專利名稱：汽車側(cè)面碰撞模擬試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車碰撞模擬的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車側(cè)面碰撞模擬試驗裝置?？捎?于汽車車門、安全帶、安全鎖、安全座椅、安全氣囊、汽車內(nèi)飾物等主動和被動安全產(chǎn)品的 性能檢驗和設(shè)計改進試驗，可也為碰撞環(huán)境下相關(guān)人體生物力學的研究提供一種試驗手段。
技術(shù)背景改進汽車的安全性，有效地減少汽車道路交通事故造成的損失是我國汽車行業(yè)近幾年的 重要工作之一。與正面碰撞相比，側(cè)面碰撞對乘員造成的傷害更大，近年來交通事故的統(tǒng)計 數(shù)據(jù)表明，大約40%的事故是側(cè)面碰撞事故，造成致死和重傷的事故中側(cè)碰事故也大約是 30%-40%。因此，西方發(fā)達國家在上世紀80年代初就開展了汽車側(cè)面碰撞試驗研究并制動了相 應(yīng)的試驗法規(guī)。美國于1990年頒布實施了FMVSS214側(cè)面碰撞法規(guī)，歐洲于1995年頒布實施了 ECER95側(cè)面碰撞法規(guī)，日本于1998年10月頒布了側(cè)面碰撞試驗法規(guī)，采用了與ECER95—樣的 試驗方法。我國也以ECER95為藍本制定了《汽車側(cè)面碰撞乘員保護》法規(guī)，并于2006年正式 實施。現(xiàn)有技術(shù)中，汽車側(cè)面碰撞試驗的方法主要有移動屏壁撞車試驗、臺車試驗及試驗臺沖 擊試驗。移動屏壁撞車試驗是一種實車側(cè)碰試驗，需要真實的車輛進行碰撞試驗，主要用來 對已開發(fā)出的成品車型按汽車側(cè)碰相關(guān)法規(guī)要求進行試驗,以鑒定是否達到法規(guī)要求。由于實 車側(cè)面碰撞試驗中一部整車只能使用一次、費用很高，對于安全氣囊等主被動安全產(chǎn)品的開 發(fā)和產(chǎn)品驗收，完全采用實車碰撞、其費用相當高，在實際研發(fā)中是不可能的。臺車試驗及試驗臺沖擊試驗，是用一個比較堅固的臺車代替汽車,在臺車上安裝車身、車 門、座椅、安全氣囊等相應(yīng)汽車零部件，無需破壞真實汽車的碰撞模擬設(shè)備,用于乘員保護裝 置的性能評價和零部位的耐慣性力試驗，是汽車整車和零部件開發(fā)的必備設(shè)備。目前，國外已開發(fā)了一些汽車側(cè)碰的試驗設(shè)備。如美國福特汽車公司利用沖擊器沖擊 車門外表面的動態(tài)車門部件試驗裝置；美國通用汽車公司將待測預(yù)先碰撞過的側(cè)門固定在臺 架上的試驗臺沖擊側(cè)碰模擬裝置。雖然該類沖擊試驗裝置可以較好模擬撞擊整個過程，缺點 是不易控制撞擊瞬間的加速度過程。德國大眾汽車公司通過靜力試驗、內(nèi)飾物試驗、車門外 側(cè)的第2次撞擊和計算機模擬實車碰撞4個步驟來推斷模擬假人在汽車側(cè)碰時將受到的損傷， 該方法綜合了實車試驗和部件試驗優(yōu)點，但由于計算機性能和模擬方法的限制，特別是在進 行車身結(jié)構(gòu)的抗撞性研究方面，計算機仿真不能完全脫離試驗或完全代替試驗，計算機仿真 結(jié)果最終仍需要試驗來驗證。此外，德國申克(SCHENCK)公司生產(chǎn)了一套液壓伺服控制的汽 車碰撞模擬試驗設(shè)備，可以進行側(cè)碰的模擬試驗，但價格昂貴。