CN105679171B

CN105679171B - 一种eps示教板

Info

Publication number: CN105679171B
Application number: CN201610232986.4A
Authority: CN
Inventors: 杨平; 李小伟; 李扬; 陈锐
Original assignee: Chongqing Technology and Business Institute
Current assignee: Chongqing Technology and Business Institute
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2018-06-12
Anticipated expiration: 2036-04-15
Also published as: CN105679171A

Abstract

本发明介绍了一种EPS示教板，包括主支撑架，在所述主支撑架底部安装有三角形的副支撑架，在所述副支撑架底部安装有滚轮，在所述主支撑架顶端安装有支撑板，所述支撑板沿水平方向设置，在支撑板上安装有竖向设置的展示板；在所述展示板上设置有上展示区、中展示区和下展示区，在所述下展示区内固定有组装好的EPS总成，在所述上展示区内分别固定有零部件形式的壳体、手柄固定器、方向盘高度调节手柄、第一卡簧、传动轴、轴承、弹簧、第一转矩传感器、轴承套、换向减速齿轮组、固定支架、第二卡簧和电动机；在所述中展示区安装有EPS控制电路。本发明展示效果好，有利于培养学生的动手能力，整体成本较低，具有很好的应用前景。

Description

一种EPS示教板

技术领域

本发明涉及一种教学实验设备，尤其是一种EPS示教板，属于教学设备技术领域

背景技术

EPS是英文Electric Power Steering的缩写，即电动助力转向系统，它是指依靠电机提供辅助的扭矩的动力转向系统，电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，它还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。现目前装有EPS的车辆工作时，是通过转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力，汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。由于EPS的应用越来越广泛，因此在汽车类专业的高校教学中，对于EPS的原理以及结构的教学也成为重点，但是由于EPS结构相对比较复杂，如果仅仅只是通过原理的讲解很难让学生快速的掌握，因此需要借助实物，但又由于EPS的实物重量大、搬动不方便，因此不便于在课堂上展示，这样也导致专业课程的质量难以提高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于解决现目前在进行EPS结构的教学时缺少专业的教学设备的问题，而提供一种能够直观展示，还可以设置故障方便学生课堂实践的EPS示教板。

本发明的技术方案：一种EPS示教板，其特征在于，包括主支撑架，在所述主支撑架底部安装有三角形的副支撑架，在所述副支撑架底部安装有滚轮，在所述主支撑架顶端安装有支撑板，所述支撑板沿水平方向设置，在支撑板上安装有竖向设置的展示板；在所述展示板上设置有上展示区、中展示区和下展示区，在所述下展示区内固定有组装好的EPS总成，在所述上展示区内分别固定有零部件形式的壳体、手柄固定器、方向盘高度调节手柄、第一卡簧、传动轴、轴承、弹簧、第一转矩传感器、轴承套、换向减速齿轮组、固定支架、第二卡簧和电动机；在所述中展示区安装有EPS控制电路，所述EPS控制电路包括点火开关，所述点火开关连接在保险控制器的一端，所述保险控制器的另一端连接到ECU的第一接口，所述ECU的第二接口与传感器传动装置的输出端相连，所述传感器传动装置还与诊断端子双向通信连接，所述ECU的第三接口与电动机工作状态检测电路相连，ECU的第四接口与车速比较电路相连，所述车速比较电路还与车速传感器的输出端连接，所述ECU的第五接口连接转矩与转角信号处理电路，所述转矩与转角信号处理电路与第二转矩传感器的输出端相连，所述ECU的第六接口与电磁离合器驱动电路相连，ECU的第七接口与电动机正反转控制电路相连，所述电磁离合器驱动电路和电动机正反转控制电路分别与电动机离合器总成相连，所述ECU的第八接口与发动机工作状态检测电路相连，所述发动机工作状态检测电路还与交流发电机L端子的输出端相连，所述交流发电机L端子的输出端还连接有电源转换器，所述电源转换器与外部交流电源接头相连，在所述电源转换器与外部交流电源接头之间还安装有熔丝。

