CN107063707B - 气动转向管柱调节机构疲劳试验台 - Google Patents

气动转向管柱调节机构疲劳试验台 Download PDF

Info

Publication number
CN107063707B
CN107063707B CN201710146871.8A CN201710146871A CN107063707B CN 107063707 B CN107063707 B CN 107063707B CN 201710146871 A CN201710146871 A CN 201710146871A CN 107063707 B CN107063707 B CN 107063707B
Authority
CN
China
Prior art keywords
servo electric
electric jar
tubing string
steering
air power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710146871.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107063707A (zh
Inventor
吴军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SICHUAN MIANYANG DEXIN MACHINERY CO Ltd
Original Assignee
SICHUAN MIANYANG DEXIN MACHINERY CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SICHUAN MIANYANG DEXIN MACHINERY CO Ltd filed Critical SICHUAN MIANYANG DEXIN MACHINERY CO Ltd
Priority to CN201710146871.8A priority Critical patent/CN107063707B/zh
Publication of CN107063707A publication Critical patent/CN107063707A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107063707B publication Critical patent/CN107063707B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles

Abstract

本发明涉及一种气动转向管柱调节机构疲劳试验台,包括:疲劳试验台本体以及疲劳台控制柜,其中,所述疲劳试验台本体包括试验台装置T型槽平台,在所述试验台装置T型槽平台上设有转向管柱支撑架、伺服电动缸安装支架升降装置以及升降装置固定撑杆,所述升降装置固定撑杆与所述伺服电动缸安装支架升降装置连接,所述转向管柱支撑架上设有气动转向管柱,所述伺服电动缸安装支架升降装置上设有伺服电动缸安装支架升降电机以及2套伺服电动缸安装支架,所述伺服电动缸安装支架上安装有两套伺服电动缸,每套伺服电动缸尾端分别通过活动铰链安装在固定位置,伺服电动缸的伸出杆前端也通过铰链连接在一起,铰链同时连接在气动转向管柱转向轴上。

