一种汽车电子设备冲击测试装置

技术领域

本发明属于汽车电子设备冲击测试技术领域，具体涉及一种汽车电子设备冲击测试装置。

背景技术

随着汽车行业的不断发展，汽车电子设备的需求量也随之增加；为保证电子设备在汽车上使用的可靠性，提升汽车体验感，往往需要对汽车电子设备进行各项测试；现有尚未有相关的设备能够实现对汽车电子设备进行冲击测试，使得汽车电子设备的检测效率低、效果差，无法满足当前的测试要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种汽车电子设备冲击测试装置，旨在解决现有汽车电子设备冲击测试的问题。

有鉴于此，本发明的实施例采用了如下技术方案：

本发明提供一种汽车电子设备冲击测试装置，所述测试装置上设有加载机构和测试区台面；加载机构包括摆锤和驱动机构，驱动机构与摆锤传动连接，从而能够驱动摆锤摆动；测试区台面上设有安装平台，安装平台能够滑动设置于测试区台面上，并且安装平台用于安装被测试件；摆锤在摆动过程中能够撞击安装平台的撞击侧，从而完成被测试件在动负荷下的性能测试。

进一步地，摆锤的一端转动设置于固定板上；摆锤包括摆杆和锤头，摆杆的顶部一端穿过固定板上的通孔，并通过转轴转动设置于固定板上，锤头设置于摆杆的底部一端；锤头的撞击面或安装平台的撞击面上设有缓冲模块；缓冲模块为通过发泡材料、多胞材料、蜂窝材料中的一种或多种制作而成。

进一步地，缓冲模块的厚度L

A

L

其中，f(t)＝a

为缓冲材料的基本特性；

Vel

Vel

ε

进一步地，缓冲模块的厚度L

进一步地，缓冲模块的横截面积A

进一步地，驱动机构移动设置于固定板上，并能够与摆锤的一端传动连接；固定板上还设有驱动组件；驱动组件与驱动机构传动连接，并能够驱动驱动机构在固定板上往复移动，从而使驱动机构能够与摆锤相接触或相分离；驱动机构在与摆锤相接触时，能够驱动摆锤摆动；驱动机构在与摆锤相分离时，不能驱动摆锤摆动。

进一步地，驱动机构包括第一气缸、齿轮、齿轮轴以及凸轮；转轴的两端分别设置于固定板的轴座上；转轴穿过摆杆，从而使摆杆能够绕转轴转动或摆杆随转轴一起转动；摆杆的顶部一端固定设有拨杆，拨杆能够与凸轮接触，从而使凸轮通过拨杆带动摆杆摆动；齿轮和凸轮同轴安装于齿轮轴上，并随齿轮轴一起转动；第一气缸通过齿条驱动齿轮转动，从而使齿轮通过齿轮轴带动凸轮一起转动。

进一步地，驱动机构设置于支架底板上，支架底板上还设有支架，齿轮轴转动设置于支架上；驱动组件包括第一滑轨和第二气缸，第一滑轨沿水平方向固定设置于固定板上，并与齿轮轴相互平行；支架底板滑动设置于第一滑轨，并能够在第一滑轨上往复移动；第二气缸设置于固定板上，并通过推板与支架底板连接，从而能够推动支架底板在在第一滑轨上移动，从而使凸轮与拨杆接触或分离

进一步地，固定板上还设有制动机构，制动机构包括第三气缸和刹车片；摆杆与转轴固定连接，从而使摆杆能够随转轴一起转动；转轴的两端分别转动设置于固定板的轴座上；第三气缸与刹车片传动连接，并能够推动刹车片与转轴接触，从而实现制动。

进一步地，制动机构包括制动拉杆、刹车片安装支架以及制动支架，制动支架安装于固定板的底部；制动支架上设有第二滑轨，刹车片安装支架滑动设置于第二滑轨上，刹车片设置于刹车片安装支架上；第三气缸固定设置于制动支架上，并通过制动推板与制动拉杆的一端传动连接，制动拉杆的另一端与刹车片安装支架连接，从而能够推动刹车片安装支架在第二滑轨上做直线运动。

