一种间隙测量仪的制作方法

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种间隙测量仪。


背景技术：

2.在汽车制造过程中，车门的匹配状态十分重要，可直接影响整车外观以及nvh性能。若车门、车身制作精度差，则在总装装配车门密封条时，很容易出现胶条不匹配、堆积及波浪纹等现象。由此可见，车门密封条是整车密封性的重要保证，对车门开启及关闭的声学特性以及车辆行驶过程中的nvh性能产生重大影响。
3.目前，车门与侧围之间的匹配间隙是nvh控制的重要内容。若车门止口边与侧围之间的匹配间隙过大或不均匀，会使得车门密封条无法密封，导致车辆高速行驶时产生风噪，从而严重影响乘员体验舒适性。因此，十分有必要对车门止口边与侧围之间的匹配间隙进行准确测量。
4.在现有技术中，车门止口边与侧围之间的匹配间隙的测量方式包括(1)橡皮泥或间隙尺测量方式；(2)容栅传感器测量方式。
5.但是，上述测量方式均存在不足之处，其不足之处在于：在第(1)种测量方式中，不仅存在误差大、效率低及一致性差等问题，还在测量时，存在操作困难、人机工程差、耗时长及不方便装配等问题；在第(2)种测量方式中，在使用时，需要放大电路进行信号放大，导致结构复杂且易受环境影响。