Description

气动转向管柱调节机构疲劳试验台
技术领域
本发明涉及一种气动管柱调节机构疲劳试验台。
背景技术
当今商用车使用气动转向管柱(管柱调节机构气动解锁)已经成为一种趋势,我国各大商用汽车厂新开发的重卡车型均将气动转向管柱作为标配,气动转向管柱均具有方向盘上下调节,前后摆动调节功能,以及气动锁死和解锁功能。汽车零部件对可靠性要求很高,气动转向管柱要求在设计生产中必须进行疲劳寿命试验,因此,气动转向管柱疲劳试验台是必须配置的设备。
气动转向管柱调节功能疲劳试验台一般是专用的试验装置,采用气缸,电机和相应的机械机构驱动,通过PLC或计算机控制实现调节动作的模拟,以及试验数据的采集分析。主要动作有:1)锁死机构解锁时,驱动转向管柱(连接方向盘部分)前后摆动一定角度,驱动转向管柱(连接方向盘部分)上下滑动动一定距离;2)锁死机构锁死时,在转向管柱连接方向盘处的轴向和径向,以标准要求的最大力推和拉转向管柱。以上试验动作要求循环和长时间进行,一般每个动作在几万次至一百万次。
气动转向管柱调节疲劳试验时,要求按照实车位置安装转向管柱,同时安装转向传动轴,如图1所示,试验台上要安装施力运动装置很困难,现在一般的疲劳试验台是将转向管柱在平面上安装,施力和检测机构的安装受空间限制,动作不能准确达到气动转向管柱调节疲劳试验标准的要求,所以在现有的试验台进行的疲劳试验动作不准确。其次,按照气动转向管柱调节疲劳试验标准要求,应将锁死机构解锁时所要求的动作和锁死机构锁死时所要求的动作循环交替进行,这样能准确的反映商用车驾驶员的真实使用状态,现有的转向管柱调节疲劳试验台未实现此要求。锁死机构解锁后,方向盘的调节轨迹是任意的,在前后摆动和上下滑动动方向同时进行,其轨迹是空间曲线,而且不同的气动转向管柱要求的空间曲线不一样。现在的气动转向管柱疲劳试验台不具有此功能。
鉴于上述的缺陷,本设计人积极加以研究创新,以期创设一种气动转向管柱调节机构疲劳试验台,使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种两套伺服电动缸能够在计算机控制下,实现气动转向管柱调节机构要求的任意空间位置的驱动,实现实测空间2个方向的力和运动速度的气动转向管柱调节机构疲劳试验台。
本发明气动转向管柱调节机构疲劳试验台,包括:疲劳试验台本体以及疲劳台控制柜,其中,所述疲劳试验台本体包括试验台装置T型槽平台,在所述试验台装置T型槽平台上设有转向管柱支撑架、伺服电动缸安装支架升降装置以及升降装置固定撑杆,所述升降装置固定撑杆与所述伺服电动缸安装支架升降装置连接,所述转向管柱支撑架上设有可调角度安装板,气动转向管柱通过螺栓固定在所述可调角度安装板上,所述伺服电动缸安装支架升降装置上设有伺服电动缸安装支架升降电机以及两套伺服电动缸安装支架,所述两套伺服电动缸安装支架上各自安装有一套伺服电动缸,每套伺服电动缸尾端分别通过第二铰链安装在固定位置,伺服电动缸的伸出杆前端也通过铰链连接在一起,铰链同时连接在气动转向管柱转向轴上,当两套伺服电动缸动作时铰链也随之运动,由此带动气动转向管柱转向轴运动;通过疲劳台控制柜控制每套伺服电动缸伸出杆的伸缩,达到控制铰链按预先设置的轨迹运动;
两套伺服电动缸包括上伺服电动缸、下伺服电动缸;
当气动转向管柱锁死机构解锁时,2个伺服电动缸在计算机控制下联动,按照预先设置的轨迹,上伺服电动缸的伸出杆和下伺服电动缸的伸出杆做伸出缩回运动,随着伺服电动缸伸出缩回到不同位置,上、下伺服电动缸伸出杆前端安装同轴力传感器,检测出运动中的伸出杆上受力,伺服电动缸由伺服电机驱动,计算机控制发出驱动脉冲可控制伺服电动缸伸出杆的位置和速度。伺服电动缸伸出杆前端的活动铰链同时连接在转向管柱上,带动转向管柱沿设定的轨迹运动,模拟驾驶员调节方向盘位置,使转向管柱前后摆动和上下滑动;
当气动转向管柱锁死机构锁死时,按汽车转向管柱测试标准,在转向轴的方向盘安装位置施加标准要求的最大力,分别在转向轴的轴向施加最大推力和径向施加最大拉力,并测试在施加最大力时方向盘安装位置的位移。
进一步地,疲劳台控制柜上设有显示屏和计算机。
进一步地,上下伺服电动缸尾部第二铰链在试验台装置上是固定的,当在试验台上设坐标系,以试验台架上某点为坐标原点时,可测量出上伺服电动缸尾部第二铰链点的坐标为(X1,Y1),下伺服电动缸尾部第二铰链点的坐标为(X2,Y2);
由此可根据铰链点的坐标(X0,Y0)计算出上下伺服电动缸的伸出杆伸出距离L1,L2;
上伺服电动缸(11)伸出长度:
L1=Sqrt((X1-X0)*(X1-X0)+(Y1-Y0)*(Y1-Y0))-400;
下伺服电动缸(19)伸出长度:
L2=Sqrt((X2-X0)*(X2-X0)+(Y2-Y0)*(Y2-Y0))-400。
借由上述方案,本发明气动转向管柱调节机构疲劳试验台至少具有以下优点:
采用两套伺服电动缸,通过在电动缸动作杆顶部一个铰链结合,在计算机控制下,实现气动转向管柱调节机构要求的任意空间位置的驱动,同时实时检测空间2个方向的力和运动速度,试验结果以实时图形和传感器数据显示。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是气动转向管柱的示意图;