进一步地，锤头上还设有配重块，配重块能够拆卸设置于锤头的侧面上。

进一步地，安装平台包括夹具，夹具包括载板、伸缩夹、仿形件以及测试探针；载板上端面的一端设有第四滑轨；仿形件的底部通过第一滑块滑动设置于第四滑轨；仿形件内设有安装被测试件的仿形槽；测试探针设置于载板的上端面上；伸缩夹设置于载板上端面的另一端，并与仿形件连接；伸缩夹能够带动仿形件在第四滑轨上往复移动，从而使测试探针与被测试件对接或分离。

进一步地，仿形槽的侧面上形成有导向块，仿形槽的一侧设有定位柱。

进一步地，测试装置上还设有测试控制系统和报警系统，测试控制系统通过线缆于测试探针的控制器电连接；测试区台面上设有启动按钮、指示灯、急停开关、复位按钮，启动按钮、指示灯、急停开关以及复位按钮分别与测试控制系统电连接；报警系统通过检测摆锤的冲击强度、缓冲材料以及被测试件的功能，从而进行报警；测试区台面的后侧还设有安全光栅，安全光栅与测试控制系统电连接，当安全光栅检测到有异物进入测试区台面时，测试控制系统控制测试装置停止运行。

进一步地，测试装置上还设有摆锤固定架，摆锤固定架设置于摆锤的一侧；摆锤能够搭接在摆锤固定架的锁紧机构上锁紧机构与测试装置的测试控制系统电连接，测试控制系统能够通过锁紧机构控制摆锤的下落；摆锤固定架上设有传感器，传感器还与测试控制系统电连接，传感器用于检测摆锤的高度位置。

进一步地，测试区台面上沿水平方向设有第四滑轨，安装平台通过第二滑块滑动设置于第四滑轨；第四滑轨的起始端设有感应器，感应器用于检测安装平台进入测试区，第四滑轨的末端还设有缓冲机构，缓冲机构用于防止安装平台脱离第四滑轨；安装平台上还设有压紧机构，压紧机构转动设置于安装平台上，并能够压紧被测试件。

本发明提供的汽车电子设备冲击测试装置，通过设计有加载机构和测试区台面，其中，加载机构上的驱动机构能够驱动摆锤对测试区台面上的安装平台进行撞击，从而对汽车电子设备进行冲击测试，完成汽车电子设备在动负荷下的性能测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一种汽车电子设备冲击测试装置整体示意图；

图2为本发明一种汽车电子设备冲击测试装置局部示意图；

图3为本发明加载装置和驱动机构示意图；

图4为本发明加载装置和驱动机构爆炸图；

图5为本发明加载装置和驱动机构俯视图；

图6为本发明安装平台示意图；

图7为本发明测试区台面侧视图；

图8为本发明测试区台面立体图；

图9为本发明缓冲模块设计原理的正视图；

图10为本发明缓冲模块设计原理的左视图；

图11为本发明运动部件的目标加速度曲线图；

图12为本发明所选材料的基本特性示意图。

图中：1、支架底板；2、第一气缸；3、齿条；4、齿轮；5、齿轮轴；6、支架；7、凸轮；8、第二气缸；9、推板；10、拨杆；11、摆杆；12、转轴；13、轴座；14、锤头；15、配重块；16、传感器；17、第三气缸；18、刹车片；19、缓冲模块；20、第一滑轨；21、固定板；22、制动拉杆；23、第二滑轨；24、刹车片安装支架；25、制动推板；26、制动支架；27、导向块；28、定位柱；29、伸缩夹；30、仿形件；31、测试探针；32、第三滑轨；33、第一滑块；34、撞击侧；35、压紧机构；36、感应器；37、启动按钮；38、指示灯；39、第四滑轨；40、第二滑块；41、坦克链；42、缓冲机构；43、安全光栅；44、急停开关；45、复位按钮；46、载板；47、测试区台面；48、滑轮；49、地脚；50、测试装置；51、摆锤固定架；52、被测试件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图8所示，本发明提供一种汽车电子设备冲击测试装置，能够用于对汽车电子设备进行冲击测试，从而完成汽车电子设备在动负荷下的性能测试；具体地，所述测试装置50上设有加载机构和测试区台面47；其中，该加载机构包括摆锤和驱动机构，驱动机构与摆锤传动连接，从而能够驱动摆锤摆动；进一步地，测试区台面47上设有安装平台，安装平台能够滑动设置于测试区台面47上，并且安装平台用于安装被测试件52，即安装平台用于固定被测试件52，由安装平台带动被测试件实现同步运动；进一步地，摆锤在摆动过程中能够撞击安装平台的撞击侧34，从而完成被测试件在动负荷下的性能测试；采用上述汽车电子设备冲击测试装置，通过设计有加载装置和测试区台面，测试区台面上的安装平台能够安装被测试件，通过加载机构设计的驱动机构来驱动摆锤摆动，从而能够对测试区台面47上安装平台的被测试件进行冲击测试。

