CN116182689A - 一种位移测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种位移测量装置，包括有第一悬架、第二悬架以及位于第一悬架和第二悬架之间的剪叉机构，剪叉机构包括有中柱，中柱上固定设置有固定件，固定件具有至少一斜面，第一悬架和第二悬架之中至少有一个设置有弹性体，弹性体的一端与第一悬架或第二悬架固定连接，另一端搭放在斜面上以使得当所述第一悬架和第二悬架互相靠近或远离时，弹性体搭放在固定件的斜面上的端部能够沿着斜面滑动，弹性体上还设置有应变片。本发明通过带有应变片的弹性体的检测方式，检测稳定、准确，受位移测量装置整体变形的影响较小，能够保证检测的稳定性和可靠性。

Description

一种位移测量装置

技术领域

本发明涉及检测装置技术领域，尤其涉及一种位移测量装置。

背景技术

汽车安全性检测中常需要使用碰撞测试假人来替代人来承受碰撞，以获取相关的碰撞测试参数。碰撞测试假人用来模拟人以承受正面的或者侧面的碰撞，因此，碰撞测试假人上往往会安装有多个（种）传感器或者位移测量装置以实现检测。如在测试碰撞对人体胸腔的损坏时，通常是将至少一个位移测量装置放置于碰撞测试假人的胸腔部位，具体为布置在碰撞测试假人的脊柱和肋骨之间，以当发生碰撞并造成碰撞测试假人肋骨内陷时，肋骨与脊柱的距离发生改变，通过位移测量装置来获取位移变化量，从而实现测试。

现有的一种碰撞测试假人用位移测量装置，主要采用电位计的形式，其主要包括两个可互相靠近或远离的悬架以及用于连接两个悬架的剪叉机构，其传感器上具有至少一个触点，以通过在位移变化过程中触点的位置变化来实现位移检测。该方式主要为通过触点随位移的变化以获得不同的电位来实现，但是考虑到在碰撞测试中，碰撞力度大，而碰撞测试假人用位移测量装置主要通过剪叉机构来实现支撑，其稳定性和可靠性难以保证，有可能会导致碰撞测试假人用位移测量装置整体变形而出现触点无接触的情况，此时无法实现测试并获取测试数据。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种位移测量装置，能够解决现有的碰撞测试假人用位移测量装置稳定性和可靠性不足等问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种位移测量装置，包括有第一悬架、第二悬架以及位于所述第一悬架和第二悬架之间的剪叉机构，所述剪叉机构能够直线伸缩以使得所述第一悬架和第二悬架能够互相靠近或远离，所述剪叉机构包括有至少一个中柱，至少一个所述中柱上固定设置有固定件，所述固定件具有至少一斜面，所述斜面的延伸方向与所述剪叉机构的伸缩方向相一致；所述第一悬架和第二悬架之中至少有一个设置有弹性体，所述弹性体的一端与所述第一悬架或第二悬架固定连接，另一端搭放在所述固定件的斜面上以使得当所述第一悬架和第二悬架互相靠近或远离时，所述弹性体搭放在所述固定件的斜面上的端部能够沿着所述斜面滑动，所述弹性体上还设置有应变片。

进一步地，所述中柱上开设有通孔，所述第一悬架和/或第二悬架上设置有限位杆，所述限位杆的延伸方向与所述剪叉机构的伸缩方向相一致且所述限位杆匹配套设在所述中柱的通孔内。