本发明的EPS示教板采用三个区域分别展示不同的结构以及电路，在下展示区展示的是装配好的EPS实物总成，学生可以直观的了解其整体结构，从而获得初步直观的印象；在上展示区可以查看分解后的每个部件的结构，从而对连接关系产生印象，并学会如何组装，并且可以实际动手操作，还有利于提高学生的动手能力；在中展示区展示了其内部的电路结构，学生可以对其工作原理进行掌握，从而深层次、完全的掌握EPS的原理和结果，达到良好的教学效果。本发明中，虽然各个部件是采用的现有的EPS结构，电路结构中的模块也是采用EPS系统中实际使用的电路模块，但是将其进行展示成可观察的结构是以前教学中没有的，它将实物系统中的缠绕复杂的接线以及立体的结构，变为平面直观的结构，能够给教学起到很大的帮助作用。

优化地，所述的车速比较电路包括信号输入端U1和信号输出端V1，所述信号输入端U1与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端分别连接电容C1的一端、二极管D1的负极和电容C2的一端，所述电容C1的另一端分别连接二极管D2的正极、电容C3的一端、电阻R2的一端、三极管Q1的发射极和二极管D2的正极，电容C2的另一端分别连接电阻R2的另一端和放大器A1的反向输入端，放大器A1的正向输入端分别连接电阻R4的一端和三极管Q1的集电极，所述电阻R4的另一端连接直流电源DC1，三极管Q1的基极连接电容C3的另一端，所述放大器A1的输出端与电阻R3相连后再分别连接电阻R5的一端和信号输出端V1，所述电阻R5的另一端连接二极管D2的负极。

优化地，所述发动机工作状态检测电路包括信号输入端U2和信号输出端V2，所述信号输入端U2分别连接电阻R6的一端、二极管D3的负极和电阻R7的一端，电阻R6的另一端分别连接稳压二极管D4的负极和三极管Q2的发射极，稳压二极管D4的正极分别连接三极管Q3的集电极、三极管Q3的发射极和电容C4的一端，电容C4的另一端分别连接三极管Q2的集电极和电阻R10的一端，所述三极管Q2的基极分别连接二极管D3的正极、电阻R8的一端、电容C5的一端和三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极分别连接稳压二极管D5的负极和电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别连接电阻R7的另一端和直流电源DC2，所述电阻R8的另一端连接三极管Q3的基极，所述稳压二极管D5的正极接地，三极管Q4的发射极分别连接电容C5的另一端、电阻R11的一端和电阻R12的一端，所述电阻R11的另一端分别连接二极管D6的负极、放大器A2的反向输入端、放大器A2的输出端和信号输出端V2，所述二极管D6的正极连接电阻R12的另一端，放大器A2的正向输入端连接电阻R10的另一端。

优化地，所述电磁离合器驱动电路包括电源输入端VCC和电源输出端VDD，所述电源输入端VCC与电阻R13相连后再连接到三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极连接电源输出端VDD，三极管Q5的集电极分别连接电阻R14的一端和电容C6的一端，电阻R14的另一端连接三极管Q6的基极，三极管Q6的集电极与电阻R17相连后再分别连接二极管D7的正极、电容C7的一端、三极管Q6的发射极和电阻R16的一端，所述电阻R16的另一端分别连接电容C6的另一端和电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别连接电容C7的另一端和二极管D7的负极。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、展示效果好：本发明的示教板采用了展示板的结构形式，不仅能够将EPS的机械结构和电路结构清楚的展示，同时使用也很方便，既方便了学生在上课时观察学习，同时也减轻了老师的负担，有利于加深认知，提高教学质量。

2、有利于培养学生的动手能力：本发明的示教板不仅可用于对结构的观察，还可以人为的设置故障，以此考查学生分析问题和排出故障的能力，达到提高实践能力的目的。

3、整体成本较低，而且不易损坏，非常适合高校教学使用，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明一种EPS示教板的结构示意图。

