用于发动机罩扭转刚度试验的加载装置及其加载头的制作方法

本实用新型涉及汽车检测技术领域，特别是涉及一种用于发动机罩扭转刚度试验的加载装置及其加载头。

背景技术：

在对发动机罩进行扭转刚度的试验过程中，需要对发动机罩前端位置在竖直方向上进行拉压加载。目前，用于检测发动机罩扭转刚度的试验装置，发动机罩通过原车铰链及锁扣固定在白车身上，通过在发动机罩的加载部位打孔，然后通过螺栓和螺母将加载头连接至发动机罩，主要存在以下缺点：

1、需要对发动机罩的加载部位进行打孔，对样品局部结构造成破坏，且影响样品本身的结构刚度；

2、加载头与发动机罩通过螺栓固定连接，加载过程中会阻碍发动机罩自身的自由变形，测试发动机罩扭转刚度的检测精度不够；

3、加载头与发动机罩、力传感器、台架之间的连接繁琐，安装过程复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于发动机罩扭转刚度试验的加载装置及其加载头，能够避免测量过程中对测试样品的破坏，且安装简单、测试结果可靠。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于发动机罩扭转刚度试验的加载头，其包括球铰和连接件，所述球铰包括相互配合可转动连接的球销和球座，所述球座为环形，并套设于所述球销的外部，所述球座的外表面包括至少一个用于与所述发动机罩粘结的平面，所述球销与所述连接件的一端固定连接，所述连接件的另一端用于连接力传感器。

作为优选方案，所述连接件包括：传感器接头、连接套管、球铰接头，所述传感器接头的一端用于与力传感器连接，所述传感器接头的另一端与所述连接套管的一端可拆卸连接，所述连接套管的另一端与所述球铰接头可拆卸连接，所述球铰接头的另一端可拆卸地连接所述球销。

作为优选方案，所述球铰接头的一端开设有容纳所述球铰的容纳槽，所述容纳槽两侧的侧壁上开设有通孔，所述球销通过紧固件与所述球铰接头的容纳槽两侧的通孔固定连接。

作为优选方案，所述球铰接头与所述连接套管、所述连接套管与所述传感器接头之间均通过相互配合的卡接部与卡槽卡接。

作为优选方案，所述传感器接头上开设有用于连接力传感器的螺纹孔。

同样的目的，本实用新型还提供一种用于发动机罩扭转刚度试验的加载装置，包括：台架、用于驱动所述加载头上下运动的作动器、用于检测加载力的力传感器、如上述所述的加载头，所述作动器的固定端连接于所述台架，所述作动器的活动端连接所述力传感器的一端，所述力传感器的另一端与所述连接件连接。

作为优选方案，所述力传感器与所述作动器的活动端、所述连接件之间均为可拆卸连接。

作为优选方案，所述台架包括：底座、导柱、支架，所述导柱竖直安装于所述底座上，所述导柱上开设有竖直方向的直线导轨，所述支架的一端可上下滑动地安装于所述直线导轨，所述支架的另一端连接所述作动器的固定端。

作为优选方案，所述底座上可转动连接有丝杆，所述丝杆与所述直线导轨平行设置，所述支架上安装有蜗轮，所述丝杆和所述蜗轮啮合。

作为优选方案，所述丝杆的一端安装有用于驱动所述丝杆转动的手轮。

本实用新型提供一种用于发动机罩扭转刚度试验的加载装置及其加载头，加载头包括连接件和球铰，球铰包括相互配合可转动连接的球座和球销，所述球座的外表面设有至少一个平面，在测试过程中利用强力胶水可将此平面与待测试的样品连接，无需破坏样品；且球座可相对球销转动，可根据不同车型发动机罩外钣金的角度，调节球座上的平面的角度，保证加载方向竖直，且在加载过程中不阻碍待测发动机罩的自由变形，保证测试结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种用于发动机罩刚度试验的加载头的结构示意图；

图2是图1的爆炸示意图；

图3是本实用新型实施例中一种发动机罩扭转刚度试验的加载装置的结构示意图；

图4是图3中支架与导柱的连接部位的局部放大图；

图中，10、加载头；11、球铰；111、球销；112、球座；112a、平面；12、连接件；121、传感器接头；1211、第二凸块；1211a、第二卡接部；122、连接套管；1221、第一凹槽；1221a、第一卡槽；1222、第二凹槽；1222a、第二卡槽；123、球铰接头；1231、容纳槽；1232、第一凸块；1232a、第一卡接部；13、紧固件；131、螺杆；132、螺母；20、台架；21、底座；22、导柱；221、直线导轨；222、顶板；23、支架；231、连接部；2311、方板；232、安装板；24、导轮组；241、导轮；25、顶板；30、作动器；40、力传感器；50、丝杆；60、手轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