进一步地，所述剪叉机构在靠近第一悬架和第二悬架的位置处分别设置有中柱，所述中柱上分别开设有通孔，所述第一悬架和第二悬架上分别设置有所述限位杆。

进一步地，所述弹性体位于所述剪叉机构内部。

进一步地，所述弹性体搭放在所述固定件的斜面上的端部上设置有滚轮，所述滚轮搭放在所述斜面上。

进一步地，所述斜面为靠近所述弹性体的固定端部的位置低、远离所述弹性体的固定端部的位置高的形式。

进一步地，所述斜面为两个，分别设置在所述固定件相对的侧面上；所述弹性体的数量与所述斜面的数量相一致。

进一步地，所述固定件上开设有与所述限位杆相匹配的通槽，所述限位杆匹配套设在所述固定件的通槽内。

进一步地，所述剪叉机构包括有多个依序转动连接的剪叉臂以及位于多个所述剪叉臂两头的连接臂，所述剪叉臂包括有互成剪叉形状的剪叉单元臂，所述连接臂包括有两个连接单元臂；两个所述连接单元臂分别位于所述剪叉单元臂的两侧，一端与所述剪叉单元臂的端部转动连接，另一端与固定设置与所述第一悬架和第二悬架上的固定柱转动连接。

进一步地，所述剪叉臂和连接臂至少为两层，至少部分相邻层的所述剪叉臂和连接臂之间设置有边柱；所述固定件和弹性体位于两层所述剪叉臂和连接臂之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的位移测量装置，通过设置固定件和斜面，配合弹性体和应变片，弹性体一端搭放在斜面上，以通过应变片来测量弹性体的机械变形量，从而转换获得第一悬架相对于第二悬架的位移量，该结构为通过带有应变片的弹性体的检测方式，检测稳定、准确，受位移测量装置整体变形的影响较小，能够保证检测的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明一个视角下的立体结构示意图；

图2为本发明另一个视角下的立体结构示意图；

图3为本发明俯视视角下的结构示意图；

图4为本发明的局部剖视图。

其中，图中所示标记为：10-第一悬架；20-第二悬架；30-剪叉机构；31-中柱；32-固定件；321-斜面；322-通槽；33-剪叉臂；331-剪叉单元臂；34-连接臂；341-连接单元臂；35-边柱；40-弹性体；41-应变片；42-滚轮；50-限位杆；60-固定柱。

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作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。

在本发明的描述中 ，需要说明的是，术语“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1至图4，本发明提供一种位移测量装置，其主要用于汽车碰撞测试中的碰撞测试假人内，包括有第一悬架10、第二悬架20以及位于第一悬架10和第二悬架20之间的剪叉机构30，剪叉机构30能够直线伸缩以使得第一悬架10和第二悬架20能够互相靠近或远离，因此，本发明的位移测量装置，为一种基于剪叉机构形式的位移测量装置。

请继续参照图1至图4，剪叉机构30包括有至少一个中柱31，至少一个中柱31上固定设置有固定件32，固定件32整体为柱状，一端固定套设在中柱31上并与中柱31相固定，固定件32的长度方向与剪叉机构30的伸缩方向相一致，固定件32具有至少一斜面321，斜面31沿着固定件32的长度方向设置，此时，斜面321的延伸方向与剪叉机构30的伸缩方向相一致。

第一悬架10和第二悬架20之中至少有一个设置有弹性体40，弹性体40整体为板条状以便于实现弹性变形，弹性体40的一端与第一悬架10或第二悬架20固定连接，另一端搭放在固定件32的斜面321上以使得当第一悬架10和第二悬架20互相靠近或远离时，此时剪叉机构30伸缩，弹性体40搭放在固定件32的斜面321上的端部能够沿着斜面321滑动，从而能够使得弹性体40形变。弹性体40上还设置有应变片41，以当弹性体40发生机械变形时，应变片41随之一同发生机械变形，以实现位移的检测。