技术实现要素：

6.本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种间隙测量仪，不仅结构简单，制作成本低，还能提高测量效率和测量精度。
7.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种间隙测量仪，包括底座、固定筒、活动筒、压板、测量头、弹性元件和限位器，以及均可存储电荷的上电极板及下电极板；其中，
8.所述底座为绝缘件；
9.所述固定筒为呈中空柱状的绝缘件，所述固定筒轴向垂直固定于所述底座的表面，且其内部靠近所述底座的一端设有所述下电极板；
10.所述活动筒为绝缘件，其内嵌于所述固定筒中，可相对所述固定筒轴向运动，且其靠近所述底座的一端固定有所述上电极板，其远离所述底座的一端固定有所述压板；
11.所述压板盖设于所述固定筒的上方，靠近所述底座的一侧形成有用于固定所述弹性元件及所述限位器并位于所述固定筒外侧的固定区；
12.所述测量头固定于所述压板远离所述底座的一侧；
13.所述弹性元件固定于所述底座和所述压板之间，并提供使所述底座和所述压板相互远离的预压力；
14.所述限位器设置于所述底座和所述压板之间，用于使所述活动筒和所述固定筒仅
能在固定行程内沿轴向运动；
15.所述上电极板和所述下电极板均外接有一电导线，且二者之间预留有第一活动间距。
16.其中，所述限位器至少有一个，均包括活动杆、空心套管和限位块；其中，
17.所述活动杆的一端固定于所述压板靠近所述底座的一侧形成的固定区上，另一端伸入所述空心套管内，可相对所述空心套管轴向运动；
18.所述空心套管轴向垂直固定于所述底座的表面且其高度小于所述固定筒的高度，并在远离所述底座的一端内壁上形成有用于抵挡所述限位块滑出的卡持部；
19.所述限位块固定于所述活动杆伸入所述空心套管内的一端上，其与所述空心套管的卡持部抵靠，并与所述底座之间预留有第二活动间距；所述第二活动间距大于所述第一活动间距。
20.其中，所述弹性元件的初始状态呈压缩状态且高度大于所述固定筒的高度。
21.其中，所述弹性元件至少有一个，均为弹簧。
22.其中，所述弹簧有六个，且六个所述弹簧沿同心圆圆周呈均匀分布；所述限位器有两个，且两个所述限位器呈对称设置并分别靠近相应的两个弹簧。
23.其中，所述固定筒在远离所述底座的一端端面上设有限位绝缘环。
24.其中，所述底座在远离所述固定筒的一侧形成有用于间隙测量时进行固定的固定安装结构件。
25.其中，所述固定安装结构件为磁铁，其内嵌于所述底座远离所述固定筒的一侧侧面。
26.其中，所述固定筒和所述活动筒在轴向上实现间隙配合运动，且二者与所述测量头的中心均位于同一轴线上。
27.其中，还包括：可伸缩的褶皱管；所述褶皱管固定于所述底座和所述压板之间，其管内套设有所述固定筒、所述活动筒、所述弹簧和所述限位器。
28.实施本发明实施例，具有如下有益效果：
29.1、与传统的间隙测量仪相对比，本发明实施例的间隙测量仪，利用上下电极板所形成的电容极距变化原理，由测量前电压和测量后电压的变化情况来计算出测量间隙，不仅结构简单，制作成本低，还能提高测量效率；
30.2、与传统的间隙测量仪相对比，本发明实施例的间隙测量仪，初始距离通过弹簧弹力与限位器保证，可确保长时间使用后，初始距离基本不变，能够保持测量结果的准确性，从而提高了测量精度和使用寿命。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
32.图1为本发明实施例提供的一种间隙测量仪的剖视截面图；
33.图2为图1的俯视图；
34.图3为本发明实施例提供的一种间隙测量仪的应用场景图；
35.图4为本发明实施例提供的一种间隙测量仪的应用场景中测量前后电压与距离之间的变化原理图。
36.其中：1-底座、2-固定筒、3-活动筒、4-压板、5-测量头、6-弹性元件、7-限位器、71-活动杆、72-空心套管、73-限位块、74-卡持部、8-上电极板、9-下电极板、10-固定安装结构件、11-电导线、12-限位绝缘环、13-褶皱管。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
38.如图1和图2所示，为本发明实施例中，提供的一种间隙测量仪，可以车辆的间隙测量(如车门止口边与侧围之间的间隙测量)，包括底座1、固定筒2、活动筒3、压板4、测量头5、弹性元件6和限位器7，以及均可存储电荷的上电极板8及下电极板9；其中，
39.底座1为绝缘件，其在远离固定筒2的一侧形成有用于间隙测量时进行固定的固定安装结构件10，可用于间隙测量时固定于待测物体上(如侧围)；其中，该底座1采用绝缘材料制作而成，其采用的固定安装结构件10为磁铁并通过磁铁10与侧围固定，此时该磁铁内嵌于底座1远离固定筒2的一侧侧面；
40.固定筒2为呈中空柱状的绝缘件，该固定筒2轴向垂直固定于底座1的表面，且其内部靠近底座1的一端设有下电极板9；其中，该固定筒2采用绝缘材料制作而成的空心圆柱筒或其它形状的空心管筒；
41.活动筒3为绝缘件，其内嵌于固定筒2中，可相对固定筒2轴向运动，且其靠近底座1的一端固定有上电极板8，其远离底座1的一端固定有压板4；其中，该活动筒3采用绝缘材料制作而成的实心圆柱或其它形状的柱子，且该活动筒3与固定筒2在轴向上实现间隙配合运动，使得该活动筒3与固定筒2应具有相同形状的径向外轮廊截面；
42.压板4盖设于固定筒2的上方，其在靠近底座1的一侧形成有用于固定弹性元件6及限位器7并位于固定筒2外侧的固定区；其中，该压板4为绝缘件，可避免影响电场强度，且固定区的数量可根据弹性元件6及限位器7的分布情况进行灵活调整；
43.测量头5固定于压板4远离底座1的一侧；其中，该测量头5可采用金属或硬质塑料制作而成，必须确保该测量头5在受到挤压时不变形或变形量忽略不计；