國內(nèi)對汽車側(cè)碰模擬試驗裝 置的研究剛剛起步，清華大學公布了一種側(cè)碰模擬試驗臺的方案，但僅能模擬車門運動狀態(tài)， 其它大都是通過計算機仿真得出汽車側(cè)碰曲線與實車碰撞曲線對比，來驗證仿真的正確性。 目前，能同時模擬汽車側(cè)碰過程中的車體、車門和座椅的位移、速度和加速度變化規(guī)律的試 驗裝置還未見報道。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了滿足汽車側(cè)面碰撞模擬試驗設(shè)備的迫切要求，實現(xiàn)了根據(jù)不同的車型的側(cè)面 碰撞試驗數(shù)據(jù)，通過設(shè)計不同的車門和座椅凸輪曲線槽形狀，結(jié)合碰撞吸能器的設(shè)計，控制 側(cè)碰臺車上的車門和座椅的運動狀態(tài)，使臺車上的車門和座椅獲得與實車側(cè)碰時相同的位移、 速度和加速度，能比較清晰地反映汽車側(cè)面結(jié)構(gòu)及其內(nèi)飾面與作用到乘員身上的載荷之間的 相互關(guān)系以及結(jié)構(gòu)抗撞/沖擊變形等特性的目的，提供了一種汽車側(cè)面碰撞模擬試驗裝置。本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)一種汽車側(cè)面碰撞模擬試驗裝置，包括模擬移動障礙壁車(模擬MDB車)、可相對地面移 動的臺車，其特征在于模擬移動障礙壁車上安裝臺車吸能器和車門吸能器；臺車上安裝車門 運動控制機構(gòu)和座椅運動控制機構(gòu)，臺車前端安裝制動吸能器-,所述的車門運動控制機構(gòu)包括相對地面固定的車門曲線板，車門曲線板上開有車門凸輪 曲線槽，車門凸輪曲線槽內(nèi)安裝車門滾輪，車門滾輪經(jīng)車門拐臂杠桿連接車門滑塊，車門滑 塊安裝于車門滑塊導軌內(nèi)，車門滑塊導軌設(shè)置于車門支架上；所述的座椅運動控制機構(gòu)包括相對地面固定的座椅曲線板，座椅曲線板上開有座椅凸輪 曲線槽，座椅凸輪曲線槽內(nèi)安裝座椅滾輪，座椅滾輪經(jīng)座椅拐臂杠桿連接座椅滑塊，座椅滑 塊安裝于座椅滑塊導軌內(nèi)，座椅滑塊導軌設(shè)置于座椅支架上；車門拐臂杠桿包括下端設(shè)置車門滾輪的車門拐臂杠桿下擺臂，車門拐臂杠桿下擺臂通過 車門拐臂杠桿軸連接車門拐臂杠桿上擺臂的下端，車門拐臂杠桿上擺臂的上端通過銷軸連接 車門滑塊，車門拐臂杠桿軸通過車門拐臂杠桿支座安裝在臺車上。座椅拐臂杠桿包括下端設(shè)置座椅滾輪的座椅拐臂杠桿下擺臂，座椅拐臂杠桿下擺臂通過 座椅拐臂杠桿軸連接座椅拐臂杠桿上擺臂的下端，座椅拐臂杠桿上擺臂的上端通過銷軸連接 座椅滑塊，座椅拐臂杠桿軸通過座椅拐臂杠桿支座安裝在臺車上。所述的臺車吸能器、車門吸能器和制動吸能器，采用了 ZL011019.6.9《節(jié)制桿式模擬器
車碰撞試驗裝置及其方法》中的節(jié)制桿式液壓吸能器結(jié)構(gòu)模式。制備本發(fā)明所述的汽車側(cè)面碰撞模擬試驗裝置的方法，其步驟為1) 、獲取實車側(cè)碰撞試驗的數(shù)據(jù)，包括車體的質(zhì)量，碰撞時MDB的速度，側(cè)碰過程中車 體質(zhì)心沿碰撞軸線的速度、位移、加速度時間曲線，側(cè)碰過程中座椅和車門的速度、位移時 間曲線。