一种车门开闭的耐久性试验装置

技术领域

本发明涉及车辆检测技术领域，具体而言，涉及一种车门开闭的耐久性试验装置。

背景技术

汽车的车门是驾驶室的重要组成部分，车门的结构较为复杂，由铰链、车窗、车锁、车门钣金等多个系统机构组成，其中任一部分性能变差均会影响驾驶员安全和主观感受。因此，在生产过程中，需要通过车门开闭的耐久性试验模拟驾驶员和乘客开关车门的动作，验证车门的门锁、铰链、车门钣金的可靠性。

驾驶员和乘客开关车门时，其速度是是变化的，然而在现有技术中，驾驶室车门开闭耐久性试验系统虽然可以实现车门的自动开启和关闭，但是无法实现车门速度的精准控制，不能模拟实际车门的快速关闭。

发明内容

本发明解决的问题是如何实现车门速度的精准控制，模拟实际车门的快速关闭。

为解决上述问题，本发明提供一种车门开闭的耐久性试验装置，包括：

驱动臂组件，用于开启车门或者关闭所述车门；

动力组件，其与所述驱动臂组件驱动连接，所述动力组件用于驱动所述驱动臂组件运动；

第一位置传感器组件，用于检测所述车门是否到达起始位置；

第二位置传感器组件，用于检测所述车门是否到达变速位置；

第三位置传感器组件，用于检测所述车门是否到达终端位置：

控制器，用于接收所述第一位置传感器组件、所述第二位置传感器组件、所述第三位置传感器组件传递的位置信号；以及控制所述动力组件驱动所述驱动臂组件运动，所述位置信号包括以下至少一种：起始位置信号、变速位置信号、终端位置信号；

所述控制器还用于在所述车门的关闭过程中，当所述第二位置传感器组件检测到所述车门到达所述变速位置时，控制所述动力组件加速以实现所述车门的快速关闭。

这样，第一位置传感器组件、第二位置传感器组件和第三位置传感器组件分别用于检测车门是否到达起始位置，车门是否到达变速位置，车门是否到达终端位置，同时，控制器分别与第一位置传感器组件、第二位置传感器组件、第三位置传感器组件和动力组件电连接。由此，在车门开闭过程中，在第一位置传感器组件、第二位置传感器组件和第三位置传感器组件的检测下，能够实现动力组件的精准控制，且在车门的关闭过程中，当第二位置传感器组件检测到车门到达变速位置，控制器能够控制动力组件加速以实现车门的快速关闭，相比于传统的驾驶室车门开闭耐久性试验系统，其速度控制更加精准，且能够模拟实际车门的快速关闭。

可选地，所述驱动臂组件包括连接臂和牵引件，所述连接臂和所述动力组件驱动连接，所述牵引件与所述连接臂连接，且所述牵引件还适于与所述车门的把手连接。

这样，在车门的开启过程中，由于动力组件与连接臂驱动连接，因此，动力组件能够控制连接臂运动，同时，在连接臂运动的过程中，牵引件带动车门移动，实现车门的开启操作。

可选地，所述牵引件包括柔性绳和卡块，所述柔性绳分别与所述连接臂和所述卡块连接，所述卡块设有卡腔，所述卡块适于通过所述卡腔夹持所述车门的把手。

这样，在车门的开启过程中，由于柔性绳能够进行调节从而先带动车门的把手转动以便解锁车门，然后再带动车门继续运动以开启车门，其通过柔性的牵引件实现了车门解锁和开启两个步骤，更加真实地模拟了车门开启的过程。

可选地，所述牵引件还包括螺纹杆，所述螺纹杆的一端与所述柔性绳连接，所述螺纹杆的另一端与所述卡块螺纹连接，且所述螺纹杆适于伸入所述卡腔中。

这样，螺纹杆与卡块螺纹连接，转动螺纹杆能够调节其伸入卡腔的距离，当卡块卡住车门的把手时，螺纹杆伸入卡腔中的一端抵持把手，从而防止把手从卡腔中脱离，起到固定车门把手的作用。

