CN106441862A - 一种用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，包括底板、垂直设置在底板左部的支撑板和设置在底板右部的铰接结构；支撑板上安装有滑板，支撑板上设有长度方向为上下方向的第一条形孔，滑板的左部设有长度方向为左右方向的第二条形孔，滑板利用穿过第一条形孔和第二条形孔的第一螺栓固定于支撑板上；滑板的右部通过转轴铰接有角度调节件，角度调节件上设有用于固定连接转向管柱上轴总成的连接部，角度调节件和滑板之间设置有用于调节角度调节件的旋转角度的角度定位结构；还包括连接帽和压板，压板的中部设有向下延伸的铰接部，铰接部与连接帽的上端部铰接。本发明能够测试转向管柱上轴总成在不同安装角度下的溃缩性能。

Description

一种用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置

技术领域

本发明涉及汽车的转向管柱，具体涉及一种用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置。

背景技术

转向管柱是汽车中连接方向盘和转向器的传动件，用于传递方向盘和转向器之间转矩，是转向系统中重要的组成部分。随着对汽车安全性能的日益重视，可溃缩式转向管柱逐渐成为汽车安全系统的一种标准配置。其基本原理是，当汽车发生正面碰撞时，驾驶员由于惯性继续向前运动，在安全带不能提供足够约束力的情况下驾驶员将与气囊或方向盘接触，当该接触力传递至转向管柱时，其内部的吸能部件产生变形致使转向管柱发生轴向溃缩，增加了驾驶员的缓冲空间，最大限度地保护了驾驶员。

随着汽车安全技术的发展，对汽车安全的仿真技术的精度要求也越来越高，由于转向管柱本身结构特点，除了主要的吸能部件会影响溃缩性能外，非轴向力引起的转向管柱内部的摩擦力也会影响其溃缩性能，仅考虑轴向力的传统的建模方式不能准确的模拟转向管柱在汽车碰撞过程中的溃缩过程，故需要建立更接近整车工况下的非轴向静压试验以指导仿真模型的建立。

当前已有一些试验设备和试验工装来测量转向管柱在非轴向的静压溃缩性能，如公告号为CN204264249U的中国专利提出了一种用于转向管柱的压溃试验装置，该试验装置存在一定的局限性：只能对一种固定的安装角度的转向管柱进行测量，且该装置只能测量转向管柱溃缩力阀值，无法测量在整个溃缩阶段溃缩力-溃缩位移的关系曲线。而实际上转向管柱在不同车型上的安装角度是不同的，不同安装角度下的转向管柱的溃缩性能也不相同；溃缩力-溃缩位移的关系曲线可为建立转向管柱仿真模型提供参考，所以上述的压溃试验装置无法满足使用需求。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，能够测试转向管柱上轴总成在不同安装角度下的溃缩性能。

本发明所述的一种用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，包括底板、垂直设置在所述底板左部的支撑板和设置在所述底板右部的铰接结构，所述铰接结构用于铰接转向管柱上轴总成的下固定点；所述支撑板上安装有左右方向的位置和上下方向的位置均能够调节的滑板，所述支撑板上设有长度方向为上下方向的第一条形孔，所述滑板的左部设有长度方向为左右方向的第二条形孔，所述滑板利用穿过所述第一条形孔和所述第二条形孔的第一螺栓固定于所述支撑板上；所述滑板的右部通过轴线方向为前后方向的转轴铰接有角度调节件，所述角度调节件上设有用于固定连接转向管柱上轴总成的连接部，所述角度调节件和所述滑板之间设置有用于调节所述角度调节件的旋转角度的角度定位结构；还包括连接帽和压板，所述压板的中部设有向下延伸的铰接部，所述铰接部与所述连接帽的上端部铰接，所述连接帽用于与转向管柱上轴总成的上端连接。

