阅读说明：本技术 一种汽车车门质心测量装置 (A kind of arrangements for automotive doors center mass measuring device ) 是由 刘晶 朱建华 李林波 滕平 蒙永种 于 2018-05-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种汽车车门质心测量装置,包括设备框架和三个传感器组件,三个所述传感器组件分别与所述设备框架的顶部滑动连接,三个所述传感器组件呈三角形排列设置,其中一个所述传感器组件与所述设备框架的顶部可升降式连接,三个所述传感器组件分别与数据采集器连接。本发明的一种汽车车门质心测量装置,能精确测量不同尺寸的汽车车门的质心,通用性好,测量数据实时自动采集。(The invention discloses a kind of arrangements for automotive doors center mass measuring devices, including device framework and three sensor modules, three sensor modules are connect with the top slide of the device framework respectively, three sensor modules are triangularly arranged setting, one of them described sensor module is connect with the top Liftable type of the device framework, and three sensor modules are connect with data collector respectively.A kind of arrangements for automotive doors center mass measuring device of the invention, the mass center of the energy various sizes of arrangements for automotive doors of precise measurement, versatility is good, measurement data real-time automatic collecting.)

一种汽车车门质心测量装置

技术领域

本发明涉及一种质心测量装置，特别是涉及一种汽车车门质心测量装置。

背景技术

顾客关闭汽车车门所需要的最小能量，是评价汽车车门感知质量的重要指标，而汽车车门在关闭过程中所提供的能量，是影响最小能量的重要一项；要得到汽车车门在关闭过程中所提供的能量，就必须知道汽车车门的质心和转动惯量；目前国内尚无专门用于汽车车门质心和转动惯量的测量装置，目前已有的类似装置，有如下缺陷：

1、无法适应汽车车门尺寸，通用性差，且无法得到精确稳定的结果数据；

2、测量数据无法实时和自动采集，人机互动性差。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种汽车车门质心测量装置，能精确测量不同尺寸的汽车车门的质心，通用性好，测量数据实时自动采集。

本发明的一种汽车车门质心测量装置，包括设备框架和三个传感器组件，三个所述传感器组件分别与所述设备框架的顶部滑动连接，三个所述传感器组件呈三角形排列设置，其中两个所述传感器组件处于同一高度的平面上，另一个所述传感器组件与所述设备框架的顶部可升降式连接，所述三个传感器的下端分别与车门本体可拆卸固定连接，三个所述传感器组件分别与数据采集器连接。

本发明的一种汽车车门质心测量装置还可以是：

三个所述传感器分别为第一拉力传感器、第二拉力传感器、第三拉力传感器，所述第一拉力传感器和所述第二拉力传感器分别通过第一导轨与所述设备框架的顶部滑动连接，所述第一导轨固定设于所述设备框架前侧顶部的中央，所述第一拉力传感器的上端通过第一拉力线与所述第一导轨滑动连接，所述第二拉力传感器的上端通过第二拉力线与所述第一导轨滑动连接，所述第三拉力传感器通过第二导轨与所述设备框架的顶部，所述第二导轨可旋转设于所述设备框架后侧的顶部，所述第三拉力传感器通过升降电机与所述设备框架的顶部可升降式连接，所述第三拉力传感器的上端通过第三拉力线与所述升降电机的下端连接，所述第一拉力传感器、所述第二拉力传感器和所述第三拉力传感器的下端分别与车门本体可拆卸固定连接，所述第一拉力传感器、所述第二拉力传感器和所述第三拉力传感器分别与数据采集器连接，所述第一拉力传感器和所述第二拉力传感器的下端设于同一高度的平面上。

所述设备框架包括底座、第一立柱、第二立柱、第三立柱、横梁和旋转梁，所述第一立柱和所述第二立柱分别固定于所底座前部的左右两侧，所横梁的左端与所述第一立柱的上端固定连接，所述横梁的右端与所述第二立柱的上端固定连接，所述第三立柱固定于所述底座的后部，所述旋转梁的一端与所述第三立柱的上端可旋转连接，所述横梁中部的下表面与所述第一导轨的上表面固定连接，所述旋转梁的下表面与所述第二导轨的上表面固定连接。

