转向系统试验台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了转向系统试验台，属于测量装置领域，主要解决了现有汽车转向系统的试验台架不能实时准确的对转向系统进行测试的问题。本实用新型包括用于安装放置转向系统（18）的台架，用于将转向系统（18）固定于台架上的夹具，以及为转向系统（18）提供转向阻力矩的转向阻力矩模拟系统；所述转向阻力矩模拟系统包括顺次连接的伺服电机（13）、减速机（14）、减速机托架（15）、减速机轴套（22）、扭矩传感器（21）、节臂（19），所述节臂（19）与转向系统（18）连接，所述减速机托架（15）与台架连接。本实用新型具有灵活可靠，结构简单，使用方便，功能全面等优点。
【专利说明】转向系统试验台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种对转向系统进行测试的试验台，属于测量装置领域。
【背景技术】
[0002]汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向，汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要。
[0003]随着汽车工业的迅速发展，转向装置的结构也有很大变化。近年来在汽车特别是乘用车上得到越来越广泛的应用。主要是从减轻驾驶员疲劳，提高操纵轻便性和稳定性出发；次要是从减小因在高速行驶中前轮突然爆胎而造成的事故出发。虽然带来成本较高和结构复杂等问题，但由于优点明显，还是得到很快的发展。
[0004]然而，从目前国内对汽车转向系统的试验台架来看，一部分试验台仅能独立测试汽车转向器、横拉杆、转向管柱等单一零部件，另有少数一部分台架能对转向系统整体进行测试，但是其设置的转向阻力或阻力矩确实单一、静态、非实时性的，仅可在一定粗略的程度上测试转向系统的可靠性，而不能实时准确的对转向系统进行测试，因此也更不能进行人在环的主观评价试验。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于:针对现有汽车转向系统的试验台架不能实时准确的对转向系统进行测试的问题，提供一种解决上述问题的转向系统试验台。
[0006]为解决上述缺点，本实用新型的技术方案如下:
[0007]转向系统试验台，包括用于安装放置转向系统的台架，用于将转向系统固定于台架上的夹具，以及为转向系统提供转向阻力矩的转向阻力矩模拟系统；所述转向阻力矩模拟系统包括顺次连接的伺服电机、减速机、减速机托架、减速机轴套、扭矩传感器、节臂，所述节臂与转向系统连接，所述减速机托架与台架连接。
[0008]进一步，所述台架由立柱台、设置于立柱台上方的装配孔板、以及与装配孔板连接的防护栏组成。
[0009]更进一步，所述装配孔板上设置有通孔，该通孔下方安装有直线导轨，该通孔上方则设置有与直线导轨连接的过渡板，所述减速机托架经由过渡板连接于直线导轨上。
[0010]更进一步地，所述装配孔板上还设置有将过渡板固定在装配孔板上的过渡板夹具。
[0011]优选地，所述减速机轴套与扭矩传感器之间通过轴承及轴承座连接。
[0012]作为一种优选，所述夹具包括转向管柱夹具和转向器夹具。
[0013]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0014]1、本实用新型通过转向阻力矩模拟系统为转向系统提供了不同大小的转向阻力矩，从而可以模拟出多种工况下实时转向阻力矩，进而能实时准确的对转向系统进行测试。
[0015]2、本实用新型的装配孔板上具有许多装配孔，通过该装配孔便于夹具的更换与移动，同时也提供了对不同转向系统针对性开发夹具的空间和条件，进而可满足一定尺寸范围内所有转向系统的安装夹紧。
[0016]3、本实用新型中的减速机托架经由过渡板连接于直线导轨上，从而可以在直线导轨的作用下提供适应不同轮距转向系统的轻松装夹。
[0017]4、本实用新型中过渡板前后两端也分别配备了过渡板夹具，该过渡板夹具可以在保证转向系统位置确定后进行紧固，约束过渡板的各个方向自由度。
