CN109916641B - 一种主动悬置性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动悬置性能测试装置，包括：底座；两根导轨，竖直地对称固定在所述底座上；弹性支撑装置，用于支撑连接主动悬置的底部，所述弹性支撑装置左右两侧通过滑动轴承分别与两导轨滑动连接，底部与底座相连接；竖直方向力激励装置，位于所述主动悬置支撑装置上方，用于向主动悬置施加竖直方向上的激励力，其左右两侧通过滑动轴承分别与两根导轨滑动连接，底部通过主动悬置连接件与所述主动悬置的主动悬置支臂固定连接；控制系统，用于以弹性支撑装置的振动加速度信号作为反馈，计算后输出相应的电流对所述的主动悬置进行控制，测试主动悬置的隔振性能。本发明的主动悬置性能测试装置具有结构简单可靠、效果直观、便于加工制造等优点。

Description

一种主动悬置性能测试装置

技术领域

本发明涉及一种性能测试装置，尤其是涉及一种主动悬置性能测试装置。

背景技术

主动悬置作为连接车身和动力总成的零件，起到了减振的重要作用，而主动悬置的性能则直接影响减振效果，关系到车内乘客的乘坐舒适性。

传统的主动悬置性能测试多基于力学测试与模拟设备（简称MTS设备），以MTS作动端作为激励，测试悬置传递到底座的力，同时以传递到底座的力作为反馈，以传递到底座的力最小作为目标，对主动悬置进行控制，进而测试主动悬置的减振性能，基于MTS设备的主动悬置性能测试具有原理简单，易于实现等优点，但是缺点是MTS设备过于昂贵，且设备操作复杂，需要专业的人员经过培训之后才能掌握其操作方法。除基于MTS设备对主动悬置进行性能测试外，还有以振动电机带动质量块作为激励源对主动悬置进行性能测试，在这种结构中，振动电机包括电机和偏心质量块，偏心质量块套设在电机的输出轴两端，电机带动偏心质量块转动产生振动，振动电机与质量块相连接，质量块将振动直接传递给主动悬置，主动悬置以降低质量块的振动作为目标，对主动悬置进行控制，同时为抵消振动电机带动质量块所产生的水平方向上的振动，质量块通过滑动轴承与光轴相连以抵消质量块水平方向上的振动。该装置优点为结构简单，可以等效为一个自由度，以降低主动悬置上端质量块作为目标，效果直观，但是缺点是与主动悬置的实际应用情况不符，主动悬置主要是以降低传递到底座的力作为目标，簧上质量的振动并不是主要的关注点，同时由于振动电机所产生的激励力为圆周力，分解为水平方向上的激励力会对滑动轴承和光轴产生冲击，若光轴的刚度不高，则质量块会带动光轴产生剧烈的左右摆动，因此造成主动悬置的性能测试结果不准确，无法对主动悬置进行精确的控制。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种结构简单可靠，直观性强，与主动悬置应用场景相吻合且成本较低的主动悬置性能测试装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：

一种主动悬置性能测试装置，包括：

底座；

两根导轨，竖直地对称固定在所述底座上；

弹性支撑装置，用于支撑连接所述主动悬置的底部，所述弹性支撑装置左右两侧通过滑动轴承分别与两根导轨滑动连接，底部与底座相连接；

竖直方向力激励装置，位于所述主动悬置支撑装置上方，用于向所述主动悬置施加竖直方向上的激励力，其左右两侧通过滑动轴承分别与两根导轨滑动连接，底部通过主动悬置连接件与所述主动悬置的主动悬置支臂固定连接；

控制系统，用于以所述弹性支撑装置的振动加速度信号作为反馈，计算后输出相应的电流对所述的主动悬置进行控制，测试主动悬置的隔振性能。

作为优选，所述的竖直方向力激励装置包括：

第一质量块，其左右两侧通过滑动轴承分别与两根导轨滑动连接；

电机，固定在所述第一质量块中部上表面；

结构大小相同且相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮通过键与所述电机的输出轴固定连接，所述从动齿轮通过键设置在所述从动轴上，所述从动轴通过滚动轴承与固定在所述第一质量块上的支撑板传动连接；所述主动齿轮和从动齿轮上沿周向均设置有若干偏心孔。

