一种便于转向模拟的轴耦合测功机的制作方法

本实用新型涉及测功机技术领域，具体涉及一种便于转向模拟的轴耦合测功机。

背景技术：

目前，现有的轴耦合测功机包括小车式轴耦合测功机和移动式轴耦合测功机。小车式轴耦合测功机是将测功机以及轴承座安装在由型材构成的小车上，小车底部安装有4个轮子，其中左端为2个定向轮，右端为2个万向轮，在汽车整车转向时，小车及测功机可以与汽车转向轮随动，从而实现对转向的模拟；但是测功机和小车跟随汽车转向轮一起转动，测功机和小车质量较大，快速转向时会对汽车转向机构造成非常大的冲击。移动式轴耦合测功机是将测功机以及轴承座安装在钢制底座上，轴承座采用浮动结构，可以围绕y轴和z轴摆动，轴承座摆动角度较小，可以补偿汽车转向轮的前束角和侧倾角，无法完全与汽车的转向轮随动和和提供转向负载。因此，亟待提出一种便于转向模拟的轴耦合测功机，以解决前述问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出一种便于转向模拟的轴耦合测功机，便于实现与汽车转向轮的随动和提供转向负载，且不会对转向机构造成冲击伤害，提高了实用性。

本实用新型提供了一种便于转向模拟的轴耦合测功机，包括机架、测功机、第一加载轴、第二加载轴、浮动轴承座、u形支架和伺服加载机构；所述测功机安装在所述机架上，第一加载轴的两端设有第一万向节和第二万向节，第一万向节的远第一加载轴一端与测功机的转轴连接，第二万向节的远第一加载轴一端设有连接件，连接件与所述浮动轴承座的内圈转动连接；所述第二加载轴布置在浮动轴承座的下方，第二加载轴的两端设有第三万向节和第四万向节，第三万向节的远第二加载轴一端与所述u形支架的底部连接，浮动轴承座布置在u形支架内，且u形支架的两端均与浮动轴承座转动连接；所述伺服加载机构安装在机架上，且伺服加载机构位于第二加载轴的下方，第四万向节的远第二加载轴一端与伺服加载机构的输出端连接。

优选地，所述测功机的转轴上设有同轴的输出法兰，输出法兰同轴连接有联接法兰，联接法兰同轴连接有第一扭矩法兰，第一万向节对应第一扭矩法兰端设有第一连接法兰，第一万向节的第一连接法兰与第一扭矩法兰同轴连接。

优选地，所述机架包括第一移动底座、第二移动底座、测功机底座、第一丝杆升降减速机和第二丝杆升降减速机，第二移动底座滑动安装在第一移动底座上，测功机底座滑动安装在第二移动底座上；所述第一移动底座和第二移动底座呈间距布置，第一丝杆升降减速机的蜗轮减速机与第一移动底座连接，第二移动底座的底部设有丝杆螺母，第二移动底座的丝杆螺母与第一丝杆升降减速机的丝杆螺纹连接；所述测功机底座和第二移动底座呈间距布置，第二丝杆升降减速机的蜗轮减速机与第二移动底座连接，测功机底座的底部设有丝杆螺母，测功机底座的丝杆螺母与第二丝杆升降减速机的丝杆螺纹连接；第一丝杆升降减速机的丝杆和第二丝杆升降减速机的丝杆呈垂直布置。

优选地，所述第一移动底座上设有两条呈对称布置的第一t型槽，第一t型槽的长度与第一丝杆升降减速机平行，第二移动底座对应第一t型槽处均设有与其活动配合的第一t形块；第二移动底座上设有两条呈对称布置的第二t型槽，第二t型槽的长度与第二丝杆升降减速机平行，测功机底座对应第二t型槽处均设有与其活动配合的第二t形块。

优选地，便于转向模拟的轴耦合测功机还包括支撑架和轴承座底座；所述支撑架安装在测功机底座上，伺服加载机构包括减速机和伺服电机，减速机安装在支撑架上，且减速机位于支撑架下方，伺服电机安装在减速机的输入端，且伺服电机的转轴与减速机的输入轴连接；轴承座底座安装在支撑架上，且轴承座底座中部设有通孔，u形支架位于轴承座底座上，第二加载轴布置在支撑架内，第三万向节的远第二加载轴一端穿过轴承座底座的通孔与u形支架的底部连接。

优选地，所述u形支架的底部设有多个呈周向布置的支撑件，支撑件包括连接柱、限位板和钢球，连接柱的一端面设有同中心轴的内凹半球面，限位板与连接柱的靠内凹半球面的一端连接，限位板对应内凹半球面处设有贯穿的限位孔，限位孔的内壁呈球面，限位孔的大尺寸一侧靠连接柱的内凹半球面，钢球布置在限位板和连接柱的内凹半球面围成的空间内且呈间隙配合；u形支架对应每个支撑件处设有柱状槽，每个支撑件的连接柱与对应的柱状槽过盈配合，钢球的一部分凸出限位板的通孔与轴承座底座相抵。