[0018]5、本实用新型不仅在功能上可以为试验对象提供实时准确的转向阻力矩，而且在机械结构方面具有可调整性，灵活可靠，结构简单，使用方便，功能全面，并适用于整体转向系统及其相关零部件测试，极其适合推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0020]图2为转向系统与转向阻力矩模拟系统连接的结构示意图。
[0021]其中，图中附图标记对应的零部件名称为:
[0022]I 一立柱护栏,2 —阶梯，3 —右护栏，4 一后护栏，5 —扶手,6 —左护栏,7 —柱体，
8 一侧护栏，9 一第二转向管柱夹具，10 —装配孔板，11 一转向器夹具，12 —立柱台，13 —伺服电机，14 一减速机,15 一减速机托架，16 一轴承及轴承座，17 一过渡板,18 一转向系统，19 一节臂，20 —直线导轨，21 —扭矩传感器，22 —减速机轴套。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例及其附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
[0024]转向系统试验台，如图1所示，主要由包括台架、夹具和转向阻力矩模拟系统组成，其中每个部分的具体结构及连接关系如下:
[0025]台架:包括立柱台12、设置于立柱台12上方的装配孔板10、以及与装配孔板10连接的防护栏。
[0026]该装配孔板10上方由隔板分隔成两个区域，分别为操作区域和安装区域，该操作区域前方为隔板，该操作区域上设有左护栏6、右护栏3以及后护栏4，该后护栏4与左护栏6以及右护栏3之间分别设有阶梯2，该阶梯2的设置有效保证操作人员进入操作区域进行操作，该阶梯2上还设置有扶手5。所述安装区域前方为隔板，安装区域两侧分别设置有一个侧护栏8，该侧护栏8的下方设置有立柱护栏I。
[0027]转向系统18为转向系统试验台的试验对象，结构如下:包括转向盘、转向管柱、转向器和横拉杆。转向管柱两端分别连接转向盘和转向器，转向器和横拉杆通过球铰相连。
[0028]夹具:包括转向管柱夹具和转向器夹具11。该转向管柱夹具用于转向管柱的夹装，具体包括位于操作区域内的第一转向管柱夹具和位于安装区域的第二转向管柱夹具9。第一转向管柱夹具由设置于转向盘两侧的柱体7、位于柱体7与转向盘之间的连接件组成。
[0029]转向阻力矩模拟系统:如图2所示，包括顺次连接的伺服电机13、减速机14、减速机托架15、减速机轴套22、扭矩传感器21、节臂19。其中，减速机轴套22与扭矩传感器21之间通过轴承及轴承座16连接。
[0030]上述每个部分之间的具体连接关系如下:
[0031]转向管柱贯穿隔板，该转向管柱连接转向盘的一端和转向盘位于操作区域内，转向管柱另一端以及转向器和横拉杆则位于安装区域内，该转向盘通过第一转向管柱夹具进行固定，该转向管柱通过第二转向管柱夹具9固定在装配孔板10上方，该转向器通过转向器夹具11固定在装配孔板10上方。
[0032]本实用新型中转向阻力矩模拟系统为两组，分别设置于横拉杆的两端。所述伺服电机13、减速机14、减速机托架15、减速机轴套22、扭矩传感器21、节臂19由下至上顺次设置，其中仅节臂19贯穿装配孔板10与横拉杆外球头销连接，其它部件则均位于装配孔板10下方，减速机托架15则与装配孔板10固定连接。
[0033]通过以上设计即可有效保证不同尺寸范围转向系统18的安装夹紧。在上述基础上，为了能适应不同轮距的转向系统18的安装夹紧，本实用新型还在装配孔板10上设置有通孔，该通孔下方安装直线导轨20，该通孔上方则设置与直线导轨20连接的过渡板17。
[0034]所述减速机托架15经由过渡板17安装于直线导轨20上。即减速机托架15固定连接于过渡板17上，所述节臂19贯穿过渡板17与横拉杆外球头销连接。该过渡板17则放置于直线导轨20上。通过直线导轨20的设置，便于过渡板17的直线滑动，进而有效调节两转向阻力矩模拟系统之间的距离，满足不同轮距的转向系统18的安装夹紧。
[0035]为了约束过渡板17的各个方向自由度，即为了能有效确定转向系统18中横拉杆的位置后对其进行紧固，该过渡板17前后两端也分别配备了过渡板夹具，如图1所示，通过该过渡板夹具有效将过渡板17固定在装配孔板10上。本实用新型中夹具、过渡板17以及直线导轨20可根据具体的试验对象进行调整或设计匹配。
