一种基于多自由度装置及其高精度灯具振动模拟系统和方法

技术领域

本发明涉及汽车灯具检测领域，具体涉及一种基于多自由度装置及其高精度灯具振动模拟系统和方法。

背景技术

汽车灯具是汽车上的重要组成部分，汽车灯具作为影响行车安全的重要部件，其可靠性要求越来越高。汽车灯具在运输和使用过程中产生剧烈抖动和瞬间冲击，灯具受到不同振幅的振动，这些振动对灯具的安装结构强度及灯具内部零件装配方式会形成很大的威胁。因此，对汽车灯具进行振动试验是灯具可靠性试验项目中极为重要的一项，我们需要通过振动试验来模拟评估汽车灯具安装结构强度及灯具内部零件装配方式的可靠性。

目前，汽车灯具的振动试验工装，由于其不便拆卸，存放起来占用空间大；每个灯具有一个对应的振动工装，每做一个项目都需要重新开发对应振动试验工装，且制造成本高，周期长，不具有通用性。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出一种基于多自由度装置及其高精度灯具振动模拟系统和方法。本发明可以实现不同类型的汽车灯具的振动模拟试验，无需每个灯具都要有一个对应的振动工装，可以具有广泛的适用性。

本发明提出了一种高精度灯具振动模拟的多自由度装置，沿运动轴进行X、Y、Z的平动和转动，其包括直齿齿条、直齿齿轮、直线电机杆、电机、直齿齿轮、轴、导杆、支架、螺母滑块、支撑杆、传动螺杆、电机，其中，所述导杆、电机、支架与所述支撑杆固定连接，所述两个直齿齿轮分别与电机、轴装配，所述支架与所述轴通过轴承装配，所述轴与所述直齿齿轮装配，所述传动螺杆与所述支撑杆通过轴承装配，所述电机与所述支撑杆固定连接，所述电机与所述传动螺杆通过键连接，所述螺母滑块内安装电机；与所述直线电机杆(13)上端过盈装配。

本发明公开一种基于多自由度装置的高精度灯具振动模拟系统，所述系统包括：多自由度运动机构和夹紧装置，其中：

所述夹紧装置用于夹紧所述多轴自由度运动机构中直线电机杆末端，其包括调整块和夹头，所述调整块开有2个腰型孔，螺栓可通过腰型孔和安装底板上螺纹孔连接，所述调整块还开有四个螺纹内孔；所述夹头开有2个腰型孔，螺栓可通过腰型孔和调整块上螺纹孔连接，所述夹头一侧形状为锯齿状，用于夹紧所述直线电机杆末端，确保所述直线电机杆有可靠的稳定性。

更进一步，所述直线电机滑头内安装电机，与所述转换接头过盈装配，所述转换接头与所述电机固接，所述电机与所述伸缩杆固接，所述伸缩杆与所述固定接头固接，所述加速度传感器安装在所述固定接头上。

更进一步，还包括安装基座是整个振动模拟系统的基础，所述安装基座包括安装底板、滑轨盖板、安装块和直角三角形筋板，其中，所述安装底板与所述安装块通过螺栓连接，所述滑轨盖板上与所述安装块通过螺栓连接，所述直角三角形筋板的直角面通过螺栓分别与所述安装底板的上表面和所述所述安装块的底面连接在一起，使得所述安装基座成为一个稳固的整体；

所述安装底板和安装块上分别设有相互对应的沉孔和螺纹孔，用于连接；

所述安装底板四周开有多排通孔，用于与安装连接平台连接，以对整个振动模拟系统进行固定；所述安装底板在所述安装块中间区域开有多排内螺纹孔，用于与所述夹紧装置连接。

更进一步，所述夹紧装置中夹头一侧形状为锯齿状，这样的设计结构可以保证装夹的稳定性。

更进一步，所述固定接头的类型可根据需求选择。

本发明提出了一种振动模拟方法，

步骤1、根据灯具总成安装在汽车上的空间坐标，调整多自由度运动机构中固定接头的空间坐标，使多自由度运动机构中固定接头的空间坐标位置分别与灯具总成的安装孔在汽车上的空间坐标一一对应；

步骤2、将灯具总成放置多自由度运动机构中固定接头处，通过螺栓将灯具总成和固定接头(7)固定连接；

步骤3、之后将装有灯具总成固定在振动试验台上进行振动试验。

本发明为解决汽车灯具总成试验振动工装重复设计、开发周期长、费用高等问题而提供了一种高精度灯具振动模拟系统。试验灯具在本发明中装夹方便，本发明能够精确的模拟灯具装车后的安装位置及角度，保证本发明的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中安装基座的结构示意图；