作为优选，所述电机为双轴电机，所述主动齿轮的数量为两个，分别对称地设置在所述双轴电机的两输出轴上；所述从动齿轮数量为两个，分别对称地设置在从动轴两端且与对应侧的主动齿轮相啮合，所述从动轴的两端分别通过滚动轴承与固定在所述第一质量块上的支撑板传动连接。

作为优选，所述第一质量块呈横置的工字形，左右两侧各有一个第一质量块侧板，所述第一质量块侧板上下两端均对称开设有两个第一质量块侧板连接孔，用于通过螺栓将第一质量块与滑动轴承相连；所述第一质量块中间平面开设有四个长圆形的第一质量块通孔，用于通过螺栓将第一质量块与电机相连，并可调节电机的位置；所述第一质量块中间平面中部开设有两个第一质量块沉头孔，通过螺栓穿过第一质量块沉头孔将第一质量块与主动悬置连接件连接；所述第一质量块前后端面分别开设有两个第一质量块盲孔，用于通过螺栓将支撑板固定在第一质量块上。

作为优选，所述支撑板一端设置有支撑板第二通孔，所述滚动轴承安装在支撑板第二通孔内，所述支撑板另一端开设有两个支撑板第一通孔，螺栓穿过两个支撑板第一通孔将支撑板固定在第一质量块上。

作为优选，所述弹性支撑装置包括：

第二质量块，所述第二质量块的左右两侧通过侧板及螺栓与所述滑动轴承固定连接；

主动悬置底座，通过螺栓固定在所述第二质量块上表面，并设有一斜面与所述的主动悬置配合使所述主动悬置处于竖直状态；

若干弹簧，均匀设置在所述第二质量块的底部和底座之间。

作为优选，所述底座上固定设置有弹簧座，所述弹簧座上均匀对应设置有若干限定弹簧位置的圆孔。

作为优选，所述的侧板为矩形结构，所述侧板上端开设有两个侧板第一通孔，用于通过螺栓将侧板与滑动轴承相连，所述侧板下端开设有两个侧板第二通孔，用于通过螺栓将侧板与第二质量块相连，所述侧板下端居中开设有一侧板沉头孔，用于通过螺栓将侧板与第二质量块相连，并保证螺栓不与导轨干涉。

作为优选，所述的底座上还设置有固定设置有轴支座，所述轴支座的法兰面通过螺栓固定在底板上，所述导轨插入到轴支座中并与底板相接触，所述导轨通过轴支座的锁紧螺钉锁紧，防止导轨与轴支座产生相对运动。

作为优选，还包括水平设置的横向稳定杆，所述横向稳定杆的两端通过十字连接件分别与所述两导轨的顶端固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的一种主动悬置性能测试装置，在第一质量块与第二质量块中间加入主动悬置，以电机带动齿轮转动产生激励力对主动悬置进行激励，以主动悬置传递到第二质量块的振动作为反馈，同时以降低第二质量块的振动作为目标对主动悬置进行控制，以测试主动悬置的隔振性能，进而可对主动悬置控制算法的有效性进行验证，该装置具有结构简单可靠，效果直观且制造成本低等优点。

附图说明

图1为本发明的装配结构示意图；

图2为本发明中侧板结构示意图；

图3为本发明中第一质量块结构示意图；

图4为本发明中支撑板结构示意图；

图5为本发明中主动齿轮结构示意图；

图6为本发明中十字连接件结构示意图。

附图标注说明：1-底板，2-轴支座，3-导轨，4-弹簧座，5-弹簧，6-滑动轴承，7-侧板，7a-侧板第一通孔，7b-侧板第二通孔，7c-侧板沉头孔，8-第二质量块，9-主动悬置底座，10-主动悬置，10a-主动悬置支臂，11-主动悬置连接件，12-第一质量块，12a-第一质量块侧板，12b-第一质量块侧板连接孔，12c-第一质量块通孔，12d-第一质量块沉头孔，12e-第一质量块盲孔，13-电机，14-支撑板，14a-支撑板第一通孔，14b-支撑板第二通孔，15-主动齿轮，15a-主动齿轮中间孔，15b-主动齿轮键槽，15c-主动齿轮偏心孔，16-从动齿轮，17-从动轴，18-滚动轴承，19-十字连接件，19a-十字连接件第一插孔，19b-十字连接件第一夹缝，19c-第一锁紧螺纹孔，19d-十字连接件第二插孔，19e-十字连接件第二夹缝，19f-第二锁紧螺纹孔，20-横向稳定杆。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明进行详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至图6所示，一种主动悬置性能测试装置包括：

底座1，所述的底座1上还设置有固定设置有轴支座2和弹簧座4；

两根导轨3，竖直地对称固定在所述底座上；

弹性支撑装置，用于支撑连接主动悬置10的底部，所述弹性支撑装置左右两侧通过滑动轴承6分别与两根导轨3滑动连接，底部与底座1相连接；

竖直方向力激励装置，位于所述主动悬置支撑装置上方，用于向所述主动悬置10施加竖直方向上的激励力，其左右两侧通过滑动轴承6分别与两根导轨3滑动连接，底部通过主动悬置连接件11与所述主动悬置的主动悬置支臂10a固定连接；

控制系统，用于以所述弹性支撑装置的振动加速度信号作为反馈，计算后输出相应的电流对所述的主动悬置进行控制，测试主动悬置10的隔振性能。

其中，所述的竖直方向力激励装置包括：第一质量块12、电机13、结构大小相同且相互啮合的主动齿轮15和从动齿轮16，；所述弹性支撑装置包括第二质量块8、主动悬置底座9、若干弹簧5，所述第二质量块8的左右两侧通过侧板7及螺栓与所述滑动轴承6固定连接，所述主动悬置底座通过螺栓固定在所述第二质量块8上表面，并设有一斜面与所述的主动悬置配合使所述主动悬置处于竖直状态，所述弹簧5均匀设置在所述第二质量块的底部和底座之间。

所述第一质量块12与第二质量块8之间通过主动悬置10相连，第二质量块8通过弹簧5连接到底板1上，第一质量块12和第二质量块8均通过滑动轴承6沿导轨3做上下运动，第一质量块12上装有一个电机13，电机13带动主动齿轮15转动，从动齿轮16齿数与主动齿轮15相同，与主动齿轮15啮合。

在此具体实施例中，主动悬置性能测试装置为左右对称结构，导轨3、轴支座2、侧板7、十字连接件19数量均为两个。

在此具体实施例中，轴支座2的法兰面通过四个螺栓固定在底板1上，导轨3插入到轴支座2中并与底板1相接触，导轨3通过轴支座2的锁紧螺钉锁紧，防止导轨3与轴支座2产生相对运动。

在此具体实施例中，第二质量块8通过弹簧5与弹簧座4相连，螺栓穿过均布在弹簧座4上的6个螺栓孔将弹簧座4固定在底板1上。

在此具体实施例中，弹簧5共有三个，三个弹簧5呈等边三角形布置，等边三角形的中心线与第二质量块8的中心线重合。

在此具体实施例中，如图2所示，侧板7为矩形结构，上端开设有两个直径为6.5mm的侧板第一通孔7a，用于通过M6螺栓将侧板7与滑动轴承6相连，侧板7下端开设有两个直径为6.5mm的侧板第二通孔7b，用于通过M6螺栓将侧板7与第二质量块8相连，侧板7下端开设有一个直径为12.5mm的侧板沉头孔7c，用于通过M12螺栓将侧板7与第二质量块8相连，并保证M12螺栓不与导轨3干涉。

在此具体实施例中，滑动轴承6套设在导轨3上，可沿导轨3做上下运动，第二质量块8因通过侧板7与滑动轴承6相连，所以第二质量块8仅能做上下运动，水平方向上的运动被约束。

在此具体实施例中，主动悬置10两端通过螺栓与主动悬置底座9相连，主动悬置底座9通过螺栓与第二质量块8相连，通过主动悬置底座9与主动悬置10的配合使主动悬置10处于竖直状态，主动悬置10仅受到竖直方向的激励力作用。

在此具体实施例中，主动悬置支臂10a与主动悬置连接件11通过螺栓连接，主动悬置连接件11通过螺栓与第一质量块12相连，第一质量块12所受到的激励力通过主动悬置连接件11、主动悬置支臂10a传递给主动悬置10。

