汽车侧门锁弹簧连杆应急快开机构及其性能分析

针对某汽车侧门锁紧急情况下开启需求,提出了弹簧连杆应急快开机构,可实现小开启力和优先级高的开启操作。以奇异位形、棘轮棘爪接触状态和限位接触状态为划分依据,研究了不同工况下应急开启支链在运动过程中的多运动模式和变拓扑结构;经过静力学分析,得到了应急开启的必要条件;通过Adams软件仿真,验证了应急开启支链在车门锁内快速开启的可行性;用控制变量法对应急开启支链的开启时间和开启时间一致性进行研究,主弹簧刚度在5~7 N/mm内,预载荷在75~85 N范围内,主弹簧最大储能位置偏移小,满足开启时间的一致性。提出的弹簧连杆应急快开机构嵌入汽车侧门锁内,满足小开启力、高优先级和开启时间的要求,为应急快开支链设计及性能优化提供了重要理论依据。

面向车门锁电动吸合开启优先功能的凸轮摆杆柔顺连杆组合机构

针对高端汽车门锁电动吸合及开启优先功能需求,提出了凸轮摆杆柔顺连杆组合机构,构造了双凸轮单摆杆和含弹簧构件四杆机构的组合机构,结合限位块、接触状态、凸轮间歇运动、型面突变等构件特征,可实现柔顺自适应滚滑、刚性拨动、避让释放3种运动模式及各模式间切换;嵌入锁内棘轮棘爪锁紧机构,将组合机构转化为电动吸合与开启支链;对应汽车门锁电动吸合、手/电动开启及复位、吸合复位3种工况,以相应驱动方式和运动边界条件,研究分析了吸合运动与锁内现有支链的运动兼容功能、开启优先功能、吸合卡止情况半锁开启功能。将机构及驱动嵌入车门锁进行仿真,研究了全工况开启凸轮与摆杆、摆杆与棘轮、棘轮与棘爪的接触力;机构仿真实现各功能动作的时间与车门锁设计要求匹配,其由半锁到全锁的吸合过程时间为420.97 ms,复位时间为29.03 ms,手动开启时间为622 ms。

基于单片机的宿舍门闩系统改造

鉴于学校宿舍门是用门闩上锁,学生出入行走不便,为此设计一款以89C52单片机为控制器、RFID-RC522为门禁感应装置、舵机为执行机构的宿舍门禁系统。通过构建系统设计方案、选择硬件模块,对各模块进行相应的程序设计,完成门闩系统的改造。设计的系统可实现录卡、消卡、陌生卡报警功能。不但可以使用校园卡,还可将卡片信息通过NFC写入手机,实现手机开门。经过测试验证,该装置实现内外简便电动开门,极大地方便学生出入。

用于汽车门锁的多运动模式空间柔顺开启机构及稳定性分析

针对高端电动开启车门锁多工况下多支链主被动运动相容及力柔顺需求,基于变拓扑柔顺副提出了新型电动开启空间柔顺机构,该柔顺机构可实现运动空间相容、具有力顺应特征。依汽车门锁原动件、限位不同情况自动切换4种运动模式适应上解保险、开启门锁等不同工况;以含槽连杆槽内端点作为连杆特征点,研究该多模式空间柔顺机构的连杆空间轨迹、力柔顺特征、模式切换特征;根据特征点电动开启过程的相图与轨迹可视化分析,发现柔顺副扭簧刚度k_(T)是影响机构运动稳定性关键因素。提出将最大Lyapunov指数作为柔顺机构动力系统稳定性的评价指标,以带时标连杆特征点三维轨迹构造时变位移序列,用Wolf算法计算其最大Lyapunov指数,进行空间柔顺机构运动稳定性衡量,最终优选得到柔顺副刚度k_(T)值,确保了机构运动稳定性。

以过约束空间机构构造的汽车侧门锁变模式电动开启支链

面向汽车侧门锁轻量化及空间有效利用的需求,基于方位特征集提出一种空间过约束机构构型方案,对其拓扑结构及尺度约束类型进行机构解耦特征综合,构造两簇互相垂直的旋转副({R_(A)||R_(B)||R_(F)⊥R_(E)||R_(C)||R_(D)});对空间解耦过约束机构尺度特征进行优化,综合出可用于车门锁电动开启的空间RRURR解耦少杆过约束机构;在此基础上增设由滑槽与扭簧组合的柔顺副,构建具有柔顺性的单回路变模式空间RRUPRR机构。其不同驱动模式、限位边界可实现多种运动模式及其模式切换,包括空间6R过约束机构运动、空间5R1P机构运动和平面3R1P四杆机构运动模式。将柔顺单回路变模式机构嵌入车门锁电动开启支链,实现了电动开启、手动开启等功能;动力学仿真得到手动开启工况中齿轮曲柄仅发生0.042°的微小转动角度,验证了电动开启支链与手动开启支链的运动兼容。

