氣泵導軌式車輛儀表碰撞驗證裝置的製作方法

2023-10-24 00:45:57 2

本發明涉及一種氣泵導軌式車輛儀表碰撞驗證裝置，屬於汽車儀表試驗技術領域。

背景技術：

車輛行駛過程中，駕駛員對於車速、發動機轉速等信息的獲取主要依靠車輛儀表，當前被廣泛運用的數字式儀表能夠較為準確的指示當前車輛運行過程中的車速、轉速數值，為駕駛員提供參考，確保行車安全。

道路交通事故鑑定中通常通過監控視頻、現場痕跡以及具有速度記錄功能的車載電子設備等途徑對事故車輛事發時的行駛速度進行鑑定，尚未考慮到車輛儀表部分，而一些事故中往往存在車輛儀表指針卡死現象，即車速指針、轉速指針指向特定數值，考慮到車輛運行過程中儀表指針指示的精確性，如果有足夠的證據表明事故車輛儀表指針卡死時的指示數值即為車輛事發時的行駛速度或者發現兩者的關聯性，將為道路交通事故鑑定中的車速鑑定開闢一條新的途徑。

針對上述問題，一些理論分析研究認為車輛儀表在工作過程中的突然斷電有可能造成儀表指針的卡死，當車輛儀表受到衝擊時，其指針可能存在不同程度的抖動。上述研究僅停留在理論推測階段，而一些道路交通事故中車輛儀表的卡死通常都存在著斷電以及衝擊的工況，如果依據理論分析研究的結果，則受衝擊儀表卡死時的指示數值將失去參考意義。為理清上述疑問，有必要設計一套試驗裝置模擬道路交通事故中車輛儀表承受的不同工況，研究其指針卡死時的指示數值與實際行駛速度之間的關係，以驗證上述理論分析研究結果，形成客觀結論，為道路交通事故鑑定中的車速鑑定提供參考。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種氣泵導軌式車輛儀表碰撞驗證裝置，模擬道路交通事故中車輛儀表承受的斷電及衝擊等工況，通過實際試驗驗證對於儀表指針卡死問題的理論推測，進一步理清道路交通事故中儀表指針卡死情況下其指示數值與實際車速之間的關係。

按照本發明提供的技術方案，所述氣泵導軌式車輛儀表碰撞驗證裝置，其特徵是：包括儲能彈射模塊、儀表碰撞模塊和信號控制模塊；

所述儲能彈射模塊包括彈射缸體，彈射缸體的內腔中同軸設置能夠沿軸向運動的活塞和活塞杆，活塞將彈射缸體的內腔分隔成前腔和後腔，活塞與活塞杆固定連接，活塞杆由彈射缸體前腔的前端伸出，彈射缸體的後腔與供氣系統連接，在彈射缸體後腔缸壁上設置卸荷閥；

所述儀表碰撞模塊包括沿水平滑動設置的固定滑塊，固定滑塊與活塞杆的伸出端固定連接，在固定滑塊上安裝試驗儀表；

所述信號控制模塊包括信號發生器、第一光電開關和第二光電開關，第一光電開關和第二光電開關呈前後布置於固定滑塊下方。

進一步的，所述供氣系統包括空氣壓縮機、儲氣筒和控制閥，空氣壓縮機通過氣體管路依次和儲氣筒和控制閥連接，形成氣壓通路；所述氣體管路的尾端連接彈射缸體的後腔。

進一步的，在所述控制閥處設置氣壓表。

進一步的，所述固定滑塊滑動設置在直線導軌上，直線導軌水平布置。

進一步的，在所述固定滑塊的底部安裝底端夾緊螺杆，在固定滑塊的上部安裝上端夾緊螺杆；所述試驗儀表通過旋緊底端夾緊螺杆和上端夾緊螺杆實現固定。

進一步的，所述底端夾緊螺杆的頭部設置夾片，夾片與底端夾緊螺杆相對轉動設置並保證夾片和底端夾緊螺杆在長度方向相對固定。

進一步的，在所述固定滑塊上設置第一緩衝塊，在固定滑塊前方的臺架上固定連接第二緩衝塊。

進一步的，在所述直線導軌設置定位塊，該定位塊設置的位置為活塞處於彈射缸體後止點時活塞杆伸出端所處的位置；所述第二光電開關、第一光電開關和定位塊分別呈前後依次布置。

