CN108344588A - 一种车辆的转向试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆的转向试验装置，包括：安装架、导轨机构、角度调整机构、夹紧机构和电控单元；所述导轨机构固定在所述安装架上，所述角度调整机构与所述夹紧机构设置在所述导轨机构上；所述夹紧机构用于夹紧试验车辆的方向盘，并根据所述角度调整机构输出的扭矩和转角进行转动；所述电控单元用于根据所述扭矩和所述转角采集试验车辆的方向盘的转矩和转速，并生成试验数据。本发明能够实现汽车整车试验中，对方向盘的转向角度和转向速度的精确控制，解决由于驾驶员操纵方向盘的人为因素所带来的试验结果偏差较大的问题，提高车辆试验的安全性和准确性。

Description

一种车辆的转向试验装置

技术领域

本发明涉及车辆试验辅助技术领域，尤其涉及一种车辆的转向试验装置。

背景技术

在汽车整车试验时，常需要对方向盘的转向角度和转向速度进行严格控制，如操纵稳定性试验、ABS匹配试验、角正弦输入试验、双移线试验等，同时转向管柱的系统摩擦力也需要精确的测量出来。这些试验往往需要在高车速下进行大转向、高转速的转向操作，危险性较大，容易对试验人员造成人身伤害；同时对转向角度和转向速度控制精度和多次试验的重复一致性要求高，靠人为操作方向盘很难实现，因此在这些试验中有必要采用转向机器代替人类驾驶员对汽车方向盘进行精确操作并且直接测量出转角、转速和转矩试验数据。

转向机器的功能是在汽车操纵稳定性试验或其他涉及到汽车转向系统的试验中代替试验人员操作方向盘，实现特定的转向动作和驾驶工况并测量出相关的试验数据，以消除驾驶员驾驶技术等人为因素的差异对试验结果的造成的不利影响。

发明内容

本发明提供一种车辆的转向试验装置，实现汽车整车试验中，对方向盘的转向角度和转向速度的精确控制，解决由于驾驶员操纵方向盘的人为因素所带来的试验结果偏差较大的问题，提高车辆试验的安全性和准确性。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种车辆的转向试验装置，包括：安装架、导轨机构、角度调整机构、夹紧机构和电控单元；

所述导轨机构固定在所述安装架上，所述角度调整机构与所述夹紧机构设置在所述导轨机构上；

所述夹紧机构用于夹紧试验车辆的方向盘，并根据所述角度调整机构输出的扭矩和转角进行转动；

所述电控单元用于根据所述扭矩和所述转角采集试验车辆的方向盘的转矩和转速，并生成试验数据。

优选的，所述安装架包括：外框、支撑板、脚轮和定位支撑件；

所述外框的底部四角设有所述脚轮和所述定位支撑件，所述安装架通过所述脚轮进行滑行，所述安装架通过定位支撑件站立在试验位置上，所述定位支撑件具有升降调节功能；

所述支撑板竖直固定在所述外框的内侧面，所述支撑板设有多个通孔，所述导轨机构通过所述通孔与所述支撑板固定。

优选的，所述导轨机构包括：丝杆装置、导轨、滑块、移动板、手轮和轴承座；

所述导轨设置在所述支撑板表面的左右两侧，所述移动板设有所述滑块，所述移动板通过所述滑块沿所述导轨上下滑动；

所述轴承座固定在所述支撑板上，所述丝杆装置的调节端贯穿所述轴承座与所述手轮螺纹连接，所述丝杆装置的推动端与所述移动板连接，在所述手轮转动时，所述丝杆装置推动所述移动板沿所述导轨运动。

优选的，所述角度调整机构包括：驱动电机、联轴器、减速器和驱动底座；

所述驱动底座固定在所述移动板上，所述驱动底座上设置有所述驱动电机、所述联轴器和所述减速器；

所述驱动电机输出轴与所述减速器连接，所述减速器的输出轴与所述联轴器连接，所述驱动电机通过所述减速器带动所述联轴器运转。

优选的，所述驱动底座包括：底板、第一支撑板和第二支撑板；

所述第一支撑板和所述第二支撑板垂直设置在所述底板上，所述第一支撑板用于固定支撑所述联轴器，所述第二支撑板用于固定所述夹紧机构；

所述底板设有第一腰槽和第二腰槽，所述第一腰槽和所述第二腰槽均为弧状，所述底板通过所述第一腰槽和所述第二腰槽与所述移动板螺栓连接，通过调整螺栓与所述第一腰槽的固定位置以调节所述联轴器的放置角度，通过调整螺栓与所述第二腰槽的固定位置以调节所述夹紧机构的放置角度。

