CN112665881A - 转向柱转动平顺性测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车转向部件的检测装置，尤其是转向柱转动平顺性测试装置，包括：测试底座；负载固定装置，负载固定装置安装在所述测试底座上；负载检测装置，所述负载检测装置安装在所述负载固定装置上，且与待测样件的转向机连接，用于模拟整车负载和测量输出力和角度；固定调节装置，所述固定调节装置设有两个，均安装在所述测试底座上；样件固定装置，所述样件固定装置安装在其中一个固定调节装置上，用于固定待测样件；及加载装置，所述加载装置安装在所述固定调节装置上，且与待测样件的方向盘连接，用于模拟转动方向盘输入力矩。该装置能高效、准确、稳定的完成管柱转动平顺性相关的测量，比如输入及输出转动力矩、转动力矩波动等。

Description

转向柱转动平顺性测试装置

技术领域

本发明涉及一种汽车转向部件的检测装置，尤其是转向柱转动平顺性测试装置。

背景技术

转向管柱及中间轴作为转向系统最重要的零部件之一，主要负责传递转向力矩以完成驾驶员的转向意图。转动力矩由方向盘输入，经过管柱、中间轴传至转向机，进而驱动轮胎完成专项。在这一过程中，由于管柱内部的摩擦以及中间轴相位角或者万向节的因素，导致力矩在传递过程中有所损耗或者产生波动。因此如何检测出内部的摩擦力矩以及传递过程中的扭矩波动是亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种能够对转向柱内部的摩擦力矩及扭矩波动进行检测的转向柱转动平顺性测试装置，具体技术方案为：

转向柱转动平顺性测试装置，包括：测试底座；负载固定装置，所述负载固定装置安装在所述测试底座上；负载检测装置，所述负载检测装置安装在所述负载固定装置上，且与待测样件的转向机连接，用于模拟整车负载和测量输出力和角度；固定调节装置，所述固定调节装置设有两个，均安装在所述测试底座上；样件固定装置，所述样件固定装置安装在其中一个固定调节装置上，用于固定待测样件；及加载装置，所述加载装置安装在所述固定调节装置上，且与待测样件的方向盘连接，用于模拟转动方向盘输入力矩。

通过采用上述技术方案，加载装置进行方向盘转动，实现输入力矩，而负载检测装置用于模拟整车负载，并实现力矩和角度的检测，通过计算输入的力矩和检测到的力矩能够判断转向柱内部的摩擦力，得到转动力矩波动。

进一步的，负载固定装置包括：可倾斜回转台，所述可倾斜回转台固定在所述测试底座上，所述负载检测装置固定在所述可倾斜回转台上。

通过采用上述技术方案，可倾斜回转台能够调整角度，便于与转向机连接。

进一步的，还包括负载调节装置，所述负载调节装置包括：负载固定底板，所述负载固定底板固定在所述测试底座上；负载滑动底板，所述负载滑动底板滑动安装在所述负载固定底板上，所述可倾斜回转台安装在所述负载滑动底板上；及负载丝杆，所述负载丝杆转动安装在所述负载固定底板上，且通过负载丝杆螺母与所述负载滑动底板连接。

通过采用上述技术方案，负载调节装置方便沿轴向调节位置。

进一步的，所述负载检测装置包括：负载传动检测装置、负载电机和负载连接座；所述负载传动检测装置包括：负载检测座，所述负载检测座安装在所述负载固定装置上，所述负载电机安装在所述负载检测座上；负载扭矩传感器，所述负载扭矩传感器安装在所述负载检测座上；第一联轴器，所述第一联轴器分别与所述负载扭矩传感器和所述负载电机连接；第二联轴器，所述第二联轴器与所述负载扭矩传感器连接；负载传动轴，所述负载传动轴转动安装在所述负载检测座上，且分别与所述第二联轴器和所述负载连接座连接；负载主动同步带轮，所述负载主动同步带轮固定在所述负载传动轴上；负载从动同步带轮，所述负载从动同步带轮转动安装在所述负载检测座上；负载同步带，所述负载同步带分别与所述负载主动同步带轮和所述负载从动同步带轮连接；负载角度传感器，所述负载角度传感器安装在所述负载检测座上，且与所述负载从动同步带轮连接。

