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1、(10)申请公布号 CN 102435448 A (43)申请公布日 2012.05.02 CN 102435448 A *CN102435448A* (21)申请号 201110422549.6 (22)申请日 2011.12.15 G01M 17/007(2006.01) (71)申请人 五邑大学 地址 529000 广东省江门市蓬江区东成村 22 号五邑大学 (72)发明人 康献民 王天雷 郭冠萍 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 44205 代理人 谭志强 (54) 发明名称 一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置 (57) 摘要 本发明公开了一种摩托车车架垂直刚度性。
2、能 测试装置， 其包括底座， 底座的垂直架上固设有压 力缸， 压力缸的活塞杆末端连接有后压板座， 后压 板座的一垂直侧面安装有光栅尺滑板， 光栅尺滑 板所对应的光栅尺固定于底座上 ； 所述底座的水 平架上安装有水平支座， 水平支座通过其上的水 平直线滑轨安装有水平滑座， 水平滑座上固定有 前叉回转座， 前叉回转座上连接有用于固定安装 摩托车车架前叉的车头安装轴 ； 所述底座水平架 上邻近垂直架处固设有用于固定摩托车车架后平 叉的左、 右支架座。 本发明通过压力缸和压力传感 器以及光栅尺模拟摩托车在行驶过程中从高坎上 下落时的受力情况并对其刚度进行测试分析， 结 构简单合理， 实用性强。 (51。
3、)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 9 页 CN 102435453 A1/1 页 2 1. 一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置， 其特征在于 ： 包括底座 （1） ， 底座 （1） 的垂 直架上固设有压力缸 （2） ， 压力缸 （2） 的活塞杆末端连接有用于给摩托车车架施加模拟垂 直压力的后压板座 （3） ， 后压板座 （3） 的一垂直侧面安装有光栅尺滑板 （4） ， 光栅尺滑板 （4） 所对应的光栅尺 （41） 固定于底座 （1） 上 ； 所述底座 （1） 的水平架上安装有水平支座 （5） ， 水 平支座 。
4、（5） 通过其上的水平直线滑轨 （51） 安装有水平滑座 （6） ， 水平滑座 （6） 上固定有前叉 回转座 （7） ， 前叉回转座 （7） 上连接有用于固定安装摩托车车架前叉的车头安装轴 （8） ； 所 述底座 （1） 水平架上邻近垂直架处固设有用于固定摩托车车架后平叉的左、 右支架座 （9， 10） 。 2. 根据权利要求 1 所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置， 其特征在于 ： 所述 压力缸 （2） 通过压力传感器 （11） 与后压板座 （3） 连接， 压力传感器 （11） 的一端连接在压力 缸 （2） 的活塞杆末端， 另一端通过传感器支座 （12） 连接在后压板座 （3） 上。 。
5、3. 根据权利要求 2 所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置， 其特征在于 ： 所述 压力传感器 （11） 通过垂直滑座 （13） 同后压板座 （3） 连接， 传感器支座 （12） 同垂直滑座 （13） 直接连接， 后压板座 （3） 安装于垂直滑座 （13） 上， 垂直滑座 （13） 通过滑块安装于位于底座 （1） 上的垂直直线滑轨 （14） 上， 光栅尺滑板 （4） 安装于垂直滑座 （13） 的侧边。 4. 根据权利要求 3 所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置， 其特征在于 ： 所述 垂直滑座 （13） 沿垂直直线导轨 （14） 方向的另一侧边安装有位置传感器感应片 （15） ， 。
