CN105241677A - 一种电动助力转向系统仿真测试的固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动助力转向系统仿真测试的固定装置，包括有框架、管柱安装及调节机构、以及负载调节机构；框架包括有框架侧板和框架底板；管柱安装及调节机构固定于框架侧板上；负载调节机构固定于框架底板上。本发明通过管柱安装及调节机构、以及负载调节机构的多自由度的调节功能，该仿真测试的固定装置可以方便实现不同被测EPS按照不同的整车姿态的固定，使仿真测试更接近于各整车状态下的EPS工况的模拟，提高仿真测试的真实性和准确性。

Description

一种电动助力转向系统仿真测试的固定装置

技术领域

本发明属于汽车电动助力转向系统测试技术领域，特别是指一种电动助力转向系统仿真测试的固定装置。

背景技术

电动助力转向系统(EPS，ElectricalPowerSteering)是一种直接依靠电机提供辅助转矩的动力转向系统。如图1所示一种典型的管柱式电动助力转向系统组成。其结构是，转向管柱总成2固定在仪表台管梁骨架上，转向器总成4固定在前副车架上，转向轴及万向节3连接转向管柱总成的输出端和转向器总成的输入轴，转向管柱总成的输入端连接有转向盘总成1；EPS负载通过转向器总成传递到转向系统。

电动助力转向系统中的硬点布置如图2所示，包括有方向盘中心点5、管柱上端点6、管柱上下调节范围7、万向节硬点8、转向器输入轴上端点9、转向器安装点10、转向器内球头硬点11、转向器外球头硬点12及万向节角度及相位角13。硬点布置对转向系统性能的影响很大，且不同车型的硬点也会不同。比如转向轴及万向节、转向器总成的输入轴、管柱总成三者的相对位置，影响万向节的工作角度，导致转向力矩的大幅波动等。

转向管柱总成在仪表台管梁骨架的安装方式一般有四点安装和三点安装，一般汽车公司会进行平台通用化的设计，使EPS仿真测试台中EPS的固定装置的兼容设计成为可能。

目前，一般的电动助力转向系统的仿真测试装置中，转向系统负载阻力的模拟一般有利用弹簧模拟阻力、利用液压缸模拟阻力或利用电机模拟阻力等。对于仿真测试装置来说，尽可能的去模拟车辆行试时的转向器的负载是十分必要的，但是转向系统零部件的相对布置姿态也会影响仿真测试的真实性和准确性。

现有的电动助力转向系统的仿真测试装置中未对电动助力转向系统的固定姿态及兼容设计做过多的说明或考虑，往往电动转向系统的固定不能够反映整车状态下转向系统转向管柱总成和转向轴及万向节布置姿态，不能更真实准确的模拟整车条件下转向系统的工况，更未做实现按照不同EPS在不同车型下的固定姿态的兼容设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动助力转向系统仿真测试的固定装置，通过本固定装置能够实现不同车型的不同EPS按照整车的布置姿态的固定和负载模拟，使得仿真测试台架能更真实准确的模拟整车环境及负载。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电动助力转向系统仿真测试的固定装置，包括有框架、管柱安装及调节机构、以及负载调节机构；