优选的，所述第一支撑板和所述第二支撑板为L型结构，在L型竖直面设有贯穿孔；

所述联轴器通过螺栓固定在所述第一支撑板的L型竖直面上，并通过贯穿孔穿过所述第一支撑板；

所述夹紧机构通过螺栓固定在所述第二支撑板的L型竖直面上，并穿过贯穿孔与所述联轴器相连。

优选的，所述夹紧机构包括：连接轴、万向节装置和抓盘；

所述连接轴的一端与所述联轴器相连，所述连接轴的另一端与所述万向节装置的一端相连，所述万向节装置的另一端与所述抓盘相连；

所述万向节装置用于调节所述抓盘的设置位置，以适应不同测试车辆的方向盘位置；

在所述驱动电机转动时，所述联轴器通过所述连接轴带动所述万向节装置转动，以使所述抓盘按设定角度转动。

优选的，所述抓盘包括：圆盘底座、连接杆和夹紧件；

多个所述连接杆均布在所述圆盘底座上，所述连接杆的一端与所述圆盘底座螺栓固定，所述连接杆的另一端设有所述夹紧件，所述夹紧件用于对试验车辆的方向盘进行夹紧固定。

优选的，所述连接杆的数量为3个，相邻连接杆之间的夹角为120°，以使抓盘在夹紧件与试验车辆的方向盘夹紧时受力均衡。

优选的，所述电控单元包括：上位机、角度传感器、扭矩传感器、速度传感器和转矩传感器；

所述角度传感器用于检测所述角度调整机构输出的转角；

所述扭矩传感器用于检测所述角度调整机构输出的扭矩；

所述速度传感器用于检测试验车辆的方向盘的转速；

所述转矩传感器用于检测试验车辆的方向盘的转矩；

所述上位机用于按设定要求控制所述驱动电机的转动，并将采集到的所述转角、所述扭矩、所述转速和所述转矩的数据应用于运行软件以生成试验数据。

本发明提供一种车辆的转向试验装置，由电控单元通过角度调整机构控制试验车辆的方向盘的转角和转矩，对方向盘的转向角度和转向速度的精确控制，并通过电控单元生成试验数据，解决由于驾驶员操纵方向盘的人为因素所带来的试验结果偏差较大的问题，提高车辆试验的安全性和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1：为本发明提供的一种车辆的转向试验装置的示意图；

图2：为图1的正视图的局部图；

图3：为实施例提供的夹紧机构的示意图。

附图标记

11 支撑板

12 外框

21 丝杆装置

22 导轨

23 螺栓

24 移动板

25 手轮

26 轴承座

31 驱动底座

32 第二腰槽

33 第一腰槽

41 驱动电机

42 联轴器

43 电控单元

44 减速器

51 连接轴

52 万向节装置

53 抓盘

531 圆盘底座

532 连接杆

533 夹紧件

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

针对当前车辆的方向盘转向测试存在人为因素对试验结果影响大的问题。本发明提供一种车辆的转向试验装置，由电控单元通过角度调整机构控制试验车辆的方向盘的转角和转矩，对方向盘的转向角度和转向速度的精确控制，并通过电控单元生成试验数据，解决由于驾驶员操纵方向盘的人为因素所带来的试验结果偏差较大的问题，提高车辆试验的安全性和准确性。

如图1所示，一种车辆的转向试验装置，包括：安装架、导轨机构、角度调整机构、夹紧机构和电控单元。所述导轨机构固定在所述安装架上，所述角度调整机构与所述夹紧机构设置在所述导轨机构上。所述夹紧机构用于夹紧试验车辆的方向盘，并根据所述角度调整机构输出的扭矩和转角进行转动。所述电控单元用于根据所述扭矩和所述转角采集试验车辆的方向盘的转矩和转速，并生成试验数据。

如图1所示，所述安装架包括：外框12、支撑板11、脚轮和定位支撑件。所述外框12的底部四角设有所述脚轮和所述定位支撑件，所述安装架通过所述脚轮进行滑行，所述安装架通过定位支撑件站立在试验位置上，所述定位支撑件具有升降调节功能。所述支撑板11竖直固定在所述外框的内侧面，所述支撑板设有多个通孔，所述导轨机构通过所述通孔与所述支撑板11固定。

所述导轨机构包括：丝杆装置21、导轨22、滑块、移动板24、手轮25和轴承座26。所述导轨22设置在所述支撑板11表面的左右两侧，所述移动板24设有所述滑块，所述移动板24通过所述滑块沿所述导轨22上下滑动。所述轴承座26固定在所述支撑板11上，所述丝杆装置21的调节端贯穿所述轴承座26与所述手轮25螺纹连接，所述丝杆装置21的推动端与所述移动板24连接，在所述手轮25转动时，所述丝杆装置21推动所述移动板24沿所述导轨22运动。