所述第一导轨上设有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块的上端和所述第二滑块的上端分别与所述第一导轨滑动连接，所述第一滑块的下端与所述第一拉力线的上端固定连接，所述第二滑块的下端与所述第二拉力线的上端固定连接。

所述设备框架上分别设有第一悬挂轴、第二悬挂轴和光电传感器，所述第一悬挂轴固定设于所述设备框架顶部的左侧，所述第二悬挂轴可滑动式设于所述设备框架顶部的右侧，所述光电传感器固定设于所述设备框架的底部，所述光电传感器与所述第一悬挂轴和所述第二悬挂轴的位置对应，所述光电传感器与所述数据采集器连接，所述第一悬挂轴的下端和所述第二悬挂轴的下端分别与所述车门本体可拆卸固定连接。

所述车门本体的下部设有周期测量辅助杆，所述周期测量辅助杆的上端与所述车门本体的下部可拆卸固定连接，所述周期测量辅助杆的下端与所述光电传感器的位置对应。

所述设备框架上设有信号变送器，三个所述传感器组件分别通过所述信号变送器与所述数据采集器连接，三个所述传感器组件均与所述信号变送器连接，所述信号变送器与所述数据采集器连接。

所述设备框架的顶部设有数显表，所述数显表分别与三个所述传感器组件连接。

三个所述传感器组件的下端均设有用于悬挂所述车门本体的夹头，所述夹头与所述车门本体可拆卸固定连接。

本发明的一种汽车车门质心测量装置，包括设备框架和三个传感器组件，三个所述传感器组件分别与所述设备框架的顶部滑动连接，三个所述传感器组件呈三角形排列设置，其中两个所述传感器组件处于同一高度的平面上，另一个所述传感器组件与所述设备框架的顶部可升降式连接，所述三个传感器的下端分别与车门本体可拆卸固定连接，三个所述传感器组件分别与数据采集器连接。这样，通过三个传感器组件与车门本体连接，将车门本体通过三个悬挂点挂起，三个传感器组件可分别测量出车门本体的三个悬挂点处的拉力，由于三点可确定一个平面，三个传感器组件分别与设备框架的顶部滑动连接，则三个传感器组件的水平位置均可调整，并且其中两个传感器组件处于同一高度的平面上，另一个传感器组件与所述设备框架的顶部可升降式连接，则可通过调节其中一个传感器组件上下方向的位置可将车门本体悬挂至水平位置或者任意一个非水平位置，当三个传感器组件处于同一高度的平面时，车门本体悬挂至水平面，当两个传感器组件与另一个传感器组件不在同一高度时，车门本体悬挂至非水平位置，通过分别调节三个传感器组件的水平位置，可使车门本体三个悬挂点的悬挂力均垂直于水平面，数据采集器分别与三个传感器组件连接，可实时采集拉力的数据，通过测量汽车车门本体在水平位置和任意一个非水平位置的悬挂力，通过力矩平衡原理计算可得到汽车车门本体的质心位置。另外，测量车门质心时通过三个悬挂点将车门本体悬挂，三个悬挂点的水平位置均可调，可适用于不同尺寸的汽车车门的质心测量。相对于现有技术而言，本发明的一种汽车车门质心测量装置具有以下优点：能精确测量不同尺寸的汽车车门的质心，通用性好，测量数据实时自动采集。

