板件，其具有与汽车车身同样的材料和厚度。本领域技术人员容易理解的是，金属板件I的大小不固定，可根据实际情况确定。例如在一个检测试验中金属板件I的尺寸为长200毫米，宽100毫米，厚I. 2毫米。如果金属板件I为多层板件，则需要通过焊接将这些多层板件连接在一起以形成金属板件I。
当需要采用用于检测连接强度的装置来检测汽车安全带与汽车车身的连接强度吋，由于汽车安全带一般通过连接螺栓将汽车安全带连接到与汽车车身连接的焊接螺母上，因此用于检测汽车安全带与汽车车身的连接强度的装置中使用的金属板件I的结构被示出在图Ia和图Ib中。如图Ia和图Ib所示，金属板件I呈矩形，其中心位置处具有ー个连接孔2，与连接孔2相邻的两侧相对且对称地设置有两个固定孔3。当第一固定件4作为汽车安全带与汽车车身的连接件时，第一固定件4包括螺母和螺栓。第一固定件4的螺母通过焊接方式固定到金属板件I的连接孔2的周围，第一固定件的螺栓穿过连接孔2通过螺接连接到第一固定件的螺母上。此时，第一固定件4通过焊接方式与金属板件I连接到了一起。当检测第一固定件4与金属板件I的连接强度时，使得包括螺母和螺栓的至少两个第二固定件5分别穿过已与第一固定件4连接在一起的金属板件I上的两个固定孔3而将它们固定到下部固定基座9上的相应的安装孔(未示出)中。随后使用拉カ机自带的上部夹紧件8夹紧第一固定件的螺栓。接着施加足够的拉拽カF，随后检测第一固定件4与金属板件I的连接是否有效。通常情况下，汽车安全带与汽车车身的连接强度主要受控于汽车车身，即汽车车身例如通过第一固定件与汽车安全带的连接强度决定了它们之间的连接强度。因此，下面通过检验金属板件I与第一固定件4之间的连接強度来反应汽车安全带与汽车车身的连接強度。由于汽车安全带的受力方向是可变的，这就决定了金属板件I与第一固定件4之间受カ方向也是可变的。为了解决这些问题，通过分析统计和实际测量，发现汽车安全带通过连接螺栓所产生的拉拽カ与汽车车身之间的角度一般在30度到90度之间。为此，图2示出在拉拽カF与金属板件成90度时检测第一固定件与金属板件之间连接強度的装置。图3示出了在拉拽カF与金属板件成30度时检测第一固定件与金属板件之间连接強度的装置。如图2所示，当施加大约22. 25千牛顿的拉拽カF时，通过检测第一固定件4在受カ方向的位移量来判断第一固定件4与金属板件I的连接是否有效。如图3所示，当施加大约13. 5千牛顿的拉拽カF时，通过检测第一固定件4在受カ方向的位移量来判断第一固定件4与金属板件I的连接是否有效。具体地，拉拽カF的大小试验装置可以实时检测。第一固定件4与金属板件I的连接是否有效通过施加足够的拉拽カF后第一固定件4的位移量而确定。
具体而言，在拉拽カF与金属板件成90度时，当第一固定件4与金属板件I的连接变形位移小于20毫米时，认为其它们之间的连接有效，即第一固定件4与金属板件I的连接强度满足要求。在拉拽カF与金属板件成30度吋，当第一固定件4与金属板件I的连接变形位移小于10毫米时，认为其它们之间的连接有效，即第一固定件4与金属板件I的连接强度满足要求。需要说明的是，用于检测连接强度的装置还可用于检测汽车座椅与汽车车身之间的连接强度或者汽车儿童座椅上的固定件与汽车车身之间的连接強度。而这也将落在本发明的保护范围内。本发明的再一实施例提供了ー种用于检测第一固定件与金属板件之间连接強度的方法。所述方法包括以下步骤步骤I :提供用于检测连接强度的装置，用于对第一固定件4与金属板件I之间的连接强度进行检测，所述装置包括上部夹紧件8、下部固定基座9以及至少两个第二固定件5，检测吋，至少两个第二固定件5将与第一固定件4连接后的金属板件I以可拆卸的方式·固定在上部夹紧件8和下部固定基座9之间。步骤2 :通过上部夹紧件8和第一固定件4的螺栓向金属板件I施加拉拽カF ；以及步骤3 :检测施加拉拽カF后的第一固定件4与属板件I之间的连接是否有效，以确定第一固定件4与属板件I之间的连接強度是否满足相关规定的要求。