轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺，屬于測量裝置領(lǐng)域，主要解決了現(xiàn)有汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的試驗臺架不能實時準確的對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行測試的問題。本實用新型包括用于安裝放置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（18）的臺架，用于將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（18）固定于臺架上的夾具，以及為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（18）提供轉(zhuǎn)向阻力矩的轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)；所述轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)包括順次連接的伺服電機（13）、減速機（14）、減速機托架（15）、減速機軸套（22）、扭矩傳感器（21）、節(jié)臂（19），所述節(jié)臂（19）與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（18）連接，所述減速機托架（15）與臺架連接。本實用新型具有靈活可靠，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，功能全面等優(yōu)點。
【專利說明】轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行測試的試驗臺，屬于測量裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對汽車的行駛安全至關(guān)重要。
[0003]隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化。近年來在汽車特別是乘用車上得到越來越廣泛的應(yīng)用。主要是從減輕駕駛員疲勞，提高操縱輕便性和穩(wěn)定性出發(fā)；次要是從減小因在高速行駛中前輪突然爆胎而造成的事故出發(fā)。雖然帶來成本較高和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，但由于優(yōu)點明顯，還是得到很快的發(fā)展。
[0004]然而，從目前國內(nèi)對汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的試驗臺架來看，一部分試驗臺僅能獨立測試汽車轉(zhuǎn)向器、橫拉桿、轉(zhuǎn)向管柱等單一零部件，另有少數(shù)一部分臺架能對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整體進行測試，但是其設(shè)置的轉(zhuǎn)向阻力或阻力矩確實單一、靜態(tài)、非實時性的，僅可在一定粗略的程度上測試轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可靠性，而不能實時準確的對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行測試，因此也更不能進行人在環(huán)的主觀評價試驗。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于:針對現(xiàn)有汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的試驗臺架不能實時準確的對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行測試的問題，提供一種解決上述問題的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺。
[0006]為解決上述缺點，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺，包括用于安裝放置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的臺架，用于將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定于臺架上的夾具，以及為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)向阻力矩的轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)；所述轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)包括順次連接的伺服電機、減速機、減速機托架、減速機軸套、扭矩傳感器、節(jié)臂，所述節(jié)臂與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)連接，所述減速機托架與臺架連接。
[0008]進一步，所述臺架由立柱臺、設(shè)置于立柱臺上方的裝配孔板、以及與裝配孔板連接的防護欄組成。
[0009]更進一步，所述裝配孔板上設(shè)置有通孔，該通孔下方安裝有直線導(dǎo)軌，該通孔上方則設(shè)置有與直線導(dǎo)軌連接的過渡板，所述減速機托架經(jīng)由過渡板連接于直線導(dǎo)軌上。
[0010]更進一步地，所述裝配孔板上還設(shè)置有將過渡板固定在裝配孔板上的過渡板夾具。
[0011]優(yōu)選地，所述減速機軸套與扭矩傳感器之間通過軸承及軸承座連接。
[0012]作為一種優(yōu)選，所述夾具包括轉(zhuǎn)向管柱夾具和轉(zhuǎn)向器夾具。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0014]1、本實用新型通過轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供了不同大小的轉(zhuǎn)向阻力矩，從而可以模擬出多種工況下實時轉(zhuǎn)向阻力矩，進而能實時準確的對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行測試。
[0015]2、本實用新型的裝配孔板上具有許多裝配孔，通過該裝配孔便于夾具的更換與移動，同時也提供了對不同轉(zhuǎn)向系統(tǒng)針對性開發(fā)夾具的空間和條件，進而可滿足一定尺寸范圍內(nèi)所有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝夾緊。
