一种用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架的制作方法

本发明涉及功能件的力学测试技术，特别是一种用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架。

背景技术：

汽车侧门限位器在侧门系统中是一个重要功能件，它承载着汽车侧门开闭安全性要求、操作侧门开闭所需的舒适性要求。随着汽车工业的不断发展，人们对汽车的品质要求也不断提高，如何设计出兼顾各种要求的汽车侧门限位器及侧门系统是每一个汽车主机厂不断追求的目标。

在汽车侧门限位器的设计中需要考虑的问题很多，由于汽车侧门系统是大多通过人力驱动的机械机构，它最先需要解决的仍然是力的问题。在汽车侧门限位机构中，不仅需要保证侧门系统在一定侧坡或上下坡驻车时，要求侧门能停留在限位档位上，不至于自动打开，给车辆带来安全隐患，同时开闭侧门时其过档操作力必须满足设计要求，使操作过程不至于过重或过轻，影响舒适性，这一切力的特性要求，都源于限位器中弹性体的弹性系数，合理的弹性系数会给限位器臂杆的运动提供合理的限位阻力，以至提供合理的侧门开闭力。如果没有准确的弹性系数数据作为设计依据，设计将很难做到准确！其后果就是侧门限位失效，如：车辆在一定侧坡或上下坡驻车时，侧门不能停在限位位置，自动开启或关闭，开闭力很大难以操作；开闭力很小，让人感觉缺乏安全性；限位器工作异响，影响舒适性等缺陷等等。

传统的测量方法是直接压缩弹性体记录压缩量和压缩力，以此获得弹性体压缩系数，但是限位器限位阻力是在限位器整体环境中产生的，如弹性体与限位器盒周边的摩擦力对弹性体压缩系数的测量有影响，因此采用传统的测量方法存在一定缺陷，不利于获得准确的限位器弹性体弹性系数。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，以解决现有技术中的不足，它能够得到限位器盒更精准的弹性系数数据，有助于优化设计。

本发明提供了一种用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，包括：架体机构、驱动机构、行走机构、阻力测量机构和位置测量机构；

所述架体机构包括底板、第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和所述第二安装板对立的安装在所述底板的两侧；所述第一安装板被设置为用于固定待测限位器；

所述驱动机构固定在所述第二安装板上，所述驱动机构连接至所述行走机构并驱动所述行走机构做靠近或远离所述第一安装板的运动；

所述阻力测量机构包括测量件、力传感器和抵挡支架，所述抵挡支架固定在所述行走机构上，所述力传感器放置在所述行走机构上，且所述力传感器的一端与所述抵挡支架固定连接，所述力传感器的另一端与所述测量件固定连接；

所述测量件被设置为与待测限位器的内部对称设置的两个弹性体相对应；所述测量件包括第一测量部，所述第一测量部上镜像对称设置有两个测量面，两个所述测量面之间的夹角为锐角，且两个所述测量面被设置为用于分别接触并压缩两个弹性体；

所述位置测量机构包括活动件和固定件，所述活动件固定在所述行走机构上，所述固定件固定在所述第一安装板上。

如上所述的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，其中，可选的是，所述驱动机构包括驱动电机、驱动丝杆和丝杆螺母，所述驱动电机固定在所述第二安装板上；所述驱动丝杆与所述驱动电机固定连接，所述丝杆螺母与所述驱动丝杆配合，所述丝杆螺母固定在所述行走机构上。

如上所述的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，其中，可选的是，所述驱动机构还包括驱动电机固定架、丝杆轴承、丝杆轴承套和联轴器，所述驱动电机通过联轴器连接至驱动丝杆，驱动电机固定在驱动电机固定架上，所述驱动电机固定架固定在所述第二安装板上，所述驱动丝杆的两端分别与所述丝杆轴承过盈配合，所述丝杆轴承安装在所述丝杆轴承套内，所述丝杆轴承套固定在架体机构上。

如上所述的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，其中，可选的是，所述行走机构包括支撑板、导柱和导套，所述抵挡支架固定在所述支撑板上，所述导套固定在所述支撑板上，所述导套与所述导柱滑动配合，所述导柱两端分别与所述第一安装板和第二安装板固定连接。