附图说明

图1为本发明一种汽车车门质心测量装置的结构正视图。

图2为本发明一种汽车车门质心测量装置的结构右视图。

图3为本发明一种汽车车门质心测量装置的质心测量实验示意图。

图4为本发明一种汽车车门质心测量装置的转动惯量测量实验示意图。

图号说明

1…设备框架 2…第一拉力传感器 3…第二拉力传感器

4…第三拉力传感器 5…第一导轨 6…第二导轨

7…升降电机 8…第一拉力线 9…第二拉力线

10…第三拉力线 11…底座 12…第一立柱

13…第二立柱 14…第三立柱 15…横梁

16…旋转梁 17…第一滑块 18…第二滑块

19…第一悬挂轴 20…第二悬挂轴 21…光电传感器

22…信号变送器 23…数显表 24…夹头

25…周期测量辅助杆 26…车门本体

具体实施方式

本发明中，第一导轨5在前侧，第二导轨6在后侧，附图1至附图4中，第一立柱12的位置为左，第二立柱13的位置为右。

下面结合附图1至附图4，对本发明的一种汽车车门质心测量装置作进一步详细说明。

本发明的一种汽车车门质心测量装置，请参考图1至图4，包括设备框架1和三个传感器组件，三个所述传感器组件分别与所述设备框架1的顶部滑动连接，三个所述传感器组件呈三角形排列设置，其中两个所述传感器组件处于同一高度的平面上，另一个所述传感器组件与所述设备框架1的顶部可升降式连接，所述三个传感器的下端分别与车门本体26可拆卸固定连接，三个所述传感器组件分别与数据采集器连接。这样，通过三个传感器组件与车门本体26连接，将车门本体26通过三个悬挂点挂起，三个传感器组件可分别测量出车门本体26的三个悬挂点处的拉力，由于三点可确定一个平面，三个传感器组件分别与设备框架1的顶部滑动连接，则三个传感器组件的水平位置均可调整，并且其中两个传感器组件处于同一高度的平面上，另一个传感器组件与所述设备框架1的顶部可升降式连接，则可通过调节其中一个传感器组件上下方向的位置可将车门本体26悬挂至水平位置或者任意一个非水平位置，当三个传感器组件处于同一高度的平面时，车门本体26悬挂至水平面，当两个传感器组件与另一个传感器组件不在同一高度时，车门本体26悬挂至非水平位置，通过分别调节三个传感器组件的水平位置，可使车门本体26的三个悬挂点的悬挂力均垂直于水平面，数据采集器分别与三个传感器组件连接，可实时采集拉力的数据，通过测量汽车车门本体26在水平位置和任意一个非水平位置的悬挂力，通过力矩平衡原理计算可得到汽车车门本体26的质心位置。另外，测量车门质心时通过三个悬挂点将车门本体26悬挂，可适用于不同尺寸的汽车车门的质心测量。相对于现有技术而言，本发明的一种汽车车门质心测量装置具有以下优点：能精确测量不同尺寸的汽车车门的质心，通用性好，测量数据实时自动采集。

本发明的一种汽车车门质心测量装置，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图4，还可以是：三个所述传感器分别为第一拉力传感器2、第二拉力传感器3、第三拉力传感器4，所述第一拉力传感器2和所述第二拉力传感器3分别通过第一导轨5与所述设备框架1的顶部滑动连接，所述第一导轨5固定设于所述设备框架1前侧顶部的中央，所述第一拉力传感器2的上端通过第一拉力线8与所述第一导轨5滑动连接，所述第二拉力传感器3的上端通过第二拉力线9与所述第一导轨5滑动连接，所述第三拉力传感器4通过第二导轨6与所述设备框架1的顶部，所述第二导轨6可旋转设于所述设备框架1后侧的顶部，所述第三拉力传感器4通过升降电机7与所述设备框架1的顶部可升降式连接，所述第三拉力传感器4的上端通过第三拉力线10与所述升降电机7的下端连接，所述第一拉力传感器2、所述第二拉力传感器3和所述第三拉力传感器4的下端分别与车门本体26可拆卸固定连接，所述第一拉力传感器2、所述第二拉力传感器3和所述第三拉力传感器4分别与数据采集器连接，所述第一拉力传感器2和所述第二拉力传感器3的下端设于同一高度的平面上。这样，第一拉力传感器2和第二拉力传感器3的下端位于同一高度的平面上，第三拉力传感器4的上端与升降电机7连接，通过控制升降电机7可调节第三拉力传感器4下端的高度，由于第一拉力传感器2、第二拉力传感器3和第三拉力传感器4的上端分别通过第一拉力线8、第二拉力线9和第三拉力线10挂起，根据拉力线的特性拉力线提供的拉力的方向与拉力线本身的方向一致，可以通过观测拉力线的方向判断拉力线提供的拉力的方向，第一拉力传感器2和第二拉力传感器3分别通过第一拉力线8和第二拉力线9与第一导轨5滑动连接，则第一拉力传感器2和第二拉力传感器3沿第一导轨5的左右方向位置可调，第三拉力传感器4通过拉力线和升降电机7与第二导轨6滑动连接，并且第二导轨6所述第二导轨6可旋转设于所述设备框架1后侧的顶部，第三拉力传感器4可沿第二导轨6在前后的方向位置可调并且通过旋转第二导轨6调整第二导轨6的位置可带动第三拉力传感器4的位置变化，则第三拉力传感器4的位置在上下、左右、前后方向上均可调，数据采集器分别与第一拉力传感器2、第二拉力传感器3和第三拉力传感器4连接，可实时采集拉力的数据。

