CN101458135B - 车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构 - Google Patents

车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构 Download PDF

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车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构，它涉及一种车轮驱动轴与转向轴传动的测试机构。针对目前为止无法对车轮驱动轴与转向轴非正交传动车轮进行实验分析和验证的问题。装有驱动电机的减速器与扭矩传感器传动连接，扭矩传感器装在扭矩传感器外套内且与软轴接头固接，软轴的两端固装在软轴接头和车轮转向压盖接盘内，车轮转向压盖接盘装在车轮转向轴承座内并与车轮转向轴固接，车轮转向轴承座插装在支撑座内，车轮转向轴承座和支撑座分别与第一牙嵌分度器连接，车轮转向轴通过第二牙嵌分度器与车轮驱动轴连接。本发明可以实现车轮驱动轴和转向轴在不同角度下的非正交传动的测试实验，并能通过三种齿盘上的齿数不同实现分度精度为1°。

Description

车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构
技术领域
本发明涉及一种车轮驱动轴与转向轴传动的测试机构。
背景技术
由于某些作业场所对车轮质量各部件外形尺寸的限制，需对车轮的驱动轴、转向轴非正交布置于轮体内部，能够有效减小移动机器车轮及转向装置所占的空间，使其结构更加紧凑。而驱动轴与转向轴非正交传动车轮的转向力矩理论计算尚不成熟，只能在实验测试的基础上修正转向驱动力矩的计算模型，因此，需要测量驱动轴与转向轴非正交传动车轮的转向力矩。
发明内容
本发明的目的是提供一种车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构，以解决目前为止无法对车轮驱动轴与转向轴非正交传动车轮进行实验分析和验证的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的测试机构包括驱动装置和软轴，所述测试机构还包括角度调整机构；所述驱动装置由装有驱动电机的减速器、扭矩传感器外套、轴承、扭矩传感器和软轴接头组成；所述角度调整机构由支撑座、车轮转向轴承座、第一牙嵌分度器、第二牙嵌分度器、车轮旋转压盖接盘、车轮转向轴、车轮转向压盖接盘和转动轴承组成；所述装有驱动电机的减速器的输出端与扭矩传感器的一端传动连接，扭矩传感器的另一端装在扭矩传感器外套内且与软轴接头的一端固接，软轴的一端固装在软轴接头内，软轴接头与扭矩传感器外套之间装有轴承，软轴的另一端固装在车轮转向压盖接盘内，车轮转向压盖接盘装在车轮转向轴承座内，车轮转向压盖接盘与车轮转向轴的一端固接，车轮转向压盖接盘与车轮转向轴承座之间装有转动轴承并通过装在车轮转向轴承座一端上的车轮旋转压盖接盘轴向定位，车轮转向轴承座的一端插装在支撑座内，车轮转向轴承座和支撑座分别与第一牙嵌分度器连接，车轮转向轴的另一端通过第二牙嵌分度器与车轮驱动轴连接。
本发明的有益效果是：一、本发明通过牙嵌分度器上的第一固定齿盘固定在支撑座上，支撑座和支架的右支撑板相接。第一固定齿盘与第一中间盘齿相啮合(齿数均为20个)，第一旋转齿盘与第一中间齿盘啮合(齿数均为18个)，这样当第一锁紧螺母松开的时候，第一中间齿盘相对于第一固定齿盘按一定方向旋转一个齿，就旋转18°，那么第一旋转齿盘相对于第一中间齿盘反方向旋转一个齿，就旋转了20°，二者相减，则第一旋转齿盘相对于第一固定齿盘刚好旋转了2°(通过三种齿盘上的齿数不同可以实现分度精度为1°)。