專利名稱：用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車白車身性能檢測設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置。
背景技術(shù)：
汽車車身進(jìn)行強(qiáng)度和剛度等性能測試時，必須將車身支撐起來，支撐位置有四點，分布在車身的四個輪胎安裝位置附近，支撐裝置與車身采用何種方式連接，是全約束還是部分約束，對車身試驗結(jié)果是影響很大的，約束方式不當(dāng)，甚至可以使試驗結(jié)果完全失真，因此，對支撐點的約束方式設(shè)計是非常重要的。根據(jù)力學(xué)原理，白車身在縱向和橫向都應(yīng)采用一端為固定鉸接支座、另一端為活動鉸接支座的"簡支梁"形式，這樣做的原因是必須在白車身內(nèi)施加載荷時，白車身在載荷力的作用下，在縱向和橫向都能自由地彎曲，產(chǎn)生撓度和轉(zhuǎn)角，而不至因為約束過度使車身產(chǎn)生抵抗這種變形的附加力。據(jù)調(diào)査了解，現(xiàn)有具有車身性能試驗條件的單位，在對車進(jìn)行支撐時，很多是采用各種現(xiàn)場能找到的器具臨時搭建，未從滿足約束原理上考慮周全，多數(shù)是采用近似的方法，基于"車身長且寬、四個點完全固定，在對車身施加載荷時，縱向和橫向的變形量可由薄壁的車身自身補(bǔ)償，從而不影響整個車身宏觀上的彎曲產(chǎn)生撓度和轉(zhuǎn)角"這樣一種思路，用簡便的夾持裝置將車身固定，安裝時將四個支撐點在調(diào)整到位后即完全固定，這種方式在測試時會產(chǎn)生附加的誤差，是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，并且不能適用于多種車型，在安裝、試驗過程中調(diào)整難度很大。
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種符合力學(xué)原理、便于安裝調(diào)整、適用范圍廣、可提高測試精度的用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案。
一種用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置，包括一件全約束支座、 一件雙自由度約束支座和兩件單自由度約束支座，四件支座呈矩形布置于白車身底部，所述全約束支座對白車身的支點和雙自由度約束支座對白車身的支點的連線與兩件單自由度約束支座對白車
身的兩支點的連線平行，所述單自由度約束支座約束垂直于水平面方向的移動自由度，所述雙自由度約束支座約束垂直于水平面方向的移動自由度，并約束垂直于雙自由度約束支座對白車身的支點與全約束支座對白車身的支點的連線方向的移動自由度。
所述雙自由度約束支座包括上支座、下支座和滾動體，所述上支座設(shè)有一可與白車身上的安裝基面形成面接觸的頂面，上支座和下支座上均設(shè)有一圓柱槽，兩圓柱槽相對布置，滾動體置于兩圓柱槽之間。
所述單自由度約束支座包括球頭支撐桿和可固定于白車身上的隔套，所述隔套設(shè)有與球頭支撐桿的球頭接觸的凹球面，該凹球面的曲面半徑大于球頭的曲面半徑。
所述全約束支座上設(shè)有可與白車身上的安裝基面形成面接觸的頂面，還設(shè)有便于與白車身固定連接的全約束安裝孔。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于
1、 符合對車身實施支撐和約束的力學(xué)原理要求，使白車身在外載荷力的作用下，在縱向和橫向都能自由地彎曲，產(chǎn)生撓度和轉(zhuǎn)角，而不至因為約束過度使車身產(chǎn)生抵抗這種變形的附加力，減少了在測試過程中的白車身變形誤差，使測得的數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)，測試結(jié)果更為嚴(yán)謹(jǐn);同時該套裝置適合于任何車型的試驗，適用范圍廣。
2、 巧妙地設(shè)計雙自由度約束支座，既能保證與全約束支座之間構(gòu)成"簡支梁"，又能保證與單自由度約束支座之間構(gòu)成"簡支梁"，互不妨礙；同時滾動體可選圓球體或圓柱體，兩種滾動體均不影響約束要求，且各有特色。
