1.本发明涉及汽车背门撑杆领域，特别涉及一种可调气撑杆安装支架总成结构。
背景技术：
2.目前，在竞争日趋激烈的乘用车市场上，对背门的感知质量要求越来越高，要求在用户在操纵气撑杆时能够有一个良好的舒适性。汽车背门由于使用气撑杆助力，其受环境温度变化影响较大，客户在冬天或者夏天使用时，或者车辆在使用一段时间后操纵力变化较大，进而产生抱怨。
3.相关技术中，涉及一种汽车背门撑杆安装支架总成，包括安装支架底板，所述安装支架底板呈t型状，安装支架底板的上部设有撑杆球头销，安装支架底板的左、右、下侧边缘分别向外延伸形一搭接边，位于安装支架底板的下侧边缘的搭接边上设有缓冲块，具有提高装配效率、提高支撑强度、实用性强等优点。另一相关技术则提出了一种结构简单、安装方便、成本较低、能够同时满足刚度以及强度性能要求的汽车电动撑杆的安装结构。本发明的汽车电动撑杆的安装结构包括电动撑杆、顶盖、流水槽、侧围外板、后顶横梁、后背门、支撑支架及安装支架，所述后顶横梁是由上连接板、下连接板焊接而成的空腔结构，后顶横梁与顶盖固定连接，流水槽由顶盖处延伸至侧围外板处，并分别与侧围外板、顶盖固定连接，流水槽与后顶横梁具有重叠区域；所述支撑支架位于后顶横梁的空腔内，并与下连接板固定连接；所述支撑支架与安装支架利用依次穿过安装支架、流水槽、上连接板及支撑支架的螺栓固定连接；所述电动撑杆的一端安装于所述安装支架上，另一端与后背门活动连接。但是，这些技术停留在气撑杆安装支架性能维度的设计开发，或者仅考虑了改善气撑杆安装支架的cae力学性能，没有改善气撑杆助力受环境温度变化影响较大，或者车辆在使用一段时间后气撑杆操纵力变化较大的问题。
技术实现要素：
4.本发明实施例提供一种可调气撑杆安装支架总成结构，以解决相关技术中气撑杆助力受环境温度变化影响较大，客户在冬天或者夏天使用时，或者车辆在使用一段时间后操纵力变化较大，进而产生抱怨的问题。
5.第一方面，提供了一种可调气撑杆安装支架总成结构，其包括：第一安装支架，其用于固定于背门总成；第二安装支架，其与所述第一安装支架固定，所述第二安装支架安装有用于与气撑杆连接的球头螺栓，所述球头螺栓可在所述第二安装支架上移动，并调整所述气撑杆的力臂。
6.一些实施例中，所述第二安装支架设有用于安装所述球头螺栓的定位孔，所述定位孔具有至少两个，两个所述定位孔间隔设置，且内侧设有螺纹。
7.一些实施例中，所述第二安装支架垂直于所述第一安装支架，两个所述定位孔的圆心的连线垂直于所述第一安装支架。
8.一些实施例中，两个所述定位孔之间连接有连接孔，所述连接孔的两端分别与两
个所述定位孔连通。
9.一些实施例中，所述连接孔的宽度与所述定位孔的直径相同。
10.一些实施例中，所述连接孔位于两个所述定位孔之间的部分呈弧形。
11.一些实施例中，两个所述定位孔与所述连接孔构成c形。
12.一些实施例中，所述第一安装支架包括第一加强部和第一安装板，所述第一加强部自所述第一安装板向一侧弯折延伸，当所述第一安装支架安装于背门时，所述第一加强部与背门具有空隙。
13.一些实施例中，所述第二安装支架具有第二加强部和第二安装板，所述第二加强部自所述第二安装板向一侧弯折延伸，所述球头螺栓安装于所述第二加强部。
14.一些实施例中，所述第一加强部与所述第一安装板围成第一槽体，所述第二加强部与所述第二安装板围成第二槽体，所述第一槽体与所述第二槽体连通。
15.本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
16.1、本发明实施例提供了一种可调气撑杆安装支架总成结构，通过改变用于连接气撑杆的球头螺栓的固定点位置，实现了气撑杆力臂的调整，实现了应对冬夏两季开关门操作舒适性的需求，客户能够根据气候条件或者使用情况自行调节气撑杆的位置，从而最大限度满足客户使用感知要求；