6、位置 传感器感应片 （15） 所对应的位置传感器 （16） 固设于底座 （1） 上。 5. 根据权利要求 1 所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置， 其特征在于 ： 所述 后压板座 （3） 邻近摩托车车架的末端安装有后压杆 （17） 。 6. 根据权利要求 1 所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置， 其特征在于 ： 所述 车头安装轴 （8） 的顶端安装有用于固定摩托车车架前叉的车架横固定座 （18） 。 7. 根据权利要求 1 所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置， 其特征在于 ： 压力 缸 （2） 为液压缸、 气压缸或者增压缸。 8. 根据权利要求 17 中任一项所述的一种摩托车。
7、车架垂直刚度性能测试装置， 其特征 在于 ： 所述装置还包括用于安装在摩托车车架上的发动机模型 （19） 。 权 利 要 求 书 CN 102435448 A CN 102435453 A1/4 页 3 一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置 技术领域 0001 本发明涉及一种性能测试装置， 特别是一种用于对开发的新型摩托车车架的强度 或刚度进行测试以保证其出厂时具有足够的安全性的摩托车车架垂直刚度性能测试装置。 背景技术 0002 摩托车车架是一个要求非常严格的大型受力构件， 其必须具有足够的强度和刚 度， 以保证出厂的摩托车具有足够的安全性能。 在载荷的作用下， 车架必须有足够的静强度 和疲劳。
8、强度。静强度是指在承受冲击载荷时， 车架抵抗永久变形的能力。疲劳强度是指摩 托车在行驶过程中， 承受交变应力时不产生疲劳裂纹和疲劳断裂的能力。 实践证明， 目前摩 托车车架主要损坏形式是疲劳破坏， 一般先在局部区域 （焊接接头处） 产生裂纹， 然后裂纹 扩展导致断裂。 疲劳强度不够， 使用一段时间后， 容易发生车架断裂、 永久变形等严重事故， 给人身安全带来严重威胁。而目前对新开发的摩托车车架的性能测试普遍采用现场测试 法， 现场测试最能验证产品的可靠性， 也是最可靠的检验方法， 收集现场的产品数据在整个 测试中起举足轻重的作用， 所以目前一般新产品在投入生产前， 需进行 6000-10000。
9、 公里的 道路测试， 按相关行业的规定要求， 此测试需要在一定比例的道路类型进行试验， 不但至少 要花三个月时间， 同时需要投入大量的财力物力 ； 另外， 收集现场数据是项富有挑战性的任 务， 它的难点在于每段时间工作状况难以一致， 耗时长， 在对产品使用情况全过程进行详细 地记录时， 就必须有相应的管理人员进行组织管理， 这样才能得到比较准确的数据。 传统的 道路测试方法耗时耗财， 浪费劳动力， 对新产品快速投入市场也不利。 发明内容 0003 为了克服现有技术的不足， 本发明提供一种利用压力缸模拟摩托车在实际行驶中 从高坎下落时的受力状况， 结合压力传感器和光栅尺对摩托车车架的垂直刚度性能。
10、进行测 试且结构简单合理、 安装方便、 易于操作的摩托车车架垂直刚度性能测试装置。 0004 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置， 其包括底座， 底座的垂直架上固设有压力缸， 压力缸的活塞杆末端连接有用于给摩托车车架施加模拟垂直压力的后压板座， 后压板座的 一垂直侧面安装有光栅尺滑板， 光栅尺滑板所对应的光栅尺固定于底座上 ； 所述底座的水 平架上安装有水平支座， 水平支座通过其上的水平直线滑轨安装有水平滑座， 水平滑座上 固定有前叉回转座， 前叉回转座上连接有用于固定安装摩托车车架前叉的车头安装轴 ； 所 述底座水平架上邻近垂直架处固设有用于固定摩。