可选地，所述驱动臂组件还包括推手，所述推手与所述连接臂连接，所述推手适于在所述车门的关闭过程中与所述车门抵触。

这样，在车门关闭的过程中，动力组件驱动连接臂运动，当推手与车门接触后带动车门实现关闭操作，结构简单，便于生产制造。

可选地，还包括保护套，所述保护套设置于所述推手远离所述连接臂的一端。

这样，在推手远离连接臂的一端设置保护套，在关门操作中，保护套能够起到保护车门的作用，不仅起到一定缓冲的作用，而且能够在一定程度上防止推手将车门划伤。

可选地，所述连接臂包括第一臂身和第二臂身，所述第一臂身和所述第二臂身呈角度设置，所述第一臂身与所述动力组件驱动连接，所述第二臂身分别与所述推手和所述牵引件连接；所述第二臂身滑动连接于所述第一臂身，所述第二臂身适于在所述第一臂身上滑动以调节相对于所述第一臂身的位置。

这样，第一臂身和第二臂身呈角度设置，第一臂身能够与动力组件配合，第二臂身能够与推手和牵引件配合，便于实现车门的开闭操作；第一臂身和第二臂身是滑动连接的，在面对不同的车型时，能够改变推手和牵引件的位置，从而适配不同的车门，通用性更广。

可选地，所述动力组件包括电机和减速机，所述电机与所述控制器电连接，所述电机通过所述减速机与所述驱动臂组件驱动连接。

这样，电机输出端采用一个减速机进行减速增扭，提供较大的车门开闭力，可以适用于重卡等大型车辆车门开闭试验。

可选地，所述动力组件还包括安装架，所述电机和所述减速机设置于所述安装架上。

这样，在安装架的作用下，便于实现电机和减速机的安装，结构简单，便于生产制造。

可选地，所述第一位置传感器组件、所述第二位置传感器组件、所述第三位置传感器组件均包括支架和接近传感器，所述接近传感器与所述控制器电连接，所述接近传感器设置于所述支架上。

这样，第一位置传感器组件、第二位置传感器组件和第三位置传感器组件是独立的结构，通过移动支架的位置，能够改变接近传感器的位置，从而适用不同范围的车门开关。

附图说明

图1为本发明的车门开闭的耐久性试验装置的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明的连接臂的一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明的第一位置传感器组件的结构示意图；

图4为本发明的车门开闭的耐久性试验装置的使用状态图；

图5为图4中把手处的局部放大图。

附图标记说明：

1、连接臂；11、第一臂身；12、第二臂身；13、滑套；121、推手；122、保护套；2、动力组件；21、电机；22、减速机；23、安装架；3、第一位置传感器组件；4、第二位置传感器组件；5、第三位置传感器组件；6、牵引件；61、柔性绳；62、卡块；63、螺纹杆；621、卡腔；7、支架；8、接近传感器；9、车门；91、把手。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，附图中“X”的正向代表右方，相应地，“X”的反向代表左方；“Y”的正向代表后方，相应地，“Y”的反向代表前方；“Z”的正向代表上方，相应地，“Z”的反向代表下方，术语“X”、“Y”、“Z”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。

根据行业要求，正常车辆工作6年，一般开启车门约为15万次。因此，在生产过程中，通过车门开闭的耐久性试验模拟驾驶员和乘客开关车门的动作，验证车门的门锁、铰链、车门钣金的可靠性是必须的。现有技术中，其大多采用气缸驱动摆臂摆动，控制车门的开启和关闭，气缸输出力矩较小，仅适用于乘用车等车门开闭力较小的耐久性试验；同时，整个系统虽然可以实现车门的自动开启和关闭，但是无法实现速度的精准控制，不能模拟实际车门开闭过程中的加速与减速工况。