[0016]3、本實用新型中的減速機托架經(jīng)由過渡板連接于直線導(dǎo)軌上，從而可以在直線導(dǎo)軌的作用下提供適應(yīng)不同輪距轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輕松裝夾。
[0017]4、本實用新型中過渡板前后兩端也分別配備了過渡板夾具，該過渡板夾具可以在保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)位置確定后進行緊固，約束過渡板的各個方向自由度。
[0018]5、本實用新型不僅在功能上可以為試驗對象提供實時準確的轉(zhuǎn)向阻力矩，而且在機械結(jié)構(gòu)方面具有可調(diào)整性，靈活可靠，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，功能全面，并適用于整體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其相關(guān)零部件測試，極其適合推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中，圖中附圖標記對應(yīng)的零部件名稱為:
[0022]I 一立柱護欄,2 —階梯，3 —右護欄，4 一后護欄，5 —扶手,6 —左護欄,7 —柱體，
8 一側(cè)護欄，9 一第二轉(zhuǎn)向管柱夾具，10 —裝配孔板，11 一轉(zhuǎn)向器夾具，12 —立柱臺，13 —伺服電機，14 一減速機,15 一減速機托架，16 一軸承及軸承座，17 一過渡板,18 一轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，19 一節(jié)臂，20 —直線導(dǎo)軌，21 —扭矩傳感器，22 —減速機軸套。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合實施例及其附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
實施例
[0024]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺，如圖1所示，主要由包括臺架、夾具和轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)組成，其中每個部分的具體結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系如下:
[0025]臺架:包括立柱臺12、設(shè)置于立柱臺12上方的裝配孔板10、以及與裝配孔板10連接的防護欄。
[0026]該裝配孔板10上方由隔板分隔成兩個區(qū)域，分別為操作區(qū)域和安裝區(qū)域，該操作區(qū)域前方為隔板，該操作區(qū)域上設(shè)有左護欄6、右護欄3以及后護欄4，該后護欄4與左護欄6以及右護欄3之間分別設(shè)有階梯2，該階梯2的設(shè)置有效保證操作人員進入操作區(qū)域進行操作，該階梯2上還設(shè)置有扶手5。所述安裝區(qū)域前方為隔板，安裝區(qū)域兩側(cè)分別設(shè)置有一個側(cè)護欄8，該側(cè)護欄8的下方設(shè)置有立柱護欄I。
[0027]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)18為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺的試驗對象，結(jié)構(gòu)如下:包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱、轉(zhuǎn)向器和橫拉桿。轉(zhuǎn)向管柱兩端分別連接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器和橫拉桿通過球鉸相連。
[0028]夾具:包括轉(zhuǎn)向管柱夾具和轉(zhuǎn)向器夾具11。該轉(zhuǎn)向管柱夾具用于轉(zhuǎn)向管柱的夾裝，具體包括位于操作區(qū)域內(nèi)的第一轉(zhuǎn)向管柱夾具和位于安裝區(qū)域的第二轉(zhuǎn)向管柱夾具9。第一轉(zhuǎn)向管柱夾具由設(shè)置于轉(zhuǎn)向盤兩側(cè)的柱體7、位于柱體7與轉(zhuǎn)向盤之間的連接件組成。
[0029]轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng):如圖2所示，包括順次連接的伺服電機13、減速機14、減速機托架15、減速機軸套22、扭矩傳感器21、節(jié)臂19。其中，減速機軸套22與扭矩傳感器21之間通過軸承及軸承座16連接。
[0030]上述每個部分之間的具體連接關(guān)系如下:
[0031]轉(zhuǎn)向管柱貫穿隔板，該轉(zhuǎn)向管柱連接轉(zhuǎn)向盤的一端和轉(zhuǎn)向盤位于操作區(qū)域內(nèi)，轉(zhuǎn)向管柱另一端以及轉(zhuǎn)向器和橫拉桿則位于安裝區(qū)域內(nèi)，該轉(zhuǎn)向盤通過第一轉(zhuǎn)向管柱夾具進行固定，該轉(zhuǎn)向管柱通過第二轉(zhuǎn)向管柱夾具9固定在裝配孔板10上方，該轉(zhuǎn)向器通過轉(zhuǎn)向器夾具11固定在裝配孔板10上方。
[0032]本實用新型中轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)為兩組，分別設(shè)置于橫拉桿的兩端。所述伺服電機13、減速機14、減速機托架15、減速機軸套22、扭矩傳感器21、節(jié)臂19由下至上順次設(shè)置，其中僅節(jié)臂19貫穿裝配孔板10與橫拉桿外球頭銷連接，其它部件則均位于裝配孔板10下方，減速機托架15則與裝配孔板10固定連接。
[0033]通過以上設(shè)計即可有效保證不同尺寸范圍轉(zhuǎn)向系統(tǒng)18的安裝夾緊。在上述基礎(chǔ)上，為了能適應(yīng)不同輪距的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)18的安裝夾緊，本實用新型還在裝配孔板10上設(shè)置有通孔，該通孔下方安裝直線導(dǎo)軌20，該通孔上方則設(shè)置與直線導(dǎo)軌20連接的過渡板17。
[0034]所述減速機托架15經(jīng)由過渡板17安裝于直線導(dǎo)軌20上。即減速機托架15固定連接于過渡板17上，所述節(jié)臂19貫穿過渡板17與橫拉桿外球頭銷連接。該過渡板17則放置于直線導(dǎo)軌20上。通過直線導(dǎo)軌20的設(shè)置，便于過渡板17的直線滑動，進而有效調(diào)節(jié)兩轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)之間的距離，滿足不同輪距的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)18的安裝夾緊。