通过采用上述技术方案，通过负载扭矩传感器来控制模拟的整车负载，并同时测量模拟负载的力矩和角度。

联轴器用于传动和保护扭矩传感器。

进一步的，所述固定调节装置包括：底部回转台，所述底部回转台水平设置，且安装在所述测试底座上；调节立柱，所述调节立柱固定在所述底部回转台上；调节升降板，所述调节升降板滑动安装在所述调节立柱上；调节丝杆，所述调节丝杆转动安装在所述调节立柱上，所述调节丝杆的调节丝杆螺母与所述调节升降板连接；上部回转台，所述上部回转台固定在所述调节升降板上，所述上部回转台用于安装所述样件固定装置和所述加载装置。

通过采用上述技术方案，底部回转台实现任意角度的转动，调节升降板和调节丝杆实现任意高的调节，结合上部回转台实现与水平面任意角度的调节，进而方便样件与负载检测装置和加载装置连接。

进一步的，还包括调节驱动装置，所述调节驱动装置包括调节电机或调节手轮，所述调节电机或所述调节手轮均固定在所述调节丝杆上。

进一步的，所述样件固定装置包括样件固定座，所述样件固定座安装在所述固定调节装置上。

进一步的，所述加载装置包括：加载传动检测装置和加载电机；所述加载传动检测装置包括：加载检测座，所述加载检测座安装在所述加载固定装置上，所述加载电机安装在所述加载检测座上；加载扭矩传感器，所述加载扭矩传感器安装在所述加载检测座上；第三联轴器，所述第三联轴器分别与所述加载扭矩传感器和所述加载电机连接；第四联轴器，所述第四联轴器与所述加载扭矩传感器连接；加载传动轴，所述加载传动轴转动安装在所述加载检测座上，且分别与所述第四联轴器和方向盘连接；加载主动同步带轮，所述加载主动同步带轮固定在所述加载传动轴上；加载从动同步带轮，所述加载从动同步带轮转动安装在所述加载检测座上；加载同步带，所述加载同步带分别与所述加载主动同步带轮和所述加载从动同步带轮连接；加载角度传感器，所述加载角度传感器安装在所述加载检测座上，且与所述加载从动同步带轮连接。

通过采用上述技术方案，通过加载扭矩传感器来控制方向盘的转动扭矩的收入，并同时测量加载的力矩和角度。

进一步的，还包括纵向调整装置和横向调整装置，所述纵向调整装置平行设有两个；所述横向调整装置包括：横向直线导轨，所述横向直线导轨设有两个，对称安装在所述测试底座的两侧；横向滑块，所述横向滑块滑动安装在所述横向直线导轨上；第一横向丝杆，所述第一横向丝杆转动安装在所述测试底座上；第一横向手轮，所述第一横向手轮固定在所述第一横向丝杆的端部；第二横向丝杆，所述第二横向丝杆转动安装在所述测试底座上；第二横向手轮，所述第二横向手轮固定在所述第二横向丝杆的端部；所述纵向调整装置包括：纵向底板，所述纵向底板安装在所述横向滑块上，且分别与所述第一横向丝杆的第一横向丝杆螺母和所述第二横向丝杆的第二横向丝杆螺母连接；纵向固定板，所述纵向固定板滑动安装在所述纵向底板上，所述固定调节装置安装在所述纵向底板上；纵向丝杆，所述纵向丝杆转动安装在所述纵向底板上，所述纵向丝杆的丝杆螺母与所述纵向固定板连接；纵向手轮，所述纵向手轮安装在所述纵向丝杆上。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的转向柱转动平顺性测试装置能高效、准确、稳定的完成管柱转动平顺性相关的测量，比如输入及输出转动力矩、转动力矩波动等。

附图说明

图1是转向柱转动平顺性测试装置的结构示意图；

图2是负载固定装置的结构示意图；

图3是负载检测装置的结构示意图；

图4是负载传动轴、负载轴承座和负载主动同步带轮的装配结构示意图；

图5是固定调节装置的结构示意图；

图6是加载装置的结构示意图；

图7是纵向调整装置和横向调整装置的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，转向柱转动平顺性测试装置，包括：测试底座1；负载固定装置3，负载固定装置3安装在测试底座1上；负载检测装置4，负载检测装置4安装在负载固定装置3上，且与待测样件的转向机连接，用于模拟整车负载和测量输出力和角度；固定调节装置6，固定调节装置6设有两个，均安装在测试底座1上；样件固定装置8，样件固定装置8安装在其中一个固定调节装置6上，用于固定待测样件；及加载装置5，加载装置5安装在固定调节装置6上，且与待测样件的方向盘连接，用于模拟转动方向盘输入力矩。