如图1、4所示，本发明的实施例提供一种车门开闭的耐久性试验装置，包括驱动臂组件、动力组件2、第一位置传感器组件3、第二位置传感器组件4、第三位置传感器组件5和控制器，其中，所述驱动臂组件用于开启车门9或者关闭所述车门9；所述动力组件2与所述驱动臂组件驱动连接，所述动力组件2用于驱动所述驱动臂组件运动；所述第一位置传感器组件3用于检测所述车门9是否到达起始位置；所述第二位置传感器组件4用于检测所述车门9是否到达变速位置；所述第三位置传感器组件5用于检测所述车门9是否到达终端位置；所述控制器用于接收所述第一位置传感器组件3、所述第二位置传感器组件4、所述第三位置传感器组件5传递的位置信号；以及控制所述动力组件2驱动所述驱动臂组件运动；所述位置信号包括以下至少一种：起始位置信号、变速位置信号、终端位置信号；所述控制器还用于在所述车门9的关闭过程中，当所述第二位置传感器组件4检测到所述车门9到达所述变速位置时，控制所述动力组件2加速以实现所述车门9的快速关闭。

本实施例中，车门9的开启过程中，车门9依次经过第一位置传感器组件3、第二位置传感器组件4和第三位置传感器组件5。车门9的关闭过程中，车门9依次经过第三位置传感器组件5和第二位置传感器组件4。也就是说，一次完整的车门9开闭操作过程中，车门9经过传感器的顺序为第一位置传感器组件3—第二位置传感器组件4—第三位置传感器组件5—第二位置传感器组件4—第一位置传感器组件3。其中，车门9的关闭过程中，车门9从第三位置传感器组件5处到第二位置传感器组件4的速度是由0开始加速，一般要求加速到5米/秒；此时为了模拟车门的快速关闭；车门9从第二位置传感器组件4到第一位置传感器组件3的速度由5米/秒加速至10米/秒。

本实施例中，控制器分别与第一位置传感器组件3、第二位置传感器组件4和第三位置传感器组件5电连接，车门9完成一次完整的车门9开闭操作后，控制器记录一次车门9开闭次数。由此，当车门9在模拟过程中出现损坏时能够清楚得知车门9开闭的次数，由此判断车门9生产是否达标。

本实施例中，控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

采用本实施例的车门开闭的耐久性试验装置后，第一位置传感器组件3、第二位置传感器组件4和第三位置传感器组件5分别用于检测车门9是否到达起始位置，车门9是否到达变速位置，车门9是否到达终端位置，同时，控制器分别与第一位置传感器组件3、第二位置传感器组件4、第三位置传感器组件5和动力组件2电连接。由此，在车门9开闭过程中，在第一位置传感器组件3、第二位置传感器组件4和第三位置传感器组件5的检测下，能够实现动力组件2的精准控制，且在车门9的关闭过程中，当第二位置传感器组件4检测到车门9到达变速位置，控制器能够控制动力组件2加速以实现车门9的快速关闭，相比于传统的驾驶室车门9开闭耐久性试验系统，其速度控制更加精准，且能够模拟实际车门9的快速关闭。

可选地，所述驱动臂组件包括连接臂1和牵引件6，所述连接臂1和所述动力组件2驱动连接，所述牵引件6与所述连接臂1连接，且所述牵引件6还适于与所述车门9的把手91连接。这样，在车门9的开启过程中，由于动力组件2与连接臂1驱动连接，因此，动力组件2能够控制连接臂1运动，同时，在连接臂1运动的过程中，牵引件6带动车门9移动，实现车门9的开启操作。

如图2所示，所述牵引件6包括柔性绳61和卡块62，所述柔性绳61分别与所述连接臂1和所述卡块62连接，所述卡块62设有卡腔621，所述卡块62适于通过所述卡腔621夹持所述车门9的把手91。这样，在车门9的开启过程中，由于柔性绳61能够进行调节从而先带动车门9的把手91转动以便解锁车门9，然后再带动车门9继续运动以开启车门9，其通过柔性的牵引件6实现了车门9解锁和开启两个步骤，更加真实地模拟了车门9开启的过程。

在车门9的开启过程中，由于门把手91为斜向下45度下拉，水平用力，无法正常开启门锁，故当柔性绳61绷直时，柔性绳61和车门9呈锐角设置，优选地，柔性绳61和车门9之间的夹角为45度。

如图2、5所示，卡腔621三面开口，卡块62卡合门把手91时，三面开口的卡腔621便于门把手91进入，能够实现两者的快速组装。同时，为了防止门把手91脱离卡腔621，卡腔621的内壁可以设置防滑结构，例如凸点、防滑纹和防滑条等。