所述管柱安装及调节机构、以及所述负载调节机构均固定于所述框架上；

所述框架包括有框架侧板和框架底板；所述管柱安装及调节机构固定于所述框架侧板上；所述负载调节机构固定于所述框架底板上；

所述管柱安装及调节机构包括有支撑轴、角度调整板、角度调节手柄、前支撑板、后支撑板、前支架及后支架；

所述负载调节机构包括有伺服电机、减速机、联轴器、负载机构垫板、旋转支撑轴、中间支撑板、负载电机高度调节块、角度板、电机安装板及负载输出轴。

所述支撑轴穿过所述框架侧板且与所述框架侧板相对固定；所述支撑轴穿过角度调整板的中心孔，且所述角度调整板绕所述支撑轴旋转；

所述角度调节手柄固定于所述角度调整板上；

所述前支撑板和所述后支撑板均固定于所述角度调整板上；

所述前支撑板上固定有所述前支架；所述后支撑板上固定有所述后支架。

在所述角度调整板上设置有两个以所述角度调整板的中心孔为中心的第一弧形孔。

所述前支撑板为T型结构，包括有第一安装面和第一竖直面；在所述第一安装面上设置有第一固定螺栓孔；在所述角度调整板上设置有与所述第一固定螺栓孔对应的第一螺纹孔；

在所述第一竖直面上设置有第一通孔；在所述前支加架上设置有第二通孔；所述第一竖直面与所述前支架通过穿过于所述第一通孔和所述第二通孔的螺栓固定连接；

所述后支撑板为T型结构，包括有第二安装面和第二竖直面；在所述第二安装面上设置有第二固定螺栓孔；在所述角度调整板上设置有与所述第二固定螺栓孔对应的第二螺纹孔；

在所述第二竖直面上设置有第三通孔；在所述后支加架上设置有第四通孔；所述第二竖直面与所述后支架通过穿过于所述第三通孔和所述第四通孔的螺栓固定连接。

所述负载机构垫板包括有第一负载机构垫板和第二负载机构垫板；所述第二负载机构垫板设置于所述第一负载机构垫板与所述中间支撑板之间；

所述第二负载机构垫板中心处设置有第一过孔；在所述中间支撑板上设置有第二过孔；所述旋转支撑轴的一端固定于所述第一负载机构垫板上，另一端依次穿过所述第一过孔和所述第二过孔；

所述中间支撑板远离所述第二负载机构垫板的一端固定有负载电机高度调节块；所述角度板固定于所述负载电机高度调节块上；所述电机安装板与所述角度板固定连接；所述减速机固定于所述电机安装板上；所述减速机与所述伺服电机连接；所述减速机的输出轴与所述负载输出轴通过所述联轴器连接。

所述联轴器包括有第一联轴器和第二联轴器；所述第一联轴器固定于所述减速机的输出轴的一端；所述第二联轴器固定于所述负载输出轴的一端。

在所述第一负载机构垫板上设置有第一腰形孔；所述第一负载机构通过所述第一腰形孔同所述框架底板固定；在所述第一负载机构垫板上设置有第三螺纹孔；在所述第二负载机构垫板上设置有第二腰形孔；所述第二腰形孔与所述第三螺纹孔相对应配合；所述第二腰形孔与所述第二腰形孔垂直。

所述中间支撑板包括有上底板、下底板及连接所述上底板与所述下底板的连接板；

所述上底板与所述负载电机高度调节块固定连接；所述下底板与所述第二负载机构垫板固定连接。

在所述下底板上设置有两个以所述第二过孔为中心的第二弧形孔；所述第二弧形孔与所述第二负载机构垫板上的第四螺纹孔相配合。

本发明的有益效果是：

本发明通过管柱安装及调节机构、以及负载调节机构的多自由度的调节功能，该仿真测试的固定装置可以方便实现不同被测EPS按照不同的整车姿态的固定，使仿真测试更接近于各整车状态下的EPS工况的模拟，提高仿真测试的真实性和准确性。