进一步，所述角度定位结构包括第三条形孔、第二螺栓和第二螺母，所述第三条形孔呈弧线形，所述第三条形孔设置在所述角度调节件或所述滑板上，所述第二螺栓穿过所述角度调节件和所述滑板，且所述第二螺栓与所述第三条形孔滑动配合，所述第二螺母与所述第二螺栓螺纹配合，拧紧所述第二螺母能够将所述位置调节板和所述角度调节件固定连接在一起，所述第三条形孔的中心线的圆心与所述转轴的中心轴线共线。

进一步，所述铰接结构包括两块向上延伸的支耳和一根穿过两块所述支耳的铰接轴。

进一步，所述支撑板上设有数条所述第一条形孔和/或所述滑板上设有数条所述第二条形孔。

进一步，所述角度调节件包括用于固定连接转向管柱上轴总成的安装板和设置在所述安装板左面的支板，所述支板通过所述转轴与所述滑板铰接在一起。

进一步，所述底板的左部设有两块所述支撑板，两块所述支撑板上均安装有所述滑板，所述角度调节件通过所述转轴同时与两块所述滑板铰接。

进一步，两块所述滑板之间设有连接板，所述连接板的两侧分别固定连接在两块所述滑板上。

进一步，所述连接帽的下端面设有向上延伸的安装孔，所述安装孔用于与转向管柱上轴总成的上端配合，所述连接帽的上端部通过一根销轴与所述铰接部铰接在一起。

进一步，还包括压头，所述压头的下端具有一块与所述压板相匹配的平板，所述压头上设有力传感器和位移传感器。

本发明结构简单、制造成本低、安装及调整方便、通用性强，可以满足不同规格的转向管柱上轴总成的测试需求；能够测试转向管柱上轴总成在设计范围内的任意安装角度下的溃缩力-溃缩位移的关系曲线，从而可以评估转向管柱的溃缩性能，并且为建立转向管柱仿真模型提供了试验数据，可提高转向管柱的溃缩性能的仿真精度，可以降低整车开发周期及降低开发成本。

附图说明

图1为发明的结构示意图；

图2为图1的前视图；

图3为压板的结构示意图；

图4为连接帽的结构示意图；

图5为角度调节件的结构示意图；

图6为两块滑板的结构示意图；

图7为底板、支撑板和铰接结构的结构示意图。

图中：1—底板；2—支撑板；3—滑板；4—第一条形孔；5—第二条形孔；6—第一螺栓；7—转轴；8—角度调节件；9—第二螺栓；10—支耳；11—铰接轴；12—压板；13—铰接部；14—连接帽；15—销轴；16—压头；17—平板；18—安装孔；19—凹槽；20—安装板；21—支板；22—第三条形孔；23—连接板；24—转向管柱上轴总成。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示的一种用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，包括底板1、垂直设置在底板1左部的支撑板2和设置在底板1右部的铰接结构，铰接结构用于铰接转向管柱上轴总成24的下固定点；支撑板2上安装有左右方向的位置和上下方向的位置均能够调节的滑板3，支撑板2上设有长度方向为上下方向的第一条形孔4，滑板3的左部设有长度方向为左右方向的第二条形孔5，滑板3利用穿过第一条形孔4和第二条形孔5的第一螺栓6固定于支撑板2上，第一螺栓6上安装有第一螺母；滑板3的右部通过轴线方向为前后方向的转轴7铰接有角度调节件8，角度调节件8上设有用于固定连接转向管柱上轴总成24的连接部，角度调节件8和滑板3之间设置有用于调节角度调节件8的旋转角度的角度定位结构；还包括连接帽14和压板12，如图3所示，压板12的中部设有向下延伸的铰接部13，铰接部13与连接帽14的上端部铰接，连接帽14用于与转向管柱上轴总成24的上端连接。

采用上述结构，通过角度调节件8上的连接部来固定连接转向管柱上轴总成24，通过铰接结构来铰接转向管柱上轴总成24的下固定点，从而实现转向管柱上轴总成24的安装，在安装过程中通过第一条形孔4和第二条形孔5配合第一螺栓6来固定滑板3的位置，能够实现滑板3在上下方向上的位置和左右方向上位置的调整，并通过角度定位结构来固定和调整角度调节件8的角度，从而实现了转向管柱上轴总成24的安装角度A的调整和固定。使得本发明能够适用于不同规格的转向管柱上轴总成24。