实施时，如在一种具体的实现中，本发明的位移测量装置安装在碰撞测试假人上，具体为第二悬架20固定安装在脊柱上，第一悬架10与肋骨相连接，汽车碰撞测试时碰撞测试假人受到碰撞而使得假人肋骨内陷，此时第一悬架10具有往第二悬架20方向移动的运动，剪叉机构30发生收缩，在第一悬架10和第二悬架20互相靠近的过程中，弹性体40搭放在固定件32的斜面321上的端部能够沿着斜面321滑动，由于斜面321的存在，弹性体40发生机械形变，从而使得应变片41发生机械变形并实现检测，由于弹性体40搭放在固定件32的斜面321上的端部在斜面321上的位置不同其机械形变量也不同，应变片41检测到弹性体40发生形变的量不同，从而可以根据应变片41的检测参数来换算出弹性体40搭放在固定件32的斜面321上的端部在斜面321的位置，进而换算出剪叉机构30的伸缩量，也即换算出第一悬架10相对于第二悬架20的位移量，从而实现位移检测。本发明的位移测量装置，通过设置固定件32和斜面321，配合弹性体40和应变片41，弹性体40一端搭放在斜面321上，以通过应变片41来测量弹性体40的机械变形量，从而转换获得第一悬架10相对于第二悬架20的位移量，该结构为通过带有应变片的弹性体的检测方式，检测稳定、准确，受位移测量装置整体变形的影响较小，能够保证检测的稳定性和可靠性。

在一种示例性的实施例中，剪叉机构30在靠近第一悬架10和第二悬架20的位置处各设置有一个中柱31，靠近第一悬架10的中柱31上固定设有固定件32，固定件32的自由端往远离第一悬架10的方向延伸；弹性体40固定安装在第一悬架10上。

在优选的实施例中，弹性体40搭放在固定件32的斜面321上的端部上设置有滚轮42，滚轮42搭放在斜面321上，从而使得弹性体40端部与斜面321的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而使得弹性体40端部在斜面321上的滑动更为顺畅，以尽量减少摩擦的影响。

在一种示例性的实施例中，进一步地，斜面321为靠近弹性体40的固定端部的位置低、远离弹性体40的固定端部的位置高的形式，如在本优选的实施例中，斜面321为靠近第一悬架10的位置低、远离第一悬架10的位置高的形式，以使得当第一悬架10往第二悬架20方向移动时，弹性体40的变形越来越大，从而应变片41根据检测到的变形也越来越大，从而转换得到的位移量也越来越大。

优选的，斜面321为两个，分别设置在固定件32相对的左右两侧；相应的，弹性体40的数量与斜面321的数量相一致，相应位于固定件32相对的左右两侧。通过设置两个斜面321并配套对应的弹性体40，能够通过多个弹性体40的变形来实现位移的测量。如在两个弹性体40的方案中，可通过两个弹性体40上的应变片41的检测数据的平均来换算位移量。当然，在其他实施例中，可以不局限于通过简单的平均来换算，也可以通过其他计算方式来获取。可以理解的是，斜面321以及弹性体40的数量以及位置可根据具体的需要选择，如固定件32为四面体方柱形状，则可以是在四个面上设置斜面321并相应地配套弹性体40。

应变片41的数量不做具体限制，可以是一个弹性体40上配套一个应变片41，也可以是配套多个应变片41；应变片41可以是设置在弹性体40的一个侧面上，也可以是设置在两个侧面上。

弹性体40位于剪叉机构30内部，从而能够受剪叉机构30保护，以避免在碰撞过程中，弹性体40被撞击损坏。

本优选的实施例中，剪叉机构30在靠近第一悬架10和第二悬架20的位置处分别设置有中柱31，中柱31上分别开设有通孔，第一悬架10和第二悬架20上分别设置有限位杆50，限位杆50的延伸方向与剪叉机构30的伸缩方向相一致且限位杆50匹配套设在中柱31的通孔内，以使得当第一悬架10相对于第二悬架20发生位移而互相靠近或远离，此时剪叉机构30伸缩时，在中柱31的通孔以及第一悬架10和第二悬架20的限位杆50的限位作用下，保证剪叉机构30只能是沿着直线伸缩并使得第一悬架10和第二悬架20沿直线位移，一方面能够增强第一悬架10和第二悬架20与剪叉机构30之间的强度，有效避免剪叉机构30损坏或意外形变，另一方面能够保证剪叉机构30直线伸缩而第一悬架10和第二悬架20直线位移而互相靠近或远离，从而能够保证弹性体40与斜面321之间的位移不受剪叉机构30的意外形变而影响，保证检测的精度以及稳定性和可靠性。