而由于第一旋转齿盘和第一长轴固接，第一长轴又通过第一弹簧销钉与支撑座连接，所以最终结果是导致车轮转向轴相对角度的变化。由于改变车轮驱动轴与车轮转向轴的角度调整机构内含有两个牙嵌分度器，两者的作用是可使车轮轴线平行于支架的下底座。二、本发明具有结构简单、工作可靠、整体协调性和整体稳定性好，可以实现车轮驱动轴与转向轴在不同角度下的非正交传动的测试实验。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3是图1的B-B剖视图，图4是图1的C部放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式的测试机构包括支架1、驱动装置2和软轴3，所述测试机构还包括角度调整机构4；所述支架1由上压板1-1、两个支架螺栓1-2、两个导向轴1-3、两个导向套筒1-4、固定支架1-5、下压板1-6、力传感器1-7和下底座1-8组成；所述驱动装置2由装有驱动电机的减速器2-1、扭矩传感器外套2-2、轴承2-3、扭矩传感器2-4和软轴接头2-5组成；所述角度调整机构4由支撑座4-1、车轮转向轴承座4-2、第一牙嵌分度器4-3、第二牙嵌分度器4-7、车轮旋转压盖接盘4-6、车轮转向轴4-5、车轮转向压盖接盘4-4和转动轴承4-8组成；所述两个导向套筒1-4固装在固定支架1-5上，每个导向套筒1-4内各装有一个导向轴1-3，导向轴1-3的上端插装在上压板1-1的凹槽内，导向轴1-3的下端穿过下压板1-6并通过装在其上的螺母与下压板1-6固接，导向轴1-3的上端通过装在其内的支架螺栓1-2与上压板1-1固接，所述压力传感器1-7的上端面与下压板1-6的下端面固接，所述力传感器1-7的下端面与下底座1-8的上端面固接，这样可以知道施加在上压板1-1上的力的大小，并保证支架1沿垂直方向运动；所述驱动装置2设置在支架1的下面，所述扭矩传感器外套2-2通过螺钉固定在下底座1-8的左支撑板1-8-1上，所述装有驱动电机的减速器2-1的输出端与扭矩传感器2-4的一端传动连接，扭矩传感器2-4的另一端装在扭矩传感器外套2-2内且与软轴接头2-5的一端固接，软轴3的一端固装在软轴接头2-5内，实现软轴3的转动，同时可以检测扭矩的大小；软轴接头2-5与扭矩传感器外套2-2之间装有轴承2-3，软轴3的另一端固装在车轮转向压盖接盘4-4内，车轮转向压盖接盘4-4装在车轮转向轴承座4-2内，车轮转向压盖接盘4-4与车轮转向轴4-5的一端固接，车轮转向压盖接盘4-4与车轮转向轴承座4-2之间装有转动轴承4-8并通过装在车轮转向轴承座4-2一端上的车轮旋转压盖接盘4-6轴向定位，车轮转向压盖接盘4-4和车轮转向轴4-5通过转动轴承4-8在车轮转向轴承座4-2内实现旋转，车轮转向轴承座4-2的一端插装在支撑座4-1内，车轮转向轴承座4-2和支撑座4-1分别与第一牙嵌分度器4-3连接，支撑座4-1与下底座1-8的右支撑板1-8-2固接，车轮转向轴4-5的另一端通过第二牙嵌分度器4-7与车轮驱动轴5-1连接，车轮驱动轴5-1通过车轮旋转连接座5-2与车轮5-3连接，可以实现车轮5-3沿车轮驱动轴5-1的轴向移动，位置确定以后并通过车轮旋转调整螺母锁紧。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的第一牙嵌分度器4-3由第一短轴4-3-1、第一长轴4-3-2、第一固定齿盘4-3-3、第一中间齿盘4-3-4、第一旋转齿盘4-3-5、两个第一弹性圆柱销4-3-6和第一锁紧螺母4-3-7组成；所述第一短轴4-3-1和第一长轴4-3-2分别通过第一弹性圆柱销4-3-6与车轮转向轴承座4-2连接，所述第一固定齿盘4-3-3、第一中间齿盘4-3-4和第一旋转齿盘4-3-5依次装在第一长轴4-3-2上，且第一固定齿盘4-3-3与支撑座4-1固接，第一固定齿盘4-3-3与第一中间齿盘4-3-4相邻