优选地，所述u形支架的两端均设有贯穿的连接孔，连接孔内配设有活动的连接螺栓，浮动轴承座对应u形支架的连接孔处均设有螺纹孔，连接螺栓穿过对应的连接孔与对应的螺纹孔螺纹连接。

优选地，所述伺服加载机构的输出端连接有输出法兰，伺服加载机构的输出法兰同轴连接有第二扭矩法兰，第四万向节对应第二扭矩法兰端设有第二连接法兰，第四万向节的第二连接法兰与第二扭矩法兰同轴连接。

优选地，所述第一万向节的靠第一加载轴一端设有第一连接套筒，第一加载轴与第一万向节的连接端设有第一套环，第一套环活动配合在第一连接套筒内；第一万向节的工作摆角范围为-18°至18°，第二万向节的工作摆角范围为-45°至45°。

优选地，所述第四万向节的靠第二加载轴一端设有第二连接套筒，第二加载轴与第四万向节的连接端设有第二套环，第二套环活动配合在第二连接套筒内；第四万向节的工作摆角范围为-18°至18°，第三万向节的工作摆角范围为-45°至45°。

本实用新型具有如下的有益效果：

本技术方案通过将连接件与汽车转向轮连接，连接件和浮动轴承座便于实现与汽车转向轮的随动；汽车转向轮偏转时带动浮动轴承座跟随偏转，转动角度不受限制，且可以满足汽车转向轮最大转向角的要求和提供转向负载，同时不会对转向机构造成冲击伤害，提高了实用性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的立体图；

图2为本实用新型一实施例的主视图；

图3为图2中a-a的剖视图；

图4为图2中b-b的剖视图；

图5为本实用新型一实施例中支撑件的结构示意图。

附图标记：

1-机架，101-第一移动底座，102-第二移动底座，103-测功机底座，104-第一丝杆升降减速机，105-第二丝杆升降减速机，106-第一t型槽，107-第一t形块，108-第二t型槽，109-第二t形块，110-支撑架，111-轴承座底座，2-测功机，201-输出法兰，202-联接法兰，203-第一扭矩法兰，3-第一加载轴，301-第一万向节，302-第二万向节，303-连接件，304-第一连接法兰，305-第一连接套筒，306-第一套环，4-第二加载轴，401-第三万向节，402-第四万向节，405-第二连接套筒，406-第二套环，5-浮动轴承座，6-u形支架，61-连接螺栓，7-伺服加载机构，701-减速机，702-伺服电机，8-支撑件，801-连接柱，802-限位板，803-钢珠，804-内凹半球面，805-限位孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1至图4所示，本实施例提供的一种便于转向模拟的轴耦合测功机，包括机架1、测功机2、第一加载轴3、第二加载轴4、浮动轴承座5、u形支架6和伺服加载机构7；测功机2安装在机架1上，第一加载轴3的两端设有第一万向节301和第二万向节302，第一万向节301的远第一加载轴一端与测功机2的转轴连接，第二万向节302的远第一加载轴一端设有连接件303，连接件303与浮动轴承座5的内圈转动连接。

第二加载轴4布置在浮动轴承座5的下方，第二加载轴4的两端设有第三万向节401和第四万向节402，第三万向节401的远第二加载轴一端与u形支架6的底部连接，浮动轴承座5布置在u形支架6内，且u形支架6的两端均与浮动轴承座5转动连接；伺服加载机构7安装在机架1上，且伺服加载机构7位于第二加载轴4的下方，第四万向节402的远第二加载轴一端与伺服加载机构7的输出端连接。

本技术方案通过将连接件303与汽车转向轮连接，连接件303和浮动轴承座5便于实现与汽车转向轮的随动；汽车转向轮偏转时带动浮动轴承座5跟随偏转，转动角度不受限制，且可以满足汽车转向轮最大转向角的要求，同时不会对转向机构造成冲击伤害，提高了实用性。同时，伺服加载机构7可给第四万向节402一个扭矩，为汽车的转向轮提供转向负载，以模拟地面给汽车轮胎的扭矩，从而通过伺服加载机构7实现对不同路况的模拟。

具体地，机架1包括第一移动底座101、第二移动底座102、测功机底座103、第一丝杆升降减速机104和第二丝杆升降减速机105，第二移动底座102滑动安装在第一移动底座101上，测功机底座103滑动安装在第二移动底座102上。第一丝杆升降减速机104和第二丝杆升降减速机105均采用蜗轮丝杆升降机，蜗轮丝杆升降机为现有技术；第一丝杆升降减速机104包括蜗轮减速机和丝杆，丝杆和蜗轮减速机的蜗轮键连接，蜗轮减速机的蜗杆和蜗轮配合，通过转动蜗轮减速机的蜗杆带动蜗轮和丝杆转动。

