加载装置及汽车测试设备的制作方法

本实用新型属于汽车测试技术领域，特别是涉及一种加载装置及汽车测试设备。

背景技术：

车身外覆盖件的表面质量是影响车身性能的一项重要指标和特性，汽车在日常的使用中，例如人为触摸和按压、积雪及受小石子打击等情况是不可避免的，在汽车设计时必须要求车身外覆盖件的表面能够承受一定的载荷而不发生大的变形。因此，需测试车身外覆盖件的载荷和变形的曲线。

另外，目前绝大部分乘用车采用的是承载式车身，承载式车身将底盘、发动机、内外饰等通过各种安装点安装在白车身上，如果白车身局部安装点(如前围板、天窗、仪表板及转向柱等车身附件的安装点处)的刚度不足，会导致车辆在运行过程中产生各种异响及振动噪声等，因此也需要测试各安装点的刚度。

现有技术中，通常通过3个平动调节和2个转动调节实现施加载荷的压头能够在任意角度连接被测安装点或接触面。但是，2个转动调节需单独调节，相互影响，导致压头的方向调节难度较大，调节速度较慢。此外，转动调节到位后，依靠的是电机的保持力矩(静力矩)锁止，压头容易晃动。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的加载装置压头的方向调节难度较大、调节速度较慢的问题，提供一种加载装置及汽车测试设备。

为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供一种加载装置，包括加载机构及用于调节所述加载机构的角度的调节机构，所述调节机构包括球头、第一半球套、第二半球套及锁紧卡环，所述球头包括连接轴及连接在所述连接轴的一端的球体，所述第一半球套及第二半球套对扣连接形成球套，所述球套内形成有容纳所述球体的球形空间，所述第一半球套设置有导向槽，所述连接轴的另一端穿出所述导向槽并与所述加载机构固定连接，所述锁紧卡环用于将所述球头锁紧在所述球形空间内，在所述锁紧卡环解除对所述球头的锁紧之后，所述球头可沿所述导向槽摆动，所述第一半球套可相对所述第二半球套转动。

可选地，所述第一半球套正对所述第二半球套的端面上形成有沿径向向外凸出的第一凸缘，所述第二半球套正对所述第一半球套的端面上形成有沿径向向外凸出的第二凸缘，所述锁紧卡环的内侧壁上设置有环形卡槽，所述第一凸缘与第二凸缘间隙相对并整体容纳于所述环形卡槽内。

可选地，所述锁紧卡环包括第一半环及第二半环，所述第一半环的一端与所述第二半环的一端铰接，所述第一半环的另一端与所述第二半环的另一端通过一手轮可拆卸地连接，旋紧所述手轮能够使得所述第一凸缘及第二凸缘之间的间隙减小，以锁紧所述球头。

可选地，所述第一凸缘与第二凸缘的横截面形状为楔形，所述第一凸缘具有第一斜面，所述第二凸缘具有第二斜面；

所述环形卡槽的横截面形状为楔形，所述环形卡槽包括第三斜面、第四斜面及连接在所述第三斜面与第四斜面之间的底面，所述第一斜面与所述第三斜面抵接，所述第二斜面与所述第四斜面抵接。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种汽车测试设备，包括X向位移调节机构、Y向位移调节机构、Z向位移调节机构及上述的加载装置，所述X向位移调节机构用于调节所述加载装置沿X方向的位移，所述Y向位移调节机构用于调节所述加载装置沿Y方向的位移，所述Z向位移调节机构用于调节所述加载装置沿Z方向的位移。

可选地，所述加载装置连接在所述Y向位移调节机构上。

可选地，所述Z向位移调节机构包括上端板、下端板、立板、Z向导轨、Z向滑块、Z向丝杆及螺纹连接在所述Z向丝杆的外部的Z向丝杆螺母，所述立板连接在所述上端板与下端板之间，所述Z向导轨固定在所述立板上，所述Z向滑块滑动连接在所述Z向导轨上，所述Z向丝杆螺母与所述Z向滑块固定连接，所述Z向丝杆的上端转动支撑在所述上端板上，所述Z向丝杆的下端转动支撑在所述下端板上。

可选地，所述Z向位移调节机构还包括转盘、第一锥齿轮及第二锥齿轮，所述转盘转动设置在所述上端板上，所述第一锥齿轮固定在所述转盘上，所述第二锥齿轮固定在所述Z向丝杆的上端并与所述第一锥齿轮啮合。

可选地，所述Y向位移调节机构包括Y向圆柱轴、滑动轴承及环形锁套，所述滑动轴承固定在所述Z向滑块上，所述Y向圆柱轴穿过所述滑动轴承及环形锁套，所述环形锁套用于将所述Y向圆柱轴锁紧在所述Z向滑块上，所述Y向圆柱轴的一端与所述第二半球套固定连接，在所述环形锁套解除对所述Y向圆柱轴的锁紧之后，所述Y向圆柱轴可相对所述滑动轴承轴向滑动。