可以理解的是，在一些优选的实施例中，第一悬架10和第二悬架20分别设置了限位杆50后，第一悬架10和第二悬架20上的限位杆50高度相错开，以避免剪叉机构30收缩以及第一悬架10和第二悬架20互相靠近时，避免第一悬架10和第二悬架20上的限位杆50互相干涉。

本优选的实施例中，中柱31的通孔为圆形通孔，相应的，限位杆50为圆柱形杆状结构。在其他优选的实施例中，中柱31的通孔可以为方孔或者其他形状的孔状结构，而相应的，限位杆50可以为方形或其他形状的杆状结构。

进一步地，固定件32上开设有与限位杆50相匹配的通槽322，通槽322贯穿固定件32，第一悬架10上的限位杆50匹配套设在固定件32的通槽322内，以当剪叉机构30伸缩及第一悬架10和第二悬架20互相位移时，在限位杆50与固定件32的通槽322的限位作用下，第一悬架10相对于固定件32的移动方向被限定住，此时，设置在第一悬架10上的弹性体40相对于固定件32的斜面321的滑动方向也被限定住，从而能够避免第一悬架10相对于固定件32发生其他方向上的意外移动（非预设直线方向上的移动）而影响检测精度，从而能够保证检测的准确性和可靠性。

在优选的实施例中，剪叉机构30包括有多个依序转动连接的剪叉臂33以及位于多个剪叉臂33两头的连接臂34，剪叉臂33包括有互成剪叉形状（可绕中间转动的X型）的剪叉单元臂331，相邻的剪叉臂33通过相近的剪叉单元臂331的端部的转动连接来实现互相的连接，连接臂34包括有两个连接单元臂341。连接臂34位于多个剪叉臂33的两头，每个连接臂34的两个连接单元臂341分别位于剪叉单元臂331的两侧，一端与剪叉单元臂331的端部转动连接，另一端与固定设置与第一悬架10和第二悬架20上的固定柱60转动连接。

现有的剪叉机构，主要通过剪叉单元臂的两个端部直接与第一悬架和第二悬架相连接，此时，第一悬架和第二悬架上需要设置有横向的滑槽用于给剪叉单元臂的两个端部滑动才能实现剪叉机构的直线伸缩，该结构形式一方面使得安装难度加大，另一方面采用剪叉单元臂的两个端部通过销轴与滑槽相连接的方式，使得剪叉机构与第一悬架和第二悬架的连接强度得不到保障，进而使得位移测量装置的整体强度得不到保障。

本发明的剪叉机构30通过剪叉臂33和连接臂34可实现伸缩，同时，在剪叉机构30的两头设置连接臂34，相较于传统的通过剪叉臂33的两个剪叉单元臂331的端部连接的方式，本发明通过连接单元臂341的端部与第一悬架10和第二悬架20上的固定柱60转动连接，无需开设滑槽也即不存在滑动关系，同时配合限位柱50与中柱31的通孔的限位关系，一方面能够保证剪叉机构30的直线伸缩，另一方面能够增强剪叉机构30与第一悬架10和第二悬架20的连接强度，有效保证位移测量装置的整体强度，避免位移测量装置在碰撞时整体变形，从而能够保证测量的准确性、稳定性和可靠性。