[0036]利用本实用新型的结构，在转向系统18上设置必要的检测装置就可对转向系统18中的数据进行检测，由于检测项目不同，该检测装置的类别和安装位置也不尽相同。如在本实用新型中设置针对动力转向系统的输入扭矩、位移传感器，输出扭矩、位移传感器，及位于齿条位置的位移传感器和力传感器等等。
[0037]同时，在本实用新型的检测装置上连接数据采集系统、PI调节器、控制系统等，可有效实现电气的自动控制。在检测装置上连接数据采集系统、PI调节器、控制系统等电气设备是本领域的技术人员常用手段，因而具体连接关系不再赘述。
[0038]本实用新型连接各类检测装置和电气设备后，其工作过程如下:
[0039]为实现转向系统试验台按照实时转向阻力矩提供转向阻力矩或阻力，由本实用新型配备的控制系统根据写入的车辆模型按照一定计算方法计算得到的转向阻力矩信号后，将此信号传递给执行机构伺服电机13，驱动减速机14，从而带动减速机轴套22、扭矩传感器21，直至将对应的力矩传递给节臂19向被测对象转向系统18输出，从而模拟转向阻力矩的产生。即本实用新型采用伺服电机13的扭矩模式，结合减速机14的方式来模拟汽车轮胎受到的地面阻力。
[0040]控制系统根据转向系统18的转动角度和实验工况得出左右轮伺服电机13需要提供的阻力力矩，并将该阻力力矩信号以0-±IOV模拟电压信号的方式发送给PI调节器，作为PI调节器的输入命令。同时，安装在左右轮轴上的扭矩传感器21将电机输出的阻力力矩反馈给PI调节器，形成力矩闭环控制系统，PI调节器根据上位机的输入命令和反馈信号，作比例积分运算之后，输出ο-±ιον模拟电压信号给伺服驱动器，得到准确的阻力力矩。
[0041]根据相关的传感器所获得的信号，经过进一步转化得到被测对象转向系统18的相应特征值或特征曲线，从而可以客观真实地对该试验对象进行分析改善。通过与控制系统连接的伺服电机13和减速机14的作用，以及内嵌在控制系统的车辆模型保证了转向阻力矩的实时准确，为被测对象提供真实情况的模拟再现提供了保障。同时，本试验台架的转向盘端空间较为宽敞，可以方便主观评价工程师模拟真实驾驶时的转向情况，从而提供良好的主观评价环境。这两项突出的优势都是国内相关试验台架之首创。
[0042]根据以上设计，就可以较好的实现本实用新型。
【权利要求】
1.转向系统试验台，其特征在于:包括用于安装放置转向系统(18)的台架，用于将转向系统(18)固定于台架上的夹具，以及为转向系统(18)提供转向阻力矩的转向阻力矩模拟系统；所述转向阻力矩模拟系统包括顺次连接的伺服电机(13)、减速机(14)、减速机托架(15)、减速机轴套(22)、扭矩传感器(21)、节臂(19)，所述节臂(19)与转向系统(18)连接，所述减速机托架(15 )与台架连接。
2.根据权利要求1所述的转向系统试验台，其特征在于:所述台架由立柱台(12)、设置于立柱台(12)上方的装配孔板(10)、以及与装配孔板(10)连接的防护栏组成。
3.根据权利要求2所述的转向系统试验台，其特征在于:所述装配孔板(10)上设置有通孔，该通孔下方安装有直线导轨(20)，该通孔上方则设置有与直线导轨(20)连接的过渡板(17)，所述减速机托架(15)经由过渡板(17)连接于直线导轨(20)上。
4.根据权利要求3所述的转向系统试验台，其特征在于:所述装配孔板(10)上还设置有将过渡板(17 )固定在装配孔板(10 )上的过渡板夹具。
5.根据权利要求1所述的转向系统试验台，其特征在于:所述减速机轴套(22)与扭矩传感器(21)之间通过轴承及轴承座(16 )连接。
6.根据权利要求1?5任一项所述的转向系统试验台，其特征在于:所述夹具包括转向管柱夹具和转向器夹具(11)。
【文档编号】G01M17/06GK203745211SQ201420063313
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年2月12日 优先权日:2014年2月12日
【发明者】吕济明, 郭孔辉, 张志华, 邱宇 申请人:成都孔辉汽车科技有限公司