2) 、根據(jù)實車車體的試驗數(shù)據(jù)，依據(jù)ZL011019.6.9《節(jié)制桿式模擬器車碰撞試驗裝置及 其方法》中的方法，結(jié)合汽車側(cè)面碰撞的動力學方程，設(shè)計模擬MDB車吸能器和制動吸能器 節(jié)制桿形狀，滿足臺車碰撞的速度、位移和加速度波形與實車數(shù)據(jù)一致。3) 、根據(jù)實車車體的試驗數(shù)據(jù)，計算側(cè)碰過程中實車的座椅和車門位移與車體的相對關(guān) 系。采用凸輪傳動分析的機構(gòu)單元法建立車門和座椅運動分析數(shù)學模型，編制計算程序，依 據(jù)實車波形的數(shù)據(jù)分析處理結(jié)果，分別計算車門凸輪曲線槽和座椅凸輪曲線槽的理論輪廓曲線數(shù)據(jù)。4) 、臺車碰撞仿真計算，滿足精度要求，車門、座椅凸輪曲線槽數(shù)據(jù)輸出；不滿足精度， 重新進行第二步，確定新的車門凸輪曲線槽形狀、座椅凸輪曲線槽形狀。5) 、加工吸能器、車門和座椅運動控制機構(gòu)，完成整體試驗設(shè)備。在汽車設(shè)計中，實車側(cè)面碰撞是檢驗車輛安全性的重要手段，但實車碰撞試驗，費用較 高，而且不利于獲取某一零部件的可靠性和動態(tài)力學參數(shù)。本發(fā)明利用可重復的、接近于實 車側(cè)面碰撞的臺車模擬裝置，其采取了臺車車門和座椅凸輪曲線控制機構(gòu)，模擬汽車側(cè)碰中 的車門、座椅和車體的位移、速度和加速度的變化規(guī)律，可以真實再現(xiàn)汽車側(cè)面碰撞時車門、 座椅、安全帶和假人等的動力學過程，并且為側(cè)碰安全氣囊、安全帶和座椅等不受車輛碰撞 影響的產(chǎn)品提供了一個再現(xiàn)車輛側(cè)面碰撞的動力過程。試驗費用便宜，對汽車的設(shè)計和檢驗 是非常有利的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下技術(shù)優(yōu)點l)能夠同時模擬不同車型側(cè)面碰撞中車門、車體和座椅的位移、速度和加速度波形，重復性好，精度高；2)充分考慮了汽車側(cè)面結(jié)構(gòu)及 其內(nèi)飾面與作用到乘員身上的載荷之間的相互關(guān)系，能同時進行乘員保護裝置的性能評價和 零部件的耐慣性力試驗；3)設(shè)計程序簡單，易于操作，可靠性高，安全性好；4)裝置結(jié)構(gòu) 緊湊，體積小，安裝調(diào)試簡單，易于維修保養(yǎng)；5)試驗和設(shè)備成本低。


圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)2為車門運動控制機構(gòu) 圖3為座椅運動控制機構(gòu) 圖4為車門拐臂杠桿機構(gòu)圖5為汽車側(cè)面碰撞模擬裝置試驗原理6為汽車側(cè)面碰撞模擬裝置臺車結(jié)構(gòu)7為圖6的A-A剖面8為車門和座椅曲線板的布置示意9為本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)計流程10為凸輪曲線槽理論輪廓設(shè)計原理11為座椅曲線槽的三維設(shè)計模型圖12為車門曲線槽的三維設(shè)計模型圖13為設(shè)計的座椅凸輪曲線槽理論輪廓數(shù)據(jù)中1-固定壁，2-制動吸能器，3-制動吸能器碰撞桿，4-車門、座椅運動導軌，5-車 門曲線板，6-車門拐臂杠桿下擺臂，7-車門拐臂杠桿支座，8-車門拐臂杠桿軸，9-車門拐臂 