本发明的一种汽车车门质心测量装置，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图4，进一步优选的是：所述设备框架1包括底座11、第一立柱12、第二立柱13、第三立柱14、横梁15和旋转梁16，所述第一立柱12和所述第二立柱13分别固定于所底座11前部的左右两侧，所横梁15的左端与所述第一立柱12的上端固定连接，所述横梁15的右端与所述第二立柱13的上端固定连接，所述第三立柱14固定于所述底座11的后部，所述旋转梁16的一端与所述第三立柱14的上端可旋转连接，所述横梁15中部的下表面与所述第一导轨5的上表面固定连接，所述旋转梁16的下表面与所述第二导轨6的上表面固定连接。这样，底座11用于安装第一立柱12、第二立柱13和第三立柱14等三个立柱，第一立柱12和第二立柱13用于支撑横梁15，横梁15用于安装第一导轨5，第三立柱14用于支撑安装旋转梁16，旋转梁16用于安装第二导轨6，旋转梁16可旋转连接与第三立柱14的上端，则第二导轨6通过旋转梁16可旋转连接于第三立柱14的上端，通过旋转所述旋转梁16带动第二导轨6在水平面上旋转，第二导轨6旋转可带动第三拉力传感器4上移动，又因为第三拉力传感器4沿第二导轨6可移动，从而实现第三拉力传感器4的位置沿前后和左右方向均可调节。在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图4，进一步优选的是：所述第一导轨5上设有第一滑块17和第二滑块18，所述第一滑块17的上端和所述第二滑块18的上端分别与所述第一导轨5滑动连接，所述第一滑块17的下端与所述第一拉力线8的上端固定连接，所述第二滑块18的下端与所述第二拉力线9的上端固定连接。这样，通过设置第一滑块17和第二滑块18便于第一拉力线8和第二拉力线9与第一导轨5连接起来，第一滑块17和第二滑块18分别在第一导轨5上滑动，可分别带动第一拉力传感器2和第二拉力传感器3在左右方向上移动，从而实现位于前侧的车门本体26的两个悬挂点处(车门本体26与第一拉力传感器2和第二拉力传感器3的连接处)所受拉力的方向的调节。