基于刚柔耦合的新型航天飞行器舱门锁紧机构捕获域研究

针对新型航天飞行器舱门单侧展收机构故障的工况,基于刚柔耦合技术,研究了舱门中心锁紧机构捕获域的变化情况。建立了舱门主体结构模型,将舱门内外蒙皮、内埋框和大梁设置为柔体,研究了大梁间距以及大梁数目对中心锁紧机构捕获域的影响,并针对不同大梁数目情况下的大梁间距进行了优化设计。此外,考虑空间高低温环境,研究了极限温度下热变形对舱门中心锁紧机构捕获域的影响。结果表明:舱门单侧展收机构故障时,大梁间距对舱门中心锁捕获域有一定的影响,捕获域随大梁数目的增大而减小,但其影响有限。原有3根大梁的设计,大梁间距的最优值为1.163 m,对应捕获域增大3.505 mm;大梁数目为2根时,大梁间距最优值为2.326 m,捕获域增大3.556 mm,而大梁数目为5根时,大梁间距最优值为0.581 5 m,捕获域增大3.394 mm。因此,在满足捕获域要求的前提下,可采用2根大梁。与常温环境相比,高温环境捕获域增大,不利于舱门闭合,而低温环境更有利于舱门闭合。

滑移门锁系统解锁力的传递与优化

降低车门开启力是提高用户对汽车第一感知质量的重要因素。文章介绍了一种滑移门门锁系统解锁力的传递过程以及优化方法,对解锁力传递链上的每一环力大小做出理论计算并分析计算过程,为降低解锁力提供了优化方案,实测解锁力结果满足规范以及客户期望。为门锁系统以及车门系统的设计提供了参考。

门锁系统的优化设计及其对车辆声品质的影响

为了削弱汽车门锁系统对开关门声品质造成的影响,通过优化门锁内部结构、在门锁内各机构间接触部位增加缓冲装置、调整止动爪弹簧力值、优化旋转卡板与锁扣间切入角度、提高锁扣安装点刚度等措施,减小开关门瞬间门锁与锁扣产生的撞击及门锁内部各机构之间的撞击声。通过对优化后的门锁进行声学测试和实际评价可知,客观测试数据和主观评价感受均达到了预期效果。

侧撞过程中侧门异常开启的探测和解决方法

车辆在侧面碰撞过程中,侧门异常开启会极大地危害内部乘员的安全。文章从门锁系统的惯性力、门钣金变形驱动外把手解锁以及门钣金直接撞击门锁解锁结构等3个失效模式,通过软件分析和计算机仿真分析等手段进行了失效模式的探测和解决方法的研究。

风井防爆门自动泄压技术

针对传统防爆门开启泄压不及时以及锁扣装置自动化操作程度低的问题,从力学角度出发,详细分析了在风机正常工作及反风工作2种状态下防爆门的受力情况,在传统锁扣的基础上研究了新型电磁锁扣技术在防爆门泄压和反风过程中的应用,计算了新型电磁锁扣在风机不同工作状态下所需的吸力,并基于电磁锁扣技术进一步提出了防爆门自动泄压设计。结果表明:防爆门在泄压和反风过程存在只有爆炸威力较大时才能将防爆门打开以及反风过程中可能出现漏风的情况。为防止以上情况的发生,在提出的防爆门自动泄压设计中将防爆门配重增加至自然状态下拉起防爆门,利用新型电磁锁扣提供足够的吸力来满足防爆门泄压和反风工作的要求。通过计算得出当配重以114484 N来保证防爆门的平衡状态时,电磁锁扣至少提供166169 N的吸力才能保证防爆门在风机不同工作状态时的平稳运行;此外利用新型电磁锁扣和高性能传感器技术,在防爆门配重大于防爆门盖重力、正(负)压和摩擦力的合力的条件下,实现防爆门在任何爆炸威力下的快速泄压应满足的条件为爆炸位置与防爆门之间的距离大于锁扣断电时爆炸冲击波已传播的距离,并通过理论计算得出防爆门自动泄压设计中爆炸位置与防爆门间的安全距离大致为326 m。

汽车车门门锁和铰链试验台控制系统的研制

介绍了用于对汽车车门门锁和门铰链进行耐久性试验的试验台。其控制系统以工业控制计算机为核心,采用运动控制卡实现伺服电机控制,通过数据采集卡实时采集车门在开启和闭合过程中的拉压力。控制软件采用模块化结构,能绘制实时力-角度曲线,其人机界面友好。