11、托车车架后平叉的左、 右支架座。 0005 优选地， 所述压力缸通过压力传感器与后压板座连接， 压力传感器的一端连接在 压力缸的活塞杆末端， 另一端通过传感器支座连接在后压板座上。 0006 进一步， 所述压力传感器通过垂直滑座同后压板座连接， 传感器支座同垂直滑座 直接连接， 后压板座安装于垂直滑座上， 垂直滑座通过滑块安装于位于底座上的垂直直线 滑轨上， 光栅尺滑板安装于垂直滑座的侧边。 说 明 书 CN 102435448 A CN 102435453 A2/4 页 4 0007 优选地， 所述垂直滑座沿垂直直线导轨方向的另一侧边安装有位置传感器感应 片， 位置传感器感应片所对应的位置传。
12、感器固设于底座上。 0008 进一步， 所述后压板座邻近摩托车车架的末端安装有后压杆。 0009 进一步， 所述车头安装轴的顶端安装有用于固定摩托车车架前叉的车架横固定 座。 0010 进一步， 压力缸为液压缸、 气压缸或者增压缸。 0011 优选地， 所述装置还包括用于安装在摩托车车架上的发动机模型。 0012 本发明的有益效果是 ： 本发明通过压力缸对车架施加垂直压力来模拟摩托车在行 驶过程中从高坎上下落时的受力情况， 通过压力传感器和光栅尺对压力缸力加载过程中的 力和位移进行监测控制以实现对摩托车车架垂直刚度作进一步分析， 摒弃了以往新产品投 入生产前进行的实际道路车架性能测试， 避免投。
13、入大量的人力、 物力和时间， 且能够针对不 同型号的摩托车型的车架进行刚度性能监测， 结构简单合理， 安装方便、 易于操作， 解决了 摩托车车架在开发过程中对车架垂直刚度性能测试评价的需求， 也有利于新产品快速的投 入市场。 附图说明 0013 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 0014 图 1 是摩托车从高坎下落时的受力状况 ； 图 2 是本发明的结构示意图 ； 图 3 是本发明中底座的结构示意图 ； 图 4 是本发明去掉底座后安装于底座垂直架上的零件安装结构示意图 ； 图 5 是图 4 中 A 的局部放大图 ； 图 6 是本发明去掉底座后安装于底座水平架上的零件安装结构示意图 ；。
14、 图 7 是本发明中左、 右支架座的结构示意图 ； 图 8 是本发明中发动机模型的结构示意图 ； 图 9 是摩托车车架的结构示意图 ； 图 10 是摩托车车架安装于本发明上的安装结构示意图 ； 图 11 是与本发明相关联的液动系统原理图。 具体实施方式 0015 参照图2图10， 本发明的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置， 包括底座1， 底 座 1 的垂直架上固设有压力缸 2， 压力缸 2 用于给待测试的摩托车车架 20 产生道路模拟垂 直压力 ； 压力缸2的活塞杆末端连接有用于给摩托车车架20施加模拟垂直压力的后压板座 3， 优选地， 压力缸 2 通过压力传感器 11 与后压板座 3 连接。
15、， 压力传感器 11 通过传感器支座 12 固定连接在后压板座 3 上， 压力缸 2 产生的模拟垂直压力通过后压板座 3 传递到摩托车 车架 20 的后梁 201 上， 后压板座 3 的一垂直侧面安装有光栅尺滑板 4， 光栅尺滑板 4 所对 应的光栅尺 41 固定于底座 1 上 ； 所述底座 1 的水平架上安装有水平支座 5， 水平支座 5 通 过其上的水平直线滑轨 51 安装有水平滑座 6， 水平滑座 6 上固定有前叉回转座 7， 前叉回转 座 7 上连接有用于固定安装摩托车车架前叉 202 的车头安装轴 8， 前叉回转座 7 与车头安 说 明 书 CN 102435448 A CN 102。