如图2所示，所述牵引件6还包括螺纹杆63，所述螺纹杆63的一端与所述柔性绳61连接，所述螺纹杆63的另一端与所述卡块62螺纹连接，且所述螺纹杆63适于伸入所述卡腔621中。这样，螺纹杆63与卡块62螺纹连接，转动螺纹杆63能够调节其伸入卡腔621的距离，当卡块62卡住车门9的把手91时，螺纹杆63伸入卡腔621中的一端抵持把手91，从而防止把手91从卡腔621中脱离，起到固定车门9把手91的作用。

可选地，所述驱动臂组件还包括推手121，所述推手121与所述连接臂1连接，所述推手121适于在所述车门9的关闭过程中与所述车门9抵触。这样，在车门9关闭的过程中，动力组件2驱动连接臂1运动，当推手121与车门9接触后带动车门9实现关闭操作，结构简单，便于生产制造。

本实施例中，在车门9开启的过程中，推手121不与车门9接触，是通过牵引件6开启车门9；而在车门9关闭的过程中，推手121与车门9接触，促使车门9关闭。

可选地，还包括保护套122，所述保护套122设置于所述推手121远离所述连接臂1的一端。这样，在推手121远离连接臂1的一端设置保护套122，在关门操作中，保护套122能够起到保护车门9的作用，不仅起到一定缓冲的作用，而且能够在一定程度上防止推手121将车门9划伤。

本实施例中，保护套122由弹性材料制成，，其通过张力紧紧套在连接臂1上，由此，能够实现保护套122的固定。同时，防护套与车门9接触的部位加厚处理，从而避免对车门9造成损伤。

可选地，所述连接臂1包括第一臂身11和第二臂身12，所述第一臂身11和所述第二臂身12呈角度设置，所述第一臂身11与所述动力组件2驱动连接，所述第二臂身12分别与所述推手121和所述牵引件6连接。这样，第一臂身11和第二臂身12呈角度设置，第一臂身11能够与动力组件2配合，第二臂身12能够与推手121和牵引件6配合，便于实现车门9的开闭操作。

本实施例中，第一臂身11和第二臂身12的形状可以为圆形、椭圆形或者方形等，根据实际情况而定，这里不做过多限制，优选地，第一臂身11和第二臂身12为方形。如图2所示，第一臂身11和第二臂身12垂直设置，其中，第一臂身11与动力组件2驱动连接，第二臂身12与推手121和所述牵引件6连接。由此，动力组件2工作时，通过第一臂身11和第二臂身12的传动，能够实现车门9的运动。

如图2所示，第二臂身12上设有连接孔，柔性绳61上设有与连接孔配合的连接头。柔性绳61通过连接孔和连接头与第二臂身12拆卸式连接。一种实施方式中，连接孔为螺纹孔，连接头为螺纹孔，连接头与连接孔螺纹连接；另一种实施方式中，连接孔为通孔，连接头插接于连接孔中。出于稳定性的考虑，优选连接孔为螺纹孔，连接头为螺纹孔地构造，从而防止在车门9开启的过程中，柔性绳61与第二臂身12脱离。

可选地，所述第二臂身12滑动连接于所述第一臂身11，所述第二臂身12适于在所述第一臂身11上滑动以调节相对于所述第一臂身11的位置。这样，第一臂身11和第二臂身12是滑动连接的，在面对不同的车型时，能够改变推手121和牵引件6的位置，从而适配不同的车门9，通用性更广。

如图2所示，第一臂身11和第二臂身12之间设有滑套13，滑套13包括水平段和竖直段，水平段套接在第一臂身11上且两者能够相对于移动；竖直段套接在第二臂身12上且两者能够相对移动，由此，不仅能够第二臂身12在水平方向上的位移，而且也能调节第二臂身12在竖直方向上的位移。

本实施例中，滑套13的水平段和垂直段分别与第一臂身11和第二臂身12通过锁紧装置锁紧，由此，当滑套13不与第一臂身11或第二臂身12发生相对位移时，其是通过锁紧装置锁紧的，锁紧装置为螺栓，其穿过滑套13与第一臂身11或者第二臂身12抵接。

