CN102901635B - 一种方向盘耐弯曲疲劳试验台架及试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方向盘耐弯曲疲劳试验台架，包括支撑装置、和设置在该支撑装置上且受外部的控制装置控制的第一作动器、以及与该第一作动器相对应的设置在所述支撑装置上且亦受所述控制装置控制的第二作动器；当将待测方向盘固定于所述支撑装置上进行耐弯曲疲劳试验时，所述第一作动器和所述第二作动器受所述控制装置的控制交替循环地分别对所述待测方向盘的待测部位两侧进行加载。本发明还提供一种方向盘耐弯曲疲劳试验装置，包括上述方向盘耐弯曲疲劳试验台架和上述控制装置。采用本发明的技术方案，能更加真实的模拟方向盘在实际使用过程中的工况，使得试验数据更加准确。

Description

一种方向盘耐弯曲疲劳试验台架及试验装置

技术领域

本发明涉及一种机械性能测试装置，尤其涉及一种方向盘耐弯曲疲劳试验台架及试验装置。

背景技术

目前对于汽车方向盘的耐弯曲疲劳试验采用的是用一个紧固件将方向盘待测部位与作动器硬性连接，即将方向盘待测部位与作动器伸缩杆杆头处硬性紧固在一起。方向盘待测部位往往选取方向盘最薄弱的部位，以目前常见的带三根径向支撑杆的圆形方向盘为例，其最薄弱的部位为两径向支撑杆所夹方向盘的握环弧段的正中位置。试验时，作动器动作以在方向盘轴向方向上对方向盘待测部位施力，方向盘从而发生变形。

在理想状态下，作动器只在方向盘的轴向方向上对方向盘的待测部位施力，而在方向盘的径向方向上对方向盘的待测部位不施力，方向盘因受力发生自由变形，因待测部位所处的握环受径向支撑杆的限制，待测部位因受力而偏离原位置越远时，待测部位与方向盘中心轴的径向距离越小，所以待测部位的运动轨迹并非严格在方向盘的轴向方向的直线上，而是一条曲线。

但是在实际中，由于作动器与方向盘待测部位点之间采用的是硬性紧固连接，在作动器直线运动过程中，作动器除在方向盘的轴向方向上对方向盘施加作用力之外，其还因为在试验过程中方向盘径向尺寸的变化而对方向盘产生了径向力，阻碍了方向盘的自由变形；并且在作动器回程过程中，由于作动器的速度会影响到方向盘的弹性变形后的回弹速度，方向盘不能自由的弹性恢复。因此，采用这种技术方案不能充分模拟方向盘在实际使用中的工况，会造成试验数据不准确。

发明内容

为了解决现有技术中无法充分模拟方向盘在实际使用中的工况的问题，本发明提供了一种方向盘耐弯曲疲劳试验台架。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种方向盘耐弯曲疲劳试验台架，包括支撑装置、和设置在该支撑装置上且受外部的控制装置控制的第一作动器、以及与该第一作动器相对应的设置在所述支撑装置上且亦受所述控制装置控制的第二作动器；当将待测方向盘固定于所述支撑装置上进行耐弯曲疲劳试验时，所述待测方向盘的待测部位位于所述第一作动器和所述第二作动器之间，该第一作动器和该第二作动器受所述控制装置的控制交替循环地分别对所述待测方向盘的待测部位两侧进行加载。

采用这样的结构，试验时，控制装置控制两作动器交替循环的对待测方向盘的待测部位两侧在方向盘的轴向方向上施力，两作动器与待测方向盘相互独立，它们之间并不采用紧固连接，使得待测方向盘的待测部位在受力后并不在径向方向上受力，方向盘发生的变形更接近于自由变形，方向盘在回弹时也不受作动器的牵制，能自由的弹性回复；并且，两作动器的作用力为恒定的并且力的大小可调，而且此作用力作用的距离可以根据方向盘的变形情况而自动调整。如此，更加真实的模拟了方向盘在实际使用过程中的工况，使得试验数据更加准确。

作为本发明的进一步改进，为了适应对不同型号的方向盘进行试验，所述支撑装置上开设有T型槽，所述第一作动器、所述第二作动器和所述待测方向盘中至少其一可沿所述支撑装置上的T型槽滑动。