[0035]為了約束過渡板17的各個方向自由度，即為了能有效確定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)18中橫拉桿的位置后對其進行緊固，該過渡板17前后兩端也分別配備了過渡板夾具，如圖1所示，通過該過渡板夾具有效將過渡板17固定在裝配孔板10上。本實用新型中夾具、過渡板17以及直線導(dǎo)軌20可根據(jù)具體的試驗對象進行調(diào)整或設(shè)計匹配。
[0036]利用本實用新型的結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)18上設(shè)置必要的檢測裝置就可對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)18中的數(shù)據(jù)進行檢測，由于檢測項目不同，該檢測裝置的類別和安裝位置也不盡相同。如在本實用新型中設(shè)置針對動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸入扭矩、位移傳感器，輸出扭矩、位移傳感器，及位于齒條位置的位移傳感器和力傳感器等等。
[0037]同時，在本實用新型的檢測裝置上連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、PI調(diào)節(jié)器、控制系統(tǒng)等，可有效實現(xiàn)電氣的自動控制。在檢測裝置上連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、PI調(diào)節(jié)器、控制系統(tǒng)等電氣設(shè)備是本領(lǐng)域的技術(shù)人員常用手段，因而具體連接關(guān)系不再贅述。
[0038]本實用新型連接各類檢測裝置和電氣設(shè)備后，其工作過程如下:
[0039]為實現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺按照實時轉(zhuǎn)向阻力矩提供轉(zhuǎn)向阻力矩或阻力，由本實用新型配備的控制系統(tǒng)根據(jù)寫入的車輛模型按照一定計算方法計算得到的轉(zhuǎn)向阻力矩信號后，將此信號傳遞給執(zhí)行機構(gòu)伺服電機13，驅(qū)動減速機14，從而帶動減速機軸套22、扭矩傳感器21，直至將對應(yīng)的力矩傳遞給節(jié)臂19向被測對象轉(zhuǎn)向系統(tǒng)18輸出，從而模擬轉(zhuǎn)向阻力矩的產(chǎn)生。即本實用新型采用伺服電機13的扭矩模式，結(jié)合減速機14的方式來模擬汽車輪胎受到的地面阻力。
[0040]控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)18的轉(zhuǎn)動角度和實驗工況得出左右輪伺服電機13需要提供的阻力力矩，并將該阻力力矩信號以0-±IOV模擬電壓信號的方式發(fā)送給PI調(diào)節(jié)器，作為PI調(diào)節(jié)器的輸入命令。同時，安裝在左右輪軸上的扭矩傳感器21將電機輸出的阻力力矩反饋給PI調(diào)節(jié)器，形成力矩閉環(huán)控制系統(tǒng)，PI調(diào)節(jié)器根據(jù)上位機的輸入命令和反饋信號，作比例積分運算之后，輸出ο-±ιον模擬電壓信號給伺服驅(qū)動器，得到準確的阻力力矩。
[0041]根據(jù)相關(guān)的傳感器所獲得的信號，經(jīng)過進一步轉(zhuǎn)化得到被測對象轉(zhuǎn)向系統(tǒng)18的相應(yīng)特征值或特征曲線，從而可以客觀真實地對該試驗對象進行分析改善。通過與控制系統(tǒng)連接的伺服電機13和減速機14的作用，以及內(nèi)嵌在控制系統(tǒng)的車輛模型保證了轉(zhuǎn)向阻力矩的實時準確，為被測對象提供真實情況的模擬再現(xiàn)提供了保障。同時，本試驗臺架的轉(zhuǎn)向盤端空間較為寬敞，可以方便主觀評價工程師模擬真實駕駛時的轉(zhuǎn)向情況，從而提供良好的主觀評價環(huán)境。這兩項突出的優(yōu)勢都是國內(nèi)相關(guān)試驗臺架之首創(chuàng)。
[0042]根據(jù)以上設(shè)計，就可以較好的實現(xiàn)本實用新型。
【權(quán)利要求】
1.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺，其特征在于:包括用于安裝放置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(18)的臺架，用于將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(18)固定于臺架上的夾具，以及為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(18)提供轉(zhuǎn)向阻力矩的轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)；所述轉(zhuǎn)向阻力矩模擬系統(tǒng)包括順次連接的伺服電機(13)、減速機(14)、減速機托架(15)、減速機軸套(22)、扭矩傳感器(21)、節(jié)臂(19)，所述節(jié)臂(19)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(18)連接，所述減速機托架(15 )與臺架連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺，其特征在于:所述臺架由立柱臺(12)、設(shè)置于立柱臺(12)上方的裝配孔板(10)、以及與裝配孔板(10)連接的防護欄組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺，其特征在于:所述裝配孔板(10)上設(shè)置有通孔，該通孔下方安裝有直線導(dǎo)軌(20)，該通孔上方則設(shè)置有與直線導(dǎo)軌(20)連接的過渡板(17)，所述減速機托架(15)經(jīng)由過渡板(17)連接于直線導(dǎo)軌(20)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺，其特征在于:所述裝配孔板(10)上還設(shè)置有將過渡板(17 )固定在裝配孔板(10 )上的過渡板夾具。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺，其特征在于:所述減速機軸套(22)與扭矩傳感器(21)之間通過軸承及軸承座(16 )連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺，其特征在于:所述夾具包括轉(zhuǎn)向管柱夾具和轉(zhuǎn)向器夾具(11)。
【文檔編號】G01M17/06GK203745211SQ201420063313
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】呂濟明, 郭孔輝, 張志華, 邱宇 申請人:成都孔輝汽車科技有限公司