CN106441947B - 一种转向机构测试装置及测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向机构测试装置及测试系统，应用于测试领域，该转向机构测试装置包括：动力总成，转动总成，摆杆，推拉力测量元件，转向杆夹具；动力总成的动力输出端与转动总成的转动轴连接，摆杆固定在转动轴上，推拉力测量元件一端与摆杆固定连接，另一端与转向杆夹具固定连接；转向杆夹具用于夹持转向杆。本发明实现了对电动平衡车的转向机构的耐久性测试，获得表征转向机构耐久性的准确数据，从而确保电动平衡车的转向机构的性能良好。

Description

一种转向机构测试装置及测试系统

技术领域

本发明涉及测试领域，尤其涉及一种转向机构测试装置及测试系统。

背景技术

电动平衡车的转向系统一般以“机械—转角信号—电子差速转动”的构成形式来进行。其中，机械的转向系统末端一般有角度传感器，用于测量转向机构的摆动角度，控制系统根据此摆动角度来决定两侧驱动轮的速度差，以此来电动控制平衡车的转向。

一般的，电动平衡车的机械的转向机构具备机械复位功能，这意味着转向机构内部的弹性元件会受交变载荷的作用。因此弹性元件在使用过程中可能会因老化或疲劳而失效，进而导致整个转向机构失效。亟待提出一种针对电动平衡车的转向机构进行耐久性测试的装置或系统，以实现对电动平衡车的转向机构的耐久性测试。

发明内容

本发明通过提供一种转向机构测试装置及测试系统，针对电动平衡车的转向机构进行耐久性测试。

第一方面，本发明实施例提供了一种转向机构测试装置，包括：动力总成，转动总成，摆杆，推拉力测量元件，转向杆夹具；

所述动力总成的动力输出端与所述转动总成的转动轴连接，所述摆杆固定在所述转动轴上，所述推拉力测量元件一端与摆杆固定连接，另一端与转向杆夹具固定连接；所述转向杆夹具用于夹持转向杆。

优选的，所述推拉力测量元件通过推拉杆与所述摆杆固定连接。

优选的，所述转动轴上设有角度测量元件。

优选的，所述摆杆上沿着所述摆杆的长度设置有滑道，所述推拉杆的第一端设有滑动部，其中，所述滑动部与所述滑道装配，所述推拉杆的第一端通过锁紧块固定在所述摆杆上，所述锁紧块的松紧度可调节。

优选的，所述摆杆的长度方向垂直于所述转动轴的轴心线，所述推拉杆的长度方向垂直于所述摆杆的长度方向。

优选的，所述转向机构测试装置还包括机架，所述转动总成还包括基座和轴承；

所述转动轴通过所述轴承装配在所述基座上，所述基座固定在所述机架上。

优选的，所述动力总成包括：动力提供设备和动力传动机构；

所述动力传动机构的固定部固定在所述基座，所述动力提供设备的固定部固定在所述动力传动机构的固定部，所述动力提供设备的运动部通过所述传动机构的运动部与所述转动轴连接。

优选的，所述转向机构测试装置还包括：车体固定工装，安装底板；

所述车体固定工装固定在所述安装底板上，所述安装底板固定在所述机架上，所述车体固定工装的固定中心与所述待测转向机构的轴心线对齐；

其中，待测转向机构固定于所述车体固定工装时，所述待测转向机构的轴心线与所述转动轴的轴心线在同一直线上。

优选的，所述车体固定工装包括：固定本体，所述固定本体上固定有多个车轮限定块和/或至少一个车架限位支架。

第二方面，本发明实施例提供了一种转向机构测试系统，包括：控制设备，以及第一方面任一所述的转向机构测试装置，所述控制设备与所述转向机构测试装置相连接。

通过本发明提供的一个或多个技术方案，至少实现了如下技术效果或优点：

本发明提供的针对电动平衡车的转向机构进行耐久性测试的装置或系统，由于动力总成的动力输出端与转动总成的转动轴连接，摆杆固定在转动轴上，推拉力测量元件一端与摆杆固定连接，另一端与转向杆夹具固定连接；转向杆夹具用于夹持转向杆，从而测试时转向机构的转向杆通过转向杆夹具夹持，动力总成会驱动转动总成，以带动转向机构转动，则在转动过程中能通过推拉力测量元件检测用以判断转向机构耐久性的转向机构转动的回弹力，比如：回弹力的稳定性，以实现对电动平衡车的转向机构的耐久性测试，获得表征转向机构耐久性的准确数据，从而确保电动平衡车的转向机构的性能良好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的转向机构测试装置的爆炸图；