采用这样的结构，当对不同型号的方向盘进行试验时，可调节第一作动器、第二作动器或方向盘安装座在支撑装置的T型槽内滑动到适当位置，以适应对待测方向盘进行试验。

作为本发明的进一步改进，为了对待测方向盘的待测部位的施力更加均匀，所述第一作动器具有第一伸缩杆，该第一伸缩杆杆头处安装有第一刚性压块；所述第二作动器具有第二伸缩杆，该第二伸缩杆杆头处安装有第二刚性压块；当将所述待测方向盘固定于所述支撑装置上进行耐弯曲疲劳试验时，该待测方向盘的待测部位位于所述第一伸缩杆的杆头和所述第二伸缩杆的杆头之间且所述待测部位的两侧分别与所述第一刚性压块和所述第二刚性压块正对。

采用这样的结构，在待测方向盘和作动器的接触处不采用任何束缚结构，只用和待测方向盘的待测部位面积相当的刚性压块，保证其自由变形；且作动器对待测方向盘的施力更加均匀，而且作动器对外施力能直接、迅速、刚性地传导到待测方向盘上，能更加真实的模拟实际工况。

作为本发明的进一步改进，为了测量所述第一作动器或所述第二作动器对外施力的大小，所述第一伸缩杆杆头处和所述第二伸缩杆杆头处至少其一安装有压力传感器，该压力传感器用于检测在所述第一作动器或所述第二作动器动作时所述第一刚性压块或所述第二刚性压块对外施力的大小。

或者，所述第一伸缩杆杆头处安装有第一压力传感器，该第一压力传感器检测在所述第一作动器动作时所述第一刚性压块对外施力的大小；所述第二伸缩杆杆头处安装有第二压力传感器，该第二压力传感器检测在所述第二作动器动作时所述第二刚性压块对外施力的大小。

采用这样的结构，可以实时读出作动器对待测方向盘施力的大小，便于据此结合试验需要及时调节作动器对待测方向盘施力的大小。

作为本发明的进一步改进，为了对所述第一作动器或所述第二作动器对待测方向盘施力次数进行计数，还包括与所述压力传感器连接、用于读取所述第一作动器或所述第二作动器动作次数的计数器。

进一步的，所述支撑装置包括基座和设置于所述基座上的第一支架和第二支架，所述第一作动器安装于该第一支架上，所述第二作动器与该第一作动器相对应地安装于所述第二支架上；当进行方向盘耐弯曲疲劳试验装置时，所述待测方向盘安装于所述第一支架上。

采用这样结构的支撑装置，结构简单，易于加工、制作。

进一步的，所述第一支架和所述第二支架上分别开设有T型槽，所述第一作动器和所述待测方向盘可在所述第一支架上的T型槽内滑动，所述第二作动器可在所述第二支架上的T型槽内滑动；所述基座上开设有T型槽，所述第一支架和所述第二支架至少其一可沿所述基座上的T型槽滑动。

采用这样的结构，所述第一、第二作动器和所述待测方向盘能根据试验需要灵活的调节位置，使本发明的方向盘耐弯曲疲劳试验装置能更好的适应对不同型号的方向盘进行试验。

进一步的，所述第一刚性压块和所述第二刚性压块均为带有圆角、呈长方体的形状；所述第一作动器和所述第二作动器均为带防旋转功能的作动器以分别防止所述第一刚性压块和所述第二刚性压块发生旋转；所述第一作动器和所述第二作动器均为气动式作动器，所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆分别为该第一作动器和该第二作动器的气缸杆；所述第一支架和所述第二支架均为方箱。

刚性压块采用上述形状，能够保证刚性压块与方向盘待测部位充分接触，且能有效避免试验过程中对方向盘的损伤；刚性压块在作动器上固定且无法发生旋转，能够保证方向盘待测部位所受压强大小稳定，防止刚性压块在作动器上发生旋转而使方向盘待测部位所受压强不断变化从而影响试验效果，使得试验数据更加准确；而且采用这样的结构成本低廉，结构简单，组装方便。

为了解决现有技术中无法充分模拟方向盘在实际使用中的工况的问题，本发明还提供一种方向盘耐弯曲疲劳试验装置，包括上述方向盘耐弯曲疲劳试验台架和上述控制装置。

本发明的有益效果是：采用本发明的方向盘耐弯曲疲劳试验台架和试验装置，试验时，所述控制装置控制两作动器交替循环的对待测方向盘的待测部位两侧在方向盘的轴向方向上施力，两作动器与待测方向盘相互独立，它们之间并不采用紧固连接，使得待测方向盘的待测部位在受力后并不在径向方向上受力，方向盘发生的变形更接近于自由变形，方向盘在回弹时也不受作动器的牵制，能自由的弹性回复。如此，更加真实的模拟了方向盘在实际使用过程中的工况，使得试验数据更加准确。