破碎站挡墙门门栓装置与旋转机构的设计

介绍一种半移动破碎站挡墙门门栓装置与旋转机构的设计,实现了挡墙门方便地打开、关闭和锁紧,极大减轻工人劳动强度,缩短操作时间。

含变自由度力自适应复位组合柔顺副的汽车门锁机构

基于提出的新型变自由度组合柔顺副,构建了具有奇异位置运动确定和力适应复位特征的变自由度柔顺五杆机构。根据不同驱动方式和不同限位边界,该柔顺机构可实现铰链四杆机构、平面五杆机构、曲柄摇块机构和摆动导杆机构4种运动模式及模式间切换。为了单驱动实现电动开启、电动保险,新型柔顺机构构造的电动开启支链通过多运动模式完成汽车门锁的多工况确定运动及复位运动。各工况下柔顺副扭簧中心槽内的漂移量作为机构柔顺适应性指标,可衡量柔顺支链与其他支链的运动兼容性。

某汽车门锁未通过防撬试验原因分析及改进

某汽车门锁未通过防撬试验,观察发现直接原因为门锁中一螺栓发生断裂。通过宏观检验、断口分析、硬度测试和金相检验等方法,对该螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明:螺栓主要是过载受力导致了塑性断裂。据此,将螺栓强度从4.8级提高到了8.8级,改进后的门锁通过了防撬试验。

钢管折叠门及铰链式插销设计

介绍了一种钢管折叠门及铰链式插销的设计。该设计解决了门关闭时整体刚度差、门打开时存在 死点的问题，可借助铰链式插销锁紧折叠门。

汽车门锁系统的设计与开发

汽车门锁系统是车门系统中最关键的性能部件之一,通过门锁的工作可以实现了车门的锁止、防盗、提升侧碰安全性等。文章主要通过门锁系统的布置、门锁与门外开把手的匹配以及门锁系统对车门开闭音质的影响等三方面对门锁系统的设计与开发进行论述。

汽车门锁锁止机构棘轮棘爪磨损寿命可靠性研究

在汽车门锁小型化、轻量化及电动开启/吸合新功能的发展趋势下,棘轮棘爪磨损成为新型汽车门锁主要失效形式。其磨损过程存在诸如载荷和温度变化等不可预测因素,磨损寿命难以解析求解。课题组提出了棘轮棘爪理想磨损过程假设,以正态分布生成试验数据,确定了汽车门锁磨损寿命与寿命可靠度之间的关联;仿真求解汽车门锁启闭过程棘轮棘爪接触力,结合Achard粘着磨损模型,推导平均磨损深度;以有效啮合距离2.1 mm为衡量磨损寿命可靠度判定指标,求解棘轮棘爪对应磨损寿命可靠度,构造了使用寿命与磨损寿命可靠度的关联曲线。研究结果表明:该方法不但可以预测磨损寿命,还可根据可靠度目标估算棘轮棘爪使用寿命。该方法为新型汽车门锁产品质量提升提供了参考。

汽车门锁的加强结构设计与研究

针对某新型汽车门锁产品的横向强度不足的问题,设计了一系列结构加强方案。运用LS-DYNA建立有限元仿真模型并进行强度分析,通过试验证明了新设计的有效性。该汽车门锁具备足够的强度,可以为同类汽车门锁的结构设计提供借鉴和参考。

货舱门锁闩机构系统全变量多目标优化设计

针对飞机货舱门的锁闩机构系统,提出了一种全变量多约束的多目标优化方法。建立了以机构骨架尺寸、交点位置、驱动角度为变量,以货舱门结构空间的限制、机构零件间装配运动间隙要求为约束条件,以锁闩系统的功能性要求和机构骨架总长最小为优化目标的数学模型。通过Fmincon函数计算分析优化,减小了锁闩系统的占用空间,降低了机构质量和成本,提高了锁闩系统的精度和功能,满足了设计要求,为货舱门锁闩机构系统设计提供了参考。

用于单驱动电动开启门锁保险支链的双层柔顺间歇机构

针对汽车门锁单电机驱动实现电动开启及电动保险功能的需求,基于恒力弹簧弹性力不随行程变化而改变的特性,构造了协同电动开启和电动保险支链运动的新型双层柔顺间歇机构。正向驱动组件由撑杆通过杠杆支撑刚化拨杆拨动型面拨盘;反向驱动组件由拨杆受拨盘扭簧力阻力作用与撑杆脱离,拨杆绕杠杆中心旋转,顺应拨盘型面滚滑。该机构有初始支撑保持、刚性支撑拨动及柔顺避让适应型面多种运动模式,正反向转动实现双层多运动模式切换。该机构在门锁狭小空间内仿真,可实现多工况下开启机构与保险机构的确定运动与复位运动;比较拨杆与保险盘的接触力,使用恒力弹簧时最大值较小且变化幅度平稳,满足与其他支链兼容适应性。仿真结果表明,机构在30.8 ms内实现单独解保险,97 ms内顺序实现解保险及电动开启,68.9 ms内实现单独上保险。