图2是本发明气动转向管柱调节机构疲劳试验台的试验台本体的结构示意图;
图3是本发明气动转向管柱调节机构疲劳试验台的疲劳台控制柜的示意图;
图4是本发明气动转向管柱调节机构疲劳试验台的在坐标系伺服电动缸坐标计算几何结构图;
图5是本发明气动转向管柱调节机构疲劳试验台的在坐标系铰链位置坐标计算几何结构图;
A1:气动转向管柱本体;A2:与汽车车身连接端(连接支架);A3:可调节位置的管柱壳体;A4:转向轴(方向盘连接轴)正常位置;A5:转向轴调节到(上下,前后)新位置1;A6:转向轴调节到(上下,前后)新位置2;A7:转向轴上下滑动槽;A8:转向轴前后转动圆心;A9:气动锁死机构(内藏);A10:转向管柱调节区域;1:试验台装置T型槽平台;2:转向管柱支撑架;3:连接汽车转向器和方向盘的传动轴;4:可调角度安装板;5:气动转向管柱;6:转向管柱上连接方向盘的转向轴;7:两套伺服电动缸与转向轴的连接铰链;8:上伺服电动缸力传感器;9:上伺服电动缸伸出杆;10:上伺服电动缸尾部第二铰链;11:上伺服电动缸本体;12:上伺服电机及传动装置;13:两套伺服电动缸安装支架;14:伺服电动缸安装支架升降电机;15:伺服电动缸安装支架升降装置;16:升降装置固定撑杆;17:下伺服电机及传动装置;18:尾部第二铰链下伺服电动缸尾部第二铰链;19:下伺服电动缸本体;20:下伺服电动缸伸出杆;21:下伺服电动缸力传感器;22:活动铰链运动范围;23:疲劳台控制柜;24:显示屏;25:计算机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本发明气动转向管柱调节机构疲劳试验台,包括:疲劳试验台本体以及疲劳台控制柜,其中,所述疲劳试验台本体包括试验台装置T型槽平台,在所述试验台装置T型槽平台上设有转向管柱支撑架、伺服电动缸安装支架升降装置以及升降装置固定撑杆,所述升降装置固定撑杆与所述伺服电动缸安装支架升降装置连接,所述转向管柱支撑架上设有气动转向管柱,所述伺服电动缸安装支架升降装置上设有伺服电动缸安装支架升降电机以及两套伺服电动缸安装支架,所述两套伺服电动缸安装支架上各自安装有一套伺服电动缸,每套伺服电动缸尾端分别通过第二铰链安装在固定位置,伺服电动缸的伸出杆前端也通过铰链连接在一起,铰链同时连接在气动转向管柱转向轴上,当两套伺服电动缸动作时铰链也随之运动,由此带动气动转向管柱转向轴运动;通过疲劳台控制柜控制每套伺服电动缸伸出杆的伸缩,达到控制铰链按预先设置的轨迹运动。
本发明工作原理:
当气动转向管柱锁死机构解锁时,转向管柱可调节位置,2个伺服电动缸图211,19在计算机控制下联动,按照控制软件预先设置的轨迹,上伺服电动缸的伸出杆9和下伺服电动缸的伸出杆20做伸出缩回运动,两套伺服电动缸伸出杆前端通过活动第一铰链7连接,随着伺服电动缸伸出缩回到不同位置,第一铰链7在图2所示的虚线圆范围内中移动,伺服电动缸11,19也随着摆动。伺服电动缸伸出杆9,20前端安装同轴力传感器8,21可检测出运动中的伸出杆上受力,伺服电动缸由伺服电机驱动,计算机控制发出驱动脉冲可控制伺服电动缸伸出杆9,20的精确位置和速度。伺服电动缸伸出杆前端的活动第一铰链7同时连接在转向管柱方向盘安装位置上,带动转向管柱沿设定的轨迹运动,模拟驾驶员调节方向盘位置,使转向管柱前后摆动和上下滑动,从而满足气动转向管柱调节机构的疲劳试验要求。
当气动转向管柱上的锁死机构锁死时,转向管柱上的转向轴6应固定在当前位置,即使受到一定的外力,不能发生位移。按汽车转向管柱测试标准,应在转向轴6的方向盘安装位置施加标准要求的最大力,分别在转向轴6的轴向沿轴线方向和径向与转向轴垂直方向施加最大推和拉力,并测试在施加最大力时方向盘安装位置的位移。转向管柱上的转向轴在锁死机构松开时是可调节位置和角度的,在锁死机构锁死时转向轴的位置即当前位置
a)在对转向轴施加轴向力时,上伺服电动缸11在计算机25控制下对转向轴7进行轴向推和拉,由传感器8测出推力和拉力,此时下伺服电动缸19按照传感器21测出的受力进行伸出缩回微运动,以抵消传感器21的受力,保证此时对转向管柱5的施力仅在转向轴6的轴向,满足对转向管柱轴向施加最大力疲劳试验要求。
b)在对转向轴施加径向力时,下伺服电动缸19在计算机25控制下对转向轴7径向进行推和拉,由传感器21测出推力和拉力,此时上伺服电动缸11按照传感器8测出的受力进行伸出缩回微运动,以抵消传感器8的受力,保证此时对转向管柱5的施力仅在转向轴6的径向,满足对转向管柱径向施加最大力疲劳试验要求。
转向轴6的轴向和径向由图一标明。
铰链点轨迹
本试验台采用两套伺服电动缸,每套伺服电动缸尾端分别通过第二铰链安装在固定位置,伺服电动缸的伸出杆前端也通过第二铰链7连接在一起,第二铰链7同时连接在气动转向管柱转向轴6上连接方向盘位置,当两套伺服电动缸动作时第二铰链7也随之运动,由此带动气动转向管柱转向轴6运动。