杠桿上擺臂，10-車門滑±央，11-銷軸，12-車門滑塊導軌，13-座椅拐臂杠桿上擺臂，14-座椅 滑塊，15-銷軸，16-座椅，17-車門，18-車門吸能器碰撞桿，19-車門吸能器，20-地面，21-模擬移動障礙壁車，22-臺車吸能器，23-車門支架，24-座椅支架，25-座椅滑塊導軌，26-座椅滑塊導軌支架，27-座椅曲線板，28-座椅拐臂杠桿速下擺臂，29-座椅拐臂杠桿軸，30-座椅拐臂杠桿支座，31-車門滑塊導軌支架，32-車門支架滾輪軸，33-車門支架滾輪，34-臺 車，35-車門、座椅曲線板固定座，36-臺車、模擬MDB車固定導軌，37-臺車滾輪，38-座椅 支架滾輪軸，39-座椅支架滾輪，40-座椅滾輪，41-安全帶，42-側(cè)碰假人，43-車門架體，44-臺車側(cè)滾輪，45-車門、座椅凸輪曲線板固定板，46-車門滾輪，47-車門凸輪曲線槽，48-座 椅凸輪曲線槽具體實施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明。本發(fā)明提供了一套精度高、重復性好、成本低的模擬汽車側(cè)面碰撞真實環(huán)境的設(shè)備和試 驗方法，為汽車安全帶、安全氣囊、安全座椅、內(nèi)飾物等的產(chǎn)品研發(fā)和檢驗、人體生物力學 研究的提供試驗手段。本發(fā)明所述的試驗裝置己經(jīng)成功模擬了某紅旗轎車的側(cè)面碰撞運動過程，通過試驗曲線 驗證表明，該試驗裝置能同時模擬和控制車體、車門和座椅的正加速度和減加速度波形，精 確再現(xiàn)汽車側(cè)面碰撞的動力學歷程。一、本發(fā)明所述系統(tǒng)的整體設(shè)計步驟如下(如圖9): (1)獲取已有車型實車側(cè)面碰撞的特征數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括 MDB車的質(zhì)量和碰撞速度；側(cè)碰中車體質(zhì)心處的水平X方向的位移——時間、速度一 一時間和加速度——時間數(shù)據(jù)。側(cè)碰中車門的X方向的位移——時間、速度——時間和加速 度——時間數(shù)據(jù)。側(cè)碰中座椅的X方向的位移——時間、速度——時間和加速度——時間數(shù) 據(jù)；車體的質(zhì)量。(2)利用ZL011019.6.9《節(jié)制桿式模擬器車碰撞試驗裝置及其方法》中的方法，建立節(jié) 制桿式汽車碰撞吸能器模型，代入實車側(cè)碰數(shù)據(jù)設(shè)計車門吸能器、臺車吸能器和臺車制動吸 能器中節(jié)制桿的形狀和碰撞桿的拉出長度。ZL011019.6.9所述的節(jié)制桿式模擬器車碰撞試驗 裝置為本發(fā)明中所述的吸能器。G)根據(jù)實車中的數(shù)據(jù)，計算實車車門和座椅相對車體的位移、速度和加速度關(guān)系，設(shè) 計車門曲線槽的理論形狀；同理，由實車座椅相對車體的位移、速度和加速度關(guān)系，設(shè)計座 椅曲線槽的理論形狀。(4) 臺車模擬碰撞仿真計算，不滿足精度要求，轉(zhuǎn)入步驟(2);(5) 節(jié)制桿、車門凸輪曲線槽、座椅凸輪曲線槽加工和試驗。這樣，在吸能器和曲線槽的控制下，利用臺車可以同時得到車體、座椅、車門在碰撞過 程的位移、速度關(guān)系，真實地再現(xiàn)汽車側(cè)碰過程中真實環(huán)境。不同的車型，只需更換節(jié)制桿 和凸輪曲線槽。