一侧端面的外圆周上均布加工有齿，第一中间齿盘4-3-4的两个端面的外圆周上分别均布加工有齿，第一旋转齿盘4-3-5与第一中间齿盘4-3-4相邻一侧端面的外圆周上均布加工有齿，第一固定齿盘4-3-3上的齿数与第一中间齿盘4-3-4相邻一侧端面上的齿数相等，第一旋转齿盘4-3-5上的齿数与第一中间齿盘4-3-4相邻一侧端面上的齿数相等，且第一中间齿盘4-3-4与第一固定齿盘4-3-3相邻一侧端面上的齿数大于第一中间齿盘4-3-4与第一旋转齿盘4-3-5相邻一侧端面上的齿数，第一旋转盘4-3-5与第一长轴4-3-2通过键连接，第一旋转盘4-3-5外侧的第一长轴4-3-2上装有第一锁紧螺母4-3-7。如此设置，可实现分度精度为1°。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式的第一固定齿盘4-3-3上的齿数与第一中间齿盘4-3-4相邻一侧端面上的齿数均为20个。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式的第一旋转齿盘4-3-5上的齿数与第一中间齿盘4-3-4相邻一侧端面上的齿数均为18个。其它与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式的第二牙嵌分度器4-7由第二长轴4-7-2、第二固定齿盘4-7-3、第二中间齿盘4-7-4、第二旋转齿盘4-7-5、第二弹性圆柱销4-7-6和第二锁紧螺母4-7-7组成；所述车轮驱动轴5-1的一端插装在车轮转向轴4-5的插槽内，所述第二长轴4-7-2的一端穿过车轮转向轴4-5和车轮驱动轴5-1露在外面，第二长轴4-7-2通过第二弹性圆柱销4-7-6与车轮驱动轴5-1连接，露在外面的第二长轴4-7-2上依次装有第二固定齿盘4-7-3、第二中间齿盘4-7-4和第二旋转齿盘4-7-5，所述第二固定齿盘4-7-3与车轮转向轴4-5固接，第二固定齿盘4-7-3与第二中间齿盘4-7-4相邻一侧端面的外圆周上均布加工有齿，第二中间齿盘4-7-4的两个端面的外圆周上分别均布加工有齿，第二旋转齿盘4-7-5与第二中间齿盘4-7-4相邻一侧端面的外圆周上均布加工有齿，第二固定齿盘4-7-3上的齿数与第二中间齿盘4-7-4相邻一侧端面上的齿数相等，第二旋转齿盘4-7-5上的齿数与第二中间齿盘4-7-4相邻一侧端面上的齿数相等，且第二中间齿盘4-7-4与第二固定齿盘4-7-3相邻一侧端面上的齿数大于第二中间齿盘4-7-4与第二旋转齿盘4-7-5相邻一侧端面上的齿数，第二旋转盘4-7-5与第二长轴4-7-2通过键连接，第二旋转盘4-7-5外侧的第二长轴4-7-2上装有第二锁紧螺母4-7-7。如此设置，可实现分度精度为1°。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式六：本实施方式的第二固定齿盘4-7-3上的齿数与第二中间齿盘4-7-4相邻一侧端面上的齿数均为20个。其它与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式的第二旋转齿盘4-7-5上的齿数与第二中间齿盘4-7-4相邻一侧端面上的齿数均为18个。其它与具体实施方式五相同。
具体实施方式八：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式的车轮转向轴4-5与X轴(支撑座4-1)之间的夹角180°＞α＞90°，车轮转向轴4-5与车轮驱动轴5-1之间的夹角180°＞β＞90°，且车轮转向轴4-5与X轴(支撑座4-1)之间的夹角α等于车轮转向轴4-5与车轮驱动轴5-1之间的夹角β。如此设置，可保证车轮驱动轴5-1和下底座1-8平行，也就是车轮驱动轴5-4和车体底座平行。其它与具体实施方式五相同。