在实际应用中，导轨22的数量为2个，导轨上设有通孔，通过所述通孔与支撑板螺栓连接。滑块的数量可以为4个，每根导轨上设置2个，每个滑块顶部设有螺纹孔，所述移动板通过所述螺纹孔与滑块固定。轴承座26的数量可设置两个，使丝杆装置的上下两端均有一个轴承座支撑。丝杆装置21可采用T型丝杆结构，T型丝杆的调节端与手轮通孔螺纹连接。

所述角度调整机构包括：驱动电机41、联轴器42、减速器44和驱动底座31。所述驱动底座31固定在所述移动板24上，所述驱动底座31上设置有所述驱动电机41、所述联轴器42和所述减速器44。所述驱动电机41输出轴与所述减速器44连接，所述减速器44的输出轴与所述联轴器42连接，所述驱动电机41通过所述减速器44带动所述联轴器42运转。

在实际应用中，减速器与驱动电机要根据设计要求适配，减速器的四周有固定螺纹孔，通过螺栓与驱动电机固定在一起。驱动电机常采用伺服电机。

如图1和2所示，所述驱动底座31包括：底板、第一支撑板和第二支撑板。所述第一支撑板和所述第二支撑板垂直设置在所述底板上，所述第一支撑板用于固定支撑所述联轴器，所述第二支撑板用于固定所述夹紧机构。所述底板设有第一腰槽33和第二腰槽32，所述第一腰槽33和所述第二腰槽32均为弧状，所述底板通过所述第一腰槽33和所述第二腰槽32与所述移动板24螺栓连接，通过调整螺栓与所述第一腰槽33的固定位置以调节所述联轴器的放置角度，通过调整螺栓23与所述第二腰槽32的固定位置以调节所述夹紧机构的放置角度。

进一步，所述第一支撑板和所述第二支撑板为L型结构，在L型竖直面设有贯穿孔。所述联轴器通过螺栓固定在所述第一支撑板的L型竖直面上，并通过贯穿孔穿过所述第一支撑板。所述夹紧机构通过螺栓固定在所述第二支撑板的L型竖直面上，并穿过贯穿孔与所述联轴器相连。

如图1和2所示，所述夹紧机构包括：连接轴51、万向节装置52和抓盘53。所述连接轴51的一端与所述联轴器42相连，所述连接轴51的另一端与所述万向节装置52的一端相连，所述万向节装置52的另一端与所述抓盘53相连。所述万向节装置52用于调节所述抓盘53的设置位置，以适应不同测试车辆的方向盘位置。在所述驱动电机转动时，所述联轴器通过所述连接轴带动所述万向节装置转动，以使所述抓盘按设定角度转动。

如图3所示，所述抓盘53包括：圆盘底座531、连接杆532和夹紧件533。多个所述连接杆532均布在所述圆盘底座531上，所述连接杆532的一端与所述圆盘底座531螺栓固定，所述连接杆532的另一端设有所述夹紧件533，所述夹紧件533用于对试验车辆的方向盘进行夹紧固定。

在实际应用中，所述连接杆532的数量为3个，每个连接杆532之间的夹角为120°，以使抓盘53在夹紧件533与试验车辆的方向盘夹紧时受力均衡。同时，夹紧件533在连接杆532上可进行位置调节。

所述电控单元43包括：上位机(未示出)、角度传感器、扭矩传感器、速度传感器(未示出)和转矩传感器(未示出)。所述角度传感器用于检测所述角度调整机构输出的转角。所述扭矩传感器用于检测所述角度调整机构输出的扭矩。所述速度传感器用于检测试验车辆的方向盘的转速。所述转矩传感器用于检测试验车辆的方向盘的转矩。所述上位机用于按设定要求控制所述驱动电机的转动，并将采集到的所述转角、所述扭矩、所述转速和所述转矩的数据应用于运行软件以生成试验数据。

需要说明的是，角度传感器和扭矩传感器可集成在一起，并设置驱动底座上，对联轴器进行检测。在实际应用中，该试验装置还可用于其它转试验，比如，测量转向系统的摩擦试验、双纽线试验和中心区特性试验等。

可见，本发明提供一种车辆的转向试验装置，由电控单元通过角度调整机构控制试验车辆的方向盘的转角和转矩，对方向盘的转向角度和转向速度的精确控制，并通过电控单元生成试验数据，解决由于驾驶员操纵方向盘的人为因素所带来的试验结果偏差较大的问题，提高车辆试验的安全性和准确性。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车辆的转向试验装置，其特征在于，包括：安装架、导轨机构、角度调整机构、夹紧机构和电控单元；