并且由于車門和座椅的運動是通過凸輪曲線槽和拐臂杠桿、滑塊等機械機構(gòu) 來實現(xiàn)，能嚴格地模擬車門和座椅對車體的相對運動，運動的可靠性和重復性都較高?？梢?說，本裝置可同時模擬汽車側(cè)面中的車體、車門和座椅運動位移和速度曲線(含相對運動)， 并且具有較高的精度和穩(wěn)定性。本發(fā)明所述試驗裝置的核心部件為車門、座椅運動控制機構(gòu)(圖2、圖3)，其關(guān)鍵是車 門、座椅凸輪曲線槽的設(shè)計。車門和座椅運動控制機構(gòu)的凸輪曲線槽設(shè)計依據(jù)實車試驗參數(shù) (如MDB車的速度、減速度和減加速度等)來確定，設(shè)計流程為獲取實車側(cè)面碰撞數(shù)據(jù)(速 度、加速度、位移波形)一進行汽車側(cè)面碰撞動力學分析一建立數(shù)學模型一吸能器設(shè)計一確 定車門和座椅凸輪曲線一最后加工臺車車門和座椅運動控制機構(gòu)。二、車門和座椅凸輪曲線槽設(shè)計過程(如圖10所示)凸輪曲線的設(shè)計采用凸輪傳動分析的機構(gòu)單元法，依據(jù)實車波形的數(shù)據(jù)分析處理，完成 實車的碰撞加速度數(shù)據(jù)采集，對采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)合成，計算凸輪曲線的數(shù)據(jù)。以座椅凸輪曲線槽設(shè)計為例，如圖IO所示，設(shè)座椅拐臂杠桿的初始位置為JSO，在臺 車運動某時刻"H,座椅拐臂杠桿的位置為45,0,。此時，臺車運動的位移5B,，在吸能器的控制下臺車與實車碰撞中的位移相等，這由ZL011019.6.9所述的方法可保證。要使得臺車上
座椅的水平位移^4,也必須與實車座椅的數(shù)據(jù)相同，只要臺車上的座椅與臺車的相對位移A5, 與實車及實車座椅上的相對位移A5,相同，即可得到模擬效果，而AS,可由實車數(shù)據(jù)得到。因 此，只要座椅拐臂杠桿在該時間內(nèi)轉(zhuǎn)動一個角度A^，即可保證座椅與臺車的相對水平位移 △&。這一轉(zhuǎn)動角度通過座椅運動控制凸輪曲線槽的形狀即可控制，也就是要設(shè)計出座椅運 動控制擺臂下臂O,的軌跡。為此，在座椅運動控制擺臂下臂的初始位置O點建立地面固定坐標系xqy。 q(Zo/,lW) 由臺車的位移、座椅運動控制擺臂的運動關(guān)系/U萬D和A45,",，可得^ cos(外)—弓cos(p。 + Ap,.) = AiS, 由于結(jié)構(gòu)參數(shù)/l,p。事先由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定，相對運動位移A5,由實車數(shù)據(jù)得到，根據(jù)上式 可得到座椅運動控制擺臂轉(zhuǎn)角與AS,的對應(yīng)關(guān)系。由于座椅拐臂杠桿下擺臂與上擺臂的轉(zhuǎn)動角度都是A^，根據(jù)下擺臂運動關(guān)系，由 A5,0,5、 A5,QF并注意到位移00'與AB,相等，都是臺車在該時刻/臺車的位移《，則由座 椅拐臂杠桿下擺臂<9,的軌跡與臺車水平位移Z,可計算出義。，=I, -[。 sin(A r2 sin(A)]= r2 sin(A) - r2 sin(/ 0 - 一) 其中，^和下臂初始角度A可由結(jié)構(gòu)設(shè)計事先確定。