工作原理是：由于该测试机构引入两个牙嵌分度器，在需要保证支撑座4-1与车轮转向轴4-5之间的夹角等于车轮转向轴4-5与车轮驱动轴5-1之间的夹角的情况下，当需要调整车轮驱动轴5-1与车轮转向轴4-5的角度时，可以旋开第一牙嵌分度器4-3，转动一起绕第一长轴4-3-2旋转的第一中间齿盘4-3-4和第一旋转齿盘4-3-5，然后，在逆向转动第一旋转齿盘4-3-5，可以实现分度。由驱动电机传递扭矩，扭矩传感器2-4将扭矩传递到软轴3，再经由软轴3传递到车轮转向轴4-5，从而驱动与车轮联接座联接的车轮进行转向。通过调节两个牙嵌分度器，可以调节车轮转向轴4-5和车轮距离调整座，也就是车轮驱动轴5-1之间的角度，从而测量出不同角度下的转向力矩。

Claims (8)

1.车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构，所述测试机构包括驱动装置(2)和软轴(3)，其特征在于：所述测试机构还包括角度调整机构(4)；所述驱动装置(2)由装有驱动电机的减速器(2-1)、扭矩传感器外套(2-2)、轴承(2-3)、扭矩传感器(2-4)和软轴接头(2-5)组成；所述角度调整机构(4)由支撑座(4-1)、车轮转向轴承座(4-2)、第一牙嵌分度器(4-3)、第二牙嵌分度器(4-7)、车轮旋转压盖接盘(4-6)、车轮转向轴(4-5)、车轮转向压盖接盘(4-4)和转动轴承(4-8)组成；所述装有驱动电机的减速器(2-1)的输出端与扭矩传感器(2-4)的一端传动连接，扭矩传感器(2-4)的另一端装在扭矩传感器外套(2-2)内且与软轴接头(2-5)的一端固接，软轴(3)的一端固装在软轴接头(2-5)内，软轴接头(2-5)与扭矩传感器外套(2-2)之间装有轴承(2-3)，软轴(3)的另一端固装在车轮转向压盖接盘(4-4)内，车轮转向压盖接盘(4-4)装在车轮转向轴承座(4-2)内，车轮转向压盖接盘(4-4)与车轮转向轴(4-5)的一端固接，车轮转向压盖接盘(4-4)与车轮转向轴承座(4-2)之间装有转动轴承(4-8)并通过装在车轮转向轴承座(4-2)一端上的车轮旋转压盖接盘(4-6)轴向定位，车轮转向轴承座(4-2)的一端插装在支撑座(4-1)内，车轮转向轴承座(4-2)和支撑座(4-1)分别与第一牙嵌分度(4-3)连接，车轮转向轴(4-5)的另一端通过第二牙嵌分度器(4-7)与车轮驱动轴(5-1)连接。
2.根据权利要求1所述的车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构，其特征在于：所述第一牙嵌分度器(4-3)由第一短轴(4-3-1)、第一长轴(4-3-2)、第一固定齿盘(4-3-3)、第一中间齿盘(4-3-4)、第一旋转齿盘(4-3-5)、两个第一弹性圆柱销(4-3-6)和第一锁紧螺母(4-3-7)组成；所述第一短轴(4-3-1)和第一长轴(4-3-2)分别通过第一弹性圆柱销(4-3-6)与车轮转向轴承座(4-2)连接，所述第一固定齿盘(4-3-3)、第一中间齿盘(4-3-4)和第一旋转齿盘(4-3-5)依次装在第一长轴(4-3-2)上，且第一固定齿盘(4-3-3)与支撑座(4-1)固接，第一固定齿盘(4-3-3)与第一中间齿盘(4-3-4)相邻一侧端面的外圆周上均布加工有齿，第一中间齿盘(4-3-4)的两个端面的外圆周上分别均布加工有齿，第一旋转齿盘(4-3-5)与第一中间齿盘(4-3-4)相邻一侧端面的外圆周上均布加工有齿，第一固定齿盘(4-3-3)上的齿数与第一中间齿盘(4-3-4)下端面上的齿数相等，第一旋转齿盘(4-3-5)上的齿数与第一中间齿盘(4-3-4)上端面上的齿数相等，且第一中间齿盘(4-3-4)与第一固定齿盘(4-3-3)相邻一侧端面上的齿数大于第一中间齿盘(4-3-4)与第一旋转齿盘(4-3-5)相邻一侧端面上的齿数，第一旋转盘(4-3-5)与第一长轴(4-3-2)通过键连接，第一旋转盘(4-3-5)外侧的第一长轴(4-3-2)上装有第一锁紧螺母(4-3-7)。