通过计算机25控制每套伺服电动缸伸出杆9,20的伸缩,达到控制第二铰链7按预先设置的轨迹运动。如图三所设坐标系中,伺服电动缸的安装与坐标系有一定的角度,第二铰链7任意时刻在坐标系中的位置由两套伺服电动缸伸出杆9,20的伸缩位置确定,图三是简化后的两套伺服电动缸11,19及第二铰链7的几何关系图,由此计算两套伺服电动缸伸出杆9,20的伸缩量与第二铰链7在坐标系的坐标公式。
图4为在坐标系铰链位置坐标计算几何结构图,x轴为水平线,y轴为垂直线。
上尾部第二铰链下伺服电动缸尾部第二铰链在试验台装置上是固定的,当在试验台上设坐标系,以试验台架1上某点为坐标原点时,可测量出上伺服电动缸尾部第二铰链点的坐标为(X1,Y1),尾部第二铰链下伺服电动缸尾部第二铰链点的坐标为(X2,Y2)。
由此可根据铰链点的坐标(X0,Y0)计算出上下伺服电动缸的伸出杆伸出距离L1,L2。
上伺服电动缸(11)伸出长度:
L1=Sqrt((X1-X0)*(X1-X0)+(Y1-Y0)*(Y1-Y0))-400;
下伺服电动缸(19)伸出长度:
L2=Sqrt((X2-X0)*(X2-X0)+(Y2-Y0)*(Y2-Y0))-400。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种气动转向管柱调节机构疲劳试验台,其特征在于,包括:疲劳试验台本体以及疲劳台控制柜,其中,所述疲劳试验台本体包括试验台装置T型槽平台,在所述试验台装置T型槽平台上设有转向管柱支撑架、伺服电动缸安装支架升降装置以及升降装置固定撑杆,所述升降装置固定撑杆与所述伺服电动缸安装支架升降装置连接,所述转向管柱支撑架上设有可调角度安装板,气动转向管柱通过螺栓固定在所述可调角度安装板上,所述伺服电动缸安装支架升降装置上设有伺服电动缸安装支架升降电机以及两套伺服电动缸安装支架,所述两套伺服电动缸安装支架上各自安装有一套伺服电动缸,每套伺服电动缸尾端分别通过第二铰链安装在固定位置,伺服电动缸的伸出杆前端也通过第一铰链连接在一起,第一铰链同时连接在气动转向管柱转向轴上,当两套伺服电动缸动作时第一铰链也随之运动,由此带动气动转向管柱转向轴运动;通过疲劳台控制柜控制每套伺服电动缸伸出杆的伸缩,达到控制第一铰链按预先设置的轨迹运动;
两套伺服电动缸包括上伺服电动缸、下伺服电动缸;
当气动转向管柱锁死机构解锁时,2个伺服电动缸在计算机控制下联动,按照预先设置的轨迹,上伺服电动缸的伸出杆和下伺服电动缸的伸出杆做伸出缩回运动,随着伺服电动缸伸出缩回到不同位置,上、下伺服电动缸伸出杆前端安装同轴力传感器,检测出运动中的伸出杆上受力,伺服电动缸由伺服电机驱动,计算机控制发出驱动脉冲可控制伺服电动缸伸出杆的位置和速度;伺服电动缸伸出杆前端的活动铰链同时连接在转向管柱上,带动转向管柱沿设定的轨迹运动,模拟驾驶员调节方向盘位置,使转向管柱前后摆动和上下滑动;
当气动转向管柱锁死机构锁死时,按汽车转向管柱测试标准,在转向轴的方向盘安装位置施加标准要求的最大力,分别在转向轴的轴向施加最大推力和径向施加最大拉力,并测试在施加最大力时方向盘安装位置的位移。
2.根据权利要求1所述的气动转向管柱调节机构疲劳试验台,其特征在于,疲劳台控制柜上设有显示屏和计算机。
3.根据权利要求1所述的气动转向管柱调节机构疲劳试验台,其特征在于,上下伺服电动缸尾部第二铰链在试验台装置上是固定的,当在试验台上设坐标系,以试验台架上某点为坐标原点时,可测量出上伺服电动缸尾部第二铰链点的坐标为(X1,Y1),下伺服电动缸尾部第二铰链点的坐标为(X2,Y2);
由此可根据铰链点的坐标(X0,Y0)计算出上下伺服电动缸的伸出杆伸出距离L1,L2;
上伺服电动缸伸出长度:
L1=Sqrt((X1-X0)*(X1-X0)+(Y1-Y0)*(Y1-Y0))-400mm;
下伺服电动缸伸出长度:
L2=Sqrt((X2-X0)*(X2-X0)+(Y2-Y0)*(Y2-Y0))-400mm;
其中,400mm,为伺服电动缸的伸出杆缩回到极限位置后伺服电动缸伸出杆前端活动铰链到伺服电动缸尾部铰链的长度。
CN201710146871.8A 2017-03-13 2017-03-13 气动转向管柱调节机构疲劳试验台 Active CN107063707B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710146871.8A CN107063707B (zh) 2017-03-13 2017-03-13 气动转向管柱调节机构疲劳试验台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710146871.8A CN107063707B (zh) 2017-03-13 2017-03-13 气动转向管柱调节机构疲劳试验台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107063707A CN107063707A (zh) 2017-08-18
CN107063707B true CN107063707B (zh) 2019-06-14