附图说明

图1为一种典型的管柱式电动助力转向系统组成示意图；

图2为电动助力转向系统中的硬点布置示意图；

图3为本发明电动助力转向系统仿真测试台架示意图；

图4为电动助力转向系统安装固定装置示意图；

图5为本发明管柱安装及调节机构示意图；

图6为本发明负载调节机构示意图。

附图标记说明

1转向盘总成，2转向管柱总成，3转向轴及万向节，4转向器总成，5方向盘中心点，6管柱上端点，7管柱上下调节范围，8万向节硬点，9转向器输入轴上端点，10转向器安装点，11转向器内球头硬点，12转向器外球头硬点，13万向节角度及相位角，101框架，102管柱安装及调节机构，103负载调节机构，104角度调整板的中心孔，105第一安装面，106第一竖直面，107第二安装面，108第二竖直面，109第一固定螺栓孔，110第一通孔，111第二固定螺栓孔，112第三通孔，1011框架侧板，1012框架底板，1021支撑轴，1022角度调整板，1023角度调整板手柄，1024前支撑板，1025后支撑板，1026前支架，1027后支架，1028第一弧形孔，1031伺服电机，1032减速机，1033电机安装板，1034第一联轴器，1035第二联轴器，1036负载输出轴，1037角度板，1038负载电机高度调节板，1039中间支撑板，1040第一负载机构垫板，1041第二负载机构垫板，1042旋转支撑轴，1043第一腰形孔，1044第二腰形孔，1045第二弧形孔，1046下底板，1047上底板，1048连接板。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本发明提供一种电动助力转向系统仿真测试的固定装置，如图3至图6所示，包括有框架101、管柱安装及调节机构102、以及负载调节机构103三大部分。

所述管柱安装及调节机构102固定于所述框架101上；所述负载调节机构103固定于所述框架101上。

框架101是仿真测试台的支撑，管柱安装及调节机构102、负载调节结构103及工控机、显示器等其他附件都放置或固定在框架上。

所述框架101包括有支撑架、框架侧板1011和框架底板1012；所述管柱安装及调节机构102固定于所述框架侧板1011上，在框架侧板1011上设置有相应的安装螺纹孔；所述负载调节机构103固定于所述框架底板1012上；在框架底板1012上沿X向设置有阵列若干螺纹孔，用于固定负载调节机构103，并保证了负载调节机构的X向的调节。

所述管柱安装及调节机构102包括有支撑轴1021、角度调整板1022、角度调节手柄1023、前支撑板1024、后支撑板1025、前支架1026及后支架1027。

所述支撑轴1021穿过所述框架侧板1011且与所述框架侧板1011相对固定，与框架侧板相对固定；所述支撑轴1021穿过角度调整板的中心孔104，支撑轴起到支撑管柱安装及调节机构的作用，且所述角度调整板绕所述支撑轴旋转，实现不同车型不同管柱倾角的要求。

所述角度调节手柄1023固定于所述角度调整板1022上便于旋转操作。

所述前支撑板1024和所述后支撑板1025均固定于所述角度调整板1022上。

所述前支撑板1024上固定有所述前支架1026；所述后支撑板1025上固定有所述后支架1027。

所述前支撑板1024为T型结构，包括有第一安装面105和第一竖直面106；在所述第一安装面105上设置有第一固定螺栓孔109，在本申请中，第一固定螺栓孔109为腰形孔；在所述角度调整板上设置有与所述第一固定螺栓孔对应的第一螺纹孔；螺栓穿过第一固定螺栓孔与角度调整板的第一螺纹孔实现压紧固定前支撑板的目的，同时，第一固定螺栓孔的腰型孔设计，实现了前支撑板与后支撑板之间的距离调节的功能。

在所述第一竖直面106上设置有第一通孔110，第一通孔110为若干阵列排布；在所述前支架1026上设置有第二通孔；所述第一竖直面106与所述前支架1026通过穿过于所述第一通孔110和所述第二通孔的螺栓固定连接。

所述后支撑板1025为T型结构，包括有第二安装面107和第二竖直面108；在所述第二安装面107上设置有第二固定螺栓孔111，在本申请中，第二固定螺栓孔为腰形孔；在所述角度调整板上设置有与所述第二固定螺栓孔对应的第二螺纹孔；螺栓穿过第二固定螺栓孔与角度调整板的第二螺纹孔实现压紧固定前支撑板的目的，同时，第二固定螺栓孔的腰型孔设计，实现了前支撑板与后支撑板之间的距离调节的功能。

在所述第二竖直面108上设置有第三通孔112，第三通孔112为若干阵列排布；在所述后支加架上设置有第四通孔；所述第二竖直面与所述后支架通过穿过于所述第三通孔和所述第四通孔的螺栓固定连接。