如上所述的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，其中，可选的是，所述行走机构还包括导柱套管，所述导柱套管的底端固定在所述第一安装板上，导柱套管上设置有导柱安装孔和锁紧螺纹孔，所述锁紧螺纹孔设置在所述导柱套管的侧壁上，所述导柱安装孔与所述锁紧螺纹孔相互贯通，所述导柱插入到所述导柱安装孔内，所述锁紧螺纹孔上设置有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉与锁紧螺纹孔螺纹配合，且所述锁紧螺钉的端头抵触在所述导柱的侧壁上。

如上所述的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，其中，可选的是，所述测量件还包括第二测量部，所述第二测量部的横截面形状为矩形，所述第二测量部与所述第一测量部一体成型。

如上所述的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，其中，可选的是，所述阻力测量机构还包括定向板、定向板固定座、力传感器支撑件和导向柱；

所述测量件固定在所述定向板上，所述定向板固定在所述定向板固定座，所述定向板固定座固定连接至所述力传感器，且所述定向板固定座滑动在导向柱上，所述导向柱固定在所述抵挡支架上，所述力传感器支撑件套在所述导向柱的外侧，所述力传感器放置在所述力传感器支撑件的上侧。

如上所述的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，其中，可选的是，所述抵挡支架包括第一面板和第二面板，所述第一面板所在的平面与所述第二面板所在的平面垂直，所述第一面板固定在所述行走机构上，所述力传感器支撑件放置在所述第一面板上，所述力传感器固定连接至所述第二面板。

如上所述的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，其中，可选的是，所述测量件还包括第三测量部，所述第三测量部具有圆柱状结构；所述定向板上设置有供所述第三测量部穿过的穿孔，所述定向板固定座上设置有第三测量部定位孔和第三测量部锁紧孔，所述第三测量部锁紧孔与所述第三测量部定位孔贯通，所述第三测量部锁紧孔外侧与第三测量部锁紧螺栓螺纹配合，所述第三测量部定位到所述第三测量部定位孔内，所述第三定位孔锁紧螺栓抵触在所述第三测量部的侧壁上。

如上所述的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，其中，可选的是，所述用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架还包括数据处理系统，所述数据处理系统被设置为用于采集所述力传感器检测到的力和所述位置测量机构检测到的测量件沿所述行走机构前进方向的位移变化量。

与现有技术相比，本发明模拟了待测限位器在车门上的安装，然后通过驱动机构带动行走机构上的测量件对待测限位器进行检测，能够获得到待测限位器在实际使用状态下弹性系数的数据，使数据更加的准确有助于优化车门设计。

附图说明

图1是限位器盒在车身上的安装结构示意图；

图2是本发明实施例提供的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架中架体机构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架中驱动机构的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架中行走机构的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架中行走机构的分解图；

图7是本发明实施例提供的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架中阻力测量机构的立体图；

图8是本发明实施例提供的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架中阻力测量机构的分解图；

图9是本发明实施例提供的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架的分解图；

图10是本发明实施例提供的用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架的测量体的工作状态图；

附图标记说明：1-架体机构，11-底板,12-第一安装板,13-第二安装板,2-驱动机构,21-驱动电机,22-驱动丝杆,23-丝杆螺母,24-驱动电机固定架,25-丝杆轴承,26-丝杆轴承套,27-联轴器，3-行走机构,31-支撑板,32-导柱,33-导套,34-导柱套管，341-导柱安装孔，342-锁紧螺纹孔，35-锁紧螺钉，4-阻力测量机构,41-测量件,411-第一测量部，4111-第一测量面，4112-第二测量面,412-第二测量部,42-力传感器,43-抵挡支架,431-第一面板,432-第二面板,44-定向板,45-定向板固定座,46-力传感器支撑件,47-导向柱，5-位置测量机构,51-活动件,52-固定件，6-待测限位器，7-数据处理系统，100-限位器臂杆，200-限位器安装支架，300-限位器盒。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明的实施例：如图1所示，表示了限位器在侧门系统中的安装结构示意图，其中限位器臂杆100与限位器安装支架200旋转连接，限位器安装支架200紧固在车身上，限位器臂杆100与限位器盒300滑动连接，限位器盒300紧固在侧门上，开闭侧门时，侧门围绕铰链轴旋转，限位器臂杆100围绕限位器安装支架200旋转，限位器臂杆100沿着限位器盒300的导向槽滑动，随着限位器臂杆100轮廓尺寸的变化，限位器盒300内的弹性体对限位器滑块提供不同的正压力随之产生不同的运动阻力，该运动阻力就是阻止侧门开闭的力，准确获得限位器盒300内的弹性体的弹性系数，对限位器的设计至关重要，传统的测量方法是直接压缩弹性体记录压缩量和压缩力，以此获得弹性体压缩系数，但是限位器限位阻力是在限位器整体环境中产生的，如弹性体与限位器盒周边的摩擦力对弹性体压缩系数的测量有影响，因此采用传统的测量方法存在一定缺陷，不利于获得准确的限位器弹性体弹性系数。本申请在模拟了限位器安装在车门后的状态对其弹性系数进行测量，以得到更精准的数据。