16、435453 A3/4 页 5 装轴8通过前轮回转轴铰接， 这样车头安装轴8就可以有一定的转角， 以模拟摩托车在承受 垂直压力时摩托车车架前叉202的运动形式， 另外， 水平滑座6的设置也适应了在垂直方向 上给摩托车车架20加载模拟垂直压力时摩托车车架前叉202位移量的需要， 确保了水平位 移量在水平方向上 ； 所述底座 1 水平架上邻近垂直架处固设有用于固定摩托车车架后平叉 的左、 右支架座 9， 10。参照图 1 所示， 当摩托车从较高坎上下落时， 地面会对摩托车形成一 个比较强烈的垂直向上的冲击力， 经过轮胎、 减震器不完全吸收后的余量垂直向上作用在 车架 20 上， 车架垂直方向的强度。
17、和刚度性能试验的加载方式即由此而来。参照图 11 所示， 当压力缸2选择液压缸时， 压力缸2的油源为定量泵， 定量泵所输出的工作压力可由溢流阀 设定与控制， 控制单元控制步进电机转动溢流阀的调节螺钉可实现压力的调节， 定量泵输 出的具有一定压力的液压油通向电液伺服阀， 通过电液伺服阀控制压力缸 2 的活塞杆按要 求方向运动， 并施加所设定的压力， 另外压力传感器 11 还具有反馈功能， 压力传感器 11 将 压力缸 2 活塞杆末端的输出压力反馈给控制单元并将其与控制单元输出的指令信号进行 比较判别， 将判别结果通过功率放大器反馈给电液伺服阀以控制电液伺服阀输出油压力的 大小， 最终实现压力缸 。
18、2 活塞杆输出端按照控制单元发出的受力普如正弦受力普来输出正 弦垂直压力， 以便对摩托车车架20的疲劳强度和刚度进行测试 ； 另外， 当压力缸2的活塞杆 末端不连接压力传感器 11 时， 此时可用三联四通阀替代电液伺服阀， 此时压力缸 2 活塞杆 输出的压力即为溢流阀控制的压力。 当需要模拟摩托车在从高坎下落时受到垂直压力的受 力状况时， 通过压力缸2产生道路模拟垂直压力， 压力缸2所产生的模拟垂直压力经过压力 传感器 11 传递给后压板座 3， 后压板座 3 直接将模拟垂直压力施加在摩托车车架 20 的后 梁 201 上， 通过压力传感器 11 能够拾取垂直压力加载过程中压力的大小和变化， 。
19、而安装于 后压板座 3 侧边的光栅尺滑板 4 和固设于底座 1 上的光栅尺 41 能够记录在模拟垂直压力 加载的过程中， 摩托车车架 20 的受力变形， 通过压力传感器和光栅尺， 对加载过程中的压 力和变形位移达到了拾取监测记录控制的目的， 方便了对摩托车车架强度和刚度性能的进 一步分析评价， 解决了摩托车车架在开发过程中对车架垂直方向上强度和刚度性能检测评 价的需要。 0016 优选地， 所述压力传感器 11 通过垂直滑座 13 同后压板座 3 连接， 传感器支座 12 同垂直滑座 13 直接连接， 后压板座 3 安装于垂直滑座 13 上， 垂直滑座 13 通过滑块安装于 位于底座 1 上的。
20、垂直直线滑轨 14 上， 光栅尺滑板 4 安装于垂直滑座 13 的侧边。为了增加 后压板座 3 在对摩托车车架 20 施加模拟垂直压力时的强度和稳定性， 优选将后压板座 3 固 定安装于垂直滑座 13 上， 垂直滑座 13 通过传感器支座 12 同压力传感器 11 连接， 另外， 将 后压板座 3 固定安装在垂直滑座 13 上， 也避免了后压板座 3 施加模拟垂直压力时摩托车车 架 20 对后压板座 3 的反作用力造成的后压板座 3 的弯曲反弹， 提高了光栅尺滑板 4 监测控 制的灵敏度， 同时鉴于此， 可将光栅尺滑板4固定安装于垂直滑座13的侧边， 增加了整个装 置的紧凑性， 使该结构更合理。
21、。 0017 进一步， 所述垂直滑座 13 沿垂直直线导轨 14 方向的另一侧边安装有位置传感器 感应片 15， 位置传感器感应片 15 所对应的位置传感器 16 固设于底座 1 上。位置传感器 16 的作用在于防止垂直滑座 13 出轨， 垂直滑座 13 在导轨上上下滑动时， 当垂直滑座 13 侧边 的位置传感器感应片15经过位置传感器16时， 就会发出一个脉冲信号， 以阻止垂直滑座13 继续上滑或下滑， 防止垂直滑座13滑出导轨， 当然， 也可以通过控制压力缸2的行程来达到 说 明 书 CN 102435448 A CN 102435453 A4/4 页 6 防止垂直滑座 13 出轨的目的。。