可选地，所述动力组件2包括电机21和减速机22，所述电机21与所述控制器电连接，所述电机21通过所述减速机22与所述驱动臂组件驱动连接。这样，电机21输出端采用一个减速机22进行减速增扭，提供较大的车门9开闭力，可以适用于重卡等大型车辆车门9开闭试验。

本实施例中，电机21的输出轴与减速机22的输入轴驱动连接，减速机22的输出轴与第一臂身11驱动连接，由此，电机21配合减速机22，能够为车门9提供一个较大的开闭力，即电机21的转速高、扭矩小，输出端连接一个减速机22减速增扭。

本实施例中，电机21为伺服电机21，其是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高。产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。

本实施例中，所述动力组件2还包括安装架23，所述电机21和所述减速机22设置于所述安装架23上。这样，在安装架23的作用下，便于实现电机21和减速机22的安装，结构简单，便于生产制造。

如图1所示，安装架23为框架结构，电机21和减速机22设置于所述安装架23内部，减速机22的输出轴伸出安装架23与第一臂身11驱动连接。

如图3所示，所述第一位置传感器组件3、所述第二位置传感器组件4、所述第三位置传感器组件5均包括支架7和接近传感器8，所述接近传感器8与所述控制器电连接，所述接近传感器8设置于所述支架7上。这样，第一位置传感器组件3、第二位置传感器组件4和第三位置传感器组件5是独立的结构，通过移动支架7的位置，能够改变接近传感器8的位置，从而适用不同范围的车门9开关。

本实施例中，支架7包括底座和支撑杆，支撑杆支撑在底座上，接近传感器8安装于支撑杆上，优选地，接近传感器8安装于支撑杆的顶端，由此，在车门9运动的过程中，便于检测车门9的位置，实现智能控制。

本实施例中，接近传感器8，是代替限位开关等接触式检测方式，以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称。能检测对象的移动信息和存在信息转换为电气信号。在换为电气信号的检测方式中，包括利用电磁感应引起的检测对象的金属体中产生的涡电流的方式、捕测体的接近引起的电气信号的容量变化的方式、利石和引导开关的方式。

本实施例中，电机21带动减速机22工作时，第一臂身11在水平面上做圆周运动，故第一位置传感器组件3、第三位置传感器组件5设置在第一臂身11的旋转路径上，第二位置传感器组件4设置在第一臂身11的径向方向上，例如，第一位置传感器组件3和第二位置传感器组件4之间的夹角为30度。

可选地，还包括交流接触机和伺服控制器，控制器依次通过交流接触机和伺服控制器与电机21驱动连接，控制器通过交流接触机和伺服控制器能够实现电机21的正反转，从而实现车门9的开启和关闭。

本实施例中，电机21为三相交流伺服电机21，电机21采用电压为220V；控制器采用电压为24V，由此两者之间需连接交流接触机作为低压控制高压的中介器。

可选地，还包括显示屏，显示屏与控制器电连接，可以通过显示屏干预试验的开展和暂停，在试验过程中随时检查驾驶室车门9开闭的状态。

为便于理解，下面介绍车门开闭的耐久性试验装置的工作原理。

试验时，第一位置传感器组件3接收到信号后，将信号传递给控制器，控制器通过交流接触机、伺服控制器控制电机21顺时钟旋转，电机21经减速机22减速增扭后驱动连接臂1工作，连接臂1带动牵引件6顺时针拉开车门9，当车门9拉开至最大位置后，由第三位置传感器组件5传递信号回控制器，控制器令电机21停止工作，停止10秒后，控制器再通过交流接触机、伺服控制器控制电机21逆时钟旋转，电机21经减速机22减速增扭后驱动连接臂1工作，连接臂1带动推手121逆时针关闭车门9，车门9关闭至第二位置传感器组件4位置时，第二位置传感器组件4接收信号后返回控制器，控制器通过交流接触机、伺服控制器控制电机21加速旋转，车门9加速关闭，当车门9关闭完成后，由第一位置传感器组件3传递信号回控制器，控制器令电机21停止工作，控制器记录一次车门9开闭操作，停止20秒后继续重复上面的车门9开闭操作。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。