如图2和图9所示，本发明公开了一种测量限位器弹性体弹性系数的测试台架，包括：架体机构1、驱动机构2、行走机构3、阻力测量机构4和位置测量机构5；

如图3所示，所述架体机构1包括底板11、第一安装板12和第二安装板13，所述第一安装板12和第二安装板13对立的安装在底板11的两侧；所述第一安装板12所在的平面与所述底板11所在的平面垂直，所述第二安装板13所在的平面与所述底板11所在的平面垂直；架体机构1作为其它零部件的安装支架。所述第一安装板12被设置为用于安装待测限位器6；且第一安装板12上设置有豁口，待测限位器6安装固定后待测限位器6的中心位置正好与豁口的位置相对，将待测限位器6安装在豁口的目的是当模拟限位器臂杆与待测限位器6滑动时，豁口可供限位器臂杆穿行，在测量阶段采用测量件41模拟限位器臂杆。

如图4所示，所述驱动机构2固定在所述第二安装板13上，所述驱动机构2连接至所述行走机构3并驱动所述行走机构3做靠近或远离所述第一安装板12的运动；而所述行走机构3上安装有测量件41，测量件41被设置为与待测限位器6的内部对称设置的两个弹性体61相对应，当驱动机构2驱动行走机构3靠近所述第一安装板12时，在行走机构3的带动下测量件41与待测限位器6发生相对滑动，且所述测量件41推动待测限位器6内的两个弹性体压缩。行走机构3作为测量件41移动的载体，驱动机构2通过行走机构3带动测量件41的移动。

如图7和图8所示，所述阻力测量机构4包括测量件41、力传感器42和抵挡支架43，所述测量件41包括第一测量部411，所述第一测量部411上镜像对称设置有两个测量面，分别为第一测量面4111和第二测量面4112，且第一测量面4111和第二测量面4112之间的夹角为锐角，且第一测量面4111和第二测量面4112被设置为用于分别接触并压缩各自对应的弹性体61。具体实施时，第一测量部411可具有楔形体结构，且该楔形体沿着与第一测量面4111垂直方向的截面的形状为等腰三角形；且所述等腰三角形的平分线的指向与所述行走机构3的运动方向平行，所述等腰三角形的顶角的角度为θ，θ即为第一测量面4111和第二测量面4112之间的夹角的度数；所述等腰三角形的两个腰所在的平面分别为第一测量面4111和第二测量面4112。

所述抵挡支架43固定在所述行走机构3上，所述力传感器42放置在所述行走机构3上，且所述力传感器42的第一端与所述抵挡支架43固定连接，所述力传感器42的第二端与所述测量件41固定连接；力传感器42实时记录来自于测量件41在移动过程中与弹性体产生的阻滞力ft，该阻滞力ft并不是作用在弹性体61上使弹性体61压缩的正压力fn，但是可以根据阻滞力ft和第一测量面4111和第二测量面4112之间的夹角θ，运用力的合成与分解推算出测量件41在不同位置作用在弹性体61上的压缩弹性体的正压力fn，从而能够计算出测量件41在两个位置之前正压力的变化量

如图2-5所示，所述位置测量机构5包括活动件51和固定件52，所述活动件51固定在所述行走机构3上，所述固定件52固定在所述第一安装板12上。活动件51跟随行走机构3的移动而靠近所述固定件52，固定件52能够读取活动件51的位置，通过位置测量机构5能够确定测量件41与弹性体之间的相对位置关系，也就是获取测量件41沿着行走机构3移动方向前进的距离。

当测量件41推动待测限位器6内的两个弹性体压缩时，由于第一测量部411为楔形体，其楔形体的厚度沿着所述行走机构3的运动方向是变化的，所以当楔形体与推动待测限位器6相对滑动时，能够改变两个弹性体的压缩量。