在所述角度调整板1022上设置有两个以所述角度调整板的中心孔104为中心的第一弧形孔1028。通过螺栓可将角度调整板与框架侧板固定，同时保证了松开螺栓情况下角度调整板能够绕支撑轴旋转的功能。

前支架1026和后支架1027则是根据不同EPS的转向管柱的安装方式和安装点的不同设计的固定支架，前支架用于转向管柱上安装点的固定，后支架用于转向管柱下安装点的固定。对于不同的EPS管柱只需重新设计前支架和后支架即可实现转向管柱的固定。前支撑板和后支撑板的距离可调功能也保证了满足不同EPS上下安装点距离不同的要求。可见，管柱安装及调节机构的设计能够满足不同EPS的安装和管柱倾角的调节要求。

所述负载调节机构103包括有伺服电机1031、减速机1032、联轴器、负载机构垫板、旋转支撑轴1042、中间支撑板1039、负载电机高度调节块1038、角度板1037、电机安装板1033及负载输出轴1036。

所述负载机构垫板包括有第一负载机构垫板1040和第二负载机构垫板1041；所述第二负载机构垫板1041设置于所述第一负载机构垫板1040与所述中间支撑板1039之间。

所述第二负载机构垫板中心处设置有第一过孔；在所述中间支撑板上设置有第二过孔；所述旋转支撑轴的一端固定于所述第一负载机构垫板上，另一端依次穿过所述第一过孔和所述第二过孔，中间支撑板可以绕旋转支撑轴旋转。

在所述第一负载机构垫板1040上设置有X向第一腰形孔1043；所述第一负载机构1040通过所述第一腰形孔1043同所述框架底板1012固定，并可以实现负载调节机构103的X向调节；在所述第一负载机构垫板上设置有第三螺纹孔；在所述第二负载机构垫板1041上设置有第二腰形孔1044，通过该第二腰形孔，可以实现负载调节机构103的Y向调节；所述第二腰形孔与所述第三螺纹孔相对应配合，即螺栓可以穿过第二腰形孔将第二负载机构垫板固定于第一负载机构垫板上；所述第一腰形孔1043与所述第二腰形孔1044垂直。

所述中间支撑板1039远离所述第二负载机构垫板1041的一端固定有负载电机高度调节块1038，在负载电机高度调节块的两侧边，即Z向上开有腰形孔，螺栓穿过该腰形孔将所述角度板固定于所述负载电机高度调节块上，角度板可以实现Z向移动调节。

所述中间支撑板1039包括有上底板1047、下底板1046及连接所述上底板与所述下底板的连接板1048。

所述上底板1047与所述负载电机高度调节块1038固定连接；所述下底板1046与所述第二负载机构垫板1041固定连接。

在所述下底板1046上设置有两个以所述第二过孔为中心的第二弧形孔1045；所述第二弧形孔1045与所述第二负载机构垫板上的第四螺纹孔相配合。螺栓穿过第二弧形孔将中间支撑板固定于第二负载机构垫板上。

所述电机安装板1034与所述角度板1037固定连接；所述减速机1032固定于所述电机安装板1033上；所述减速机1032与所述伺服电机1031连接；所述减速机的输出轴与所述负载输出轴1036通过所述联轴器连接。本实施例选用英威腾伺服电机SV-MM13-2R3B-21-A0；减速机则选用PL120标准型精密行星减速机。

所述联轴器包括有第一联轴器1034和第二联轴器1035；所述第一联轴器1034固定于所述减速机的输出轴的一端；所述第二联轴器固定于所述负载输出轴的一端；负载输出轴与被测EPS的转向轴及万向节的下万向节节叉孔配合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种电动助力转向系统仿真测试的固定装置，其特征在于：包括有框架、管柱安装及调节机构、以及负载调节机构；