图2为图1左视图。

图3为本发明中车速比较电路的原理图。

图4为本发明中发动机工作状态检测电路。

图5为本发明中电磁离合器驱动电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明的一种EPS示教板，包括主支撑架1，在所述主支撑架1底部安装有三角形的副支撑架2，在所述副支撑架2底部安装有滚轮3，在所述主支撑架1顶端安装有支撑板4，所述支撑板4沿水平方向设置，在支撑板4上安装有竖向设置的展示板5；在所述展示板5上设置有上展示区51、中展示区52和下展示区53，在所述下展示区53内固定有组装好的EPS总成6，在所述上展示区51内分别固定有零部件形式的壳体7、手柄固定器8、方向盘高度调节手柄9、第一卡簧10、传动轴11、轴承12、弹簧13、第一转矩传感器14、轴承套15、换向减速齿轮组16、固定支架17、第二卡簧37和电动机18；在所述中展示区52安装有EPS控制电路，所述EPS控制电路包括点火开关19，所述点火开关19连接在保险控制器20的一端，所述保险控制器20的另一端连接到ECU21的第一接口，所述ECU21的第二接口与传感器传动装置22的输出端相连，所述传感器传动装置22还与诊断端子23双向通信连接，所述ECU21的第三接口与电动机工作状态检测电路24相连，ECU21的第四接口与车速比较电路25相连，所述车速比较电路25还与车速传感器26的输出端连接，所述ECU21的第五接口连接转矩与转角信号处理电路27，所述转矩与转角信号处理电路27与第二转矩传感器28的输出端相连，所述ECU21的第六接口与电磁离合器驱动电路29相连，ECU21的第七接口与电动机正反转控制电路30相连，所述电磁离合器驱动电路29和电动机正反转控制电路30分别与电动机离合器总成31相连，所述ECU21的第八接口与发动机工作状态检测电路32相连，所述发动机工作状态检测电路32还与交流发电机L端子33的输出端相连，所述交流发电机L端子33的输出端还连接有电源转换器34，所述电源转换器34与外部交流电源接头35相连，在所述电源转换器34与外部交流电源接头35之间还安装有熔丝36。

参见图3，所述的车速比较电路包括信号输入端U1和信号输出端V1，所述信号输入端U1与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端分别连接电容C1的一端、二极管D1的负极和电容C2的一端，所述电容C1的另一端分别连接二极管D2的正极、电容C3的一端、电阻R2的一端、三极管Q1的发射极和二极管D2的正极，电容C2的另一端分别连接电阻R2的另一端和放大器A1的反向输入端，放大器A1的正向输入端分别连接电阻R4的一端和三极管Q1的集电极，所述电阻R4的另一端连接直流电源DC1，三极管Q1的基极连接电容C3的另一端，所述放大器A1的输出端与电阻R3相连后再分别连接电阻R5的一端和信号输出端V1，所述电阻R5的另一端连接二极管D2的负极。

参见图4，所述发动机工作状态检测电路包括信号输入端U2和信号输出端V2，所述信号输入端U2分别连接电阻R6的一端、二极管D3的负极和电阻R7的一端，电阻R6的另一端分别连接稳压二极管D4的负极和三极管Q2的发射极，稳压二极管D4的正极分别连接三极管Q3的集电极、三极管Q3的发射极和电容C4的一端，电容C4的另一端分别连接三极管Q2的集电极和电阻R10的一端，所述三极管Q2的基极分别连接二极管D3的正极、电阻R8的一端、电容C5的一端和三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极分别连接稳压二极管D5的负极和电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别连接电阻R7的另一端和直流电源DC2，所述电阻R8的另一端连接三极管Q3的基极，所述稳压二极管D5的正极接地，三极管Q4的发射极分别连接电容C5的另一端、电阻R11的一端和电阻R12的一端，所述电阻R11的另一端分别连接二极管D6的负极、放大器A2的反向输入端、放大器A2的输出端和信号输出端V2，所述二极管D6的正极连接电阻R12的另一端，放大器A2的正向输入端连接电阻R10的另一端。

参见图5，所述电磁离合器驱动电路包括电源输入端VCC和电源输出端VDD，所述电源输入端VCC与电阻R13相连后再连接到三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极连接电源输出端VDD，三极管Q5的集电极分别连接电阻R14的一端和电容C6的一端，电阻R14的另一端连接三极管Q6的基极，三极管Q6的集电极与电阻R17相连后再分别连接二极管D7的正极、电容C7的一端、三极管Q6的发射极和电阻R16的一端，所述电阻R16的另一端分别连接电容C6的另一端和电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别连接电容C7的另一端和二极管D7的负极。

本发明的各个电路模块在安装接线时，是根据现有实际的连线方式进行接线即可，操作非常简单，目的是为了真实模拟出EPS的实际电路结构。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。

