汽车保险杠模拟碰撞测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车保险杠模拟碰撞测试系统及方法，采用保险杠不动而模拟碰撞块动的测试方法，便于得出检测数据。本发明专利技术的碰撞速度通过光电的方法进行测试，通过硬件直接测量脉冲宽度和脉冲数量，避免现有的因MCU的频率低或中断响应时间等引起的误差。碰撞块的摆角的测量通过磁敏感角度传感器进行测量，测量的更加精确。本发明专利技术通过采集卡采集到数据上传到PC机，然后通过工控软件进行处理测出的信号，信号处理迅速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车制造领域，更具体地，涉及一种汽车保险杠模拟碰撞测试用的系统以及测试方法。
技术介绍
汽车保险杠模拟碰撞试验的根本指导思想是在国家标准规定的行驶速度下，给保险杠突加一定的反向作用力，使保险杠产生变型或破裂，通过对保险杠的变型和破裂程度来分析保险杠的性能是否达到要求。实现模拟碰撞的方法主要有两种：一是保险杠运动而模拟碰撞块不动。二是保险杠不动而模拟碰撞块动。保险杠运动而模拟碰撞块不动是保险杠安装在模拟汽车支架上以规定的运动速度撞击模拟碰撞块，从而完成模拟碰撞试验，通过分析各种检测数据来判断保险杠的性能高低。保险杠不动而模拟碰撞块动是保险杠安装在模拟汽车支架并处于静止状态，模拟碰撞块以规定的运动速度撞击模拟车，从而完成碰撞试验，通过分析各种检测数据来判断保险杠的性能高低。保险杠运动而模拟碰撞块不动的试验方法的优点是较为真实地模拟了汽车实际碰撞情况，但缺点也是显而易见的，那就是在模拟碰撞过程中保险杠破裂率太大，而使得碰撞结果分析难度加大，甚至就得不到结果；模拟车的速度控制难度高，如果将驱动系统安装在车上，碰撞过程中的损坏概率大，试验成本高。如果将驱动系统不安装在车上，对机械传动要求特别高，制造成本和维护成本都也特别高。保险杠不动而模拟碰撞块动的试验方法的优点是保险杠在模拟碰撞过程中的破裂率小，容易得到碰撞分析结果；模拟碰撞块的运动速度方便控制，且成本低。现有的汽车保险杠模拟碰撞测试系统，由于MCU的频率低或中断响应时间等原因会引起的误差和信号处理缓慢。
技术实现思路
针对现有技术中信号处理缓慢以及测试会有误差等缺陷，本专利技术的目的旨在解决以上技术的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种汽车保险杠模拟碰撞测试系统，其特征在于，所述系统包括支架、摆锤、传感器、数据采集卡、PC机、PLC控制器以及动力输出装置；所述数据采集卡用于采集所述传感器的数据并上传至所述PC机；所述摆锤设置在所述支架上，用于模拟碰撞所述汽车保险杠；所述PC机根据所述数据，通过所述PLC控制器控制动力输出组件，对所述摆锤作出相应的调整或动作。优选地，所述传感器包括力传感器、速度传感器、角度传感器和位移传感器；优选地，力传感器的数量为4个，均匀分布，撞击力为此4个力传感器的和；优选地，所述动力输出组件包括用于调整所述摆锤高度的双头蜗杆减速电机及丝杠传动机构，所述摆锤撞击后回弹时的抱闸电磁铁以及所述摆锤提升机构；根据本专利技术的另一个方面，提供了一种汽车保险杠模拟碰撞测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)根据所述保险杠的尺寸确定所述摆锤碰撞的竖直高度h、碰撞速度v以及碰撞角度a；(2)通过所述PLC控制器控制所述动力输出装置使所述摆锤与保险杠的碰撞高度为h；(3)控制所述动力输出组件拉升摆锤至一定高度，待稳定后放下摆锤，并通过设定所述速度传感器采集所述摆锤的速度v2；(4)对比v2与v，并根据对比结果调整所述摆锤的拉起高度，直至v2与v差值小于允许的误差范围，并记录下此时摆锤被提升的高度h0；(5)将待所述保险杠以实验需要的高度和角度放置，控制所述动力输出组件拉升所述摆锤至高度h0，待稳定后放下所述摆锤，通过所述数据采集卡记录碰撞数据。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：(1)本专利技术的碰撞速度通过光电的方法进行测试，通过硬件直接测量记录脉冲宽度和脉冲数量，避免现有的因MCU的频率低或中断响应时间等引起的误差。碰撞块的摆角的测量通过磁敏感角度传感器进行测量，测量的更加精确。本专利技术通过采集卡采集到数据上传到PC机，然后通过工控软件进行处理测出的信号，信号处理迅速。(2)本专利技术采用保险杠不动而模拟碰撞块动的测试方法，记录并分析碰撞过程数据，提高对碰撞的认知程度。