图2为图1的局部爆炸图；

图3为图2中推拉杆的剖面图；

图4为图1中车体固定工装的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的转向机构测试系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1～图3，本发明实施例提供的转向机构测试装置1，包括：动力总成11、转动总成12、摆杆13、推拉力测量元件14和转向杆夹具15。动力总成11的动力输出端与转动总成12的转动轴121连接，摆杆13固定在转动轴121上，推拉力测量元件14一端与摆杆13固定连接，另一端与转向杆夹具15固定连接，转向杆夹具15用于夹持转向杆31。

通过上述转向机构测试装置：动力总成11用于向转动总成12传递动力，则转动总成12的转动轴121的转动传递到摆杆13上使摆杆13摆动，转向杆夹具15上夹持的转向杆31跟着摆动，推拉力测量元件14则检测转向杆31转向的推拉力。

具体的，摆杆13的长度方向垂直于转动轴121的轴心线，以使转动总成12能带动摆杆13在垂直于转动轴121的平面内转动。

在一具体实施例中，转动总成12包括转动轴121、基座122和轴承123。转动轴121通过轴承123装配在基座122上。

具体的，动力总成11的动力输出端通过联轴器或花键轴与转动总成12的转动轴121连接，以向转动总成12传递动力。

进一步的，为了实现推拉力测量元件14的高度可调，推拉力测量元件14通过推拉杆16与摆杆13固定连接，从而能够通过调整推拉杆16在摆杆13上的上下位置，以调整推拉力测量元件14到合适高度，从而能够夹持不同高度待测转向机构3的转向杆31，使转向机构测试装置1的适用范围更广。

在一具体实施方式中，摆杆13上沿着摆杆13的长度设置有滑道131，推拉杆16的第一端设有滑动部161，其中，滑动部161与滑道131装配。

如图3所示，滑动部161滑动设置于滑道131上，推拉杆16的第一端通过锁紧块162固定在摆杆13上，锁紧块162的松紧度可调节。在测试时松开锁紧块162，沿着摆杆13滑动推拉杆16，以调节推拉杆16的高度，在调节推拉杆16到合适高度后，通过调紧锁紧块162固定推拉杆16在调节后位置高度。

如图3所示，锁紧块162的一具体实施方式为螺栓1621加垫片1622的形式，在推拉杆16的第一端开设调节孔，垫片1622容置于设于调节孔内，螺栓1621连接在调节孔上，通过调整螺栓1621改变垫片1622在调节孔内的位置，向内调节螺栓1621为锁紧推拉杆16在摆杆13，向外调节螺栓1621为松开推拉杆16。

需要说明的是，设置的滑道131可以为加工在摆杆13上的槽型结构，也可以为在摆杆13额外固定的滑道131。

在本实施方式中，以推拉杆16的长度方向垂直于摆杆13的长度方向为佳，以准确知晓以及调节推拉杆16的另一端上的推拉力测量元件14的高度，当然在具体实施过程中，并不限于推拉杆16的长度方向垂直于摆杆13的长度方向。

具体的，在推拉杆16的滑动部161开设或固定有花键槽、梯形槽、三角形槽、椭圆槽、矩形槽中的一种。对应的，摆杆13的滑道131与滑动部161形状匹配，则具体的，摆杆13的滑道131为横截面是对应的花键、梯形、三角形、椭圆或矩形中的一种。