17.2、在保证气撑杆不变的前提下，通过对气撑杆安装支架的结构优化，达到提高人机操控舒适性与用户体验，调节操作简单，成本较低。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的一种可调气撑杆安装支架总成结构的正视结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的一种可调气撑杆安装支架总成结构的俯视结构示意图；
21.图3为本发明实施例提供的一种可调气撑杆安装支架总成结构的安装结构示意图；
22.图4为本发明实施例提供的一种可调气撑杆安装支架总成结构的安装结构放大示意图；
23.图5为本发明实施例提供的一种可调气撑杆安装支架总成结构的使用结构示意图；
24.图6为本发明实施例提供的一种可调气撑杆安装支架总成结构的立体使用结构示意图。
25.图中标号：
26.1、第一安装支架；11、第一加强部；12、第一安装板；13、第一槽体；2、第二安装支架；21、第二加强部；22、第二安装板；23、第二槽体；3、球头螺栓；4、气撑杆；5、定位孔；6、连
接孔。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
28.背门开启/关闭力学模型说明：
29.背门在开启过程中，背门受到的气撑杆伸出的力矩t
伸
、铰链摩擦力矩tf、人手开启力矩t
开
以及重力m产生的重力矩t
重
；
30.对于背门开启过程，人手开启力矩t
开
＝t
重
+t
f-t
伸
；
31.也就是说，f
开
·
l
开
＝mg
·
l
重
+t
f-f
伸
·
l
伸
——1
32.其中，f
开
为人手开启操纵力，l
开
为人手开启力臂，l
重
为重力力臂，f
伸
为气撑杆伸出的力，l
伸
为气撑杆伸出的力臂；
33.背门在关闭过程中，背门受到气撑杆下压的力矩t
压
、铰链摩擦力矩tf、人手关闭力矩t
关
以及重力m产生的重力矩t
重
；
34.对于背门关闭过程，人手关闭力矩t
关
＝t
压
+t
f-t
重
；
35.也就是说，f
关
·
l
关
＝f
压
·
l
压
+t
f-m'g
·
l
重
'——2
36.其中，f
关
为人手关闭操纵力，l
关
为人手关闭力臂，l
重
'为重力力臂，f
压
为气撑杆下压的力，l
压
为气撑杆下压的力臂；
37.由此可得：
38.开启操纵力
39.关闭操纵力
40.撑杆力学说明：
41.理想气体状态方程：pv＝nrt——5
42.其中，p为压强，v为体积，n为气体摩数，r为理想气体常量，t为温度；
43.气撑杆的输出力f
输
＝pgas
·
a-pgas
·
(a-a)-p
·
a——6
44.其中，pgas为缸筒内瞬时气压，a为活塞面积，a为活塞杆截面积，p为大气压；
45.气撑杆的筒内瞬时体积vi＝v-li
·
(a-a)——7
46.其中，v为气撑杆自由状态筒内体积，li为撑杆压缩量，a为活塞面积，a为活塞杆截面积；
47.由公式5、6、7得：
48.气撑杆的输出力f
输
＝nrt
·
a/(v-li
·
(a-a))-p
·
a——8
49.由公式8可知，气撑杆的力值随温度升高而增大；
50.结合公式3、4、8可知：
51.在夏季时，由于气温较高，撑杆力值较大(与常温状态对比)，会导致关闭操作力变大，开启操作力变小，用户会抱怨关门难关；
52.在冬季时，由于气温较低，撑杆力值较小(与常温状态对比)，会导致关闭操作力变小，开启操作力变大，寒区的用户会有门砸头的风险；
53.综合考虑，由于重力矩和摩擦力矩不随环境温度的变化而变化，只有通过改变气撑杆的力臂来适配高低温下的背门操纵性。