進一步的，在所述彈射缸體前腔的前端部設置止推塊。

進一步的，所述彈射缸體與臺架固定連接，直線導軌的一端與彈射缸體固定連接，直線導軌的另一端與臺架固定連接。

本發明具有以下優點：

（1）無需實車試驗即可實現儀表碰撞試驗驗證，試驗成本低。

（2）通過改變管路內氣壓，可以對不同能量級別的汽車儀表碰撞進行試驗驗證。

（3）試驗裝置結構緊湊，通用性好，亦可擴展應用於其他汽車零部件的碰撞試驗中。

附圖說明

圖1為本發明所述氣泵導軌式車輛儀表碰撞驗證裝置的結構示意圖。

圖2為所述固定滑塊與直線導軌裝配關係以及光電開關布置位置示意圖。

圖3為所述底端夾緊螺杆的結構示意圖。

圖4為本發明所述氣泵導軌式車輛儀表碰撞驗證裝置的工作示意圖。

圖4A為卸荷閥處於升壓狀態的示意圖。

圖4B為卸荷閥處於卸荷狀態的示意圖。

附圖標記說明：1-氣體管路、2-臺架、3-儲氣筒、4-空氣壓縮機、5-儲能彈射模塊、6-直線導軌、7-儀表碰撞模塊、8-固定滑塊、9-底端夾緊螺杆、9-1-夾片、10-信號控制模塊、11-第一光電開關、12-第二光電開關、13-第二緩衝塊、14-信號發生器、15-試驗儀表、16-上端夾緊螺杆、17-第一緩衝塊、19-定位塊、20-彈射缸體、21-止推塊、22-活塞杆、23-活塞、24-卸荷閥、25-控制閥、26-氣壓表。

具體實施方式

下面結合具體附圖對本發明作進一步說明。

如圖1所示，本發明所述氣泵導軌式車輛儀表碰撞驗證裝置包括儲能彈射模塊5、儀表碰撞模塊7和信號控制模塊10。

所述儲能彈射模塊5包括臺架2、空氣壓縮機4、儲氣筒3、氣體管路1、控制閥25、氣壓表26、彈射缸體20、活塞23、活塞杆22、止推塊21和卸荷閥24；所述空氣壓縮機4通過氣體管路1依次和儲氣筒3、控制閥25、氣壓表26連接，形成氣壓通路，空氣壓縮機4通過氣體管路1連接彈射缸體20的後腔；所述彈射缸體20為圓柱狀，彈射缸體20與臺架2固定連接，在彈射缸體20的內腔中同軸設置活塞23和活塞杆22，活塞23將彈射缸體20的內腔分隔成前腔和後腔，活塞23與活塞杆22固定連接，活塞23和活塞杆22能夠在彈射缸體20內沿軸向運動，活塞杆22由彈射缸體20前腔的前端伸出，在彈射缸體20前腔的前端部設置止推塊21；在所述彈射缸體20後端的缸壁上設置卸荷閥24。

所述儀表碰撞模塊7包括直線導軌6、定位塊19、固定滑塊8、第一緩衝塊17、底端夾緊螺杆9、上端夾緊螺杆16和第二緩衝塊13；所述直線導軌6水平布置，直線導軌6的一端與彈射缸體20固定連接，直線導軌6的另一端與臺架2固定連接；如圖2所示，所述固定滑塊8與活塞杆22的伸出端連接，並且固定滑塊8滑動設置在直線導軌6上，固定滑塊8能夠沿直線導軌6滑動；在所述固定滑塊8底部的螺孔中安裝底端夾緊螺杆9，在固定滑塊8上部的螺孔中安裝上端夾緊螺杆16；在所述固定滑塊8上放置試驗儀表15，分別旋緊底端夾緊螺杆9和上端夾緊螺杆16可以實現對試驗儀表15的固定。在所述固定滑塊8上粘連第一緩衝塊17，在固定滑塊8前方的臺架2上固定連接第二緩衝塊13。