加载装置5进行方向盘转动，实现输入力矩，而负载检测装置4用于模拟整车负载，并实现力矩和角度的检测，通过计算输入的力矩和检测到的力矩能够判断转向柱内部的摩擦力，得到转动力矩波动。

测试底座1上设有T形槽11，T形槽11方便安装和调整位置。测试底座1的底部装有调整脚12，调整脚12用于调整测试底座1的水平度。

负载固定装置3包括：可倾斜回转台31，可倾斜回转台31固定在测试底座1上，负载检测装置4固定在可倾斜回转台31上。

可倾斜回转台31能够调整角度，便于与转向机连接。

如图2所示，还包括负载调节装置，负载调节装置包括：负载固定底板32，负载固定底板32固定在测试底座1上；负载滑动底板34，负载滑动底板34滑动安装在负载固定底板32上，可倾斜回转台31安装在负载滑动底板34上；及负载丝杆33，负载丝杆33转动安装在负载固定底板32上，且通过负载丝杆螺母与负载滑动底板34连接。

负载调节装置方便沿轴向调节位置。负载滑动底板34通过直线导轨副滑动安装在负载固定底板32上。

如图3和图4所示，负载检测装置4包括：负载传动检测装置、负载电机40和负载连接座44；负载传动检测装置包括：负载检测座41，负载检测座41安装在负载固定装置3上，负载电机40安装在负载检测座41上；负载扭矩传感器43，负载扭矩传感器43安装在负载检测座41上；第一联轴器421，第一联轴器421分别与负载扭矩传感器43和负载电机40连接；第二联轴器422，第二联轴器422与负载扭矩传感器43连接；负载传动轴433，负载传动轴433转动安装在负载检测座41上，且分别与第二联轴器422和负载连接座44连接；负载主动同步带轮432，负载主动同步带轮432固定在负载传动轴433上；负载从动同步带轮451，负载从动同步带轮451转动安装在负载检测座41上；负载同步带，负载同步带分别与负载主动同步带轮432和负载从动同步带轮451连接；负载角度传感器46，负载角度传感器46安装在负载检测座41上，且与负载从动同步带轮451连接。

通过负载扭矩传感器43来控制模拟的整车负载，并同时测量模拟负载的力矩和角度。

负载从动同步带轮451安装在负载从动轴452上，负载从动轴452转动安装在负载轴承座453上，负载从动轴452与负载角度传感器46之间通过联轴器连接。同步带精度高能准确的检测转动角度。通过同步带实现转动角度的测量。

第一联轴器421和第二联轴器422保护负载扭矩传感器43。

负载固定装置3和负载检测装置4用于固定转向柱的输出端，使其与整车中的设计位置一致，并且测量转向柱的空载扭矩时可以起到固定作用；在加载时，通过负载电机40模拟负载，负载电机40为伺服电机。扭矩传感器和角度传感器可以输出扭矩和角度值，方便绘制波形曲线图。

负载传动轴433安装在负载轴承座431上，负载轴承座431固定在负载检测座41上。

如图5所示，固定调节装置6包括：底部回转台61，底部回转台61水平设置，且安装在测试底座1上；调节立柱62，调节立柱62固定在底部回转台61上；调节升降板64，调节升降板64滑动安装在调节立柱62上；调节丝杆63，调节丝杆63转动安装在调节立柱62上，调节丝杆63的调节丝杆螺母与调节升降板64连接；上部回转台65，上部回转台65固定在调节升降板64上，上部回转台65用于安装样件固定装置8和加载装置5。

底部回转台61实现任意角度的转动，调节升降板64和调节丝杆63实现任意高的调节，结合上部回转台65实现与水平面任意角度的调节，进而方便样件与负载检测装置4和加载装置5连接。

还包括调节驱动装置，调节驱动装置包括调节电机67或调节手轮，调节电机67或调节手轮均固定在调节丝杆63上。

样件固定装置8包括样件固定座，样件固定座安装在固定调节装置6上。

如图6所示，加载装置5包括：加载传动检测装置和加载电机50；加载传动检测装置包括：加载检测座51，加载检测座51安装在加载固定装置上，加载电机50安装在加载检测座51上；加载扭矩传感器53，加载扭矩传感器53安装在加载检测座51上；第三联轴器521，第三联轴器521分别与加载扭矩传感器53和加载电机50连接；第四联轴器522，第四联轴器522与加载扭矩传感器53连接；加载传动轴533，加载传动轴533转动安装在加载检测座51上，且分别与第四联轴器522和方向盘连接；加载主动同步带轮532，加载主动同步带轮532固定在加载传动轴533上；加载从动同步带轮551，加载从动同步带轮551转动安装在加载检测座51上；加载同步带555，加载同步带555分别与加载主动同步带轮532和加载从动同步带轮551连接；加载角度传感器56，加载角度传感器56安装在加载检测座51上，且与加载从动同步带轮551连接。

