CN111947948A - 场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，包括可调止动块结构、检测主体结构，所述可调止动块结构与检测主体结构连接。本发明的特点是：操作简单直观，方便快捷，省时省力，高效安全，而且精度高，通过一次装夹即可测得方向盘半径、方向盘实时转角、最大转角、实时施力、最大施力、最大力矩、左右最大转角差、左右最大施力差、左右最大力矩差等各项指标，能够为各类需检测叉车及观光车等特种设备车辆检验中应用及分析，适用于各类特种车辆设备转向系统的检验检测。

Description

场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置

技术领域

本发明涉及检测仪器，具体涉及一种场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置。

背景技术

近年来随着我国经济的飞速发展，各类大型基础设施建设、码头、货场、制造业、旅游景区、物流中心等行业如雨后春笋般拔地而起，厂（场）内车辆兼有运输、搬运及工程施工作业等功能，使得厂（场）内车辆在这类施工现场和生产作业区被广泛的应用，但其工作环境差异极大，工况恶劣，厂（场）内车辆的质量及性能对其安全运行非常重要，因厂（场）内车辆工作的特殊性，长时间的作业环境缺陷、载荷作用、机械疲劳与腐蚀效应、机械寿命等等因素影响，导致突发事故，严重影响人员生命财产安全。为此，特种设备质量监督与安全监察规定：在用场内机动车辆定期检验周期为一年。定期检验不合格或者安全检验合格标志超过有效期的不得使用，特种设备安全监察机构应当收回牌照。特种设备安全技术规范中规定：采用动力转向的叉车，转向时作用在方向盘上的手操作力应当为6N~20N；左右转向作用力相差不大于5N，采用机械式转向的车辆，转向时作用在方向盘的手操作力应不大于150N，观光车辆方向盘不得右置，最大自由转动量从中间位置向左和向右转角均不大于15°。

目前并无针对厂（场）内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，大多还是利用汽车转向参数测试仪，其检测结构装夹夹具上刻有刻度，只依靠目测刻度来将测试仪安装于被测方向盘，无法保证准确定心，因此其检测精度不准确且功能不足。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足问题，提供一种场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，包括可调止动块结构、检测主体结构，所述可调止动块结构与检测主体结构连接；所述可调止动块结构包括右侧止动滑动杆，所述右侧止动滑动杆为中空结构，所述右侧止动滑动杆内安插有调节螺杆，所述调节螺杆上套装有右侧止动滑动块，二者螺纹配合，所述右侧止动滑动块与位于右侧止动滑动杆外部的叉车止动块一连接，所述右侧止动滑动杆位于右侧止动滑动块与叉车止动块一连接处沿长度方向开设有右侧止动块导向槽，所述叉车止动块一可随右侧止动滑动块沿右侧止动块导向槽方向移动，所述调节螺杆两端均位于右侧止动滑动杆外部，所述调节螺杆一端安装有调节旋钮，另一端与检测主体结构连接；所述检测主体结构包括压力传感器结构、角度传感器结构、方向盘夹紧滑动结构，所述方向盘夹紧滑动结构包括止动块滑动杆，所述止动块滑动杆上安装有叉车止动块二，所述叉车止动块二与叉车止动块一相对应，所述压力传感器结构包括称重传感器，所述称重传感器安装在固定座内，并通过堵头与固定座紧固，所述称重传感器与压力传感器施力头连接，所述压力传感器施力头通过助力球连接杆与方向盘助力球连接，所述角度传感器结构包括角度传感器、编码器、供电模块、检测主板，所述编码器安装在传感器连接杆内部，所述编码器的转轴通过连接轴与调节螺杆的另一端固定连接，所述传感器连接杆安装在壳体上，所述角度传感器、供电模块、检测主板均设置在壳体内，所述角度传感器、供电模块、编码器、称重传感器均与检测主板电连接，所述称重传感器安装在固定座内，并通过堵头与固定座紧固，。