3.根据权利要求2所述的车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构，其特征在于：所述第一固定齿盘(4-3-3)上的齿数与第一中间齿盘(4-3-4)下端面上的齿数均为20个。
4.根据权利要求2或3所述的车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构，其特征在于：所述第一旋转齿盘(4-3-5)上的齿数与第一中间齿盘(4-3-4)上端面上的齿数均为18个。
5.根据权利要求1或2所述的车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构，其特征在于：所述第二牙嵌分度器(4-7)由第二长轴(4-7-2)、第二固定齿盘(4-7-3)、第二中间齿盘(4-7-4)、第二旋转齿盘(4-7-5)、第二弹性圆柱销(4-7-6)和第二锁紧螺母(4-7-7)组成；所述车轮驱动轴(5-1)的一端插装在车轮转向轴(4-5)的插槽内，所述第二长轴(4-7-2)的一端穿过车轮转向轴(4-5)和车轮驱动轴(5-1)露在外面，第二长轴(4-7-2)通过第二弹性圆柱销(4-7-6)与车轮驱动轴(5-1)连接，露在外面的第二长轴(4-7-2)上依次装有第二固定齿盘(4-7-3)、第二中间齿盘(4-7-4)和第二旋转齿盘(4-7-5)，所述第二固定齿盘(4-7-3)与车轮转向轴(4-5)固接，第二固定齿盘(4-7-3)与第二中间齿盘(4-7-4)相邻一侧端面的外圆周上均布加工有齿，第二中间齿盘(4-7-4)的两个端面的外圆周上分别均布加工有齿，第二旋转齿盘(4-7-5)与第二中间齿盘(4-7-4)相邻一侧端面的外圆周上均布加工有齿，第二固定齿盘(4-7-3)上的齿数与第二中间齿盘(4-7-4)上端面上的齿数相等，第二旋转齿盘(4-7-5)上的齿数与第二中间齿盘(4-7-4)下端面上的齿数相等，且第二中间齿盘(4-7-4)与第二固定齿盘(4-7-3)相邻一侧端面上的齿数大于第二中间齿盘(4-7-4)与第二旋转齿盘(4-7-5)相邻一侧端面上的齿数，第二旋转盘(4-7-5)与第二长轴(4-7-2)通过键连接，第二旋转盘(4-7-5)外侧的第二长轴(4-7-2)上装有第二锁紧螺母(4-7-7)。
6.根据权利要求5所述的车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构，其特征在于：所述第二固定齿盘(4-7-3)上的齿数与第二中间齿盘(4-7-4)上端面上的齿数均为20个。
7.根据权利要求5所述的车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构，其特征在于：所述第二旋转齿盘(4-7-5)上的齿数与第二中间齿盘(4-7-4)下端面上的齿数均为18个。
8.根据权利要求5所述的车轮驱动轴与转向轴非正交传动的测试机构，其特征在于：所述车轮转向轴(4-5)与X轴之间的夹角180°＞α＞90°，车轮转向轴(4-5)与车轮驱动轴(5-1)之间的夹角180°＞β＞90°，且车轮转向轴(4-5)与X轴之间的夹角α等于车轮转向轴(4-5)与车轮驱动轴(5-1)之间的夹角β。
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Address before: 510000 room 340, C 340, Shi Huan Road, Tianhe District, Guangzhou, Guangdong.

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