所述管柱安装及调节机构、以及所述负载调节机构均固定于所述框架上；

所述框架包括有框架侧板和框架底板；所述管柱安装及调节机构固定于所述框架侧板上；所述负载调节机构固定于所述框架底板上；

所述管柱安装及调节机构包括有支撑轴、角度调整板、角度调节手柄、前支撑板、后支撑板、前支架及后支架；

所述负载调节机构包括有伺服电机、减速机、联轴器、负载机构垫板、旋转支撑轴、中间支撑板、负载电机高度调节块、角度板、电机安装板及负载输出轴。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统仿真测试的固定装置，其特征在于：所述支撑轴穿过所述框架侧板且与所述框架侧板相对固定；所述支撑轴穿过角度调整板的中心孔，且所述角度调整板绕所述支撑轴旋转；

所述角度调节手柄固定于所述角度调整板上；

所述前支撑板和所述后支撑板均固定于所述角度调整板上；

所述前支撑板上固定有所述前支架；所述后支撑板上固定有所述后支架。

3.根据权利要求2所述的电动助力转向系统仿真测试的固定装置，其特征在于：在所述角度调整板上设置有两个以所述角度调整板的中心孔为中心的第一弧形孔。

4.根据权利要求1或2所述的电动助力转向系统仿真测试的固定装置，其特征在于：所述前支撑板为T型结构，包括有第一安装面和第一竖直面；在所述第一安装面上设置有第一固定螺栓孔；在所述角度调整板上设置有与所述第一固定螺栓孔对应的第一螺纹孔；

在所述第一竖直面上设置有第一通孔；在所述前支加架上设置有第二通孔；所述第一竖直面与所述前支架通过穿过于所述第一通孔和所述第二通孔的螺栓固定连接；

所述后支撑板为T型结构，包括有第二安装面和第二竖直面；在所述第二安装面上设置有第二固定螺栓孔；在所述角度调整板上设置有与所述第二固定螺栓孔对应的第二螺纹孔；

在所述第二竖直面上设置有第三通孔；在所述后支加架上设置有第四通孔；所述第二竖直面与所述后支架通过穿过于所述第三通孔和所述第四通孔的螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的电动助力转向系统仿真测试的固定装置，其特征在于：所述负载机构垫板包括有第一负载机构垫板和第二负载机构垫板；所述第二负载机构垫板设置于所述第一负载机构垫板与所述中间支撑板之间；

所述第二负载机构垫板中心处设置有第一过孔；在所述中间支撑板上设置有第二过孔；所述旋转支撑轴的一端固定于所述第一负载机构垫板上，另一端依次穿过所述第一过孔和所述第二过孔；

所述中间支撑板远离所述第二负载机构垫板的一端固定有负载电机高度调节块；所述角度板固定于所述负载电机高度调节块上；所述电机安装板与所述角度板固定连接；所述减速机固定于所述电机安装板上；所述减速机与所述伺服电机连接；所述减速机的输出轴与所述负载输出轴通过所述联轴器连接。

6.根据权利要求5所述的电动助力转向系统仿真测试的固定装置，其特征在于：所述联轴器包括有第一联轴器和第二联轴器；所述第一联轴器固定于所述减速机的输出轴的一端；所述第二联轴器固定于所述负载输出轴的一端。

7.根据权利要求5所述的电动助力转向系统仿真测试的固定装置，其特征在于：在所述第一负载机构垫板上设置有第一腰形孔；所述第一负载机构通过所述第一腰形孔同所述框架底板固定；在所述第一负载机构垫板上设置有第三螺纹孔；在所述第二负载机构垫板上设置有第二腰形孔；所述第二腰形孔与所述第三螺纹孔相对应配合；所述第二腰形孔与所述第二腰形孔垂直。

8.根据权利要求5所述的电动助力转向系统仿真测试的固定装置，其特征在于：所述中间支撑板包括有上底板、下底板及连接所述上底板与所述下底板的连接板；

所述上底板与所述负载电机高度调节块固定连接；所述下底板与所述第二负载机构垫板固定连接。

9.根据权利要求8所述的电动助力转向系统仿真测试的固定装置，其特征在于：在所述下底板上设置有两个以所述第二过孔为中心的第二弧形孔；所述第二弧形孔与所述第二负载机构垫板上的第四螺纹孔相配合。