附图说明

图1是本发明方向盘耐弯曲疲劳试验台架和试验装置结构示意图。

附图标记说明：1.控制装置，2.支撑装置，4.计数器，20.基座，21.第一支架，22.第二支架，31.第一作动器，32.第二作动器，100.待测方向盘，311.第一伸缩杆，312.第二伸缩杆，321.第一刚性压块，322.第二刚性压块，331.第一压力传感器，332.第二压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

本实施例的方向盘耐弯曲疲劳试验装置，包括方向盘耐弯曲疲劳试验台架和控制装置1，所述方向盘耐弯曲疲劳试验台架包括支撑装置2、设置于该支撑装置2上的第一作动器31、以及与第一作动器31相对应的设置在该支撑装置2上的第二作动器32，控制装置1分别和第一作动器31和第二作动器32连接并控制第一作动器31和第二作动器32的动作；当将待测方向盘100固定于支撑装置2上进行耐弯曲疲劳试验时，待测方向盘100的待测部位位于第一作动器31和第二作动器32之间，控制装置1控制第一作动器31和第二作动器32交替循环地分别对待测方向盘100的待测部位两侧进行加载，即当一侧的作动器对待测方向盘100的待测部位加载完毕并完全离开待测方向盘100后，另一侧的作动器再对其待测部位进行加载。

优选的，所述第一作动器31和所述第二作动器32均为气动式作动器，且均带有导向杆从而具有防旋转功能；所述第一伸缩杆311和所述第二伸缩杆312分别为该第一作动器31和该第二作动器32的气缸杆。

优选的，所述支撑装置2包括基座20和设置于基座20上的第一支架21和第二支架22，第一作动器31安装于第一支架21上，第二作动器32与第一作动器31相对应地安装于第二支架22上；当进行方向盘耐弯曲疲劳试验装置时，待测方向盘100安装于第一支架21上。第一支架21和第二支架22上分别开设有T型槽，第一作动器31和待测方向盘100可在第一支架21上的T型槽内滑动，第二作动器32可在第二支架22上的T型槽内滑动；基座20上也开设有T型槽，第一支架21和第二支架22均可沿基座20上的T型槽滑动以使两者间距离可调。

优选的，所述第一作动器31具有第一伸缩杆311，第一伸缩杆311杆头处安装有第一刚性压块321；第二作动器32具有第二伸缩杆312，第二伸缩杆312杆头处安装有第二刚性压块322；第一刚性压块321和第二刚性压块322均大致为长方体形状，且边角为圆角；所述第一作动器31和第二作动器32上的导向杆能够防止第一刚性压块321和第二刚性压块322发生旋转；当将待测方向盘100固定于支撑装置2上进行耐弯曲疲劳试验时，待测方向盘100的待测部位位于第一伸缩杆311的杆头和第二伸缩杆312的杆头之间且待测部位的两侧分别与第一刚性压块321和第二刚性压块322正对。所述第一伸缩杆311杆头处安装有第一压力传感器331，该第一压力传感器331检测在所述第一作动器31动作时所述第一刚性压块321对外施力的大小；所述第二伸缩杆312杆头处安装有第二压力传感器332，该第二压力传感器332检测在所述第二作动器32动作时所述第二刚性压块322对外施力的大小。通过第一压力传感器331和第二压力传感器332，便于读出对待测方向盘100施加力的大小，并可据此结合试验需要调节第一作动器31和第二作动器32的力的大小。

优选的，与第二压力传感器332硬性连接有计数器4，计数器4用于对第二作动器32的动作次数进行计数。

优选的，基座20大致为水平放置的长方体平台，所述第一支架21和所述第二支架22均为方箱，两个方箱位于同一条直线上，且分别垂直立于平台之上。两个方箱分别可沿平台上的T型槽滑动，第一作动器31和第二作动器32分别可沿两个方箱上的T型槽上下移动，待测方向盘100安装在第一支架21上后，待测方向盘100也可沿着方箱上的T型槽上下移动。

当欲进行方向盘耐弯曲疲劳试验时，可根据待测方向盘100的不同型号分别调节两个方箱、第一作动器31、第二作动器32或待测方向盘100的位置，使第一作动器31和第二作动器32位于同一个水平面上，并处在离待测方向盘100的待测部位合适距离的位置，且使第一刚性压块321和第二刚性压块322分别正对待测方向盘100待测部位的两侧。利用控制装置1调节第一作动器31和第二作动器32的动作时间，实现两个作动器对待测方向盘100的待测部位进行循环往复交替加载。