附图说明图1为本专利技术的汽车保险杠模拟碰撞测试系统优选方案的控制系统原理结构框图；图2本专利技术的汽车保险杠模拟碰撞测试系统优选方案的结构示意图；图3为本专利技术的汽车保险杠模拟碰撞测试系统优选方案的脱扣组件结构示意图；图4为本专利技术的汽车保险杠模拟碰撞测试系统优选方案的碰撞速度传感器安装示意图；图5为本专利技术的汽车保险杠模拟碰撞测试系统优选方案的碰撞速度传感器结构示意图。附图标记说明：主体支架1、电柜2、控制台3、横梁驱动机构4、摆锤提升机构5、横梁6、旋转架7、摆臂71、关节72、横梁安装孔73、摆锤8、钢索9、摆锤锁紧结构10、撞击头11、承重滚珠111、力传感器112、撞击板113、斜撑柱12、脱扣组件13、钢索扣131、液压活塞132、液压缸体134、液压油管135、定位装置136、锁扣137、速度传感器14、安装槽141、光电发射装置142、挡片143、光电接受装置144、线槽145、丝杠传动机构15。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1及图2所示，本实施例的汽车保险杠模拟碰撞测试系统，包括主体支架1、电柜2、控制台3和摆锤8，所述系统还包括力传感器、速度传感器、角度传感器、位移传感器、数据采集卡，PC机、PLC控制器以及动力输出组件。所述采集卡用于采集力传感器、速度传感器、角度传感器、位移传感器的数据，并上传至PC机，PC机根据其数据状态通过PLC控制动力输出组件，作出相应的调整或动作。所述PC机用于处理来自采集卡的数据，以及用于接受操作者指令并控制系统的各组件单元。作为一个具体实施例，图1所示为本实施例的控制系统原理结构框图，所述控制系统可分为上、中下三层构件模式，上层为PC机，实施监控；中层采用PLC及各种检测模块或板卡，执行PC机的各种监控指令，下层为动力输出组件及各种传感器，完成碰撞试验所需要的动作和试验数据的采集。作为进一步优选的方案，摆锤与主体支架的连接采用刚性的旋转架7，刚性旋转架在旋转是速度更稳定，摆锤摆动误差更小，有利于撞击的精准度。为了在运送过程或存放过程中，避免摆锤自由摆动造成危险，本实施例进一步在主体支架上设置了摆锤锁紧结构10，并在摆锤上设置了撞击头11，在主体支架上设置了有利于支架稳定性的斜撑柱12。优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车保险杠模拟碰撞测试系统，其特征在于，所述系统包括支架、摆锤、传感器、数据采集卡、PC机、PLC控制器以及动力输出装置；所述数据采集卡用于采集所述传感器的数据并上传至所述PC机；所述摆锤设置在所述支架上，用于模拟碰撞所述汽车保险杠；所述PC机根据所述数据，通过所述PLC控制器控制所述动力输出装置，对所述摆锤作出相应的调整或动作。

【技术特征摘要】
1.一种汽车保险杠模拟碰撞测试系统，其特征在于，所述系统
包括支架、摆锤、传感器、数据采集卡、PC机、PLC控制器以及动
力输出装置；
所述数据采集卡用于采集所述传感器的数据并上传至所述PC机；
所述摆锤设置在所述支架上，用于模拟碰撞所述汽车保险杠；
所述PC机根据所述数据，通过所述PLC控制器控制所述动力输
出装置，对所述摆锤作出相应的调整或动作。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器包括力
传感器、速度传感器、角度传感器和位移传感器。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述力传感器的数
量为4个，均匀分布，撞击力为此4个力传感器的和。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述动力输出组件
包括用于调整所述摆锤高度的双头蜗杆减速电机、丝杠传动机构、所
述摆锤撞击后回弹时的抱闸电磁铁以及所述摆锤提升机构。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述动力输出组件
包括摆锤提升机构，所述角度传感器安装在所述摆锤转轴处；通过所
述摆锤提升机构以及用于连接所述摆锤提升机构和所述摆锤的钢索，
调整所述摆锤的初始高度以及对所述摆锤碰撞速度；通过测量转角信
号实现摆动角度的测量；通过遥控脱扣装置松开摆锤，所述遥控脱扣
装置设置与所述钢索...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖育武，朱金涛，王正强，
申请(专利权)人：湖北文理学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42