在上述步骤I中，用于检测连接强度的装置能用于检测汽车座椅与汽车车身之间的连接强度、汽车安全带与汽车车身之间的连接強度或者汽车儿童座椅上的固定件与汽车车身之间的连接强度。在上述步骤I中，当用于检测连接强度的装置被用来检测汽车安全带与汽车车身之间的连接强度时，第一固定件4包括螺栓和螺母；金属板件I代替汽车车身的金属板件，金属板件I具有与汽车车身同样的材料和厚度，金属板件I包括设置在中心的ー个连接孔2和设置在该连接孔2两侧相对且对称设置的至少两个固定孔3 ;至少两个第二固定件5包括螺栓和螺母；其中第一固定件4的螺母焊接到金属板件I的连接孔2的周围，第一固定件4的螺栓穿过金属板件I的连接孔2焊接到第一固定件4的螺母上，至少两个第二固定件5的螺栓分别穿过金属板件I上相应的至少两个固定孔3，将与第一固定件4连接后的金属板件I固定到下部固定基座9相应的安装孔中。在上述步骤2中，当用于检测连接强度的装置被用来检测汽车安全带与汽车车身之间的连接强度时，用拉カ机自带的上部夹紧件8和第一固定件4的螺栓向金属板件I施加拉拽カF，拉拽カF的大小可通过拉カ装置实时检測，以判断该拉拽力F是否达到所需的拉拽カF。在上述步骤3中，通过测量第一固定件4的螺栓在受カ方向的位移量来检测第一固定件4与金属板件I连接是否有效。在上述步骤3中，当用于检测连接强度的装置被用来检测汽车安全带与汽车车身之间的连接强度时，拉拽力F与金属板件I之间的角度范围在30度与90度之间。该检测连接强度的装置和方法简单方便，成本很低，同时在设计初期就可以进行，避免了整车试验到后期才能检测以及需要使用整车检测的高昂费用。
权利要求
1.一种用于检测连接強度的装置，用于对第一固定件与金属板件之间的连接强度进行检测，其特征在于，所述装置包括上部夹紧件、下部固定基座以及至少两个第二固定件，检测连接强度时，至少两个第二固定件将已与第一固定件连接在一起的金属板件以可拆卸的方式固定在上部夹紧件和下部固定基座之间，随后用拉カ装置通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽力，接着通过检测第一固定件和金属板件之间的变形位移来确定它们之间的连接是否有效。
2.根据权利要求I所述的用于检测连接强度的装置，其特征在干，当所述装置用于检测汽车安全带与汽车车身之间的连接强度时，汽车安全带通过包括螺母和螺栓的第一固定件固定到汽车车身，金属板件作为汽车车身的替代，具有与汽车车身相同的材料和厚度。
3.根据权利要求2所述的用于检测连接强度的装置，其特征在于，金属板件呈矩形，包括设置在中心位置处的连接孔和在连接孔两侧相对地设置的至少两个固定孔，第一固定件的螺母通过焊接方式固定在金属板件的连接孔周围，第一固定件的螺栓穿过金属板件的连接孔以焊接方式固定到第一固定件的螺母上，检测连接强度时，各自均包括螺母和螺栓的至少两个第二固定件分别穿过金属板件上的两个固定孔将连接在一起的第一固定件和金属板件固定到下部固定基座相应的安装孔中。
4.根据权利要求1-3所述的用于检测连接强度的装置，其特征在于，拉カ装置为拉カ机，上部夹紧件为拉カ机自带的夹紧件。
5.根据权利要求3所述的用于检测连接强度的装置，其特征在于，拉拽力与金属板件之间的角度范围在30度到90度之间。
6.根据权利要求5所述的用于检测连接强度的装置，其特征在干，当拉拽カ与金属板件之间角度为90度时，在拉力机通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽カ的情况下，当检测到第一固定件和金属板件之间的连接变形位移小于大约20毫米时，第一固定件和金属板件之间的连接強度有效。
7.根据权利要求5所述的用于检测连接强度的装置，其特征在干，当拉拽カ与金属板件之间角度为30度时，在拉力机通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽カ的情况下，当检测到第一固定件和金属板件之间的连接变形位移小于大约10毫米时，第一固定件和金属板件之间的连接強度有效。