第一移动底座101和第二移动底座102呈间距布置，第一丝杆升降减速机104的蜗轮减速机与第一移动底座101连接，第二移动底座102的底部设有丝杆螺母，第二移动底座102的丝杆螺母与第一丝杆升降减速机104的丝杆螺纹连接。测功机底座103和第二移动底座102呈间距布置，第二丝杆升降减速机105的蜗轮减速机与第二移动底座102连接，测功机底座103的底部设有丝杆螺母，测功机底座103的丝杆螺母与第二丝杆升降减速机105的丝杆螺纹连接；第一丝杆升降减速机104的丝杆和第二丝杆升降减速机105的丝杆呈垂直布置。而且第一丝杆升降减速机104的丝杆位于第一移动底座101和第二移动底座102之间，第二丝杆升降减速机105的丝杆位于测功机底座103和第二移动底座102之间。通过第一丝杆升降减速机和第二丝杆升降减速机的布置，便于调整测功机底座103的位置，以便使连接件303与汽车转向轮相对应。

为了提高第二移动底座102和测功机底座103滑动的稳定性。第一移动底座101上设有两条呈对称布置的第一t型槽106，第一t型槽106的长度与第一丝杆升降减速机平行，第二移动底座102对应第一t型槽处均设有与其活动配合的第一t形块107；第二移动底座102上设有两条呈对称布置的第二t型槽108，第二t型槽108的长度与第二丝杆升降减速机平行，测功机底座103对应第二t型槽108处均设有与其活动配合的第二t形块108。

此外，便于转向模拟的轴耦合测功机还包括支撑架110和轴承座底座111；支撑架110安装在测功机底座103上，伺服加载机构7包括减速机701和伺服电机702，减速机701安装在支撑架110上，且减速机701位于支撑架110下方，伺服电机702安装在减速机701的输入端，且伺服电机702的转轴与减速机701的输入轴连接；轴承座底座111安装在支撑架110上，且轴承座底座111中部设有通孔，u形支架6位于轴承座底座111上，第二加载轴4布置在支撑架110内，第三万向节401的远第二加载轴一端穿过轴承座底座111的通孔与u形支架6的底部连接。

如图5所示，u形支架6的底部设有多个呈周向布置的支撑件8，支撑件8包括连接柱801、限位板802和钢球803，连接柱801的一端面设有同中心轴的内凹半球面804，限位板802与连接柱801的靠内凹半球面的一端连接，限位板802对应内凹半球面处设有贯穿的限位孔805，限位孔805的内壁呈球面，限位孔805的大尺寸一侧靠连接柱801的内凹半球面804，钢球803布置在限位板802和连接柱801的内凹半球面804围成的空间内且呈间隙配合；u形支架6对应每个支撑件处设有柱状槽，每个支撑件8的连接柱801与对应的柱状槽过盈配合，钢球803的一部分凸出限位板802的通孔与轴承座底座111相抵。本实施例中，限位孔805的大尺寸一侧的直径与内凹半球面的直径相同，且限位板802与u形支架6的底部相抵；另外，支撑件8的数量为四个，四个支撑件8以第三万向节401与u形支架6的连接处为中心呈纵横矩阵布置。通过支撑件8的设计，一方面便于轴承座底座111对u形支架6的支撑，另一方面便于u形支架6通过支撑件8在轴承座底座111实现低摩擦摆动。

进一步地，u形支架6的两端均设有贯穿的连接孔，连接孔内配设有活动的连接螺栓61，浮动轴承座5对应u形支架6的连接孔处均设有螺纹孔，连接螺栓61穿过对应的连接孔与对应的螺纹孔螺纹连接。

进一步地，测功机2的转轴上设有同轴的输出法兰201，输出法兰201同轴连接有联接法兰202，联接法兰202同轴连接有第一扭矩法兰203，第一万向节301对应第一扭矩法兰端设有第一连接法兰304，第一万向节301的第一连接法兰304与第一扭矩法兰203同轴连接。伺服加载机构7的输出端连接有输出法兰，伺服加载机构的输出法兰同轴连接有第二扭矩法兰，第四万向节对应第二扭矩法兰端设有第二连接法兰，第四万向节的第二连接法兰与第二扭矩法兰同轴连接。

为了汽车转向轮的转向角范围。第一万向节301的工作摆角范围为-18°至18°，第二万向节305的工作摆角范围为-45°至45°。第四万向节402的工作摆角范围为-18°至18°，第三万向节401的工作摆角范围为-45°至45°。为了满足第一加载轴3和第二加载轴4的长度补偿。第一万向节304的靠第一加载轴一端设有第一连接套筒305，第一加载轴3与第一万向节304的连接端设有第一套环306，第一套环306活动配合在第一连接套筒305内。第四万向节402的靠第二加载轴一端设有第二连接套筒405，第二加载轴4与第四万向节405的连接端设有第二套环406，第二套环406活动配合在第二连接套筒405内。本实施例中，第一加载轴3和第二加载轴4的长度补偿量为40mm，即第一加载轴3的第一套环306可沿第一连接套筒305相对滑动的距离为40mm，第二加载轴4的第二套环406可沿第二连接套筒405相对滑动的距离为40mm。

需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。