3、 通過將支座與白車身之間的接觸設(shè)計為面接觸等局部補(bǔ)強(qiáng)措施，防止由薄壁構(gòu)件組成的白車身因局部受力過大產(chǎn)生嚴(yán)重變形，以此保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
4、 單自由度約束支座的隔套設(shè)有與球頭支撐桿的球頭接觸的凹球面，便于安裝時白車身的落位，穩(wěn)定性好，比采用球頭直接頂住白車身的安裝平面有更多優(yōu)勢。
5、 本裝置結(jié)構(gòu)合理，連接可靠，適應(yīng)性廣，安裝、拆卸、調(diào)整都很方便，便于擴(kuò)充其它附件構(gòu)成其它的約束裝置，經(jīng)過多次試用，能很好地適用各種狀況下的車身測試要求。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是本實用新型雙自由度約束支座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型單自由度約束支座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型全約束支座的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中各標(biāo)號表示
I、 全約束支座
3、單自由度約束支座
II、 全約束安裝孔
22、下支座24、圓柱槽
2、雙自由度約束支座4、白車身21、上支座23、滾動體31、球頭支32、隔套具體實施方式
如圖1至圖4所示，本實用新型的用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置，包括一件全約束支座l、 一件雙自由度約束支座2和兩件單自由度約束支座3，四件支座呈矩形布置于白車身4底部，其中全約束支座1和雙自由度約束支座2位于白車身4后端，兩件單自由度約束支座3均位于白車身4前端，全約束支座1對白車身4的支點和雙自由度約束支座2對白車身4的支點的連線Ll與兩件單自由度約束支座3對白車身4的兩支點的連線L2平行。全約束支座1下端與支撐架臺面連接，上端通過三個全約束安裝孔11與白車身4固定連接，將該支點處的三個移動自由度和三個轉(zhuǎn)動自由度完全約束，并且全約束支座l的頂面與白車身4上的安裝基面形成面接觸，局部補(bǔ)強(qiáng)，防止白車身4因局部受力過大產(chǎn)生嚴(yán)重變形。單自由度約束支座3包括球頭支撐桿31和隔套32，隔套32通過緊固件固定于白車身4上，球頭支撐桿31的球頭支撐于隔套32的凹球面內(nèi)，對該支點垂直于水平面方向的移動自由度形成約束。該凹球面的曲面半徑大于球頭的曲面半徑，便于安裝時白車身4的落位，且穩(wěn)定性好，比采用球頭直接頂住白車身4的安裝平面有更多優(yōu)勢。雙自由度約束支座2包括上支座21、下支座22和滾動體23，上支座21與白車身4固定連接，約束了該支點垂直于水平面方向的移動自由度，并且上支座21的頂面與白車身4上的安裝基面形成面接觸，同樣，此處也是為了局部補(bǔ)強(qiáng)，防止白車身4因局部受力過大產(chǎn)生嚴(yán)重變形，以此保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。上支座21和下支座22上均設(shè)有一圓柱槽24，兩圓柱槽24相對布置，并且圓柱槽24的中心軸線沿白車身4橫向設(shè)置，滾動體23置于兩圓柱槽24之間，本實施例中，該滾動體23為一圓球體，兩圓柱槽24與滾動體23的配合約束了該支點沿白車身4縱向的移動自由度(即約束垂直于雙自由度約束支座2對白車身4的支點與全約束支座1對白車身4的支點的連線Ll方向的移動自由度)。本實用新型中的滾動體23還可選用圓柱體，選用圓柱體時，約束了該支點垂直于水平面方向的移動自由度以及繞垂直軸的轉(zhuǎn)動自由度，同時還約束了該支點沿白車身4縱向的移動自由度以及繞該縱向軸的轉(zhuǎn)動自由度。實際上，相對白車身4的橫向?qū)挾榷裕瑘A柱體的長度很小，在試驗中仍可視為一個點，所以也可認(rèn)為其不妨礙白車身4繞縱向軸的轉(zhuǎn)動，而繞垂直軸的轉(zhuǎn)動自由度被限制對試驗無影響，因此，選用圓柱體與選用圓球體是基本相同的，選用圓柱的好處是與上支座21和下支座22的接觸為線接觸，支撐剛性更好；白車身4吊裝落位時容易入位，繞垂直軸偏轉(zhuǎn)的可能性和偏轉(zhuǎn)范圍小，便于安裝調(diào)整。