在另一具体实施方式中，还可以通过推拉杆16转动的连接在摆杆13上，从而推拉杆16相对于摆杆13可旋转，推拉杆16的第一端通过锁紧块162固定在摆杆13上，锁紧块162的松紧度可调节，在测试时松开锁紧块162，通过转动推拉杆16以调节位于推拉杆16另一端的推拉力测量元件14的高度，在调节推拉力测量元件14到合适高度后，调紧锁紧块162以固定在调节后位置高度。

进一步的，本发明实施例提供的转向机构测试装置，转动总成12的转动轴121上设有角度测量元件17，角度测量元件17用以检测转动轴121的旋转角度。具体的，角度测量元件17可以但是不限于电编码盘、磁编码器、电位器、霍尔角度传感器中的一种。

进一步的，本发明实施例提供的转向机构测试装置还包括机架18，转动总成12的基座122固定在机架18上。

具体的，动力总成11包括：动力提供设备和动力传动机构。动力传动机构的固定部固定在转动总成12的基座122上，动力提供设备的固定部固定在动力传动机构的固定部，动力提供设备的运动部通过传动机构的运动部与转动轴121连接。

在动力总成11的一具体实施方式为：动力提供设备为电机111，动力传动机构为减速机112，则动力总成11以电机111连接减速机112的方式给转动总成12的转动轴121提供转动的动力，减速机112的输出轴为动力总成11的动力输出端；在动力总成11的另一具体实施方式为：动力提供设备为直线液压缸，动力传动机构为连杆机构，则动力总成11以直线液压缸通过连杆机构连接转动总成12的转动轴121的方式给转动轴121提供转动的动力。其中，连杆机构与转动轴121连接的一端为动力总成11的动力输出端。在具体实施过程中，动力总成11还可以单独为液压摆动缸，通过液压摆动缸给转动总成12的转动轴121提供在转动的动力，则液压摆动缸的转子为动力总成11动力输出端。

进一步的，为了固定平衡车的待测转向机构3，本发明实施例提供的转向机构测试装置还包括车体固定工装19和安装底板110。车体固定工装19固定在安装底板110上，安装底板110固定在机架18上，车体固定工装19的固定中心与待测转向机构3的轴心线对齐，其中，待测转向机构3固定于车体固定工装19时，待测转向机构3的轴心线与转动轴121的轴心线在同一直线上。可以通过更换车体固定工装19以适应对不同型号的平衡车的转向机构的测试。

具体的，安装底板110上均匀开设有多个安装孔，用于安装不同型号的车体固定工装19。

具体的，如图4所示，车体固定工装19包括：固定本体191，固定本体191上固定有多个车轮限定块192和/或至少一个车架限位支架193，车轮限定块192和车架限位支架193用于限定平衡车在固定本体191上。避免测试过程中平衡车抖动而影响对待测转向机构3的测试结果。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了转向机构测试系统，参考图5所示，该转向机构测试系统包括：控制设备2和转向机构测试装置1，控制设备2与转向机构测试装置1相连接。具体的，控制设备2为微机设备或专用集成设备，比如工业控制计算机，个人计算机：台式机、电脑一体机、笔记本电脑，控制设备2的供电线束、信号线束分别与转向机构测试装置1相连接。具体的，控制设备2通过供电线束给动力提供设备供电，控制设备2通过信号线束从推拉力测量元件14获得转向杆31的推拉力数据、从角度测量元件17获得转向杆31的转向角度数据。

在具体实施过程中，通过控制设备自动化测试转向机构，根据需求设定转动轴121旋转的角度、记录推拉力测量元件14获得的转向杆31的推拉力数据，以及输出图表用于分析转向机构的弹性元件寿命衰减，从而知晓转向机构的耐久性下面对本发明实施例提供的转向机构测试系统，以测试推拉力衰减变化为例的测试过程进行举例说明，但是不用于限定本发明：

在测试前，平衡车设置于车体固定工装19上，调整车体固定工装19在机架18上的位置，以使待测转向机构3的轴心线与转动轴121的轴心线在同一直线上，调整推拉杆16的高度至转向杆夹具15能够夹持待测转向机构3的转向杆31后，通过锁紧块162固定推拉杆16在调节后的位置高度，再通过转向杆夹具15夹持转向杆31。