所述导轨机构固定在所述安装架上，所述角度调整机构与所述夹紧机构设置在所述导轨机构上；

所述夹紧机构用于夹紧试验车辆的方向盘，并根据所述角度调整机构输出的扭矩和转角进行转动；

所述电控单元用于根据所述扭矩和所述转角采集试验车辆的方向盘的转矩和转速，并生成试验数据。

2.根据权利要求1所述的车辆的转向试验装置，其特征在于，所述安装架包括：外框、支撑板、脚轮和定位支撑件；

所述外框的底部四角设有所述脚轮和所述定位支撑件，所述安装架通过所述脚轮进行滑行，所述安装架通过定位支撑件站立在试验位置上，所述定位支撑件具有升降调节功能；

所述支撑板竖直固定在所述外框的内侧面，所述支撑板设有多个通孔，所述导轨机构通过所述通孔与所述支撑板固定。

3.根据权利要求2所述的车辆的转向试验装置，其特征在于，所述导轨机构包括：丝杆装置、导轨、滑块、移动板、手轮和轴承座；

所述导轨设置在所述支撑板表面的左右两侧，所述移动板设有所述滑块，所述移动板通过所述滑块沿所述导轨上下滑动；

所述轴承座固定在所述支撑板上，所述丝杆装置的调节端贯穿所述轴承座与所述手轮螺纹连接，所述丝杆装置的推动端与所述移动板连接，在所述手轮转动时，所述丝杆装置推动所述移动板沿所述导轨运动。

4.根据权利要求3所述的车辆的转向试验装置，其特征在于，所述角度调整机构包括：驱动电机、联轴器、减速器和驱动底座；

所述驱动底座固定在所述移动板上，所述驱动底座上设置有所述驱动电机、所述联轴器和所述减速器；

所述驱动电机输出轴与所述减速器连接，所述减速器的输出轴与所述联轴器连接，所述驱动电机通过所述减速器带动所述联轴器运转。

5.根据权利要求4所述的车辆的转向试验装置，其特征在于，所述驱动底座包括：底板、第一支撑板和第二支撑板；

所述第一支撑板和所述第二支撑板垂直设置在所述底板上，所述第一支撑板用于固定支撑所述联轴器，所述第二支撑板用于固定所述夹紧机构；

所述底板设有第一腰槽和第二腰槽，所述第一腰槽和所述第二腰槽均为弧状，所述底板通过所述第一腰槽和所述第二腰槽与所述移动板螺栓连接，通过调整螺栓与所述第一腰槽的固定位置以调节所述联轴器的放置角度，通过调整螺栓与所述第二腰槽的固定位置以调节所述夹紧机构的放置角度。

6.根据权利要求5所述的车辆的转向试验装置，其特征在于，所述第一支撑板和所述第二支撑板为L型结构，在L型竖直面设有贯穿孔；

所述联轴器通过螺栓固定在所述第一支撑板的L型竖直面上，并通过贯穿孔穿过所述第一支撑板；

所述夹紧机构通过螺栓固定在所述第二支撑板的L型竖直面上，并穿过贯穿孔与所述联轴器相连。

7.根据权利要求6所述的车辆的转向试验装置，其特征在于，所述夹紧机构包括：连接轴、万向节装置和抓盘；

所述连接轴的一端与所述联轴器相连，所述连接轴的另一端与所述万向节装置的一端相连，所述万向节装置的另一端与所述抓盘相连；

所述万向节装置用于调节所述抓盘的设置位置，以适应不同测试车辆的方向盘位置；

在所述驱动电机转动时，所述联轴器通过所述连接轴带动所述万向节装置转动，以使所述抓盘按设定角度转动。

8.根据权利要求7所述的车辆的转向试验装置，其特征在于，所述抓盘包括：圆盘底座、连接杆和夹紧件；

多个所述连接杆均布在所述圆盘底座上，所述连接杆的一端与所述圆盘底座螺栓固定，所述连接杆的另一端设有所述夹紧件，所述夹紧件用于对试验车辆的方向盘进行夹紧固定。

9.根据权利要求8所述的车辆的转向试验装置，其特征在于，所述连接杆的数量为3个，相邻连接杆之间的夹角为120°，以使抓盘在夹紧件与试验车辆的方向盘夹紧时受力均衡。

10.根据权利要求9所述的车辆的转向试验装置，其特征在于，所述电控单元包括：上位机、角度传感器、扭矩传感器、速度传感器和转矩传感器；

所述角度传感器用于检测所述角度调整机构输出的转角；

所述扭矩传感器用于检测所述角度调整机构输出的扭矩；

所述速度传感器用于检测试验车辆的方向盘的转速；

所述转矩传感器用于检测试验车辆的方向盘的转矩；

所述上位机用于按设定要求控制所述驱动电机的转动，并将采集到的所述转角、所述扭矩、所述转速和所述转矩的数据应用于运行软件以生成试验数据。