Family

ID=59623130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710146871.8A Active CN107063707B (zh) 2017-03-13 2017-03-13 气动转向管柱调节机构疲劳试验台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107063707B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109765050B (zh) * 2019-02-28 2021-02-05 重庆延锋安道拓锋奥汽车部件系统有限公司 高调传动件检测装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201974299U (zh) * 2010-08-30 2011-09-14 芜湖世特瑞转向系统有限公司 一种转向器疲劳试验台
CN103207072A (zh) * 2013-04-22 2013-07-17 上海大学 汽车转向管柱调节耐久性能试验机
CN203443771U (zh) * 2013-07-30 2014-02-19 浙江豪情汽车制造有限公司 转向管柱静压溃试验装置
JP2015219115A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 Ntn株式会社 ステアリング装置用の試験機及びステアリング装置の試験方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200143817Y1 (ko) * 1996-10-31 1999-06-15 양재신 스티어링 기어 고정용 브래킷의 압입장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201974299U (zh) * 2010-08-30 2011-09-14 芜湖世特瑞转向系统有限公司 一种转向器疲劳试验台
CN103207072A (zh) * 2013-04-22 2013-07-17 上海大学 汽车转向管柱调节耐久性能试验机
CN203443771U (zh) * 2013-07-30 2014-02-19 浙江豪情汽车制造有限公司 转向管柱静压溃试验装置
JP2015219115A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 Ntn株式会社 ステアリング装置用の試験機及びステアリング装置の試験方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107063707A (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105459153B (zh) 铁路隧道衬砌质量无损检测臂架及其检测方法
CN103149034B (zh) 一种开闭件刚度实验台架设备
CN104132795B (zh) 一种可实现风洞虚拟飞行的模型绳索支撑系统
CN102466557B (zh) 可调试发动机罩刚度试验台架装置及其使用方法
CN107063707B (zh) 气动转向管柱调节机构疲劳试验台
CN102589902B (zh) 支腿试验机
CN104748959A (zh) 三轴多维度加载力学性能测试试验台
CN108020567B (zh) 一种贮箱环缝x射线自动化检测系统
CN106549324B (zh) 一种变电站通用小车
CN103207072A (zh) 汽车转向管柱调节耐久性能试验机
CN110174230A (zh) 一种跌落可靠性试验装置
CN202607249U (zh) 自动钻铆柔性托架
CN105798903A (zh) 一种钻台面摆管机械手
CN107167049B (zh) 一种曲轴磨加工在位测量装置
CN206756454U (zh) 具有快速装夹功能的软连接变速箱试验装置
CN103575201B (zh) 火箭发动机飞行仿真试验时测量喷管摆角的线位移传感器
CN205798761U (zh) 一种用于移动焊接机的吊挂装置
CN107356211A (zh) 一种隧道智能检测车及其检测方法
CN104390772A (zh) 一种套筒式机构静态和动变摩擦力的测试装置及测试方法
CN209689871U (zh) 一种跌落可靠性试验装置
CN105865814A (zh) 用于电动助力转向系统的操稳调教台架
CN106287105A (zh) 一种大型管道内件安装装置
CN104280247B (zh) 一种汽车铰链式引擎盖耐久试验装置
CN207215464U (zh) 自动调节臂实验台
CN208254761U (zh) 一种车内人员碰撞试验装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant