专利名称：一种柱撞试验对中的方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车试验调试方法，更具体的说，它涉及一种柱撞试验对中的方法。
背景技术：
目前很多技术领域的试验或检测在正式进行前都要作仪器设备的对中调试，如公告号为CN101329282B的发明于2011年3月9日公开了一种大型构件无损检测时辐射源 与探测器的对中方法，步骤如下(A)将辐射源与探测器大致对中；(B)将对中遮挡图案旋转至遮挡位置；(C)成像后查看遮挡图案的位置；(D)调整辐射源至遮挡图案的位置在一定的成像误差内，完成对中。本发明实现了在大型、特大型构件的无损检测应用中辐射源与探测器的准确对中，并能计算出辐射源源点距探测器的距离，使之达到辐射成像的基本条件，完成检测，但该发明所提供的对中方法只在特定的技术领域适用，且需要专门试验器材和设施的支持，无法照搬到汽车的柱撞试验中去。E-NCAP柱撞试验规程中规定，撞杆中心线对准假人头部质心进行撞击。目前，在安全碰撞试验室进行柱撞试验时，主要采用如下的对中方法用十字激光仪对准假人头部质心，在车辆外表面做一条垂直并通过假人头部质心的线，采用胶带进行标记作为车辆的碰撞参考线，并在撞杆上用胶带标记其中心线，通过移动运载车使试验车与撞杆接触，在运载车上标记与撞杆中心线对齐的线，然后将运载车移到碰撞起始位置，移动试验车使碰撞参考线与运载车的标记线对齐，从而保证车辆的碰撞参考线与撞杆的中心线成一列。采用此方法操作繁琐，且因多次转换参照物、多次对齐容易增大碰撞点间的累积误差，从而对最终试验结果的准确性造成影响，因此有必要研究一种更简便更准确的柱撞试验对中方法。
发明内容
为了克服现有的汽车柱撞试验对中方法中操作繁琐且误差大的缺陷，本发明提供了一种更直观更准确且效率更高的柱撞试验对中的方法。本发明的技术方案是一种柱撞试验对中的方法，包括以下步骤
A.在撞杆两侧靠后位置对称设置两激光仪；B.分别调节激光仪所射出光束的方向使光束与对应侧的撞杆弧面相切；C.确定光束交点位置；D.调整试验车位置，使车内假人头部质心与光束交点重合。试验车由运载车承载着沿与试验车车身垂直的固定轨道撞向撞杆，根据几何学原理，理论上，按上述步骤调试后的光束交点必定位于通过撞杆中心且与试验车车身垂直的直线上，因此只要使假人头部质心与所述的光束交点重合，无疑就实现了E-NCAP柱撞试验规程中要求的撞杆与假人头部的准确对中。现行的方法是通过对齐两根相距较远且不相连的标记线来找出对中位置，与之不同的是，本发明提供的方法直接用激光光束交点的可见光斑直观明确地指示出对中位置的所在，使试验人员能根据此方便地进行目标明确的调整。作为优�。葱胁街鐰之前先设定一基准面，该基准面为与试验车车身纵剖面平行的平面，且该基准面与撞杆中轴的距离相距大于撞杆半径。本柱撞试验对中的方法的一个关键步骤是步骤B，使光束与撞杆相切，完成这个步骤有很多方法，但计算法是其中较为严谨精确的一种，此基准面就是为了方便计算法的使用而自定义的虚拟平面。如不加限定，激光仪的放置位置可以有无数种选择，光束与撞杆的切点位置也是不定的，而经上述步骤A至步骤D调试后，可以得出无数个符合要求的光束交点，这样会使试验缺少规范且增加很多麻烦，有了这个基准面，可以把这个基准面作为假人头部质心及两激光仪所射出光束的交点的参考位置，即经 调试后假人头部质心及两激光仪光束的交点最终都落在此基准面内，这样由于光束交点与撞杆距离是给定值，光束的偏转角以及光束与撞杆的切点位置也就比较容易确定了，计算起来大为方便，操作可明显简化。作为优选，步骤B包括以下步骤B1.用几何计算方法算出光束与撞杆弧面的理论切点位置；B2.借助直角规及测量尺标出所述理论切点位置；B3.将光束射向所述理论切点位置，在理论切点位置附近进行光束路径微调，微调方法包括微调激光仪放置位置及微调光束偏转角度，直至光束与撞杆弧面相切；B4.将激光仪发光头偏转角度锁定。撞杆直径容易测得，基准面到撞杆距离是给定的，通过相似三角形或三角函数知识不难找出光束与撞杆相切的理论切点，用直角规及测量尺将理论切点定位并标注出来，为光束路径微调提供目标，考虑到操作过程中难免存在误差，在调整光束路径时难以一步到位，因此可能还需要作更精细的微调，但有了标注出来的理论切点的指示，可以直接把光束投向理论切点附近，免去漫长的寻找目标和相应调试过程，快捷地接近最终调整结果。常见激光仪的激光头是可以偏转的，调试完成后为防止碰偏，要把激光头锁定。作为另一种选择，步骤B也可以通过低亮度照明环境下喷洒气雾，以肉眼观察配合光束调节的方法来完成。气雾微粒可反射激光，这样在低亮度照明环境下可以显现肉眼可见的激光光束路径，试验人员可直观地观察到光束有无与撞杆相切，从而便于把握分寸，有针对性地进行调节。这种方法精确性稍差，但直观快速。作为优�。街鐲包括以下步骤Cl.在所述基准面附近设置平面物体接收光束；C2.根据光斑重合程度判定光束交点和基准面的具体位置。由于基准面是个虚拟的平面，因此需要用有形之物反映其所在，可以用白纸、木板等平面物体代表基准面，通过目测粗估或粗略测量距离来决定平面物体应放置的大致位置，如果光束在该平面物体上形成两个光斑，说明光束尚未相交或已提前相交，此时可以反复前后移动该平面物体，待两个光斑完全重合或在误差范围内基本重合，此时光束交点和基准面位置就可以确定了。作为优�。街鐳包括以下步骤Dl.粗调试验车在运载车上的位置，使假人头部与撞杆大致对中；D2.粗调运载车的位置，使光束交点落在假人头部或假人头部附近；D3.微调运载车位置及试验车在运载车上的位置，直至假人头部质心与光束交点重合。光束交点确定后，即有了最终的目标位置，通过上述步骤，逐步完成假人在横向和纵向上的粗定位直至最终精确定位。作为优�。谕瓿刹街鐱后，将激光仪的位置固定。在步骤B完成前，可能还需要对激光仪的位置进行调整，由于步骤A及步骤B都是涉及试验车和运载车以外的试验设施，而步骤B之后的步骤都是建立在激光仪调试结果的基础上的，因此可以考虑将激光仪的位置固定，将调试结果固化，在本次试验以后的试验中继续沿用，减少不必要的重复工作。作为优选，在地面与基准面相交处设有指示基准面位置的标记线。有此标记线，在放置平面物体接受光束和横向粗调假人位置时可以很方便地把握尺度，快速找准位置，缩短调试周期。本发明的有益效果是
调试精度高。本柱撞试验对中的方法直接用两束激光光束的交点为试验对象直接指示目标位置，无需以其它中间物作为参照物，减少了累积误差。调试周期短。在第一次调试完成后，激光仪的位置及光束路径就都可以固定下来，在后面的试验中继续沿用而不需重新调试，与现有技术中每次试验前都要在试验车车身上寻找并标记碰撞参考线的方法比较，本柱撞试验对中的方法可避免很多重复操作，大大缩 短调试周期。
图I为本发明中试验装置的一种布置示意 图2为本发明中光束与撞杆相切时的一种光路不意图。图中，I -撞杆，2-激光仪，3-刚性壁，4-支撑装置，5-运载车，6-试验车，7_地面轨道，8-滑轨。
具体实施例方式下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。实施例I :
如图I和图2所示，一种柱撞试验对中的方法，需要用到可调节发光头偏转的激光仪2配合现有的柱撞试验设备，本柱撞试验所用的撞杆直径为0. 245米，撞杆通过支撑装置4固定在垂直的平面刚性壁3上。运载车5在与刚性壁3垂直的地面轨道7上运行，可远离或靠近撞杆，运载车上载有试验车6，试验车6的车身与刚性壁3平行，车身侧面朝向撞杆1，试验车6内设有试验假人。本柱撞试验对中的方法包括以下步骤
A.在撞杆两侧靠后位置对称设置两激光仪；
B.分别调节激光仪所射出光束的方向使光束与对应侧的撞杆弧面相切；
C.确定光束交点位置；
D.调整试验车位置，使车内假人头部质心与光束交点重合。为了方便计算和简化操作，采用如下先预设目标再反推的办法进行激光仪2位置设置和激光仪发光头偏转调整在执行步骤A之前先将与撞杆中轴相距0. 5米，且与试验车车身纵剖面平行的垂面设定为基准面，并且在此处的地面与基准面相交处标示一条指示基准面位置的标记线。然后在执行步骤A时，暂时先不固定激光仪2以便根据需要继续调整。为方便操作，制作一平直滑轨8水平安装于刚性壁3上，安装高度要与假人头部质心高度适应。滑轨8上设置刻度，滑轨中央标为零，零点位于与刚性壁3垂直的撞杆中剖面内，零点两边分别标记一系列正负刻度值，两激光仪分别滑动设置在滑轨的两端，通过刻度读数确保两激光仪关于滑轨零点对称。
接下来执行步骤B，步骤B包括以下步骤
BI.用几何计算方法算出光束与撞杆弧面的理论切点位置。如图2所示，假设两束光束相交于F点，P、Q分别为两束光束与撞杆I两侧的切点，撞杆圆截面中心点为0，根据相似三角形或三角函数知识可以算出P或Q点距撞杆圆截面中心点0的垂直距离应为0. 1225X0. 1225 / 0. 5，近似得0. 0300米，P或Q点距O点的水平距离为0. 1225Xsin (arccosO. 1225 / 0. 5)，近似得 0. 1188 米。B2.借助直角规及测量尺标出所述理论切点位置。用直角规的两条边分别紧靠撞杆的正前方弧顶和侧方弧顶，用游标卡尺测量，在撞杆弧面上找出分别距撞杆正前方弧顶0. 1225-0. 0300=0. 0925米，距撞杆侧方弧顶0. 1225-0. 1188=0. 0037米的点，即为理论切点。B3.将光束射向所述理论切点位置，在理论切点位置附近进行光束路径微调，微调方法包括微调激光仪放置位置及微调光束偏转角度，直至光束与撞杆弧面相切。微调过程中，如果光束落在撞杆弧面上的光斑刚好消失，此时就可以判定光束已经与撞杆弧面相切。在调整过程中要始终保持两个激光仪关于撞杆对称。B4.将激光仪发光头偏转角度锁定。完成上述步骤B后，将激光仪的位置固定。再执行步骤C，步骤C包括以下步骤 Cl.在所述基准面内设置平面物体接收光束。具体做法是参照地面上指示基准面位
置的标记线，手拿一张平整白纸自然垂下，尽量使白纸处于基准面内，此时便可见光束在白纸上形成的光斑。C2.根据光斑重合程度判定光束交点和基准面的具体位置。理论上此时两束光束在白纸上的光斑应该重合，但如果光斑间人仍在明显距离，就将白纸向前或向后平移，直至光斑重合，观察并比较此时白纸与地面上指示基准面位置的标记线，确定白纸位置也即光束交点位置偏前还是偏后。最后，执彳丁步骤D,具体包括以下步骤
Dl.粗调试验车在运载车上的位置，使假人头部与撞杆大致对中。由于只是粗调，此步骤目测调整即可。D2.粗调运载车的位置，使光束交点落在假人头部或假人头部附近。具体做法为先参照地面上指示基准面位置的标记线进行运载车位置调整，将假人头部大致移到光束交点附近，再根据前面步骤C2的执行结果，基于所述标记线进行相应偏移。D3.微调运载车位置及试验车在运载车上的位置，直至假人头部质心与光束交点重合。结束上述步骤后，柱撞试验的对中调试完成，试验车在运载车上的位置不再进行调整，根据柱撞试验的碰撞速度要求，将运载车移至相应的碰撞起始位置，开始进行柱撞试验。此后如果更换试验车作柱撞试验，只需在试验车放上运载车后，执行步骤D即可完成柱撞试验对中，而无需重复步骤A到步骤C 了。实施例2