通过加载扭矩传感器53来控制方向盘的转动扭矩的收入，并同时测量加载的力矩和角度。

加载从动同步带轮551安装在加载传动轴533上，加载传动轴533转动安装在加载轴承座553上，加载从动轴552与加载角度传感器56之间通过联轴器连接。同步带精度高能准确的检测转动角度。通过同步带实现转动角度的测量。

加载传动轴533安装在加载轴承座551上，加载轴承座551固定在加载检测座51上。

加载电机50为伺服电机。

如图1和图7所示，还包括纵向调整装置和横向调整装置，纵向调整装置平行设有两个；横向调整装置包括：横向直线导轨76，横向直线导轨76设有两个，对称安装在测试底座1的两侧；横向滑块，横向滑块滑动安装在横向直线导轨76上；第一横向丝杆71，第一横向丝杆71转动安装在测试底座1上；第一横向手轮，第一横向手轮固定在第一横向丝杆71的端部；第二横向丝杆72，第二横向丝杆72转动安装在测试底座1上；第二横向手轮，第二横向手轮固定在第二横向丝杆72的端部；纵向调整装置包括：纵向底板73，纵向底板73安装在横向滑块上，且分别与第一横向丝杆71的第一横向丝杆螺母和第二横向丝杆72的第二横向丝杆螺母连接；纵向固定板74，纵向固定板74滑动安装在纵向底板73上，固定调节装置6安装在纵向底板73上；纵向丝杆75，纵向丝杆75转动安装在纵向底板73上，纵向丝杆75的丝杆螺母与纵向固定板74连接；纵向手轮，纵向手轮安装在纵向丝杆75上。

固定调节装置6能够实现高度调整、水平方向的角度调整和竖直方向的角度调整，纵向调整装置和横向调整装置实现水平面的X向和Y向的调整，通过多种结构实现完全自由度的调整，便于安装方向盘组件，保证安装后的方向盘组件与车中实际状况一致，进而提高检测的准确性和可靠性。

转向柱转动平顺性测试装置能的检测功能：

1、检测转向系统内部的摩擦力矩以及传递过程中的扭矩波动(实时绘制扭矩-角度曲线)；

2、空载转动力矩。

3、转向系统耐久试验。

安装时，将方向盘组件安装在样件固定座上，先将转向柱与负载连接座44连接，连接时调整负载调节装置、纵向调节装置和横向调节装置，使转向柱能够顺畅的工作，然后将方向盘与加载传动轴533连接，连接时调整纵向调节装置和横向调节装置，使方向盘的中心与加载传动轴533同轴线。

测试时，加载电机50驱动方向盘转动，加载扭矩传感器53和加载角度传感器56用于监控输入的力矩和角度，负载角度传感器46和负载扭矩传感器43用于检测负载端的扭矩和角度。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.转向柱转动平顺性测试装置，其特征在于，包括：