所述右侧止动滑动块通过限位键与安装在叉车止动块一上的连接柱一连接。

所述右侧止动滑动杆两端分别安装有右侧端头、左侧端头，所述右侧端头、左侧端头分别套装在调节螺杆的两端，所述右侧端头、左侧端头与调节螺杆之间均安装有轴承一。

所述右侧止动滑动杆位于左侧端头一端安装有旋紧接头一，所述旋紧接头一套装在传感器连接杆上。

所述止动块滑动杆上安装有辅助定位结构，所述辅助定位结构包括V型滑动板、定位销，所述V型滑动板的两端均安装有叉车止动块二，所述止动块滑动杆一端安装叉车止动块二，另一端沿长度方向开设有定位孔，所述定位销安装在定位孔内，所述止动块滑动杆与定位销之间安装有压簧，所述V型滑动板中部与定位销连接，所述止动块滑动杆位于定位销与V 型滑动板连接处沿长度方向开设有导向槽，所述V型滑动板可随定位销沿导向槽方向移动。

所述V型滑动板通过导向键与定位销连接，所述定位销上安装有限位杆，所述限位杆两端设置在止动块滑动杆上沿长度方向开设的限位槽上，所述限位杆可沿限位槽方向移动。

所述可调止动块结构与检测主体结构之间安装有延长杆结构，所述延长杆结构包括延长杆，所述延长杆为中空结构，所述延长杆内安插有转动杆，所述转动杆一端与调节螺杆的另一端固定连接，所述转动杆的另一端与连接轴固定连接。

所述延长杆两端分别安装有延长杆右侧端头、延长杆左侧端头，所述延长杆右侧端头、延长杆左侧端头分别套装在转动杆的两端，所述延长杆右侧端头、延长杆左侧端头与转动杆之间均安装有轴承二。

所述延长杆位于延长杆左侧端头一端安装有旋紧接头二，所述旋紧接头二套装在传感器连接杆上，所述右侧止动滑动杆位于左侧端头一端安装有旋紧接头一，所述旋紧接头一套装在延长杆上。

本发明的特点是：操作简单直观，方便快捷，省时省力，高效安全，而且精度高，通过一次装夹即可测得方向盘半径、方向盘实时转角、最大转角、实时施力、最大施力、最大力矩、左右最大转角差、左右最大施力差、左右最大力矩差等各项指标，能够为各类需检测叉车及观光车等特种设备车辆检验中应用及分析，适用于各类特种车辆设备转向系统的检验检测。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明分解示意图。

图3是本发明的可调止动块结构的剖视图。

图4是本发明的延长杆结构的剖视图。

图5是本发明的检测主体结构的分解示意图。

图6是本发明的压力传感器结构的剖视图。

图7是本发明的称重传感器与堵头连接处示意图。

图8是本发明的角度传感器结构的剖视图一。

图9是本发明的角度传感器结构的剖视图二。

图10是本发明的固定座与传感器连接杆连接示意图。

图11是本发明的方向盘夹紧滑动结构的剖视图。

图12是本发明使用状态示意图。

图13是本发明的电路连接图。

其中：1、可调止动块结构 101、旋紧接头一 102、右侧止动块导向槽 103、右侧止动滑动杆 104、左侧端头 105、轴承一 106、调节螺杆 107、右侧端头 108、调节旋钮 109、调节旋钮定位销 110、右侧止动滑动块 111、限位键 112、连接柱一 113、叉车止动块一 2、延长杆结构 201、延长杆 202、延长杆左侧端头 203、轴承二 204、转动杆 205、延长杆右侧端头 206、旋紧接头二 3、检测主体结构 31、压力传感器结构 311、方向盘助力球 312、助力球安装杆 313、助力球连接杆 314、压力传感器施力头 315、称重传感器 316、堵头 317、固定座 32、角度传感器结构 3201、壳体 3202、传感器连接杆 3203、编码器端头 3204、轴承三 3205、连接轴 3206、编码器 3207、角度传感器 3208、供电模块 3209、无线传输模块3210、检测主板 3211、主体左右锁紧块 33、方向盘夹紧滑动结构 3301、止动块滑动杆3302、连接柱二 3303、叉车止动块二 3304、压簧 3305、定位销 3306、限位杆 3307、导向键3308、V型滑动板 3309、定位孔 3310、限位槽 3311、导向槽。

具体实施方式

如图1-13所示，本发明为一种场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，包括可调止动块结构1、检测主体结构3，所述可调止动块结构1与检测主体结构3连接。

所述可调止动块结构1包括右侧止动滑动杆103，所述右侧止动滑动杆103为中空结构，所述右侧止动滑动杆103内安插有调节螺杆106，所述调节螺杆106上套装有右侧止动滑动块110，二者螺纹配合，所述右侧止动滑动块110通过连接柱一112与位于右侧止动滑动杆310外部的叉车止动块一113连接，所述右侧止动滑动块110通过限位键111与连接柱一112连接，所述右侧止动滑动杆103位于右侧止动滑动块110与叉车止动块一113连接处沿长度方向开设有右侧止动块导向槽102，所述叉车止动块一113可随右侧止动滑动块110沿右侧止动块导向槽102方向往复移动，所述调节螺杆106两端均位于右侧止动滑动杆103外部，所述右侧止动滑动杆103两端分别螺纹连接有右侧端头107、左侧端头104，所述右侧端头107、左侧端头104分别套装在调节螺杆106的两端，所述右侧端头107、左侧端头104与调节螺杆106之间均安装有轴承一105，所述轴承一105均采用向心球轴承，所述轴承一105作为支撑转动部件的同时可减少摩擦，所述调节螺杆106一端通过限位键111安装有调节旋钮108，所述调节螺杆106的另一端与检测主体结构3连接，所述调节旋钮106的旋转可带动调节螺杆106的转动，所述右侧止动块滑动块110作为螺母在右侧止动块导向槽102的导向作用下与叉车止动块一113一并往复直线运动，旋转调节旋钮108即可调节叉车止动块一113的位置，旋转调节旋钮108一圈叉车止动块一113移动一个螺距，所述调节螺杆106的另一轴端为方形轴，以便与检测主体结构3连接从而将转动传递给检测主体结构3。

所述检测主体结构包括压力传感器结构31、角度传感器结构32、方向盘夹紧滑动结构33。

所述方向盘夹紧滑动结构33包括止动块滑动杆3301，所述止动块滑动杆3301上安装有辅助定位结构，所述辅助定位结构包括V型滑动板3308、定位销3305，所述V型滑动板3308的两端均安装有叉车止动块二3303，所述止动块滑动杆3301一端通过连接柱二3302安装有叉车止动块二3303，三个叉车止动块二3303与叉车止动块一113相对应在同一平面上，所述止动块滑动杆3301的另一端沿长度方向开设有定位孔3309，所述定位销3305安装在定位孔3309内，所述止动块滑动杆3301与定位销3305之间安装有压簧3304，所述V型滑动板3308中部通过导向键3307与定位销3305连接，所述止动块滑动杆位3301位于定位销3305与V 型滑动板3308连接处沿长度方向开设有导向槽3311，所述V型滑动板3308可随定位销3305沿导向槽3311方向往复移动，所述定位销3305上安装有限位杆3306，所述限位杆3306两端设置在止动块滑动杆3301上沿长度方向开设的限位槽3310上，所述限位杆3306可沿限位槽3310方向往复移动，所述辅助定位结构中的两个叉车止动块二3303作为辅助定位，无论方盘盘直径多大，三个叉车止动块二3303均可对方向盘进行接触并支撑，并可配合叉车止动块一113将方向盘夹紧。

所述压力传感器结构包括称重传感器，所述称重传感器315安装在压力传感器固定座317的孔内与，称重传感器315与堵头316螺纹连接，并通过堵头固定于固定座317上，所述称重传感器315上安装有压力传感器施力头314，所述压力传感器施力头314通过助力球连接杆313与方向盘助力球311连接，所述助力球连接杆313通过助力球安装杆312与方向盘助力球313连接，当通过方向盘助力球311旋转方向盘时，力通过压力传感器施力头314传递给称重传感器315。

所述角度传感器结构32包括角度传感器3207、编码器3206、供电模块3208、检测主板3210，所述编码器3206安装在传感器连接杆3202内部，所述编码器3206的转轴通过连接轴3205与调节螺杆106的另一端固定连接，所述右侧止动滑动杆103位于左侧端头104一端螺纹连接有旋紧接头一101，所述旋紧接头一101套装在传感器连接杆3202上，通过旋紧接头一101加强可调止动块结构1与检测主体结构的连接，所述连接轴3205与传感器连接杆3202之间螺纹连接有编码器端头3203，所述编码器端头3203与连接轴3205之间安装有轴承三3204，所述轴承三3204均采用向心球轴承，所述传感器连接杆3202位于非编码器3206一端固定在壳体3201内，所述壳体3201由两个半壳组成，并通过主体左右锁紧块3211将壳体3201、传感器连接杆3202固定锁紧，所述角度传感器3207、供电模块3208、检测主板3210均设置在壳体3201内，所述固定座317与传感器连接杆3202通过螺钉连接，所述固定座317与传感器连接杆3202连接后将壳体3201与传感器连接杆3202固定，然后将所述固定座317、壳体3201均安装在止动块滑动杆331上，所述角度传感器3207、供电模块3208、编码器3206、称重传感器315均与检测主板3210电连接，所述供电模块3208为检测主体结构3供电，所述连接轴3205将调节旋钮108的转动传递给编码器3206，所述编码器3206用于测量方向盘半径，所述编码器3206将采集到的信号传递给检测主板3211，当旋转方向盘时，所述角度传感器3207将采集此过程中实时转角、最大转角等位置信号传递给检测主板3211，所述称重传感器315对实时施力、最大施力、最大力矩进行测量并将接收到的信号传递给检测主板3211，所述检测主板3211上可连接无线传输模块3209，通过无线传输模块3209将检测主板3211处理过的信号无线传输到人机处理终端4。