如上所云是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思和内涵的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种方向盘耐弯曲疲劳试验台架，包括支撑装置（2）、和设置在该支撑装置（2）上且受外部的控制装置（1）控制的第一作动器（31）、以及与该第一作动器（31）相对应的设置在所述支撑装置（2）上且亦受所述控制装置（1）控制的第二作动器（32）；当将待测方向盘（100）固定于所述支撑装置（2）上进行耐弯曲疲劳试验时，所述待测方向盘（100）的待测部位位于所述第一作动器（31）和所述第二作动器（32）之间，该第一作动器（31）和该第二作动器（32）受所述控制装置（1）的控制交替循环地分别对所述待测方向盘（100）的待测部位两侧进行加载，所述第一作动器（31）具有第一伸缩杆（311），该第一伸缩杆（311）杆头处安装有第一刚性压块（321）；所述第二作动器（32）具有第二伸缩杆（312），该第二伸缩杆（312）杆头处安装有第二刚性压块（322）；当将所述待测方向盘（100）固定于所述支撑装置（2）上进行耐弯曲疲劳试验时，该待测方向盘（100）的待测部位位于所述第一伸缩杆（311）的杆头和所述第二伸缩杆（312）的杆头之间且所述待测部位的两侧分别与所述第一刚性压块（321）和所述第二刚性压块（322）正对。

2.如权利要求1所述的方向盘耐弯曲疲劳试验台架，所述支撑装置（2）上开设有T型槽，所述第一作动器（31）、所述第二作动器（32）和所述待测方向盘（100）中至少其一可沿所述支撑装置（2）上的T型槽滑动。

3.如权利要求１或２所述的方向盘耐弯曲疲劳试验台架，所述第一伸缩杆（311）杆头处和所述第二伸缩杆（312）杆头处至少其一安装有压力传感器，该压力传感器用于检测在所述第一作动器（31）或所述第二作动器（32）动作时所述第一刚性压块（321）或所述第二刚性压块（322）对外施力的大小。

4.如权利要求3所述的方向盘耐弯曲疲劳试验台架，所述第一伸缩杆（311）杆头处安装有第一压力传感器（331），该第一压力传感器（331）检测在所述第一作动器（31）动作时所述第一刚性压块（321）对外施力的大小；所述第二伸缩杆（312）杆头处安装有第二压力传感器（332），该第二压力传感器（332）检测在所述第二作动器（32）动作时所述第二刚性压块（322）对外施力的大小。

5.如权利要求３所述的方向盘耐弯曲疲劳试验台架，还包括与所述压力传感器连接、用于读取所述第一作动器（31）或所述第二作动器（32）动作次数的计数器（4）。

6.如权利要求５所述的方向盘耐弯曲疲劳试验台架，所述支撑装置（2）包括基座（20）和设置于所述基座（20）上的第一支架（21）和第二支架（22），所述第一作动器（31）安装于该第一支架（21）上，所述第二作动器（32）与该第一作动器（31）相对应地安装于所述第二支架（22）上；当进行方向盘耐弯曲疲劳试验装置时，所述待测方向盘（100）安装于所述第一支架（21）上。

7.如权利要求６所述的方向盘耐弯曲疲劳试验台架，所述第一支架（21）和所述第二支架（22）上分别开设有T型槽，所述第一作动器（31）和所述待测方向盘（100）可在所述第一支架（21）上的T型槽内滑动，所述第二作动器（32）可在所述第二支架（22）上的T型槽内滑动；所述基座（20）上开设有T型槽，所述第一支架（21）和所述第二支架（22）至少其一可沿所述基座（20）上的T型槽滑动。

8.如权利要求７所述的方向盘耐弯曲疲劳试验台架，所述第一刚性压块（321）和所述第二刚性压块（322）均为带有圆角、呈长方体的形状；所述第一作动器（31）和所述第二作动器（32）均为带防旋转功能的作动器以分别防止所述第一刚性压块（321）和所述第二刚性压块（322）发生旋转；所述第一作动器（31）和所述第二作动器（32）均为气动式作动器，所述第一伸缩杆（311）和所述第二伸缩杆（312）分别为该第一作动器（31）和该第二作动器（32）的气缸杆；所述第一支架（21）和所述第二支架（22）均为方箱。

9.一种方向盘耐弯曲疲劳试验装置，包括上述任一权利要求所述的方向盘耐弯曲疲劳试验台架和所述控制装置（1）。