在此具体实施例中，如图3所示，第一质量块12为横置的“工”字型结构，左右两侧各有一个第一质量块侧板12a，在第一质量块侧板12a上下两端均对称开设有两个直径为6.5mm的第一质量块侧板连接孔12b，用于通过螺栓将第一质量块12与滑动轴承6相连，通过滑动轴承6与导轨3的约束，第一质量块12仅能够沿导轨3做上下运动，在第一质量块12中间平面开设有四个长圆形的第一质量块通孔12c，用于通过螺栓将第一质量块12与电机13相连，并可调节电机13的位置，在第一质量块12中间平面开设有两个第一质量块沉头孔12d，螺栓穿过第一质量块沉头孔12d将第一质量块12与主动悬置连接件11连接，并可保证螺栓不与电机13干涉，在第一质量块12前后端面分别开设有两个第一质量块盲孔12e，用于通过螺栓将支撑板14固定在第一质量块12上。

在此具体实施例中，电机13为双轴电机，通过第一质量块通孔12c安装在第一质量块12上，电机13输出轴两端各装有一个主动齿轮15，并通过螺栓锁紧，因主动齿轮15安装在同一根电机13输出轴上，所以两主动齿轮15等速同向旋转，从动齿轮16与主动齿轮15齿数和模数相同，与主动齿轮15啮合，电机13带动主动齿轮15转动，主动齿轮15带动从动齿轮16等速反向转动。

在此具体实施例中，从动齿轮16也有两个，安装在从动轴17两端，并通过螺栓锁紧，从动轴17穿过前后两个滚动轴承18可自由转动，如图4所示，所述滚动轴承18安装在位于支撑板14一端的支撑板第二通孔14b内，支撑板14另一端开设有两个支撑板第一通孔14a，螺栓穿过两个支撑板第一通孔14a将支撑板14固定在第一质量块12上。

在此具体实施例中，如图5所示，所述的主动齿轮15中间开设有一个主动齿轮中间孔15a，用于将主动齿轮15套设在电机13输出轴上，在主动齿轮中间孔15a旁开设有主动齿轮键槽15b，并通过键连接防止与电机13输出轴产生相对转动，主动齿轮15一侧可根据需要开设有一定数量和直径的主动齿轮偏心孔15c，从动齿轮16与主动齿轮15结构完全相同，主动齿轮15带动从动齿轮16等速反向旋转，在转动过程中，主动齿轮15与从动齿轮16所产生的偏心力在水平方向上相抵消，在竖直方向上相叠加，所以电机13带动主动齿轮15和从动齿轮16转动将只产生竖直方向上的激励力，不产生水平方向上的激励力，同时通过调节电机13的转速可以调节激励的频率和幅值。

在此具体实施例中，如图6所示，十字连接件19为长方体结构，两相邻表面各开设有十字连接件第一插孔19a与十字连接件第二插孔19d，十字连接件第一插孔19a与十字连接件第二插孔19d轴线垂直，直径略大于导轨3和横向稳定杆20的直径，在十字连接件第一插孔19a与十字连接件第二插孔19d旁分别开设有十字连接件第一夹缝19b和十字连接件第二夹缝19e，在十字连接件19相邻的平面上分别开设有两个与十字连接件第一夹缝19b和十字连接件第二夹缝19e垂直的第一锁紧螺纹孔19c和第二锁紧螺纹孔19f。

左右两导轨3各插入到十字连接件第一插孔19a中，横向稳定杆20两端插入到十字连接件第二插孔19d中，使横向稳定杆20与导轨3垂直，螺栓穿过第一锁紧螺纹孔19c和第二锁紧螺纹孔19f将导轨3和横向稳定杆20夹紧，防止导轨3和横向稳定杆20产生相对运动，提高装置的刚度。

在此具体实施例中，为降低第二质量块8的振动，以第二质量块8的振动加速度信号作为反馈，传递到主动悬置10的控制系统中，控制系统经计算后输出相应的电流对主动悬置10进行控制，主动悬置10做出相应的动作以降低第二质量块8的振动，从而测试主动悬置10的减振效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种主动悬置性能测试装置，其特征在于，包括：