测试底座；

负载固定装置，所述负载固定装置安装在所述测试底座上；

负载检测装置，所述负载检测装置安装在所述负载固定装置上，且与待测样件的转向机连接，用于模拟整车负载和测量输出力和角度；

固定调节装置，所述固定调节装置设有两个，均安装在所述测试底座上；

样件固定装置，所述样件固定装置安装在其中一个固定调节装置上，用于固定待测样件；及

加载装置，所述加载装置安装在所述固定调节装置上，且与待测样件的方向盘连接，用于模拟转动方向盘输入力矩。

2.根据权利要求1所述的转向柱转动平顺性测试装置，其特征在于，

负载固定装置包括：可倾斜回转台，所述可倾斜回转台固定在所述测试底座上，所述负载检测装置固定在所述可倾斜回转台上。

3.根据权利要求2所述的转向柱转动平顺性测试装置，其特征在于，

还包括负载调节装置，所述负载调节装置包括：

负载固定底板，所述负载固定底板固定在所述测试底座上；

负载滑动底板，所述负载滑动底板滑动安装在所述负载固定底板上，所述可倾斜回转台安装在所述负载滑动底板上；及

负载丝杆，所述负载丝杆转动安装在所述负载固定底板上，且通过负载丝杆螺母与所述负载滑动底板连接。

4.根据权利要求1所述的转向柱转动平顺性测试装置，其特征在于，

所述负载检测装置包括：负载传动检测装置、负载电机和负载连接座；

所述负载传动检测装置包括：

负载检测座，所述负载检测座安装在所述负载固定装置上，所述负载电机安装在所述负载检测座上；

负载扭矩传感器，所述负载扭矩传感器安装在所述负载检测座上；

第一联轴器，所述第一联轴器分别与所述负载扭矩传感器和所述负载电机连接；

第二联轴器，所述第二联轴器与所述负载扭矩传感器连接；

负载传动轴，所述负载传动轴转动安装在所述负载检测座上，且分别与所述第二联轴器和所述负载连接座连接；

负载主动同步带轮，所述负载主动同步带轮固定在所述负载传动轴上；

负载从动同步带轮，所述负载从动同步带轮转动安装在所述负载检测座上；

负载同步带，所述负载同步带分别与所述负载主动同步带轮和所述负载从动同步带轮连接；及

负载角度传感器，所述负载角度传感器安装在所述负载检测座上，且与所述负载从动同步带轮连接。

5.根据权利要求1所述的转向柱转动平顺性测试装置，其特征在于，

所述固定调节装置包括：

底部回转台，所述底部回转台水平设置，且安装在所述测试底座上；

调节立柱，所述调节立柱固定在所述底部回转台上；

调节升降板，所述调节升降板滑动安装在所述调节立柱上；

调节丝杆，所述调节丝杆转动安装在所述调节立柱上，所述调节丝杆的调节丝杆螺母与所述调节升降板连接；及

上部回转台，所述上部回转台固定在所述调节升降板上，所述上部回转台用于安装所述样件固定装置和所述加载装置。

6.根据权利要求5所述的转向柱转动平顺性测试装置，其特征在于，

还包括调节驱动装置，所述调节驱动装置包括调节电机或调节手轮，所述调节电机或所述调节手轮均固定在所述调节丝杆上。

7.根据权利要求1所述的转向柱转动平顺性测试装置，其特征在于，

所述样件固定装置包括样件固定座，所述样件固定座安装在所述固定调节装置上。

8.根据权利要求1所述的转向柱转动平顺性测试装置，其特征在于，

所述加载装置包括：加载传动检测装置和加载电机；

所述加载传动检测装置包括：

加载检测座，所述加载检测座安装在所述加载固定装置上，所述加载电机安装在所述加载检测座上；

加载扭矩传感器，所述加载扭矩传感器安装在所述加载检测座上；

第三联轴器，所述第三联轴器分别与所述加载扭矩传感器和所述加载电机连接；

第四联轴器，所述第四联轴器与所述加载扭矩传感器连接；

加载传动轴，所述加载传动轴转动安装在所述加载检测座上，且分别与所述第四联轴器和方向盘连接；

加载主动同步带轮，所述加载主动同步带轮固定在所述加载传动轴上；

加载从动同步带轮，所述加载从动同步带轮转动安装在所述加载检测座上；

加载同步带，所述加载同步带分别与所述加载主动同步带轮和所述加载从动同步带轮连接；及

加载角度传感器，所述加载角度传感器安装在所述加载检测座上，且与所述加载从动同步带轮连接。

9.根据权利要求1所述的转向柱转动平顺性测试装置，其特征在于，

还包括纵向调整装置和横向调整装置，所述纵向调整装置平行设有两个；

所述横向调整装置包括：

横向直线导轨，所述横向直线导轨设有两个，对称安装在所述测试底座的两侧；

横向滑块，所述横向滑块滑动安装在所述横向直线导轨上；

第一横向丝杆，所述第一横向丝杆转动安装在所述测试底座上；

第一横向手轮，所述第一横向手轮固定在所述第一横向丝杆的端部；

第二横向丝杆，所述第二横向丝杆转动安装在所述测试底座上；

第二横向手轮，所述第二横向手轮固定在所述第二横向丝杆的端部；

所述纵向调整装置包括：

纵向底板，所述纵向底板安装在所述横向滑块上，且分别与所述第一横向丝杆的第一横向丝杆螺母和所述第二横向丝杆的第二横向丝杆螺母连接；

纵向固定板，所述纵向固定板滑动安装在所述纵向底板上，所述固定调节装置安装在所述纵向底板上；

纵向丝杆，所述纵向丝杆转动安装在所述纵向底板上，所述纵向丝杆的丝杆螺母与所述纵向固定板连接；

纵向手轮，所述纵向手轮安装在所述纵向丝杆上。

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