当测量大直径方向盘时，所述可调止动块结构1与检测主体结构3之间可安装有延长杆结构2，所述延长杆结构2包括延长杆201，所述延长杆201为中空结构，所述延长杆201内安插有转动杆204，所述延长杆201两端分别安装有延长杆右侧端头205、延长杆左侧端头202，所述延长杆右侧端头205、延长杆左侧端头202分别套装在转动杆204的两端，所述延长杆右侧端头205、延长杆左侧端头202与转动杆204之间均安装有轴承二203，所述轴承二203均采用向心球轴承，所述转动杆204一端与调节螺杆106的另一端固定连接，所述转动杆204的另一端与连接轴3205固定连接，所述调节螺杆106、转动杆204、连接轴3205、编码器3206转轴均在同一轴线上，通过转动杆204将调节螺杆106的转动传递给编码器3206，所述延长杆201位于延长杆左侧端头202一端螺纹连接有旋紧接头二206，所述旋紧接头二206套装在传感器连接杆3202上，通过旋紧接头二206加强检测主体结构3与延长杆结构2之间的连接，所述右侧止动滑动杆103位于左侧端头104一端螺纹连接有旋紧接头一101，所述旋紧接头一101套装在延长杆201上，通过旋紧接头一101加强可调止动块结构1与延长杆结构2之间的连接。

本发明使用过程如下：测量时根据被测车辆方向盘直径大小决定是否需要使用延长杆结构2，逆时针方向转动可调止动块结构1的调节旋钮108，使叉车止动块一113移动至最左侧位置，启动检测主体结构，顺时针转动可调止动块结构1的调节旋钮108至合适位置，使被测车辆方向盘位于三个叉车止动块3303与右侧叉车止动块一113之间，之后逆时针转动调节旋钮108，使左侧三个叉车止动块二3303支撑方向盘，继续转动调节旋钮108使方向盘定位并锁紧固定在左侧三个叉车止动块二3303与右侧叉车止动块一113之间，启动人机处理终端4中的专用测量程序，点击“方向盘转角力矩”图标进入方向盘转角力矩测量界面，测量程序通过人机处理终端4的蓝牙功能自动连接无线传输模块3209和蓝牙打印机5，并与其建立通讯连接，在程序界面选择“是否使用延长杆”，点击 “开始测试”按钮，此时通过检测主体结构3的方向盘助力球311顺时针或逆时针旋转被测车辆的方向盘，仪器可显示方向盘半径、方向盘实时转角、最大转角、实时施力、最大施力、最大力矩、左右最大转角差、左右最大施力差、左右最大力矩差等值，点击 “添加记录”按钮，最大测量值将被保存在测量界面左下方的表格中，点击底端工具条上的“停止”按钮，结束测量，点击“保存”按钮，测量结果将被保存在程序内部数据库中，点击“查看”按钮可查看历史测试数据，点击“打印”按钮，通过蓝牙功能命令蓝牙打印机5进行打印。