可选地，所述X向位移调节机构包括底板、X向导轨、X向滑块、X向丝杆及螺纹连接在所述X向丝杆的外部的X向丝杆螺母，所述X向导轨固定在所述底板上，所述X向滑块固定连接在所述下端板的底部，所述X向滑块滑动连接在所述X向导轨上，所述X向丝杆螺母与所述X向滑块固定连接，所述X向丝杆的两端转动支撑在所述底板上。

根据本实用新型的加载装置，球套由第一半球套及第二半球套两部分对扣连接形成，球头的球体容纳在球套内形成的球形空间内，通过锁紧卡环可将球头锁紧在球形空间内，在锁紧卡环解除对球头的锁紧之后，球头可沿第一半球套上的导向槽摆动，且第一半球套可相对第二半球套转动。由于连接轴的另一端与加载机构固定连接，因而，通过球头沿第一半球套上的导向槽摆动及第一半球套相对第二半球套的转动，可以快速地实现加载机构的万向调节，调节操作简单、难度小，调节效率高。通过球体与球套的面接触，增大了了球体与球套的接触面积，增加了球头锁紧后的锁止力矩。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的汽车测试设备的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的加载装置的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的加载装置的分解图；

图4是本实用新型实施例提供的加载装置的球套与锁紧卡环的分解图(剖视)。

说明书中的附图标记如下：

1、X向位移调节机构；11、底板；12、X向导轨；13、X向滑块；14、X向丝杆；

2、Y向位移调节机构；21、Y向圆柱轴；22、滑动轴承；23、环形锁套；

3、Z向位移调节机构；31、转盘；32、第一锥齿轮；33、第二锥齿轮；34、上端板；35、下端板；36、立板；37、Z向导轨；38、Z向滑块；39、Z向丝杆；

4、加载装置；41、加载机构；42、球头；421、连接轴；422、球体；43、第一半球套；431、导向槽；432、第一凸缘；4321、第一斜面；44、第二半球套；441、第二凸缘；4411、第二斜面；45、锁紧卡环；451、环形卡槽；4511、第三斜面；4512、第四斜面；4513、底面；452、第一半环；453、第二半环；454、手轮。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本文中，X方向、Y方向及Z方向分别为空间坐标系的X轴、Y轴及Z轴所在的方向。

参照图1至图4，本实用新型实施例提供的汽车测试设备，包括X向位移调节机构1、Y向位移调节机构2、Z向位移调节机构3及加载装置4。所述X向位移调节机构1用于调节所述加载装置4沿X方向的位移，所述Y向位移调节机构2用于调节所述加载装置4沿Y方向的位移，所述Z向位移调节机构3用于调节所述加载装置4沿Z方向的位移。

在一实施例中，如图2至图4所示，所述加载装置4包括加载机构41及用于调节所述加载机构41的角度的调节机构，所述调节机构包括球头42、第一半球套43、第二半球套44及锁紧卡环45，所述球头42包括连接轴421及连接在所述连接轴421的一端的球体422，所述第一半球套43及第二半球套44对扣连接形成球套，所述球套内形成有容纳所述球体422的球形空间，所述第一半球套43设置有导向槽431，所述连接轴421的另一端穿出所述导向槽431并与所述加载机构41固定连接，所述锁紧卡环45用于将所述球头42锁紧在所述球形空间内，在所述锁紧卡环45解除对所述球头42的锁紧之后，所述球头42可沿所述导向槽431摆动，所述第一半球套43可相对所述第二半球套44转动。

根据本实用新型的加载装置4及汽车测试设备，球套由第一半球套43及第二半球套44两部分对扣连接形成，球头42的球体422容纳在球套内形成的球形空间内，通过锁紧卡环45可将球头42锁紧在球形空间内，在锁紧卡环45解除对球头42的锁紧之后，球头42可沿第一半球套43上的导向槽431摆动，且第一半球套43可相对第二半球套44转动。由于连接轴421的另一端与加载机构41固定连接，因而，通过球头42沿第一半球套43上的导向槽431摆动及第一半球套43相对第二半球套44的转动，可以快速地实现加载机构41的万向调节，调节操作简单、难度小，调节效率高。通过球体422与球套的面接触，增大了了球体442与球套的接触面积，增加了球头42锁紧后的锁止力矩。

在一实施例中，所述连接轴421的另一端与所述加载机构41可拆卸地连接，例如，加载机构41的一端通过法兰盘连接球头42；或者是，加载机构41的一端与球头42的连接轴421螺纹连接。加载机构41为电动缸或气缸等。

在一实施例中，如图3及图4所示，所述第一半球套43正对所述第二半球套44的端面上形成有沿径向向外凸出的第一凸缘432，所述第二半球套44正对所述第一半球套43的端面上形成有沿径向向外凸出的第二凸缘441，所述锁紧卡环45的内侧壁上设置有环形卡槽451，所述第一凸缘432与第二凸缘441间隙相对并整体容纳于所述环形卡槽451内。