因此，通過編程可計算出任意時刻Ti,當臺車的水平位移為義,時，座椅凸輪曲線槽的理論中心點坐標，根據(jù)滾輪的半徑大小，即可得到座椅凸輪曲線槽工作面理論輪廓形狀。 根據(jù)以上方法設(shè)計的某型汽車側(cè)碰模擬試驗裝置的座椅凸輪曲線槽理論輪廓線(如圖13)、座椅凸輪曲線槽三維模型(圖ll)和車門凸輪曲線槽三維模型(如圖12)。 三、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成本發(fā)明的組成原理如圖5和圖6、圖7所示。模擬汽車側(cè)面碰撞試驗裝置由模擬移動障 礙壁車21、車門運動控制機構(gòu)(圖2)、座椅運動控制機構(gòu)(圖3)、臺車34和制動吸能器2 等五大部分結(jié)構(gòu)組成，其核心部件為運動控制機構(gòu)——拐臂杠桿機構(gòu)(圖4)。該試驗裝置 可以同時模擬車體、車門和座椅的汽車側(cè)面碰撞位移、速度、加速度波形。 在臺車軌道上安裝車門運動控制機構(gòu)(圖2)和座椅運動控制機構(gòu)(圖3),依靠車門和 座椅運動控制機構(gòu)重現(xiàn)汽車側(cè)面碰撞時的位移、速度和加速度波形。車門曲線板5和座椅曲 線板27的設(shè)計依靠實車碰撞數(shù)據(jù)設(shè)計。該試驗裝置無需破壞真實汽車，用一個比較堅固的臺 車34代替真實汽車，車門、座椅凸輪控制機構(gòu)和各吸能器可以比較清晰地反映汽車零部件在 側(cè)面碰撞過中的能量吸收，載荷分布以及結(jié)構(gòu)抗撞/沖擊變形等特性，可以模擬較寬范圍內(nèi)的 汽車側(cè)面碰撞實情。本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)組成為包括模擬移動障礙壁車(模擬MDB車)、可相對地面移動的臺車。1、 模擬移動障礙壁車(MDB車)其上安裝有車門吸能器19和臺車吸能器22，利用臺車吸能器22和制動吸能器2獲得模 擬臺車(34)的位移速度數(shù)據(jù)。車門吸能器19對正臺車上車門下方撞擊板，各吸能器撞擊的 部位設(shè)置橡膠緩沖墊。2、 臺車可移動的臺車總體上由三部分組成。(l)臺車本體。(2)車門運動控制機構(gòu)。(3)座椅運 動控制機構(gòu)。臺車上安裝車門運動控制機構(gòu)和座椅運動控制機構(gòu)，臺車前端安裝制動吸能器。臺車本體采用鋼板和槽鋼焊接而成。臺車的前后兩側(cè)安裝有4個滾輪37，使臺車可沿 地面固定導軌36前后移動；臺車上安裝有供車門支架滾輪32和座椅支架滾輪39運動的軌道 (圖6中的車身導軌)，保證車門支架23和座椅支架24可相對臺車前后運動。臺車后部左右 各安裝有車門拐臂杠桿機構(gòu)，車門拐臂杠桿下擺臂6通過車門滾輪46與車門曲線槽48配合， 車門拐臂杠桿相對臺車的轉(zhuǎn)動由車門凸輪曲線槽控制；車門拐臂杠桿上擺臂9通過銷軸與車 門滑塊10連接。臺車中部左右各安裝有座椅拐臂杠桿，座椅拐臂杠桿下擺臂28通過座椅滾 輪40與座椅曲線槽47配合，座椅拐臂杠桿相對臺車的轉(zhuǎn)動由座椅凸輪曲線槽控制；座椅拐 臂杠桿上擺臂13通過銷軸與座椅滑塊14連接。車門運動控制機構(gòu)，如圖2所示車門支架23是個框架結(jié)構(gòu)，采用鋼板和角鋼焊接而成。 車門支架前面可根據(jù)需要安裝不同車型車門17，車門支架23后面安裝有和車門拐臂杠桿相 連接的車門滑塊10、車門滑塊導軌12以及車門滑塊導軌支架31。