步骤B具体做法为降低试验场地照明亮度，在撞杆周围喷洒气雾，由于气雾微�？煞瓷涔庀撸虼思す夤馐肪犊上韵郑鹘诠馐⒉欢弦匀庋酃鄄斓鹘谛Ч�。完成后，将激光仪的位置固定。
然后执行步骤C，具体做法是手拿一张平整白纸在目视所见的光束交点附近自然垂下，尽量使白纸与刚性壁3平行，此时便可见光束在白纸上形成的光斑，根据两束光束在白纸上光斑的重合程度，将白纸进行适当的前后平移，直至纸上光斑重合，参照最终白纸所在位置，在地面作一光束交点位置标记线。
最后，执彳丁步骤D,具体包括以下步骤
Dl.粗调试验车在运载车上的位置，使假人头部与撞杆大致对中。由于只是粗调，此步骤目测调整即可。D2.粗调运载车的位置，使光束交点落在假人头部或假人头部附近。具体做法为参照地面上的所述光束交点位置标记线进行运载车位置调整，将假人头部大致移到光束交点附近。D3.微调运载车位置及试验车在运载车上的位置，直至假人头部质心与光束交点 重合。其余同实施例I。
权利要求
1.一种柱撞试验对中的方法，其特征是包括以下步骤 A.在撞杆两侧靠后位置对称设置两激光仪； B.分别调节激光仪所射出光束的方向使光束与对应侧的撞杆弧面相切； C.确定光束交点位置； D.调整试验车位置，使车内假人头部质心与光束交点重合。
2.根据权利要求I所述的柱撞试验对中的方法，其特征是在执行步骤A之前先设定一基准面，该基准面为与试验车车身纵剖面平行的平面，且该基准面与撞杆中轴的距离相距大于撞杆半径。
3.根据权利要求2所述的柱撞试验对中的方法，其特征是步骤B包括以下步骤 BI.用几何计算方法算出光束与撞杆弧面的理论切点位置； B2.借助直角规及测量尺标出所述理论切点位置； B3.将光束射向所述理论切点位置，在理论切点位置附近进行光束路径微调，微调方法包括微调激光仪放置位置及微调光束偏转角度，直至光束与撞杆弧面相切； B4.将激光仪发光头偏转角度锁定。
4.根据权利要求I所述的柱撞试验对中的方法，其特征是步骤B也可以通过低亮度照明环境下喷洒气雾，以肉眼观察配合光束调节的方法来完成。
5.根据权利要求2所述的柱撞试验对中的方法，其特征是步骤C包括以下步骤 Cl.在所述基准面内设置平面物体接收光束； C2.根据光斑重合程度判定光束交点和基准面的具体位置。
6.根据权利要求I或2或3或4或5所述的柱撞试验对中的方法，其特征是步骤D包括以下步骤 Dl.粗调试验车在运载车上的位置，使假人头部与撞杆大致对中； D2.粗调运载车的位置，使光束交点落在假人头部或假人头部附近； D3.运载车位置及试验车在运载车上的位置，直至假人头部质心与光束交点重合。
7.根据权利要求I或2或3或4或5所述的柱撞试验对中的方法，其特征是在完成步骤B后，将激光仪的位置固定。
8.根据权利要求2或3或5所述的柱撞试验对中的方法，其特征是在地面与基准面相交处设有指示基准面位置的标记线。
全文摘要
本发明公开了一种柱撞试验对中的方法，包括以下步骤A．在撞杆两侧靠后位置对称设置两激光仪；B．分别调节激光仪所射出光束的方向使光束与对应侧的撞杆弧面相切；C．确定光束交点位置；D．调整试验车位置，使车内假人头部质心与光束交点重合。本发明旨在提供一种更直观更准确且效率更高的柱撞试验对中的方法。
文档编号G01M17/007GK102645311SQ201110410189
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者光玲玲, 刘卫国, 初永平, 吴成明, 王桃英, 王纯, 肖海涛, 赵福全 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司
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