本實用新型的用于汽車白車身4性能檢測的四點支撐約束裝置，巧妙地設(shè)計雙自由度約
5束支座2，既能保證與全約束支座1之間構(gòu)成"簡支梁"，又能保證與單自由度約束支座3之間構(gòu)成"簡支梁"，且互不妨礙，符合對白車身4實施支撐和約束的力學(xué)原理要求，使白車身4既能自由的橫向彎曲，又能自由的縱向彎曲，減少了在測試過程中的白車身4變形誤差，測得的數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)，測試結(jié)果更為嚴(yán)謹(jǐn)；整體結(jié)構(gòu)合理，連接可靠，安裝、拆卸、調(diào)整都很方便，便于擴(kuò)充其它附件構(gòu)成更復(fù)雜的約束裝置，同時該套裝置適合于任何車型的試驗，適用范圍廣，經(jīng)過多次試用，能很好地適用各種狀況下的車身測試要求。
權(quán)利要求1、一種用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置，其特征在于包括一件全約束支座(1)、一件雙自由度約束支座(2)和兩件單自由度約束支座(3)，四件支座呈矩形布置于白車身(4)底部，所述全約束支座(1)對白車身(4)的支點和雙自由度約束支座(2)對白車身(4)的支點的連線與兩件單自由度約束支座(3)對白車身(4)的兩支點的連線平行，所述單自由度約束支座(3)約束垂直于水平面方向的移動自由度，所述雙自由度約束支座(2)約束垂直于水平面方向的移動自由度，并約束垂直于雙自由度約束支座(2)對白車身(4)的支點與全約束支座(1)對白車身(4)的支點的連線方向的移動自由度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置，其特征在于 所述雙自由度約束支座(2)包括上支座(21)、下支座(22)和滾動體(23)，所述上支座(21) 設(shè)有一可與白車身(4)上的安裝基面形成面接觸的頂面，上支座(21)和下支座(22)上均 設(shè)有一圓柱槽(24)，兩圓柱槽(24)相對布置，滾動體(23)置于兩圓柱槽(24)之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置，其特征在 于所述單自由度約束支座(3)包括球頭支撐桿(31)和可固定于白車身(4)上的隔套(32)， 所述隔套(32)設(shè)有與球頭支撐桿(31)的球頭接觸的凹球面，該凹球面的曲面半徑大于球 頭的曲面半徑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置，其特征在于 所述全約束支座(1)上設(shè)有可與白車身(4)上的安裝基面形成面接觸的頂面，還設(shè)有 便于與白車身固定連接的全約束安裝孔(11)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置，其特征在于 所述全約束支座(1)上設(shè)有可與白車身(4)上的安裝基面形成面接觸的頂面，還設(shè)有便于 與白車身固定連接的全約束安裝孔(11)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置，包括一件全約束支座、一件雙自由度約束支座和兩件單自由度約束支座，四件支座呈矩形布置于白車身底部，所述全約束支座對白車身的支點和雙自由度約束支座對白車身的支點的連線與兩件單自由度約束支座對白車身的兩支點的連線平行，所述單自由度約束支座約束垂直于水平面方向的移動自由度，所述雙自由度約束支座約束垂直于水平面方向的移動自由度，并約束垂直于雙自由度約束支座對白車身的支點與全約束支座對白車身的支點的連線方向的移動自由度。該用于汽車白車身性能檢測的四點支撐約束裝置具有符合力學(xué)原理、便于安裝調(diào)整、適用范圍廣、可提高測試精度的優(yōu)點。
文檔編號G01M5/00GK201311345SQ200820159098
公開日2009年9月16日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者吳長德, 白影春, 謝小平, 飛 雷 申請人:湖南大學(xué)