54.结合上述说明，本发明实施例提供了一种可调气撑杆安装支架总成结构，其能解决相关技术中气撑杆助力受环境温度变化影响较大，客户在冬天或者夏天使用时，或者车辆在使用一段时间后操纵力变化较大，进而产生抱怨的问题。
55.参见图1、图3、图4和图6所示，为本发明实施例提供的一种可调气撑杆安装支架总成结构，其可以包括：第一安装支架1，其用于固定于背门总成；第二安装支架2，其与所述第一安装支架1固定，所述第二安装支架2安装有用于与气撑杆4连接的球头螺栓3，所述球头螺栓3可在所述第二安装支架2上移动，并调整所述气撑杆4的力臂，相关技术中的气撑杆安装支架，并未涉及人机工程与感知质量领域，也未涉及背门开启及关闭操作性等用户感知维度的研究，只是将球头螺栓3安装于支架上一个固定的位置，气撑杆4的安装位置也是固定的，气撑杆助力受环境温度变化影响较大，本实施例中，可以通过改变球头螺栓3的安装位置，从而调整气撑杆4的力臂，气撑杆4的力臂改变，背门的开启操纵力和关闭操纵力也会随之改变，在夏天时，由于气温较高，撑杆力值较大(与常温状态对比)，结合公式3和4可知，会导致关闭操作力变大，开启操作力变小，用户会抱怨关门难关，若调整气撑杆4的位置，使得力臂减小，气撑杆力矩就可以减小，从而使关闭操作力和开启操作力可以与常温时的状态接近；在冬季时，由于气温较低，撑杆力值较小(与常温状态对比)，结合公式3和4可知，会导致关闭操作力变小，开启操作力变大，寒区的用户会有门砸头的风险，若调整气撑杆4的位置，使得力臂增加，气撑杆力矩就可以增加，从而使关闭操作力和开启操作力可以与常温时的状态接近，综上所述，本实施例通过采用一种可以调整的固定支架，使客户能够根据各种气候条件或者使用情况自行调节气撑杆4的位置，从而提高了人机操控舒适性与用户体验，满足了用户感知方面的深层次需求。
56.参见图1和图5所示，在一些可选的实施例中，所述第二安装支架2可以设有用于安装所述球头螺栓3的定位孔5，所述定位孔5可以具有至少两个，两个所述定位孔5间隔设置，且内侧设有螺纹，本实施例中，所述定位孔5为圆形，且大于所述球头螺栓3的螺杆的直径，所述球头螺栓3可以由所述定位孔5穿过，并通过螺母固定于所述定位孔5中，由于所述定位孔5设置有至少两个，这两个所述定位孔5的位置不一样，当球头螺栓3固定于不同的所述定位孔5中时，与所述球头螺栓3连接的气撑杆4的位置也就发生改变，从而使得所述气撑杆4的力臂发生改变，背门的关闭操作力和开启操作力也就随之变化，从而改善了用户体验，满足了用户的感知需求，且不同所述定位孔5之间相互独立，不论所述球头螺栓3安装到哪个定位孔5中，其他的所述定位孔5都不会影响所述球头螺栓3的安装位置，定位孔5也只是在原来的一个球头螺栓安装孔的基础上，增加了一个或多个数量，并未改变气撑杆安装支架的自身结构，安装支架的安装位置及安装方式也无需改变，气撑杆的安装方式及作用原理也未被改变，整个安装支架结构简单，加工方便，成本低廉。在其他实施例中，所述球头螺栓3也可以是通过其他结构固定于所述第二安装支架2，如卡扣、凹槽等形式。
57.参见图1和图5所示，在一些可选的实施例中，所述第二安装支架2可以垂直于所述第一安装支架1，两个所述定位孔5的圆心的连线可以垂直于所述第一安装支架1，本实施例
中，所述第一安装支架1固定于车辆的背门上，所述第一安装支架1与所述第二安装支架2共同受力，所述第一安装支架1与所述第二安装支架2相互垂直的设计可以使整个安装支架更加符合背门的力学设计，两个所述定位孔5设计于所述第二安装支架2上，当两个所述定位孔5位于与所述第二安装支架2垂直的同一直线上时，也就是说，一个所述定位孔5相对于所述第二安装支架2垂线与另一个所述定位孔5相对于所述第二安装支架2垂线重合，若以第二安装支架2水基准水平面，则两个所述定位孔5均同一位于竖直线上，若两个所述定位孔5之间的距离提前