車門支架23的前后各安裝 有2個車門支架滾輪33，車門拐臂杠桿在轉(zhuǎn)動的同時，驅(qū)動車門滑塊10在車門滑塊導軌12 中上下運動并帶動車門支架23沿臺車前后相對運動。座椅運動控制機構(gòu)，如圖3所示座椅支架24也是由鋼板和角鋼焊接而成。座椅支架上 固定有汽車座椅16，座椅上放置側(cè)碰假人42,并用安全帶41約束好。座椅的后面安裝有和 座椅拐臂杠桿相連接的座椅滑塊14、座椅滑塊導軌25和滑塊導軌支架26。座椅支架的下方
前后各安裝有2個座椅支架滾輪39，座椅拐臂杠桿在轉(zhuǎn)動的同時，驅(qū)動座椅滑塊M在座椅 滑塊導軌25中上下運動并帶動座椅支架24沿臺車前后相對運動。3、 車門和座椅曲線板車門曲線板5在臺車左右對稱布置，如圖8所示，固定在地面上。車門曲線板上根據(jù)計 算數(shù)據(jù)加工有控制車門支架運動的半封閉車門凸輪曲線槽48，車門拐臂杠桿下擺臂6中的車 門滾輪46在該曲線槽中運動。該曲線槽的上表面是工作面。同樣，座椅曲線板27也在臺車左右對稱布置，如圖8所示，固定在地面上。座椅曲線板 上根據(jù)計算數(shù)據(jù)加工有控制座椅支架運動的半封閉座椅凸輪曲線槽47,座椅拐臂杠桿下擺臂 28中的座椅滾輪40在該曲線槽中運動。該曲線槽的上表面是工作面。為了保證運動中不干涉，車門曲線板和座椅曲線板平行布置，車門曲線板內(nèi)側(cè)到臺車側(cè) 面的距離為150mm,座椅曲線板內(nèi)側(cè)到臺車側(cè)面的距離為205rara，其布置如圖8。4、 臺車吸能器。制動吸能器2與模擬MDB車上的臺車吸能器22相配合，控制臺車的運動，使其能模擬實 車側(cè)碰時前后運動的位移、速度和加速度狀態(tài)。四、試驗步驟與碰撞過程的機構(gòu)動作描述如下-1、 安裝臺車上的車門、側(cè)碰假人及各種測試傳感器。2、 根據(jù)設(shè)計結(jié)果，分別將車門吸能器、臺車吸能器和臺車制動吸能器的碰撞桿拉出指定 的長度。3、 安裝左右對稱的車門和座椅運動控制曲線板，座椅拐臂杠桿下擺臂中的滾輪與座椅曲 線槽配合，車門拐臂杠桿下擺臂的滾輪與車門運動控制曲線配合，分別處于起始位置。4、 拖動模擬MDB車，根據(jù)側(cè)碰速度要求，拉到指定位置。5、 釋放模擬MDB車，使模擬MDB車在與臺車碰撞瞬間得到規(guī)定的速度，比如48km/h。6、 模擬MDB車上的車門吸能器碰撞桿與車門支架前端碰撞結(jié)合，使車門產(chǎn)生所設(shè)計的 初始運動位移與速度。此后，模擬MDB車上的臺車吸能器的碰撞桿與臺車碰撞結(jié)合，再與 臺車制動吸能器的碰撞結(jié)合，在兩個吸能器的共同作用下使臺車產(chǎn)生所需的位移、速度和加 速度。臺車上的車門拐臂杠桿在隨臺車向后運動的同時，在車門曲線槽工作面的約束下，車 門拐臂杠桿同時產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，其上擺臂將控制車門滑塊上下運動并迫使車門產(chǎn)生相對與臺車的 運動。同理，在座椅曲線槽工作面的約束下，座椅門也將產(chǎn)生相對與臺車的運動。設(shè)計不同 的曲線槽可以控制車門和座椅相對與臺車的不同運動規(guī)律。
權(quán)利要求