44.弹性元件6固定于底座1和压板4之间，并提供使底座1和压板4相互远离的预压力；其中，该弹性元件6的初始状态呈压缩状态且高度大于固定筒2的高度；
45.限位器7设置于底座1和压板4之间，用于使活动筒3和固定筒2仅能在固定行程内沿轴向运动，即限制活动筒3相对固定筒2轴向运动距离，以确保长时间使用后，弹性元件6的初始压缩高度能保持基本不变，提高测量精度和使用寿命；
46.上电极板8和下电极板9均外接有一电导线11，且二者之间预留有第一活动间距；其中，上电极板8和下电极板9均为结构相同的导电金属板或其它储电导体，此时上电极板8连接的电导线11依次穿过活动筒3、压板4及测量头5，下电极9连接的电导线11穿过底座1即可。
47.应当说明的是，上电极板8和下电极9板连接的电导线11是用于与外部的充电加压
设备及电压测量设备相连，用以实现上电极板8和下电极9测量之前的充电及电压测量，以及实现上电极板8和下电极9测量之后的电压测量，从而根据电容极距变化原理，由测量前电压和测量后电压的变化情况来计算出测量间隙，不仅结构简单，制作成本低，还能提高测量效率。
48.在一个实施例中，弹性元件6至少有一个，均为弹簧；限位器7至少有一个，且限位器7为绝缘件，可避免影响电场强度。
49.在另一个实施例中，如图2所示，弹性元件6为弹簧，该弹簧有六个，且六个弹簧沿同心圆圆周呈均匀分布，即两两间隔60度；限位器7有两个，且两个限位器7呈对称设置并分别靠近相应的两个弹簧6。
50.在本发明实施例中，每一个限位器7均包括活动杆71、空心套管72和限位块73；其中，
51.活动杆71的一端固定于压板4靠近底座1的一侧形成的固定区上，另一端伸入空心套管72内，可相对空心套管72轴向运动；例如，测量头5在受到挤压时由压板4带动活动杆71在空心套管72内向底座1方向运动，且由压板4对弹性元件6(如弹簧)进行进一步压缩；在测量头5被释放挤压时由弹性元件6(如弹簧)回位驱动压板4向外运动，并由压板4带动活动杆71在空心套管72内向远离底座1方向运动；
52.空心套管72轴向垂直固定于底座1的表面且其高度小于固定筒2的高度，并在远离底座1的一端内壁上形成有用于抵挡限位块72滑出的卡持部74；应当说明的是，该空心套管72的高度小于固定筒2的高度，可以避免测量时因活动杆71在空心套管72中活动空间不足而造成测量误差；
53.限位块73固定于活动杆71伸入空心套管72内的一端上，其与空心套管72的卡持部74抵靠，并与底座1之间预留有第二活动间距；该第二活动间距大于第一活动间距。应当说明的是，该限位块73用来限制弹性元件6(如弹簧)回力，避免弹性元件6复位至出厂状态而导致整个间隙测量仪松散，造成测量误差，从而确保长时间使用后，间隙测量仪的初始距离基本不变。
54.在本发明实施例中，固定筒2远离底座1的一端端面上设有限位绝缘环12，这样不仅能减少固定筒2和压板4之间的碰撞，还能进一步减少外部对固定筒2内电场强度的影响。
55.在本发明实施例中，固定筒2、活动筒3和测量头4的中心均位于同一轴线上，这样能使得测量头4受到挤压时，能将外力均匀传递，确保固定筒2和活动筒3之间的移动距离为最佳。
56.在本发明实施例中，底座1和压板4具有相同形状的径向外轮廊截面。此时，本发明实施例中的间隙测量仪还设有可伸缩的褶皱管13或其它可伸缩的软质壳体；该褶皱管13固定于底座1和压板4之间，其管内部套设有固定筒2、活动筒3、弹性元件6(如弹簧)和限位器7，这样可以起到美观、防水、防尘及防潮的作用。
57.如图3和图4所示，本发明实施例中的一种间隙测量仪的工作原理为：在测量之前，获取间隙测量仪整体的高度h，并可通过两个电导线与充电加压设备(如图3所示)相连，对间隙测量仪中上电极板和下电极形成的电容施加固定电压u0进行充电，且在充电结束后断电。
58.此时，如图4所示，上电极板8和下电极9之间的距离为d0(该值在设计时即为固定
值)，电容为c0，由电荷，电容，电压的关系可知其中，d为活动筒的直径，f为测量头传递过来的挤压力。
59.测量过程中，首先将间隙测量仪放置在侧围与车门的匹配面上，根据需求选取测量点并利用磁铁将间隙测量仪固定在侧围门框上的测试位置。其次，通过车门关闭挤压测量头带动压板运动，驱使活动筒在固定筒中向下运动，导致电容两极板之间的距离减少，引起极板间电压变化，且周边弹簧与外面的褶皱管受力压缩。
60.在测量之后，通过电导线连接到电压测量设备(如图3所示)，测得电压u1；此时上电极板和下电极之间的距离可预设为d1，电容为c1。因已断开电路，上电极板和下电极的带电量不变，电荷量不变，由此可知
61.又由电容的决定式得到测量之前未受压时的电容以及测量之后受压时的电容其中，ε为电容两极板的介电常数，s为两极板的正对面积，d为极板间的距离，k为静电力常数。
62.即可得到：然后根据公式：测量的间隙值＝h-(d0-d1)，计算出测量间隙。
63.最后，测量结束，取下间隙测量仪，活动筒及压板在弹簧的作用下，向上运动到限位器的固定位置，使得电容两极板之间的距离恢复到固定值。
64.由此可见，基于电容变化引起电压变化的原理，只需测量电压即可计算出活动筒运动距离，即可得到需要测量的间隙值。
65.实施本发明实施例，具有如下有益效果：
66.1、与传统的间隙测量仪相对比，本发明实施例的间隙测量仪，利用上下电极板所形成的电容极距变化原理，由测量前电压和测量后电压的变化情况来计算出测量间隙，不仅结构简单，制作成本低，还能提高测量效率；
67.2、与传统的间隙测量仪相对比，本发明实施例的间隙测量仪，初始距离通过弹簧弹力与限位器保证，可确保长时间使用后，初始距离基本不变，能够保持测量结果的准确性，从而提高了测量精度和使用寿命。
68.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。