如图1至图8所示，上述方案中，需要进一步说明的是：本申请提出的安装平台，除了能固定被测试样以外，其最重要的一点在于在撞击侧34安装缓冲击材料，通过调节缓冲材料的强度和厚度，来实现被测试件的承受的加速度。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，摆锤的一端转动设置于固定板21上，摆锤的另一端为自由端；进一步地，驱动机构移动设置于固定板21上，并能够与摆锤的一端传动连接；固定板21上还设有驱动组件；驱动组件与驱动机构传动连接，并能够驱动驱动机构在固定板21上往复移动，从而使驱动机构能够与摆锤相接触或相分离；驱动机构在与摆锤相接触时，能够驱动摆锤摆动；驱动机构在与摆锤相分离时，不能驱动摆锤摆动。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，摆锤包括摆杆11和锤头14，摆锤的另一端为自由端，且摆锤的锤头14安装在摆杆11自由端；驱动机构包括第一气缸2、齿轮4、齿轮轴5以及凸轮7；具体地，摆杆11的顶部一端穿过固定板21上的通孔，并通过转轴12转动设置于固定板21上，锤头14设置于摆杆11的底部一端(即自由端)；转轴12的两端分别设置于固定板21的轴座13上，其中转轴12的两端可以是固定连接也可以是转动连接于轴座13上；进一步地，转轴12穿过摆杆11，从而使摆杆11能够绕转轴12转动或摆杆11随转轴12一起转动；进一步地，摆杆11的顶部一端固定设有拨杆10，拨杆10一般安装在摆杆11上端部或靠近端部位置；具体地，拨杆10能够与凸轮7接触，从而使凸轮7通过拨杆10带动摆杆11摆动；齿轮4和凸轮7同轴安装于齿轮轴5上，并随齿轮轴5一起转动；具体地，第一气缸2能够通过齿条3驱动齿轮4转动，从而使齿轮4通过齿轮轴5带动凸轮7一起转动，即凸轮7通过拨杆10带动摆锤摆动。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，驱动机构设置于支架底板1上，支架底板1上还设有支架6，齿轮轴5转动设置于支架6上；驱动组件包括第一滑轨20和第二气缸8，第一滑轨20沿水平方向固定设置于固定板21上，并与齿轮轴5相互平行，这样可以使得驱动组件推动驱动机构沿齿轮轴5的轴向移动，从而与拨杆10接触或分离；支架底板1滑动设置于第一滑轨20，并能够在第一滑轨20上往复移动；第二气缸8设置于固定板21上，并通过推板9与支架底板1连接，从而能够推动支架底板1在在第一滑轨20上移动，从而使凸轮7与拨杆10接触或分离。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，固定板21上还设有制动机构，该制动机构包括第三气缸17和刹车片18；其中，摆杆11与转轴12固定连接，从而使摆杆11能够随转轴12一起转动；这样设计时，需要将转轴12的两端分别转动设置于固定板21的轴座13上；进一步地，第三气缸17与刹车片18传动连接，并能够推动刹车片18与转轴12接触，从而实现摆锤制动。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，制动机构包括制动拉杆22、刹车片安装支架24以及制动支架26，其中，制动支架26安装于固定板21的底部；具体地，制动支架26上设有第二滑轨23，刹车片安装支架24滑动设置于第二滑轨23上，刹车片18设置于刹车片安装支架24上；第三气缸17固定设置于制动支架26上，并通过制动推板25与制动拉杆22的一端传动连接，制动拉杆22的另一端与刹车片安装支架24连接，从而能够推动刹车片安装支架24在第二滑轨23上做直线运动。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，锤头14的撞击面或安装平台的撞击面上设有缓冲模块19，该缓冲模块19通过缓冲材料制成；进一步地，该缓冲模块19为通过发泡材料、多胞材料、蜂窝材料中的一种或多种的缓冲材料制作而成，从而能够通过调节缓冲模块19的强度和厚度，来实现被测试件52的承受的加速度；具体地，缓冲材料可以安装在锤头14或安装平台上；进一步地，参阅图9和图10所示，缓冲模块的初始厚度为L