所述信號控制模塊10包括信號發生器14、第一光電開關11和第二光電開關12，第一光電開關11和第二光電開關12分別設置於固定滑塊8下方。所述直線導軌6由活塞杆22的伸出端至第二緩衝塊13之間依次布置位置C、位置D和位置E，在位置C處的直線導軌6上固定設置定位塊19，第一光電開關11和第二光電開關12分別呈前後布置於位置D和位置E處（如圖4所示）；所述信號發生器14能夠與試驗儀表15、第一光電開關11和第二光電開關12形成信號連接。

如圖3所示，所述底端夾緊螺杆9的頭部設置夾片9-1，夾片9-1與底端夾緊螺杆9相對轉動設置並保證夾片9-1和底端夾緊螺杆9在長度方向相對固定；底端夾緊螺杆9旋緊過程中夾片9-1不旋轉，但隨底端夾緊螺杆9的旋緊而產生位移，逐步夾緊試驗儀表15。

所述卸荷閥24可處於升壓狀態和卸荷狀態，如圖4A所示，處於升壓狀態時，卸荷閥24關閉，彈射缸體20後腔密閉；如圖4B所示，處於卸荷狀態時，卸荷閥24開啟，彈射缸體20後腔與大氣連通。

所述空氣壓縮機4可以產生壓縮空氣並存儲至儲氣筒3中，控制閥25可以控制氣體管路1中的氣壓以及氣體管路1與彈射缸體20後腔的聯通，可根據試驗需要設定氣體管路1中的氣壓。

所述彈射缸體20前腔與大氣連通，當彈射缸體20後腔和前腔存在壓差時，活塞23可在彈射缸體20內沿高壓向低壓方向做軸向運動，進而帶動活塞杆22動作產生軸向推力，推動固定滑塊8沿直線導軌6滑動。

當固定滑塊8沿直線導軌6直線滑動時，可分別對第一光電開關11和第二光電開關12造成遮擋，光電開關在受遮擋情況下可產生觸發信號，其中第一光電開關11可產生一個即時觸發信號，第二光電開關12可產生一個延遲觸發信號，延遲時間可自行設定。

所述信號控制器14可生成符合要求的車速、轉速信號，驅動試驗儀表15車速指針和發動機轉速指針轉動指向特定數值，同時可接收第一光電開關11和第二光電開關12產生的觸發信號，並據此對試驗儀表15斷電。

本發明所述氣泵導軌式車輛儀表碰撞驗證裝置的工作原理：

驗證試驗開始時，試驗儀表15固定在固定滑塊8上，卸荷閥24處於升壓狀態，固定滑塊8處於位置C，與定位塊19接觸，活塞23位於彈射缸體20後止點位置，確保此時後腔體積最小，前腔體積最大，信號控制器14產生模擬信號驅動試驗儀表15車速、發動機轉速指針轉動並指向某一數值。