本发明的一种汽车车门质心测量装置，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图4，还可以是：所述设备框架1上分别设有第一悬挂轴19、第二悬挂轴20和光电传感器21，所述第一悬挂轴19固定设于所述设备框架1顶部的左侧，所述第二悬挂轴20可滑动式设于所述设备框架1顶部的右侧，所述光电传感器21固定设于所述设备框架1的底部，所述光电传感器21与所述第一悬挂轴19和所述第二悬挂轴20的位置对应，所述光电传感器21与所述数据采集器连接，所述第一悬挂轴19的下端和所述第二悬挂轴20的下端分别与所述车门本体26可拆卸固定连接。这样，通过设置第一悬挂轴19、第二悬挂轴20和光电传感器21用于测量车门本体26的转动惯量，通过第一悬挂轴19和第二悬挂轴20为车门本体26提供两个悬挂点，两点确定一条直线，两个悬挂点所在的直线即为车门本体26的转动轴，车门本体26可绕该转动轴摆动，位于设备框架1底部的光电传感器21可测量车门本体26的摆动次数和时间，数据采集器可实时采集光电传感器21测量的数据，通过车门本体26的摆动次数和时间可得出车门本体26的复摆周期，利用近似简谐运动方程，即可计算得到车门本体26的转动惯量。同时，车门本体26的摆动角度应小于5度，因为只有单摆的摆角小于5度时，单摆的运动才可以近似为简谐运动。另外，第二悬挂轴20可滑动式设于设备框架1的顶部，使车门本体26的悬挂点两个悬挂点之间的距离可调，适用于不同尺寸的车门本体26的转动惯量的测量。在前面描述的技术方案的基础上，进一步优选的是，所述车门本体26的下部设有周期测量辅助杆25，所述周期测量辅助杆25的上端与所述车门本体26的下部可拆卸固定连接，所述周期测量辅助杆25的下端与所述光电传感器的位置对应。这样，周期测量辅助杆25固定于车门本体26的下部，当测量车门本体26的转动惯量时，周期测量辅助杆25随车门本体26一起摆动，周期测量辅助杆25的摆动次数和时间与车门本体26的相同，车门本体26上通过设置周期测量辅助杆25相当于增加了车门本体26下端的长度，可适用于不同尺寸的汽车车门的质心测量，周期测量辅助杆25的下端与设于设备框架底部的光电传感器的位置对应，便于光电传感器的测量。

本发明的一种汽车车门质心测量装置，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图4，还可以是：所述设备框架1上设有信号变送器22，三个所述传感器组件分别通过所述信号变送器22与所述数据采集器连接，三个所述传感器组件均与所述信号变送器22连接，所述信号变送器22与所述数据采集器连接。这样，通过信号变送器22可将三个传感器组件测量出的三个悬挂点的拉力数据传输至数据采集器。

本发明的一种汽车车门质心测量装置，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图4，还可以是：所述设备框架1的顶部设有数显表23，所述数显表23分别与三个所述传感器组件连接。这样，三个传感器组件测量出的拉力大小的读数都会显示在数显表23上，在车门本体26质心的测量过程中，测量人员可以直接从数显表23上读出，便于测量人员在调整车门本体26位置时，可确保三个悬挂点的拉力有明显的变化。

本发明的一种汽车车门质心测量装置，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1至图4，还可以是：三个所述传感器组件的下端均设有用于悬挂所述车门本体26的夹头24，所述夹头24与所述车门本体26可拆卸固定连接。这样，通过设置夹头24，便于三个传感器组件与车门本体26的连接。当然，所述夹头24还可以是销等其他零件，只要便于将三个传感器组件与车门本体26的连接起来即可。

车门本体26质心测量步骤如下：第一步，将汽车车门本体26悬挂至第一拉力传感器2、第二拉力传感器3和第三拉力传感器4的下端，通过控制升降电机7拉起车门本体26，拉起过程中注意观察车门本体26升起的情况，确保安全，直至车门本体26呈水平状态(水平状态指与车门本体26接触的三个悬挂点都位于同一个水平面上)并保持静止，然后根据需要分别调整第一拉力传感器2和第二拉力传感器3在左右方向的位置和第三拉力传感器4在前后左右方向上的位置，使三个拉力的方向垂直于水平面，通过数据采集器采集并保存此时三个拉力的数据，测量并记录此时车门本体26的三个悬挂点之间的水平距离；第二步，通过控制升降电机7使车门本体26与第三拉力传感器4连接的悬挂点的位置下降至低于车门本体26与第一拉力传感器2或第二拉力传感器3之间连接的悬挂点的高度的位置(具体的可以是车门本体26与第一拉力传感器2连接的悬挂点高度的1/4至3/4的位置)，确保车门本体26的三个悬挂点处的三个拉力的数值有明显变化，然后根据需要分别调整第一拉力传感器2和第二拉力传感器3在左右方向的位置和第三拉力传感器4在前后左右方向上的位置，使三个拉力的方向垂直于水平面，通过数据采集器采集并保存此时三个拉力的数据，测量并记录此时车门本体26的三个悬挂点之间的距离。

上述仅对本发明中的具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本发明的保护范围。