驱动电机21驱动行走机构3做靠近或远离所述第一安装板12的移动，固定在行走机构3上的测量件41跟随行走机构3的移动而移动，当行走机构3靠近第一安装板12的时候，测量件41上的第一测量部411插入到待测限位器6内部的两个弹性体之间，随着行走机构3的移动第一测量部411也不断推动两个弹性体压缩。由于第一测量部411沿行走机构3前进方向的距离的变化量δl与弹性体压缩量的变化量δs之间具有一定的相关性，根据δl的变化量和第一测量面4111与第二测量面4112相交角度值θ可以推算出弹性体压缩量的变化量δs，具体的，两者的关系应该是压缩量s除以第一测量部411沿行走机构3前进方向的距离的变化量δl正好等于θ/2的正切值。而δl的变化量通过安装固定在第一安装板12上的固定件52和安装固定在所述行走机构3上的活动件51的配合完成测量，位置测量机构5采用市面上常见的位置测量装置本申请并没有对其进行改进。弹性体压缩量的变化量δs可以根据公式计算出来，要计算出弹性体的弹性系数只需要求出引起弹性体压缩的正压力fn，力传感器42能够实时记录来自于测量件41在移动过程中与弹性体产生的阻滞力ft，根据阻滞力ft和第一测量面4111和第二测量面4112之间的夹角θ能够推算出作用在弹性体上的压缩弹性体的正压力fn，因此可以计算出弹性体的弹性系数。

本发明将待测限位器6安装在第一安装板12上，模拟了待测限位器6在车门上的安装，然后通过测量件41对待测限位器6进行检测，能够获得到待测限位器6在实际使用状态下弹性系数的数据，使数据更加的准确有助于优化设计。

具体的，如图4所示，所述驱动机构2包括驱动电机21、驱动丝杆22和丝杆螺母23，所述驱动电机21固定在所述第二安装板13上；所述驱动丝杆22与所述驱动电机21固定连接，所述丝杆螺母23与所述驱动丝杆22配合，所述丝杆螺母23固定在所述行走机构3上。本方案给出的是通过电机和丝杆的配合将电机的转动转化为直线的运动，当然也可以是其他驱动行走机构3做直线往复运动的结构。驱动电机21驱动丝杆22转动，驱动丝杆22与丝杆螺母23螺纹配合，而丝杆与行走机构3固定连接从而实现驱动丝杆22的转动带动行走机构3的直线移动。

可以理解的是，所述驱动机构2还包括驱动电机固定架24、丝杆轴承25、丝杆轴承套26和联轴器27，所述驱动电机2通过联轴器27连接至驱动丝杆22，驱动电机2固定在驱动电机固定架24上，所述驱动电机固定架24固定在所述第二安装板13上，所述驱动丝杆22的两端分别与所述丝杆轴承25过盈配合，所述丝杆轴承25安装在所述丝杆轴承套26内，所述丝杆轴承套26固定在架体机构1上。驱动电机2通过联轴器27带动驱动丝杆22绕着两端的丝杆轴承25转动，两端的丝杆轴承25的外圈固定在丝杆轴承套26上，而丝杆轴承套26固定在架体机构1上。

如图5和图6所示，所述行走机构3包括支撑板31、导柱32和导套33，所述抵挡支架43固定在所述支撑板31上，所述导套33固定在所述支撑板31上，所述导套33与所述导柱32滑动配合，所述导柱32两端分别与所述第一安装板12和第二安装板13固定连接。当驱动丝杆22与丝杆螺母23发生相对转动的时候，丝杆螺母23带动行走机构3移动，行走机构3上的导套33沿着导柱32滑动从而实现行走机构3的移动，其中导柱32固定在架体机构1上，导柱32可以设置有两个，相应的导套33也设置有两个，两个导套33分别滑动在相应的导柱上，设置两个导柱能够使行走机构3的移动更加的平稳。