本优选的实施例中，固定柱60上固定开设有连接孔，限位杆50穿过固定柱60的连接孔并通过限位杆50来实现对固定柱60的轴向限位。

进一步地，剪叉臂33和连接臂34为两层，两层剪叉臂33和连接臂34大致平齐于第一悬架10和第二悬架20的顶面和底面，相邻层的部分剪叉臂33和连接臂34之间设置有边柱35。如在本优选的实施例中，边柱35设置在相邻层的部分剪叉臂33和连接臂34之间，从而能够增强剪叉机构30的整体强度并实现其自身限位，以保证剪叉机构30仅能沿预设直线方向伸缩，并尽量避免剪叉机构30受冲击时不受损坏并能够沿着预设直线方向伸缩，以保证第一悬架10和第二悬架20能够依照预设的方向相互位移以实现位移检测。同时，固定件32和弹性体40位于两层剪叉臂33和连接臂34之间以实现将固定件32和弹性体40设置在剪叉机构30内，从而实现对固定件32和弹性体40的保护，避免碰撞测试时损坏固定件32和弹性体40或者使得固定件32和弹性体40意外变形。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种位移测量装置，包括有第一悬架（10）、第二悬架（20）以及位于所述第一悬架（10）和第二悬架（20）之间的剪叉机构（30），所述剪叉机构（30）能够直线伸缩以使得所述第一悬架（10）和第二悬架（20）能够互相靠近或远离，其特征在于：所述剪叉机构（30）包括有至少一个中柱（31），至少一个所述中柱（31）上固定设置有固定件（32），所述固定件（32）具有至少一斜面（321），所述斜面（321）的延伸方向与所述剪叉机构（30）的伸缩方向相一致；所述第一悬架（10）和第二悬架（20）之中至少有一个设置有弹性体（40），所述弹性体（40）的一端与所述第一悬架（10）或第二悬架（20）固定连接，另一端搭放在所述固定件（32）的斜面（321）上以使得当所述第一悬架（10）和第二悬架（20）互相靠近或远离时，所述弹性体（40）搭放在所述固定件（32）的斜面（321）上的端部能够沿着所述斜面（321）滑动，所述弹性体（40）上还设置有应变片（41）。

2.根据权利要求1所述的一种位移测量装置，其特征在于：所述中柱（31）上开设有通孔，所述第一悬架（10）和/或第二悬架（20）上设置有限位杆（50），所述限位杆（50）的延伸方向与所述剪叉机构（30）的伸缩方向相一致且所述限位杆（50）匹配套设在所述中柱（31）的通孔内。

3.根据权利要求2所述的一种位移测量装置，其特征在于：所述剪叉机构（30）在靠近第一悬架（10）和第二悬架（20）的位置处分别设置有中柱（31），所述中柱（31）上分别开设有通孔，所述第一悬架（10）和第二悬架（20）上分别设置有所述限位杆（50）。

4.根据权利要求1所述的一种位移测量装置，其特征在于：所述弹性体（40）位于所述剪叉机构（30）内部。

5.根据权利要求1所述的一种位移测量装置，其特征在于：所述弹性体（40）搭放在所述固定件（32）的斜面（321）上的端部上设置有滚轮（42），所述滚轮（42）搭放在所述斜面（321）上。

6.根据权利要求1所述的一种位移测量装置，其特征在于：所述斜面（321）为靠近所述弹性体（40）的固定端部的位置低、远离所述弹性体（40）的固定端部的位置高的形式。

7.根据权利要求1所述的一种位移测量装置，其特征在于：所述斜面（321）为两个，分别设置在所述固定件（32）相对的侧面上；所述弹性体（40）的数量与所述斜面（321）的数量相一致。

8.根据权利要求2或3所述的一种位移测量装置，其特征在于：所述固定件（32）上开设有与所述限位杆（50）相匹配的通槽（322），所述限位杆（50）匹配套设在所述固定件（32）的通槽（322）内。

9.根据权利要求2或3所述的一种位移测量装置，其特征在于：所述剪叉机构（30）包括有多个依序转动连接的剪叉臂（33）以及位于多个所述剪叉臂（33）两头的连接臂（34），所述剪叉臂（33）包括有互成剪叉形状的剪叉单元臂（331），所述连接臂（34）包括有两个连接单元臂（341）；两个所述连接单元臂（341）分别位于所述剪叉单元臂（331）的两侧，一端与所述剪叉单元臂（331）的端部转动连接，另一端与固定设置与所述第一悬架（10）和第二悬架（20）上的固定柱（60）转动连接。

10.根据权利要求9所述的一种位移测量装置，其特征在于：所述剪叉臂（33）和连接臂（34）至少为两层，至少部分相邻层的所述剪叉臂（33）和连接臂（34）之间设置有边柱（35）；所述固定件（32）和弹性体（40）位于两层所述剪叉臂（33）和连接臂（34）之间。

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