作为一种优选，图1、图2和如图5所示，角度定位结构包括第三条形孔22、第二螺栓9和第二螺母，第三条形孔22呈弧线形，第三条形孔22设置在角度调节件8或滑板3上，第二螺栓9穿过角度调节件8和滑板3，且第二螺栓9与第三条形孔22滑动配合，第二螺母与第二螺栓9螺纹配合，拧紧第二螺母能够将位置调节板和角度调节件8固定连接在一起，第三条形孔22的中心线的圆心与转轴7的中心轴线共线。拧松第二螺母便可绕转轴7旋转角度调节件8，达到调节转向管柱上轴总成24安装角度的目的。角度调节件8旋转时，第二螺栓9和第三条形孔22之间发生相对滑动。

作为一种优选，如图7所示，铰接结构包括两块向上延伸的支耳10和一根穿过两块支耳10的铰接轴11。使用时，转向管柱上轴总成24的下固定点放置在两块支耳10之间，然后通过铰接轴11将转向管柱上轴总成24的下固定点和两块支耳10铰接在一起即可，转向管柱上轴总成24便可绕铰接轴11旋转。

作为一种优选，支撑板2上设有数条第一条形孔4和/或滑板3上设有数条第二条形孔5。也就是说支撑板2和滑板3之间至少具有两个连接点，至少通过两颗第一螺栓6进行固定，具有固定稳固的优点。

作为一种优选，如图5所示，角度调节件8包括用于固定连接转向管柱上轴总成24的安装板20和设置在安装板20左面的支板21，支板21通过转轴7与滑板3铰接在一起。安装板20即为用于固定连接转向管柱上轴总成24的连接部，本实施例中，安装板20上具有通孔，通过与通孔配合的螺栓来固定连接转向管柱上轴总成24。

作为一种优选，如图7所示，底板1的左部设有两块支撑板2，两块支撑板2上均安装有滑板3，角度调节件8通过转轴7同时与两块滑板3铰接，采用两块支撑板2和两块滑板3具有结构稳固的优点。进一步，如图6所示，两块滑板3之间设有连接板23，连接板23的两侧分别固定连接在两块滑板3上，使得两块滑板3连为一起，结构更加稳固。

作为一种优选，如图4所示，连接帽14的下端面设有向上延伸的安装孔18，安装孔18用于与转向管柱上轴总成24的上端配合，连接帽14的上端部通过一根销轴15与铰接部13铰接在一起，具体的，连接帽14的上具有与铰接部13对应的凹槽19，凹槽19的两个侧壁上具有与销轴15对应的孔，铰接部13伸入凹槽19内通过销轴15铰接在连接帽14的上部。采用上述结构，连接帽14能够快速的套在转向管柱上轴总成24的上端。并且压板12能够绕销轴15转动，能够确保转向管柱上轴总成24在任何安装角度时压板12与平板17都能平面接触。

进一步，还包括压头16，压头16的下端具有一块与压板12相匹配的平板17，压头16上设有力传感器和位移传感器。其中力传感器设置在压头16和平板17之间，利用力传感器和位移传感器可以输出转向管柱上轴总成24的溃缩力-溃缩位移的曲线，为建立转向管柱仿真模型提供了基础。实际使用时，压头16设置在压力加载装置上，压力加载装置通过压头16和平板17向压板12施加压力。

在测试转向管柱上轴总成24时，首先将底板1 固定于试验台架上，然后将转向管柱上轴总成24的下固定点铰接在铰接结构上，并根据转向管柱上轴总成24的规格来调整滑板3 相对于支撑板2的位置，使滑板3的高度和水平位置符合测试要求，然后调节角度调节件8的角度，以与测试的转向管柱上轴总成24所需要的安装角度A对应，并利用第二螺栓9和第二螺母锁定角度调节件8的位置，再将转向管柱上轴总成24固定连接在角度调节件8上，然后便可对转向管柱上轴总成24进行测试。本发明在试验过程中也能够通过角度调节件8和滑板3来调节转向管柱上轴总成24的位置，因此可以满足不同规格的转向管柱上轴总成24的测试，具有很高的通用性。