测出，在调整所述气撑杆4的位置时，也就可以根据两个所述定位孔5之间的竖直距离更加方便的计算出所述气撑杆4安装于任意一个所述定位孔5时的力矩，也就是说，可以根据所述气撑杆4的位置计算出开启背门和关闭背门时的所需的操纵力，在气撑杆安装支架的生产过程中，也就可以提前设定好所述定位孔5之间的距离，无需用户计算，可以直接根据需要去调整所述气撑杆4的位置，调整过程更加方便快速，在其他实施例中，两个所述定位孔5也可以不在同一竖直线上，可以是一个所述定位孔5靠近所述气撑杆4，另一个所述定位孔5远离气撑杆4。
58.参见图5所示，在一些实施例中，两个所述定位孔5之间可以连接有连接孔6，所述连接孔6的两端可以分别与两个所述定位孔5连通，本实施例中，由于所述球头螺栓3是通过螺母固定于所述定位孔5中，在将所述球头螺栓3由一个所述定位孔5移动至另一个所述定位孔5时，需要先将球头螺栓3从前一个定位孔5中拆卸下来，然后在安装至后一个定位孔5中，安装过程比较费时费力，因此，在两个所述定位孔5之间设计一个可以将两个定位孔5连通的连接孔6，在将所述球头螺栓3由一个所述定位孔5移动至另一个所述定位孔5时，可以先旋转球头螺栓3上安装的螺母，使螺母松开，然后将球头螺栓3的螺杆由前一个定位孔5沿连接孔6滑动至后一个定位孔5，然后再将螺母紧固，球头螺栓3被重新固定在定位孔5中，这样就可以减少球头螺栓3在移动的过程中的安装和拆卸步骤，使得气撑杆4的调整过程更加简单快速，节约了调整时间，用户体验更好。
59.参见图5所示，在一些实施例中，所述连接孔6的宽度可以与所述定位孔5的直径相同，本实施例中，球头螺栓3具有螺杆和球头，球头用于固定气撑杆4，螺杆用于穿设于定位孔5中，螺杆的另一端通过螺母固定，从而使得螺杆的两端分别通过球头和螺母夹持于所述第二安装支架2上，其中，所述定位孔5用于容纳球头螺栓3，定位孔5的直径需要与球头螺栓3的螺杆的直径相匹配，定位孔5的直径需要使得球头螺栓3可以刚好安装于定位孔5中，又不会定位孔5脱出，也就是说，所述定位孔5的直径需要略大于球头螺栓3的螺杆的直径，但又不能大于球头螺栓3的球头的直径，以防止球头由定位孔5脱出，而当球头螺栓3沿连接孔6移动时，同样的，为了使球头螺栓3的螺杆可以在连接孔6内移动，同时也需要保证球头螺栓3的球头不会从连接孔6脱出，连接孔6的宽度也需要略大于球头螺栓3的螺杆的直径，同时也要小于球头螺栓3的球头的直径，因此连接孔6的宽度可以与所述定位孔5的直径相同，使得球头螺栓3在移动的过程中不会歪斜，球头也不会脱出，在其他实施例中，连接孔6的宽度也可以略大于或略小于定位孔5的直径，但都需要保证其宽度不会小到让球头螺栓3沿连接孔6移动时对其产生阻碍或者移动不顺畅，也不会大到使球头螺栓3在移动过程中球头脱出连接孔6，从而使整个调整过程中的体验感更为舒适放心。
60.参见图5所示，优选的，所述连接孔6位于两个所述定位孔5之间的部分可以呈弧形，本实施例中，由于球头螺栓3需要在两个定位孔中的任意一个固定，又因为连接孔6的宽
度与定位孔5的宽度接近，因此，为防止球头螺栓3在其中一个定位孔5固定后，由于球头螺栓3的螺母松动或球头螺栓3的螺杆磨损等原因，导致固定好的球头螺栓3在使用过程中在车辆晃动或重力的作用下还会沿连接孔6移动，进而改变了气撑杆4的位置，导致安装支架达不到调整的效果，因此，需要将连接孔6的形状设计为弧形，配合圆形的定位孔5，连接孔6的两端与定位孔5连接的位置会在定位孔5的内壁上形成一个尖形的阻挡面，可以防止球头螺栓3由定位孔5自己滑出到连接孔6中，同时，连接孔6本身为弧形，其内壁具有一定的角度，也可以对球头螺栓3起到阻挡的作用，防止球头螺栓3滑落。在其他实施例中，连接孔6也可以是直线形，一端连接于一个定位孔5的底部，另一端连接于另一个定位孔5的顶部，但这样设计会导致球头螺栓3容易滑动，因此连接孔6也可以是具有一定的角度的直线形，倾斜设置于两个定位孔5之间，连接孔6也可以是曲线形，具有多个弯曲的弧面。