Claims

1.一种EPS示教板，其特征在于，包括主支撑架（1），在所述主支撑架（1）底部安装有三角形的副支撑架（2），在所述副支撑架（2）底部安装有滚轮（3），在所述主支撑架（1）顶端安装有支撑板（4），所述支撑板（4）沿水平方向设置，在支撑板（4）上安装有竖向设置的展示板（5）；在所述展示板（5）上设置有上展示区（51）、中展示区（52）和下展示区（53），在所述下展示区（53）内固定有组装好的EPS总成（6），在所述上展示区（51）内分别固定有零部件形式的壳体（7）、手柄固定器（8）、方向盘高度调节手柄（9）、第一卡簧（10）、传动轴（11）、轴承（12）、弹簧（13）、第一转矩传感器（14）、轴承套（15）、换向减速齿轮组（16）、固定支架（17）、第二卡簧（37）和电动机（18）；在所述中展示区（52）安装有EPS控制电路，所述EPS控制电路包括点火开关（19），所述点火开关（19）连接在保险控制器（20）的一端，所述保险控制器（20）的另一端连接到ECU（21）的第一接口，所述ECU（21）的第二接口与传感器传动装置（22）的输出端相连，所述传感器传动装置（22）还与诊断端子（23）双向通信连接，所述ECU（21）的第三接口与电动机工作状态检测电路（24）相连，ECU（21）的第四接口与车速比较电路（25）相连，所述车速比较电路（25）还与车速传感器（26）的输出端连接，所述ECU（21）的第五接口连接转矩与转角信号处理电路（27），所述转矩与转角信号处理电路（27）与第二转矩传感器（28）的输出端相连，所述ECU（21）的第六接口与电磁离合器驱动电路（29）相连，ECU（21）的第七接口与电动机正反转控制电路（30）相连，所述电磁离合器驱动电路（29）和电动机正反转控制电路（30）分别与电动机离合器总成（31）相连，所述ECU（21）的第八接口与发动机工作状态检测电路（32）相连，所述发动机工作状态检测电路（32）还与交流发电机L端子（33）的输出端相连，所述交流发电机L端子（33）的输出端还连接有电源转换器（34），所述电源转换器（34）与外部交流电源接头（35）相连，在所述电源转换器（34）与外部交流电源接头（35）之间还安装有熔丝（36）。

2.根据权利要求1所述的一种EPS示教板，其特征在于，所述的车速比较电路（25）包括信号输入端U1和信号输出端V1，所述信号输入端U1与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端分别连接电容C1的一端、二极管D1的负极和电容C2的一端，所述电容C1的另一端分别连接二极管D2的正极、电容C3的一端、电阻R2的一端、三极管Q1的发射极和二极管D2的正极，电容C2的另一端分别连接电阻R2的另一端和放大器A1的反向输入端，放大器A1的正向输入端分别连接电阻R4的一端和三极管Q1的集电极，所述电阻R4的另一端连接直流电源DC1，三极管Q1的基极连接电容C3的另一端，所述放大器A1的输出端与电阻R3相连后再分别连接电阻R5的一端和信号输出端V1，所述电阻R5的另一端连接二极管D2的负极。

3.根据权利要求2所述的一种EPS示教板，其特征在于，所述发动机工作状态检测电路（32）包括信号输入端U2和信号输出端V2，所述信号输入端U2分别连接电阻R6的一端、二极管D3的负极和电阻R7的一端，电阻R6的另一端分别连接稳压二极管D4的负极和三极管Q2的发射极，稳压二极管D4的正极分别连接三极管Q3的集电极、三极管Q3的发射极和电容C4的一端，电容C4的另一端分别连接三极管Q2的集电极和电阻R10的一端，所述三极管Q2的基极分别连接二极管D3的正极、电阻R8的一端、电容C5的一端和三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极分别连接稳压二极管D5的负极和电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别连接电阻R7的另一端和直流电源DC2，所述电阻R8的另一端连接三极管Q3的基极，所述稳压二极管D5的正极接地，三极管Q4的发射极分别连接电容C5的另一端、电阻R11的一端和电阻R12的一端，所述电阻R11的另一端分别连接二极管D6的负极、放大器A2的反向输入端、放大器A2的输出端和信号输出端V2，所述二极管D6的正极连接电阻R12的另一端，放大器A2的正向输入端连接电阻R10的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种EPS示教板，其特征在于，所述电磁离合器驱动电路（29）包括电源输入端VCC和电源输出端VDD，所述电源输入端VCC与电阻R13相连后再连接到三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极连接电源输出端VDD，三极管Q5的集电极分别连接电阻R14的一端和电容C6的一端，电阻R14的另一端连接三极管Q6的基极，三极管Q6的集电极与电阻R17相连后再分别连接二极管D7的正极、电容C7的一端、三极管Q6的发射极和电阻R16的一端，所述电阻R16的另一端分别连接电容C6的另一端和电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别连接电容C7的另一端和二极管D7的负极。