隨後確定試驗工況，試驗工況可分為斷電、撞擊、先斷電後撞擊和先撞擊後斷電四種工況。

（1）當試驗工況為斷電時，信號發生器14直接控制試驗儀表15斷電，試驗人員記錄試驗儀表15指針指示數值變化，試驗結束。

（2）當試驗工況為撞擊時，第一光電開關11和第二光電開關12處於關閉狀態，空氣壓縮機4啟動產生壓縮氣體並儲存至儲氣筒3中，控制閥25控制氣體管路1與彈射缸體20後腔斷開，氣壓表26實時顯示氣體管路1中的氣壓，達到預定壓力後，控制閥25控制氣體管路1與彈射缸體20後腔連通，彈射缸體20後腔壓力瞬間升高，推動活塞23運動壓縮彈射缸體20前腔，進而帶動活塞杆22產生軸向推力推動固定滑塊8沿直線導軌6高速滑動，直至試驗儀表15與第二緩衝塊13接觸產生衝擊，試驗人員記錄試驗過程中試驗儀表15指針指示數值變化，隨後空氣壓縮機4關閉，控制閥25控制氣體管路1與彈射缸體20後腔斷開，卸荷閥24切換至卸荷狀態，彈射缸體20後腔與前腔氣壓相同，將固定滑塊8重新置於位置C，試驗結束。

（3）當試驗工況為先斷電後撞擊時，第一光電開關11開啟，第二光電開關12關閉，空氣壓縮機4啟動產生壓縮氣體並儲存至儲氣筒3中，控制閥25控制氣體管路1與彈射缸體20後腔斷開，氣壓表26實時顯示氣體管路1中的氣壓，達到預定壓力後，控制閥25控制氣體管路1與彈射缸體20後腔連通，彈射缸體20後腔壓力瞬間升高，推動活塞23運動壓縮彈射缸體20前腔，進而帶動活塞杆22產生軸向推力推動固定滑塊8沿直線導軌6高速滑動，當固定滑塊8運動至位置D時，第一光電開關11受到遮擋，向信號發生器14發出觸發信號，信號發生器14接收信號後控制試驗儀表15斷電，隨後固定滑塊8繼續高速滑動，直至試驗儀表15與第二緩衝塊13接觸產生衝擊，試驗人員記錄試驗過程中試驗儀表15指針指示數值變化，隨後空氣壓縮機4關閉，控制閥25控制氣體管路1與彈射缸體20後腔斷開，卸荷閥24切換至卸荷狀態，彈射缸體20後腔與前腔氣壓相同，將固定滑塊8重新置於位置C，試驗結束。

（4）當試驗工況為先撞擊後斷電時，第一光電開關11關閉，第二光電開關12開啟，空氣壓縮機4啟動產生壓縮氣體並儲存至儲氣筒3中，控制閥25控制氣體管路1與彈射缸體20後腔斷開，氣壓表26實時顯示氣體管路1中的氣壓，達到預定壓力後，控制閥25控制氣體管路1與彈射缸體20後腔連通，彈射缸體20後腔壓力瞬間升高，推動活塞23運動壓縮彈射缸體20前腔，進而帶動活塞杆22產生軸向推力推動固定滑塊8沿直線導軌6高速滑動，當固定滑塊8運動至位置D時，試驗儀表15與第二緩衝塊13接觸產生衝擊，同時第二光電開關12受到遮擋，一定延遲後向信號發生器14發出觸發信號，信號發生器14接收信號後控制試驗儀表15斷電，試驗人員記錄試驗過程中試驗儀表15指針指示數值變化，隨後空氣壓縮機4關閉，控制閥25控制氣體管路1與彈射缸體20後腔斷開，卸荷閥24切換至卸荷狀態，彈射缸體20後腔與前腔氣壓相同，將固定滑塊8重新置於位置C，試驗結束。

研究人員可針對多種指示數值，多種撞擊強度開展試驗，統計分析試驗前後的儀表指針指示的數值，驗證前述理論分析。

本發明設計儲能彈射模塊5用於生成和儲備氣壓能並轉化為用於彈射儀表的彈射力，設置儀表碰撞模塊7用於固定試驗儀表15，同時控制試驗儀表15沿指定方向高速運動並發生碰撞；增設信號控制模塊10輸出常見儀表的控制信號，驅動儀表指針轉動，並能模擬撞車工況下涉及斷電和衝擊時的控制信號輸出。通過上述不同模塊的結合使用共同實現對於汽車儀表指針卡死問題的碰撞試驗驗證。