进一步的，所述行走机构3还包括导柱套管34，所述导柱套管34的底端固定在所述第一安装板12上，导柱套管34上设置有导柱安装孔341和锁紧螺纹孔342，所述锁紧螺纹孔342设置在所述导柱套管34的侧壁上，所述导柱安装孔341与所述锁紧螺纹孔342相互贯通，所述导柱32插入到所述导柱安装孔341内，所述锁紧螺纹孔342上设置有锁紧螺钉35，所述锁紧螺钉35与锁紧螺纹孔342螺纹配合，且锁紧螺钉35的第一端抵触在所述导柱32的侧壁上。本实施例通过导柱套管34将导柱32固定在架体机构1上，并通过锁紧螺钉35将导柱32锁紧固定以防止导柱32产生周向转动，可以选择的是，所述锁紧螺纹孔342的贯通方向与所述导柱安装孔341的贯通方向相垂直，这样更方便锁紧螺钉35对导柱32的锁紧，因为锁紧螺钉35垂直抵触在导柱32的侧壁上。

进一步的，如图7和图8所示，所述测量件41还包括第二测量部412，所述第二测量部412的横截面形状为矩形，所述第二测量部412与所述第一测量部411一体成型。当第二测量部412插入到两个弹性体之间的时候，此时第二测量部412推动两个弹性体的压缩量不再变化，而此时力传感器42测量的数据就是第二测量部412与两个弹性体之间产生的摩擦力。

所述力测量机构4还包括定向板44、定向板固定座45、力传感器支撑件46和导向柱47；所述测量件41固定在所述定向板44上，所述定向板44固定在所述定向板固定座45上，设置定向板44和定型板固定座45的目的是避免测量件41过长造成的测量件41前端下垂对力传感器42灵敏度造成影响，因为测量件41呈狭长状，测量件41直接连接到力传感器42，测量件41会对力传感器42造成下压的影响，通过定向板44和定向板固定座45的设置能够避免上述情况发生。具体的测量件41固定在定向板44上，所述定向板44固定在定向板固定座45上，定向板固定座45通过螺栓固定连接至力传感器42。同时定向板固定座45滑动在导向柱47上，所述导向柱47固定在所述抵挡支架43上，通过定向板固定座45将测量件41测得的力传递到力传感器42上，定向板固定座45通过螺栓与力传感器42连接，定向板固定座45与导向柱47滑动的目的是当力传感器42受到挤压力微变形的时候定向板固定座45能够随着力传感器42的变形而产生移动，为了不产生额外的阻滞力需要将定型板固定座45和导向柱47之间的接触面光滑避免摩擦力过大对测量产生影响。且导向柱47能够将定向板固定座45支撑起来使定向板固定座45能够离开支撑板31以避免定向板固定座45与支撑板31之间产生摩擦。而在导向柱47的外侧套设有力传感器支撑件46其目的是用于支撑力传感器42，使力传感器42直接放置在所述力传感器支撑件46上。

所述抵挡支架43包括第一面板431和第二面板432，所述第一面板431所在的平面与所述第二面板432所在的平面垂直，所述第一面板431固定在所述行走机构3上，所述力传感器支撑件46放置在所述第一面板431上，所述力传感器42固定连接至所述第二面板432。第一面板431设置的目的是使定向板固定座45不与行走机构3的表面接触，这就要求第一面板431的长度不能高于力传感器支撑件46的长度，这样在力传感器42受力产生微变形时不会产生额外的阻滞力。

所述测量件41还包括第三测量部413，所述第三测量部413具有圆柱状结构；所述定向板44上设置有供所述第三测量部413穿过的穿孔，所述定向板固定座45上设置有第三测量部定位孔和第三测量部锁紧孔，所述第三测量部锁紧孔与所述第三测量部定位孔贯通，所述第三测量部锁紧孔外侧与第三测量部锁紧螺栓螺纹配合，所述第三测量部定位到所述第三测量部定位孔内，所述第三定位孔锁紧螺栓抵触在所述第三测量部的侧壁上。

用于测量限位器弹性体弹性系数的测试台架还可包括数据处理系统7。所述数据处理系统7被设置为用于采集所述力传感器42检测到的力和所述位置测量机构5检测到的测量件41沿所述行走机构3前进方向的位移变化量。数据处理系统可例如为中央处理器(cpu)，接受到数据后根据已知的公式对数据直接进行运算得到弹性系数，或者接受到数据后采用查表的方式查询力、位置变化量和弹性系数的表得出弹性系数。或者，数据处理系统可例如为显示屏，该显示屏可将采集到的相关数据显示出来，本领域技术人员可根据显示的相关数据进行弹性系数的计算。设置数据处理系统7能够更方便的进行计算。减少了人工计算。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。