本发明不仅可用于观光车辆的方向盘转向力和转向力矩的综合检测，也可对叉车的方向盘转向力和转向力矩的综合检测，本发明利用称重传感器315、角度传感器3207及编码器3206配合人机处理终端4对方向盘实时转角、最大转角、实时施力、最大施力、最大力矩、左右最大转角差、左右最大施力差、左右最大力矩差及方向盘半径进行测量，其中利用称重传感器315对实时施力、最大施力、最大力矩进行测量，利用角度传感器3207对实时转角、最大转角进行测量，利用螺纹副将旋转运动转换为直线运动，螺纹副转动一圈行程为一个导程，配合编码器3206采集数据信号，从而实现方向盘半径的测量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，其特征在于：包括可调止动块结构、检测主体结构，所述可调止动块结构与检测主体结构连接；所述可调止动块结构包括右侧止动滑动杆，所述右侧止动滑动杆为中空结构，所述右侧止动滑动杆内安插有调节螺杆，所述调节螺杆上套装有右侧止动滑动块，二者螺纹配合，所述右侧止动滑动块与位于右侧止动滑动杆外部的叉车止动块一连接，所述右侧止动滑动杆位于右侧止动滑动块与叉车止动块一连接处沿长度方向开设有右侧止动块导向槽，所述叉车止动块一可随右侧止动滑动块沿右侧止动块导向槽方向移动，所述调节螺杆两端均位于右侧止动滑动杆外部，所述调节螺杆一端安装有调节旋钮，另一端与检测主体结构连接；所述检测主体结构包括压力传感器结构、角度传感器结构、方向盘夹紧滑动结构，所述方向盘夹紧滑动结构包括止动块滑动杆，所述止动块滑动杆上安装有叉车止动块二，所述叉车止动块二与叉车止动块一相对应，所述压力传感器结构包括称重传感器，所述称重传感器安装在固定座内，并通过堵头与固定座紧固，所述称重传感器与压力传感器施力头连接，所述压力传感器施力头通过助力球连接杆与方向盘助力球连接，所述角度传感器结构包括角度传感器、编码器、供电模块、检测主板，所述编码器安装在传感器连接杆内部，所述编码器的转轴通过连接轴与调节螺杆的另一端固定连接，所述传感器连接杆安装在壳体上，所述角度传感器、供电模块、检测主板均设置在壳体内，所述角度传感器、供电模块、编码器、称重传感器均与检测主板电连接，所述固定座与传感器连接杆连接，所述固定座、壳体均安装在止动块滑动杆上。

2.如权利要求1所述的场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，其特征在于：所述右侧止动滑动块通过限位键与安装在叉车止动块一上的连接柱一连接。

3.如权利要求1所述的场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，其特征在于：所述右侧止动滑动杆两端分别安装有右侧端头、左侧端头，所述右侧端头、左侧端头分别套装在调节螺杆的两端，所述右侧端头、左侧端头与调节螺杆之间均安装有轴承一。

4.如权利要求3所述的场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，其特征在于：所述右侧止动滑动杆位于左侧端头一端安装有旋紧接头一，所述旋紧接头一套装在传感器连接杆上。

5.如权利要求1所述的场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，其特征在于：所述止动块滑动杆上安装有辅助定位结构，所述辅助定位结构包括V型滑动板、定位销，所述V型滑动板的两端均安装有叉车止动块二，所述止动块滑动杆一端安装叉车止动块二，另一端沿长度方向开设有定位孔，所述定位销安装在定位孔内，所述止动块滑动杆与定位销之间安装有压簧，所述V型滑动板中部与定位销连接，所述止动块滑动杆位于定位销与V 型滑动板连接处沿长度方向开设有导向槽，所述V型滑动板可随定位销沿导向槽方向移动。

6.如权利要求5所述的场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，其特征在于：所述V型滑动板通过导向键与定位销连接，所述定位销上安装有限位杆，所述限位杆两端设置在止动块滑动杆上沿长度方向开设的限位槽上，所述限位杆可沿限位槽方向移动。

7.如权利要求1所述的场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，其特征在于：所述可调止动块结构与检测主体结构之间安装有延长杆结构，所述延长杆结构包括延长杆，所述延长杆为中空结构，所述延长杆内安插有转动杆，所述转动杆一端与调节螺杆的另一端固定连接，所述转动杆的另一端与连接轴固定连接。

8.如权利要求7所述的场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，其特征在于：所述延长杆两端分别安装有延长杆右侧端头、延长杆左侧端头，所述延长杆右侧端头、延长杆左侧端头分别套装在转动杆的两端，所述延长杆右侧端头、延长杆左侧端头与转动杆之间均安装有轴承二。

9.如权利要求8所述的场内车辆方向盘转向力与转向力矩综合检测装置，其特征在于：所述延长杆位于延长杆左侧端头一端安装有旋紧接头二，所述旋紧接头二套装在传感器连接杆上，所述右侧止动滑动杆位于左侧端头一端安装有旋紧接头一，所述旋紧接头一套装在延长杆上。

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