参照图1和图2所示，本实用新型优选实施例的一种用于发动机罩扭转刚度试验的加载头10，包括球铰11和连接件12，所述球铰11包括相互配合可转动连接的球销111和球座112，所述球座112为环形，并套设于所述球销111的外部，所述球座112的外表面设有至少一个用于与所述发动机罩粘结的平面112a，所述球销111与所述连接件12的一端固定连接，所述连接件12的另一端用于连接力传感器40。所述球座112的外表面设有至少一个平面112a，与待测试的发动机罩连接时，利用强力胶即可将球座112上的平面112a与发动机罩钣金可靠地连接，由此可避免对样品的破坏；且球座112与球销111为可转动连接，在测试之前，可根据不同的加载位置以适当调节球座112的角度，以保证平面112a始终与发动机罩的加载位置相切，且在试验过程中，不会阻碍发动机罩的自由变形，从而使得检测结果更准确。示例性地，本实施例中的所述球座112的外表面设有一个所述平面112a。

基于上述技术方案，为了进一步便于拆卸及安装，本实施例中提供一种加载头10，所述连接件12包括：传感器接头121、连接套管122、球铰接头123，所述传感器接头121的一端用于与力传感器40连接，所述传感器接头121的另一端与所述连接套管122的一端可拆卸连接，所述连接套管122的另一端与所述球铰接头123可拆卸连接，所述球铰接头123的另一端与所述球销111可拆卸地固定连接。示例性地，由于连接套管122为连接传感器接头121和球铰接头123的重要部件，其材质优选为刚度、强度较大的金属材料。

具体地，本实施例中，所述球铰接头123的一端开设有容纳所述球铰11的容纳槽1231，容纳槽1231两侧的侧壁上开设有通孔，球销111的内部开设有与容纳槽1231两侧的通孔相对应的通孔，所述球销111通过紧固件13与所述球铰接头123的容纳槽1231两侧的通孔固定连接。采用此结构连接球铰11，能够保证连接牢固且方便拆卸，当加载时，球座112的平面112a与待测试样品粘结，且与加载位置相切，球铰11的其它部分容纳于球铰接头123底部的容纳槽1231中。示例性地，本实施例中的紧固件13包括螺杆131和螺母132，螺杆131依次穿过容纳槽1321一侧壁上的通孔、球销111上的通孔、容纳槽1231另一侧壁上的通孔后与螺母132固定连接，由此将球销111与球铰接头123可拆卸地固定连接在一起。

优选地，本实施例中，为了进一步保证拆卸及安装的方便，所述球铰接头123与所述连接套管122、所述连接套管122与所述传感器接头121之间均通过相互配合的卡接部与卡槽卡接。示例性地，所述球铰接头123的顶端设置有第一凸块1232，所述连接套管122的底部开设有与所述第一凸块1232相配合的第一凹槽1221，所述第一凸块1232的侧部设置有第一卡接部1232a，且在第一凹槽1221的侧壁开设有与所述第一卡接部1232a相配合的第一卡槽1221a，球铰接头123的第一凸块1232容纳于所述第一凹槽1221内时，将所述第一卡接部1232a与所示第一卡槽1221a卡接配合，即能够稳定地卡接球铰接头123和连接套管122，便于拆卸和安装；优选地，所述传感器接头121的底端设置有第二凸块1211，所述连接套管122的顶部开设有与所述第二凸块1211相配合的第二凹槽1222，所述第二凸块1211的侧部设置有第二卡接部1211a，且所述第二凹槽1222的侧部开设有与所述第二卡接部1211a相配合的第二卡槽1222a，传感器接头121的第二凸块1211容纳于所述第二凹槽1222内，并将所述第二卡接部1211a与所述第二卡槽1222a配合卡接，即可稳定地安装所述传感器接头121于所述连接套管122上，便于拆卸及安装。