接着，在控制设备2设定测定次数、转动轴121的旋转角度、旋转周期之后，通过控制设备2控制开始测试：则动力总成11向转动总成12传递动力，则转动总成12的转动轴121的转动传递到摆杆13上使摆杆13摆动，转向杆夹具15上夹持的转向杆31跟着摆动，推拉力测量元件14则检测每次转向杆31摆动的推拉力传递给控制设备2，控制设备2可以绘制出待测转向机构的推拉力衰减曲线。

通过上述本发明提供的一个或多个实施例，至少实现了如下技术效果或优点：

针对电动平衡车的转向机构进行耐久性测试的装置或系统，由于动力总成的动力输出端与转动总成的转动轴连接，摆杆固定在转动轴上，推拉力测量元件一端与摆杆固定连接，另一端与转向杆夹具固定连接；转向杆夹具用于夹持转向杆，从而测试时转向机构的转向杆通过转向杆夹具夹持，动力总成会驱动转动总成，以带动转向机构转动，则在转动过程中能通过推拉力测量元件检测用以判断转向机构耐久性的转向机构转动的回弹力，比如：回弹力的稳定性，以实现对电动平衡车的转向机构的耐久性测试，获得表征转向机构耐久性的准确数据，从而确保电动平衡车的转向机构的弹性元件的性能。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种转向机构测试装置，其特征在于，包括：动力总成，转动总成，摆杆，推拉力测量元件，转向杆夹具；

所述动力总成的动力输出端与所述转动总成的转动轴连接，所述摆杆固定在所述转动轴上，所述推拉力测量元件一端与摆杆固定连接，另一端与转向杆夹具固定连接；所述转向杆夹具用于夹持转向杆；所述推拉力测量元件通过推拉杆与所述摆杆固定连接；所述转动轴上设有角度测量元件；

其中，所述推拉力测量元件检测每次所述转向杆摆动的推拉力并传递给与所述转向机构测试装置连接的控制设备以绘制出待测转向机构的推拉力衰减曲线。

2.如权利要求1所述的转向机构测试装置，其特征在于，所述摆杆上沿着所述摆杆的长度设置有滑道，所述推拉杆的第一端设有滑动部，其中，所述滑动部与所述滑道装配，所述推拉杆的第一端通过锁紧块固定在所述摆杆上，所述锁紧块的松紧度可调节。

3.如权利要求1所述的转向机构测试装置，其特征在于，所述摆杆的长度方向垂直于所述转动轴的轴心线，所述推拉杆的长度方向垂直于所述摆杆的长度方向。

4.如权利要求1所述的转向机构测试装置，其特征在于，所述转向机构测试装置还包括机架，所述转动总成还包括基座和轴承；

所述转动轴通过所述轴承装配在所述基座上，所述基座固定在所述机架上。

5.如权利要求4所述的转向机构测试装置，其特征在于，所述动力总成包括：动力提供设备和动力传动机构；

所述动力传动机构的固定部固定在所述基座，所述动力提供设备的固定部固定在所述动力传动机构的固定部，所述动力提供设备的运动部通过所述传动机构的运动部与所述转动轴连接。

6.如权利要求4所述的转向机构测试装置，其特征在于，所述转向机构测试装置还包括：车体固定工装，安装底板；

所述车体固定工装固定在所述安装底板上，所述安装底板固定在所述机架上，所述车体固定工装的固定中心与所述待测转向机构的轴心线对齐；

其中，待测转向机构固定于所述车体固定工装时，所述待测转向机构的轴心线与所述转动轴的轴心线在同一直线上。

7.如权利要求6所述的转向机构测试装置，其特征在于，所述车体固定工装包括：固定本体，所述固定本体上固定有多个车轮限定块和/或至少一个车架限位支架。

8.一种转向机构测试系统，其特征在于，包括：控制设备，以及如权利要求1-7中任一权利要求所述的转向机构测试装置，所述控制设备与所述转向机构测试装置相连接。

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