在一实施例中，如图2至图4所示，所述锁紧卡环45包括第一半环452及第二半环453，所述第一半环452的一端与所述第二半环452的一端铰接，所述第一半环452的另一端与所述第二半环453的另一端通过一手轮454可拆卸地连接(例如螺纹连接)，旋紧所述手轮454能够使得所述第一凸缘432及第二凸缘441之间的间隙减小，以使得所述第一半球套43及第二半球套44锁紧(抱死)所述球头42。

在一实施例中，如图4所示，所述第一凸缘432与第二凸缘441的横截面形状为楔形，所述第一凸缘432具有第一斜面4321，所述第二凸缘441具有第二斜面4411；所述环形卡槽451的横截面形状为楔形，所述环形卡槽451包括第三斜面4511、第四斜面4512及连接在所述第三斜面4511与第四斜面4512之间的底面4513，所述第一斜面4321与所述第三斜面4511抵接，所述第二斜面4411与所述第四斜面4512抵接。

当向旋紧的方向转动手轮454时，通过所述第一斜面4321与所述第三斜面4511的相互作用，以及通过所述第二斜面4411与所述第四斜面4512的相互作用，使得所述锁紧卡环45借助环形卡槽451能够同时使得第一半球套43及第二半球套44向相互靠近的方向移动，以此，使得所述第一凸缘432及第二凸缘441之间的间隙减小，以使得所述第一半球套43及第二半球套44锁紧(抱死)所述球头42。在锁紧状态下，当向解除锁紧的方向转动手轮454时，球头42与球套的内侧壁之间间隙配合，此时，所述球头42可沿所述导向槽431摆动，所述第一半球套43可相对所述第二半球套44转动。此时，通过球头42沿第一半球套43上的导向槽431摆动及第一半球套43相对第二半球套44的转动，可以快速地实现加载机构41的万向调节。

在一实施例中，如图1所示，所述加载装置4连接在所述Y向位移调节机构2上。

在一实施例中，如图1所示，所述Z向位移调节机构3包括转盘31、第一锥齿轮32、第二锥齿轮33、上端板34、下端板35、立板36、Z向导轨37、Z向滑块38、Z向丝杆39及螺纹连接在所述Z向丝杆39的外部的Z向丝杆螺母(图中未示出)，所述立板36连接在所述上端板34与下端板35之间，所述Z向导轨37固定在所述立板36上，所述Z向滑块38滑动连接在所述Z向导轨37上，所述Z向丝杆螺母与所述Z向滑块38固定连接，所述Z向丝杆39的上端转动支撑在所述上端板34上，所述Z向丝杆39的下端转动支撑在所述下端板35上，所述转盘31转动设置在所述上端板34上，所述第一锥齿轮32固定在所述转盘31上，所述第二锥齿轮33固定在所述Z向丝杆39的上端并与所述第一锥齿轮32啮合。这样，通过转动转盘31可以带动Z向丝杆39转动，Z向丝杆39转动带动Z向滑块38上下运动，进而带动加载装置4上下运动，实现加载装置4的Z方向的位移调节。

在一实施例中，如图1所示，所述Y向位移调节机构2包括Y向圆柱轴21、滑动轴承22及环形锁套23，所述滑动轴承22固定在所述Z向滑块38上，所述Y向圆柱轴21穿过所述滑动轴承22及环形锁套23，所述环形锁套23用于将所述Y向圆柱轴21锁紧在所述Z向滑块38上，所述Y向圆柱轴21的一端与所述第二半球套44固定连接，在所述环形锁套23解除对所述Y向圆柱轴21的锁紧之后，所述Y向圆柱轴21可相对所述滑动轴承22轴向滑动。优选地，环形锁套23为两个，两个环形锁套23设置在所述滑动轴承22的轴向两侧。这样，通过所述Y向圆柱轴21相对所述滑动轴承22的轴向滑动，带动加载装置4沿Y方向移动，实现加载装置4的Y方向的位移调节。

优选地，圆柱轴21为空心圆柱轴，以降低自重。

在一实施例中，如图1所示，所述X向位移调节机构1包括底板11、X向导轨12、X向滑块13、X向丝杆14及螺纹连接在所述X向丝杆14的外部的X向丝杆螺母(图中未示出)，所述X向导轨12固定在所述底板11上，所述X向滑块13固定连接在所述下端板35的底部，所述X向滑块13滑动连接在所述X向导轨12上，所述X向丝杆螺母与所述X向滑块13固定连接，所述X向丝杆14的两端转动支撑在所述底板11上。通过旋转所述X向丝杆14，带动Z向位移调节机构3整体沿X方向移动，进而实现加载装置4的X方向的位移调节。

上述实施例中，X向位移调节机构1及Z向位移调节机构3均采用丝杆结构进行X方向及Z方向的位移调节，由于丝杠本身具有自锁功能，因而使得X方向及Z方向的位移调节简单、可靠。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。