Claims (9)

1.一种用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，其特征在于：包括底板（1）、垂直设置在所述底板（1）左部的支撑板（2）和设置在所述底板（1）右部的铰接结构，所述铰接结构用于铰接转向管柱上轴总成（24）的下固定点；所述支撑板（2）上安装有左右方向的位置和上下方向的位置均能够调节的滑板（3），所述支撑板（2）上设有长度方向为上下方向的第一条形孔（4），所述滑板（3）的左部设有长度方向为左右方向的第二条形孔（5），所述滑板（3）利用穿过所述第一条形孔（4）和所述第二条形孔（5）的第一螺栓（6）固定于所述支撑板（2）上；

所述滑板（3）的右部通过轴线方向为前后方向的转轴（7）铰接有角度调节件（8），所述角度调节件（8）上设有用于固定连接转向管柱上轴总成（24）的连接部，所述角度调节件（8）和所述滑板（3）之间设置有用于调节所述角度调节件（8）的旋转角度的角度定位结构；

还包括连接帽（14）和压板（12），所述压板（12）的中部设有向下延伸的铰接部（13），所述铰接部（13）与所述连接帽（14）的上端部铰接，所述连接帽（14）用于与转向管柱上轴总成（24）的上端连接。

2.根据权利要求1所述的用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，其特征在于：所述角度定位结构包括第三条形孔（22）、第二螺栓（9）和第二螺母，所述第三条形孔（22）呈弧线形，所述第三条形孔（22）设置在所述角度调节件（8）或所述滑板（3）上，所述第二螺栓（9）穿过所述角度调节件（8）和所述滑板（3），且所述第二螺栓（9）与所述第三条形孔（22）滑动配合，所述第二螺母与所述第二螺栓（9）螺纹配合，拧紧所述第二螺母能够将所述位置调节板和所述角度调节件（8）固定连接在一起，所述第三条形孔（22）的中心线的圆心与所述转轴（7）的中心轴线共线。

3.根据权利要求1所述的用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，其特征在于：所述铰接结构包括两块向上延伸的支耳（10）和一根穿过两块所述支耳（10）的铰接轴（11）。

4.根据权利要求1所述的用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，其特征在于：所述支撑板（2）上设有数条所述第一条形孔（4）和/或所述滑板（3）上设有数条所述第二条形孔（5）。

5.根据权利要求1所述的用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，其特征在于：所述角度调节件（8）包括用于固定连接转向管柱上轴总成（24）的安装板（20）和设置在所述安装板（20）左面的支板（21），所述支板（21）通过所述转轴（7）与所述滑板（3）铰接在一起。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，其特征在于：所述底板（1）的左部设有两块所述支撑板（2），两块所述支撑板（2）上均安装有所述滑板（3），所述角度调节件（8）通过所述转轴（7）同时与两块所述滑板（3）铰接。

7.根据权利要求6所述的用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，其特征在于：两块所述滑板（3）之间设有连接板（23），所述连接板（23）的两侧分别固定连接在两块所述滑板（3）上。

8.根据权利要求1-5任一项所述的用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，其特征在于：所述连接帽（14）的下端面设有向上延伸的安装孔（18），所述安装孔（18）用于与转向管柱上轴总成（24）的上端配合，所述连接帽（14）的上端部通过一根销轴（15）与所述铰接部（13）铰接在一起。

9.根据权利要求1-5任一项所述的用于测试转向管柱上轴总成溃缩性能的装置，其特征在于：还包括压头（16），所述压头（16）的下端具有一块与所述压板（12）相匹配的平板（17），所述压头（16）上设有力传感器和位移传感器。