8.根据权利要求I所述的用于检测连接强度的装置，其特征在于，所述装置还可用干检测汽车座椅与汽车车身之间的连接強度或者汽车儿童座椅上的固定件与汽车车身之间的连接强度。
9.一种用于检测连接強度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 步骤I :提供用于检测连接强度的装置，用于对第一固定件与金属板件之间的连接强度进行检测，所述装置包括上部夹紧件、下部固定基座以及至少两个第二固定件，检测连接强度时，至少两个第二固定件将已与第一固定件连接在一起的金属板件以可拆卸的方式固定在上部夹紧件和下部固定基座之间； 步骤2 :通过上部夹紧件和第一固定件的螺栓向金属板件施加设定的拉拽カ；以及 步骤3 :检测施加拉拽カ后的第一固定件和金属板件之间的变形位移来确定它们之间的连接是否有效。
10.根据权利要求9所述的用于检测连接强度的方法，其特征在于，所述装置能用于检测汽车座椅与汽车车身之间的连接强度、汽车安全带与汽车车身之间的连接强度或者汽车儿童座椅上的固定件与汽车车身之间的连接強度。
11.根据权利要求10所述的用于检测连接强度的方法，其特征在于，当用于检测连接強度的装置被用来检测汽车安全带与汽车车身之间的连接强度时，第一固定件包括螺栓和螺母；金属板件作为代替汽车车身的金属板件，金属板件具有与汽车车身同样的材料和厚度且呈矩形，金属板件包括设置在中心位置处的连接孔和在连接孔两侧相对地设置的至少两个固定孔；至少两个第二固定件包括螺栓和螺母；其中，第一固定件的螺母焊接到金属板件的连接孔的周围，第一固定件的螺栓穿过金属板件的连接孔焊接到第一固定件的螺母上，至少两个第二固定件的螺栓分别穿过金属板件上相应的至少两个固定孔将与第一固定件连接后的金属板件固定到下部固定基座相应的安装孔中。
12.根据权利要求9所述的用于检测连接强度的方法，其特征在于，上部夹紧件为拉カ机上自带的夹紧件。
13.根据权利要求9所述的用于检测连接强度的方法，其特征在于，拉拽力与金属板件之间的角度范围在30度到90度之间。
14.根据权利要求13所述的用于检测连接强度的方法，其特征在于，当拉拽カ与金属板件之间角度为90度时，在拉力机通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽カ的情况下，当检测到第一固定件和金属板件之间的连接变形位移小于大约20毫米时，第一固定件和金属板件之间的连接強度有效。
15.根据权利要求13所述的用于检测连接强度的方法，其特征在干，当拉拽カ与金属板件之间角度为30度时，在拉力机通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽カ的情况下，当检测到第一固定件和金属板件之间的连接变形位移小于大约10毫米时，第一固定件和金属板件之间的连接強度有效。
全文摘要
一种用于检测连接强度的装置，用于检测第一固定件与金属板件之间的连接强度，其中该装置包括上部夹紧件、下部固定基座以及至少两个第二固定件，检测连接强度时，至少两个第二固定件将已与第一固定件连接在一起的金属板件固定在上部夹紧件和下部固定基座之间，随后用拉力装置通过上部夹紧件向连接在一起的第一固定件和金属板件施加设定的拉拽力，接着通过检测第一固定件和金属板件之间的变形位移来确定它们之间的连接是否有效。本发明还涉及一种用于检测连接强度的方法。该检测连接强度的装置和方法简单方便，成本很低。
文档编号G01M13/00GK102788685SQ20111012939
公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者孙奕, 曹兆友, 沈海东, 沈玉婷, 王彩梅, 王海亮, 石春梅 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司