图3为本发明中多自由度运动机构的结构示意图；

图4为本发明中夹紧装置的结构示意图。

图5是本发明的使用状态的结构示意图。

图中：1安装底板、2滑轨盖板、3安装块、4直角三角形筋板、5直齿齿条、6直齿齿轮、7固定接头、8加速度传感器、9伸缩杆、10电机、11转换接头、12直线电机滑头、13直线电机杆、14电机、15直齿齿轮、16轴、17导杆、18支架、19螺母滑块、20支撑杆、21传动螺杆、22电机、23调整块、24夹头、25灯具总成。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一种高精度灯具振动模拟系统的结构示意图，如图1所示，所述振动模拟系统包括：安装基座、多轴自由度运动机构和夹紧装置，其中：

图2是本发明中安装基座的结构示意图，如图2所示，所述安装基座是整个振动模拟系统的基础，所述安装基座包括安装底板1、滑轨盖板2、安装块3和直角三角形筋板4，其中，所述安装底板1与所述安装块3通过螺栓连接，所述滑轨2上与所述安装块3通过螺栓连接，所述直角三角形筋板4的直角面通过螺栓分别与所述安装底板1的上表面和所述所述安装块3的底面连接在一起，使得所述安装基座成为一个稳固的整体；

所述安装底板1和安装块3上开设有连接外部器件的孔；

所述安装底板1四周开有多排通孔，用于与安装连接平台连接，以对整个振动模拟系统进行固定；所述安装底板1在所述安装块3中间开内螺纹孔，用于与所述夹紧装置连接；

图3是本发明中多自由度运动机构的结构示意图，如图3所示，所述多自由度运动机构用于沿着运动轴进行不同自由度的平动和旋转，其包括直齿齿条5、直齿齿轮6、固定接头7、加速度传感器8、伸缩杆9、电机10、转换接头11、直线电机滑头12、直线电机杆13、电机14、直齿齿轮15、轴16、导杆17、支架18、螺母滑块19、支撑杆20、传动螺杆21、电机22，其中，所述直齿齿条5安装在所述安装块3上，所述导杆17与所述支撑杆20固定连接，所述电机14与所述支撑杆20固定连接，所述支架18与所述支撑杆20固定连接，所述两个直齿齿轮15分别与电机14、轴16装配，所述支架18与所述轴16通过轴承装配，所述轴16与所述直齿齿轮6装配，所述传动螺杆21与所述支撑杆20通过轴承装配，所述电机22与所述支撑杆20固定连接，所述电机22与所述传动螺杆21通过键连接，所述螺母滑块19内安装电机，与所述直线电机杆13上端过盈装配，所述直线电机滑头12内安装电机，与所述转换接头11过盈装配，所述转换接头11与所述电机10固接，所述电机10与所述伸缩杆9固接，所述伸缩杆9与所述固定接头7固接，所述加速度传感器8安装在所述固定接头7上；

图4是本发明中夹紧装置的结构示意图，如图4所示，所述夹紧装置用于夹紧所述多轴自由度运动机构中直线电机杆13末端，其包括调整块23和夹头24，所述调整块23开有2个腰型孔，螺栓可通过腰型孔和安装底板1上螺纹孔连接，所述调整块23还开有四个螺纹内孔；所述夹头24开有2个腰型孔，螺栓可通过腰型孔和调整块23上螺纹孔连接，所述夹头24一侧形状为锯齿状，用于夹紧所述直线电机杆13末端，确保所述直线电机杆13有可靠的稳定性；

在安装所述振动模拟系统时：

首先，通过螺栓将安装基座的安装底板1、安装块3和和直角三角形筋板4连接成为整体；

然后，将多自由度运动机构与安装基座装配起来，滑轨盖板2锁在安装块3上；

最后，通过螺钉将夹紧装置与安装基座连接到一起，夹紧装置夹紧多自由度运动机构中直线电机杆13末端，构成了所述振动模拟系统。

图5是本发明的使用状态的结构示意图，如图5所示，本系统共包含一套安装基座A、四套多轴自由度运动机构B1、B2、B3、B4和四套夹紧装置C1、C2、C3、C4配合使用，使用本发明时，根据灯具总成25安装在汽车上的空间坐标，调整本发明的多自由度运动机构B1、B2、B3、B4中固定接头7的空间坐标，使多自由度运动机构B1、B2、B3、B4中固定接头7的空间坐标位置分别与灯具总成25安装在汽车上的空间坐标一一对应，将灯具总成25放置多自由度运动机构B1、B2、B3、B4中固定接头7处，通过螺栓将灯具总成25和固定接头7固定连接，之后将装有灯具总成25的本发明固定在振动试验台上进行振动试验，本发明能很好的模拟灯具总成装车后的振动工况。

本发明为解决汽车灯具总成试验振动工装重复设计、开发周期长、费用高等问题而提供了一种高精度灯具振动模拟系统。试验灯具在本发明中装夹方便，本发明能够精确的模拟灯具装车后的安装位置及角度，保证本发明的可靠性。