61.参见图5所示，进一步的，两个所述定位孔5与所述连接孔6可以构成c形，本实施例中，当连接孔6的两端分别与两个所述定位孔5的同一侧连接，且连接孔6本身呈弧形时，连接孔6可以与两个定位孔5构成一个c字形，c字形的孔较为连贯，球头螺栓3在移动时，可以使球头螺栓3移动的更为顺畅，避免碰到连接孔6与定位孔5连接处的尖角使得球头螺栓3卡顿，在调节时更加方便，节省力气，同时定位孔5与连接孔6的连接处会与这个定位孔5形成一个接近水平方向的条形孔，也就是说，在移动球头螺栓3时，需要先将球头螺栓3在这个条形孔中移动到接近连接孔6的位置，然后才能进入到连接孔6内，进而才能沿连接孔6移动，因此，c字形的孔的设计也可以防止球头螺栓3在固定后继续沿连接孔6滑动，同时又能使球头螺栓3在调节时更加顺畅，另外，c字形的孔形状简单，在加工时也可以更加方便快速，不需要耗费太多用于打孔的零件，相对于其他形状的连接孔6来说，减少了制造成本，在其他实施例中，两个所述定位孔5与所述连接孔6也可以设计成其他的形状，例如v形、s形、o形等。另外，本实施例中的球头螺栓3是设置为固定在定位孔5中，连接孔6只是用于移动的通道，在其他实施例中，球头螺栓3也可以设置为既可以固定于定位孔5的内侧，也可以固定连接孔6内侧，这样，球头螺栓3的可调节的位置就更多，气撑杆4的位置变化也就可以更多，使得调节过程更加灵活，调节后的效果更好。
62.参见图1所示，在一些实施例中，所述第一安装支架1可以包括第一加强部11和第一安装板12，所述第一加强部11自所述第一安装板12向一侧弯折延伸，当所述第一安装支架1安装于背门时，所述第一加强部11与背门具有空隙，本实施例中，第一加强部11向上凸出设置，增加了第一安装支架1的强度，第一安装板12上具有安装孔，安装孔中安装有螺栓，且通过设置第一加强部11，可以在安装支架位置不变的情况下，尽量减少球头螺栓3的长度，从而降低了对球头螺栓3刚度的要求，使球头螺栓3更加可靠、耐用。
63.参见图2和图3所示，在一些实施例中，所述第二安装支架2可以具有第二加强部21和第二安装板22，所述第二加强部21自所述第二安装板22向一侧弯折延伸，所述球头螺栓3安装于所述第二加强部21，本实施例中，第二加强部21向前凸出设置，增加了第二安装支架2的强度，提高了第二安装支架2对于球头螺栓3的支撑力度。
64.参见图1、图2和图4所示，在一些实施例中，所述第一加强部11可以与所述第一安装板12围成第一槽体13，所述第二加强部21与所述第二安装板22围成第二槽体23，所述第一槽体13与所述第二槽体23连通，本实施例中，所述第一槽体13与所述第二槽体23连通可以进一步提高安装支架的整体性，增加安装支架的整体结构强度，防止安装支架在使用过
程中变形或损坏。
65.本发明实施例提供的一种可调气撑杆安装支架总成结构的原理为：
66.将可移动的球头螺栓3预安装在气撑杆安装支架中，根据用户的实际需要，可以将气撑杆4紧固在两个工作位置的任意一个中，通过改变球头螺栓3的固定点位置，实现了气撑杆4力臂的调整，实现了应对冬夏两季开关门操作舒适性的需求，调节操作简单，不需要更换不同力值的气撑杆，在提高用户感知的同时并未增加成本。
67.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
68.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
69.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。