底座；

两根导轨，竖直地对称固定在所述底座上；

弹性支撑装置，用于支撑连接所述主动悬置的底部，所述弹性支撑装置左右两侧通过滑动轴承分别与两根导轨滑动连接，底部与底座相连接；

竖直方向力激励装置，位于所述弹性支撑装置上方，用于向所述主动悬置施加竖直方向上的激励力，其左右两侧通过滑动轴承分别与两根导轨滑动连接，底部通过主动悬置连接件与所述主动悬置的主动悬置支臂固定连接；

控制系统，用于以所述弹性支撑装置的振动加速度信号作为反馈，计算后输出相应的电流对所述的主动悬置进行控制，测试主动悬置的隔振性能；所述的竖直方向力激励装置包括：

第一质量块，其左右两侧通过滑动轴承分别与两根导轨滑动连接；

电机，固定在所述第一质量块中部上表面；

结构大小相同且相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮通过键与所述电机的输出轴固定连接，所述从动齿轮通过键设置在从动轴上，所述从动轴通过滚动轴承与固定在所述第一质量块上的支撑板传动连接；所述主动齿轮和从动齿轮上沿周向均设置有若干偏心孔；所述电机为双轴电机，所述主动齿轮的数量为两个，分别对称地设置在所述双轴电机的两输出轴上；所述从动齿轮数量为两个，分别对称地设置在从动轴两端且与对应侧的主动齿轮相啮合，所述从动轴的两端分别通过滚动轴承与固定在所述第一质量块上的支撑板传动连接；所述第一质量块呈横置的工字形，左右两侧各有一个第一质量块侧板，所述第一质量块侧板上下两端均对称开设有两个第一质量块侧板连接孔，用于通过螺栓将第一质量块与滑动轴承相连；所述第一质量块中间平面开设有四个长圆形的第一质量块通孔，用于通过螺栓将第一质量块与电机相连，并可调节电机的位置；所述第一质量块中间平面中部开设有两个第一质量块沉头孔，通过螺栓穿过第一质量块沉头孔将第一质量块与主动悬置连接件连接；所述第一质量块前后端面分别开设有两个第一质量块盲孔，用于通过螺栓将支撑板固定在第一质量块上；还包括水平设置的横向稳定杆，所述横向稳定杆的两端通过十字连接件分别与两根所述导轨的顶端固定连接。

2.根据权利要求1所述的主动悬置性能测试装置，其特征在于，所述支撑板一端设置有支撑板第二通孔，所述滚动轴承安装在支撑板第二通孔内，所述支撑板另一端开设有两个支撑板第一通孔，螺栓穿过两个支撑板第一通孔将支撑板固定在第一质量块上。

3.根据权利要求1所述的主动悬置性能测试装置，其特征在于，所述弹性支撑装置包括：

第二质量块，所述第二质量块的左右两侧通过第二质量块侧板及螺栓与所述滑动轴承固定连接；

主动悬置底座，通过螺栓固定在所述第二质量块上表面，并设有一斜面与所述的主动悬置配合使所述主动悬置处于竖直状态；

若干弹簧，均匀设置在所述第二质量块的底部和底座之间。

4.根据权利要求1所述的主动悬置性能测试装置，其特征在于，所述底座上固定设置有弹簧座，所述弹簧座上均匀对应设置有若干限定弹簧位置的圆孔。

5.根据权利要求3所述的主动悬置性能测试装置，其特征在于，所述的第二质量块侧板为矩形结构，所述第二质量块侧板上端开设有两个第二质量块侧板第一通孔，用于通过螺栓将第二质量块侧板与滑动轴承相连，所述第二质量块侧板下端开设有两个第二质量块侧板第二通孔，用于通过螺栓将第二质量块侧板与第二质量块相连，所述第二质量块侧板下端居中开设有一第二质量块侧板沉头孔，用于通过螺栓将第二质量块侧板与第二质量块相连，并保证螺栓不与导轨干涉。

6.根据权利要求1所述的主动悬置性能测试装置，其特征在于，所述的底座上还设置有轴支座，所述轴支座的法兰面通过螺栓固定在底板上，所述导轨插入到轴支座中并与底板相接触，所述导轨通过轴支座的锁紧螺钉锁紧，防止导轨与轴支座产生相对运动。

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