1、一種汽車側(cè)面碰撞模擬試驗裝置，包括模擬移動障礙壁車(21)、可相對地面移動的臺車(34)，其特征在于模擬移動障礙壁車(21)上安裝臺車吸能器(22)和車門吸能器(19)；臺車(34)上安裝車門運動控制機構(gòu)和座椅運動控制機構(gòu)，臺車(34)前端安裝制動吸能器(2)；所述的車門運動控制機構(gòu)包括相對地面固定的車門曲線板(5)，車門曲線板(5)上開有車門凸輪曲線槽(47)，車門凸輪曲線槽(47)內(nèi)安裝車門滾輪(46)，車門滾輪(46)經(jīng)車門拐臂杠桿連接車門滑塊(10)，車門滑塊(10)安裝于車門滑塊導軌(12)內(nèi)，車門滑塊導軌(12)設(shè)置于車門支架(23)上；所述的座椅運動控制機構(gòu)包括相對地面固定的座椅曲線板(27)，座椅曲線板(27)上開有座椅凸輪曲線槽(48)，座椅凸輪曲線槽(48)內(nèi)安裝座椅滾輪(40)，座椅滾輪(40)經(jīng)座椅拐臂杠桿連接座椅滑塊(14)，座椅滑塊(14)安裝于座椅滑塊導軌(25)內(nèi)，座椅滑塊導軌(25)設(shè)置于座椅支架(24)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車側(cè)面碰撞模擬試驗裝置，其特征在于所述的車門拐臂杠桿 包括下端設(shè)置車門滾輪(46)的車門拐臂杠桿下擺臂(6)，車門拐臂杠桿下擺臂(6)通過車 門拐臂杠桿軸(8)連接車門拐臂杠桿上擺臂(9)的下端，車門拐臂杠桿上擺臂(9)的上端 通過銷軸連接車門滑塊(10)，車門拐臂杠桿軸(8)通過車門拐臂杠桿支座(7)安裝在臺車(34)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車側(cè)面碰撞模擬試驗裝置，其特征在于所述的座椅拐臂 杠桿包括下端設(shè)置座椅滾輪(40)的座椅拐臂杠桿下擺臂(28)，座椅拐臂杠桿下擺臂(28) 通過座椅拐臂杠桿軸(29)連接座椅拐臂杠桿上擺臂(13)的下端，座椅拐臂杠桿上擺臂(13) 的上端通過銷軸連接座椅滑塊(14)，座椅拐臂杠桿軸(29)通過座椅拐臂杠桿支座(30)安 裝在臺車(34)上。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車碰撞模擬的技術(shù)領(lǐng)域，其可再現(xiàn)汽車側(cè)面碰撞的真實力學環(huán)境，可用于汽車車門、安全帶、安全鎖、安全座椅、安全氣囊、汽車內(nèi)飾物等主動和被動安全產(chǎn)品的性能的檢驗和改進設(shè)計，可也為碰撞環(huán)境下人體生物力學研究提供一種手段。汽車側(cè)面碰撞模擬試驗裝置，由模擬移動障礙壁車上的液壓車門吸能器、臺車吸能器、制動吸能器構(gòu)成一套汽車側(cè)碰模擬系統(tǒng)，臺車上安裝車門運動控制機構(gòu)和座椅運動控制機構(gòu)。本發(fā)明的有益效果能比較清晰地反映汽車側(cè)面碰撞中車門、座椅以及車門的運動關(guān)系，模擬汽車側(cè)面碰撞過程中主動和被動安全產(chǎn)品等的工作環(huán)境，具有模擬精度高，設(shè)計程序簡單，裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于操作等優(yōu)點。
文檔編號G01M17/007GK101398342SQ20081016720
公開日2009年4月1日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者強 李, 臻 楊, 韓曉明 申請人:中北大學