本实施例中，优选地，所述传感器接头121上开设有用于连接力传感器40的螺纹孔，采用螺纹连接力传感器40和传感器接头121，方便拆卸和安装力传感器40。

参阅附图3，基于同样的目的，本实用新型实施例还提供一种发动机罩扭转刚度试验的加载装置，其包括：台架20、用于驱动所述加载头10上下运动的作动器30、用于检测加载力的力传感器40、如前所述的加载头10，所述作动器30的固定端连接于所述台架20，所述作动器30的活动端连接所述力传感器40的一端，所述力传感器40的另一端与所述连接件12连接。在测试发动机罩时，根据试验要求调整球座112的角度后，球座112的平面112a通过强力胶水粘结固定于发动机罩上，作动器30和加载头10均与水平面垂直设置，作动器30的活动端可驱动加载头10沿竖直方向上下运动，以实现对发动机罩竖直向下或者向上的力的加载，通过力传感器40能够检测到加载力，从而实现在发动机罩扭转刚度试验过程中对待测试的发动机罩的一定力值的准确加载。此装置避免测试过程中对样品进行破坏，试验精度可靠，且拆卸及安装方便。

本实施例中，由于试验之前，需要将力传感器40拆卸下来以进行力的清零处理，将力传感器40与连接件12、所述作动器30的活动端均采用可拆卸连接，便于试验过程中的拆卸及安装。

进一步地，本实施例中，所述台架包括：底座21、导柱22、支架23，所述导柱22竖直安装于所述底座21上，所述导柱22上开设有竖直方向的直线导轨221，所述支架23的一端可上下滑动地安装于所述直线导轨221上，所述支架23的另一端连接所述作动器30的固定端。支架23与直线导轨221可滑动连接，从而可实现加载前对所述加载头10的高度调节，以适应不同车型发动机罩高度，针对不同型号的发动机罩；在试验之前，通过调节支架23的高度能够调节加载头10的高度，从而确定加载前加载头10的高度位置。示例性地，所述支架23上连接有导轮组24，所述导轮组24包括两个相对设置的导轮241，两个所述导轮241分别位于直线导轨221的两侧且其间形成卡接直线导轨221的空间，在支架23上下运动过程中，导轮241与直线导轨221相配合，便于支架23顺畅地上下滑动。示例性地，所述支架上23上设置两组所述滑轮组24，沿竖直方向布置。示例性地，所述导柱22上设置有两个平行的直线导轨221。需要注意的是，由于支架23需要保证试验过程中加载方向不发生变化，其采用刚度和强度均较大的金属材料制成。

参照图4所示，本实施例中，所述底座21上可转动连接有丝杆50，丝杆50与所述直线导轨221平行设置，所述支架23上安装有蜗轮，所述丝杆50和所述蜗轮啮合。采用蜗轮蜗杆机构调节支架的高度，能够实现高度无级调节及锁止，在试验之前通过丝杆50的转动能够调节加载头10至一定的高度，调节到适当高度后对支架进行锁止即可进行试验。需要注意的是，在附图中未示出所述蜗轮。示例性地，参照图4所示，所述支架23靠近所述导柱22的一端包括连接部231，该连接部231由多块方板2311通过螺栓围合而成，且所述蜗轮安装于所述连接部231上，所述丝杆50穿过所述连接部231。示例性地，所述连接部231上包括用于安装所述导轮241的安装板232，安装板232为L型的方板，其一端与连接部231连接，另一端安装所述导轮241。

本实施例中，为了便于调节加载头的安装高度，所述丝杆50的一端安装有用于驱动所述丝杆50转动的手轮60，通过手动转动手轮60带动丝杆50转动，进一步通过丝杆50与蜗轮的啮合带动支架23上下滑动，最终调节加载头10的安装高度。具体地，直线导轨221的顶端安装有顶板25，顶板25上安装有轴承，所述丝杆50通过所述轴承安装于所述顶板25上，手轮60连接于丝杆50的顶端。

优选地，本实施例中，所述作动器30为电动缸，能够精确控制位置和推力。

综上，本实用新型实施例提供一种用于发动机罩扭转刚度试验的加载装置和加载头10，发动机罩扭转刚度试验装置包括台架20、作动器30、力传感器40、加载头10，加载头10的球座112的外表面设置有至少一个平面112a，试验前，利用强力胶水即可将球座112上的平面112a与发动机罩连接，试验过程中，通过作动器30可实现所述加载头10对发动机罩竖直向下或者向上的加载，加载力的值通过所述力传感器40检测，通过强力胶直接连接发动机罩和加载头10，能够避免样品的破坏，且球座112可相对球销111转动，不仅能够在试验前调节球座112的角度以使平面112a相切于加载点，且在试验过程中不会阻碍发动机罩自身的自由变形，保证试验结果的准确性，且结构简单、拆卸及安装方便。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。