22、 0018 进一步， 所述后压板座3邻近摩托车车架20的末端安装有后压杆17。 在后压板座 3 的末端安装上后压杆 17， 大大的减小了后压板座 3 的体积， 使得后压板座 3 不必迎合摩托 车车架 20 的宽度， 减小了后压板座 3 重量， 节约了材料， 降低了制造和使用成本， 另外后压 杆 17 相对于后压板座 3， 作用在摩托车车架 20 上的力更集中， 更接近摩托车实际行驶过程 中的受力情况。 0019 进一步， 所述车头安装轴 8 的顶端安装有用于固定摩托车车架前叉 202 的车架横 固定座 18。相比于将摩托车车架的前叉 202 直接套接在车头安装轴 8 上， 使用车架横固定 座 。
23、18 固定连接摩托车车架前叉 202 更接近于摩托车实际中的安装结构。 0020 进一步， 针对上述的压力缸 2， 可以选用液压缸、 气压缸或者增压缸。 0021 优选地， 所述装置还包括用于安装在摩托车车架上的发动机模型 19。在摩托车实 际行驶当中摩托车车架上是装有发动机的， 为了使车架的模拟受力更接近于实际， 优选在 摩托车车架上安装有一定重量的发动机模型 19， 针对用户来说， 摩托车车架是安装发动机 的， 则使用该测试装置的时候可将发动机模型 19 安装在车架 20 上以求模拟效果更接近实 际行驶中摩托车车架20的受力， 针对生产厂家来说， 当需要将新研发的摩托车车架20同现 有的摩。
24、托车车架或国外一些较值得学习的摩托车车架结构进行比较时， 就无需安装上发动 机模型 19， 方便快捷， 针对性强。 0022 本发明通过压力缸对车架施加垂直压力来模拟摩托车在行驶过程中从高坎上下 落时的受力情况， 通过压力传感器和光栅尺对压力缸力加载过程中的力和位移进行监测控 制以实现对摩托车车架垂直刚度作进一步分析， 摒弃了以往新产品投入生产前进行的实际 道路车架性能测试， 避免投入大量的人力、 物力和时间， 且能够针对不同型号的摩托车型的 车架进行刚度性能监测， 结构简单合理， 安装方便、 易于操作， 解决了摩托车车架在开发过 程中对车架垂直刚度性能测试评价的需求， 也有利于新产品快速的投。
25、入市场。 0023 以上所述， 只是本发明的较佳实施例而已， 本发明并不局限于上述实施方式， 其任 何以相同或相似的手段达到本发明的技术效果， 都应属于本发明的保护范围。 说 明 书 CN 102435448 A CN 102435453 A1/9 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102435448 A CN 102435453 A2/9 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 102435448 A CN 102435453 A3/9 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 102435448 A CN 102435453 A4/9 页 10 说 明 书 附 图 CN 102435448 A CN 102435453 A5/9 页 11 图 6 说 明 书 附 图 CN 102435448 A CN 102435453 A6/9 页 12 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 102435448 A CN 102435453 A7/9 页 13 图 9 说 明 书 附 图 CN 102435448 A CN 102435453 A8/9 页 14 图 10 说 明 书 附 图 CN 102435448 A CN 102435453 A9/9 页 15 图 11 说 明 书 附 图 CN 102435448 A 。