(1)、A

(2)、L

其中：f(t)＝a

为缓冲材料的基本特性,均为可以直接测量的量，也是选择缓冲材料的依据；

Vel

a

Vel

上述方程组建立了运动部件(含安装平台与被测试样的总和)，缓冲材料的力学特性、缓冲材料横截面和厚度、摆锤质量、摆锤所需要的高度与目标加速度脉冲曲线之间的关系；根据运动部件的冲质量(安装平台与被测试样总和)和目标加速度曲线，结合所选择的缓冲击的力学特性，在时域上的中心差分法求解所需要缓冲材料的横截面积A

优选地，作为本实施例的一个具体设计，运动部件(含安装平台与被测试样总和)质量为3Kg，摆锤质量一般设计为12kg，摆锤的打击的时候速度Vel

运动部件(含安装平台与被测试样的总和)的目标加速度曲线如图11所示；所选的缓冲材料基本特性如图12所示，则计算可以得到缓冲模块的厚度L0为50mm至100mm，优选为60mm、75mm或85mm；进一步地，所述缓冲模块的横截面积A0为160mm

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，缓冲材料同样可以置于锤头上，与安装平台相撞击的一侧，锤头14上还设有配重块15，配重块15能够拆卸设置于锤头14的侧面上；具体地，可以通过调节锤头14上的配重块15，实现锤头质量的调节，通过调整缓冲模块19的材料和结构，实现目标载荷。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，安装平台包括夹具，该夹具端和被测试件通过接插件连接；具体地，该夹具包括载板46、伸缩夹29、仿形件30以及测试探针31；其中，撞击侧34设置于载板46的前侧面上，且为了实现夹具上的测试探针与被测试件52的接口对接和分离，在载板46的一端设置了伸缩夹29；具体地，载板46上端面的一端设有第四滑轨32，这样使得可以将仿形件30的底部通过第一滑块33滑动设置于第四滑轨32；进一步地，仿形件30内设有安装被测试件的仿形槽，并且该仿形槽的侧面上形成有导向块27，便于快速放置被测试件；仿形槽的一侧设有定位柱28，定位柱用于对被测试件进行定位；进一步地，测试探针31设置于载板46的上端面上，并能够在被测试件上的接口(PIN)对接，既可以收集测试数据，又可以防止被测试件52在水平方向滑动；进一步地，伸缩夹29固定设置于载板46上端面的另一端，并与仿形件30连接；伸缩夹29能够带动仿形件30在第四滑轨32上往复移动，从而使测试探针31与被测试件对接或分离；采用上述方案，可以通过下压或上拉伸缩夹29，使得夹具端接插件能够前进或后退，进而实现测试探针与被测试件接口的对接和分离；进一步地，伸缩夹29可以肘夹也可用气缸替代。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，测试装置50上还设有测试控制系统和报警系统，其中，该测试控制系统用于控制加载装置，监控冲击强度、被测试件功能及缓冲材料，当被测试件不能满足要求时，报警系统会发出不良品报警提醒，比如在显示屏上显示红色或者发出警报声；当缓冲材料不能满足要求时，报警系统会发出不良品报警提醒，比如在显示屏上显示红色或者发出警报声；打击强度不能满足要求时，报警系统会发出不良品报警提醒，比如在显示屏上显示红色或者发出警报声；具体地，测试控制系统通过线缆于测试探针31的控制器电连接，测试探针31通过线缆连接至测试探针控制器；具体地，线缆采用坦克链41进行保护。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，测试区台面47上设有启动按钮37、指示灯38、急停开关44、复位按钮45，启动按钮37、指示灯38、急停开关44以及复位按钮45分别与测试控制系统电连接；紧急状态下，按下急停开关44，设备停止动作；报警系统通过检测摆锤的冲击强度、缓冲材料以及被测试件的功能，从而进行报警；进一步地，测试区台面47的后侧还设有安全光栅43，安全光栅43与测试控制系统电连接，当安全光栅43检测到有异物进入测试区台面47时，测试控制系统控制测试装置50停止运行。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，测试装置50上还设有摆锤固定架51，摆锤固定架51设置于摆锤的一侧；摆锤能够搭接在摆锤固定架51的锁紧机构上锁紧机构与测试装置50的测试控制系统电连接，测试控制系统能够通过锁紧机构控制摆锤的下落；进一步地，为了方便移动测试系统，测试装置50的底部安装了滑轮48，为了调节测试系统水平，测试装置50的底部安装了地脚49。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，摆锤固定架51上设有传感器16，该传感器16还与测试控制系统电连接，传感器16用于检测摆锤的高度位置；具体地，传感器16感应到锤头14达到设定高度后，第二气缸8带动凸轮7与拨杆10分离，释放摆锤，摆锤绕轴12转动。

优选地，结合上述方案，如图1至图8所示，测试区台面47上沿水平方向设有第四滑轨39，安装平台通过第二滑块40滑动设置于第四滑轨39；第四滑轨39的起始端设有感应器36，感应器36用于检测安装平台进入测试区，第四滑轨39的末端还设有缓冲机构42，缓冲机构42用于防止安装平台脱离第四滑轨39，可以有效的防止安装平台的夹具发生二次碰撞；进一步地，为了防止被测试件在竖直方向上发生移动，在竖直方向上对被测试件进行了固定，安装平台上还设有压紧机构35，压紧机构35转动设置于安装平台上，并能够压紧被测试件；具体地，压紧机构35内安装有弹性部件，该弹性部件可以是弹簧，弹簧弹性大小决定了竖直方向能否压紧被测试件；需要在竖直方向对被测试件固定时，只需要将压紧机构35压到被测试件上方即可；反向旋转，竖直方向的固定取消。

本发明提供的汽车电子设备冲击测试装置，优选用于测试汽车安全气囊控制模块冲击点火功能的系统(即测试系统)是否处于正常状态；如果测试系统处于正常状态，将带有被测试件的安装平台送入测试区，安装平台到位后，感应器36感应到安装平台进入测试区，安装平台到位指示灯38亮，按压双启动按钮37，测试控制系统开始控制测试装置运行，开始测试；如图6至图8所示，安装平台上固定有被测试件，摆锤下落后撞击到安装平台的撞击侧34，完成被测试件在动负荷下的性能测试；试验结束后，点击复位按钮45，使得加载装置恢复到初始位置。

如图1至图8所示，本发明提供一种汽车电子设备冲击测试装置，其测试过程为：

S1：将被测试件放入夹具的仿形槽内，旋转压紧机构35固定被测试件，上推伸缩夹29(例如肘夹)，使得仿形件30端的测试探针31与被测试件端的接口(PIN)对接；

S2：测试控制系统检测是否处于正常状态，如果测试控制系统处于正常状态，将夹安装平台送入测试区，安装平台到位，传感器36感应到安装平台进入测试区，指示灯38亮；

S3：按压双启动按钮37，加载装置即驱动机构开始运行：第二气缸8驱动支架底板1在第一滑轨20上做直线运动，实现凸轮7与拨杆10的接触；第一气缸2通过齿条3驱动齿轮4转动，使得齿轮4带动凸轮7转动，然后凸轮7通过拨杆10带动摆锤到预设定高度；传感器16感应到锤头14达到设定高度后，第二气缸8带动凸轮7与拨杆10分离，释放摆锤，摆锤绕轴12转动；

S4：摆锤下落后撞击到安装平台的撞击侧34，固定结构在第四滑轨39上做直线运动，缓冲机构42防止夹具发生二次碰撞；

S5：摆锤撞击到安装平台，测试完成后，第三气缸17上推，刹车片18接触轴12，实现摆锤制动；

S6：点击复位按钮38实现对加载装置复位。

本发明提供一种汽车电子设备冲击测试装置，能够用于对汽车电子设备进行冲击测试，从而完成汽车电子设备在动负荷下的性能测试；该测试装置整体结构设计合理、紧凑，能够实现自动化测试，从而有效提高测试效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。