CN116086673A - 一种推力杆推力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种推力杆推力测试装置，包括测试平台，测试平台上布设有用于连接推力杆一端的连接结构一、用于连接推力杆另一端的连接结构二，连接结构一的背部安装有横向加载机构。在推力杆的两端部分别与连接件和连接结构二固接后，经三个驱动电机带动对应的传动丝杠转动，使得滑座沿导柱直线运动，使得其推力杆承受对应程度轴向推力，通过调整对应驱动电机，使得推力杆发生一定角度的扭转，并配合轴向加载器使用，确保完成三维空间全姿动态模拟推力杆不同工况下的受力情况，本方案的优点在于轴向加载器虽然是三维浮动状态，但是其加载方向始终为轴向加载，这个是传统推力检测设备所不具有的特点。

Description

一种推力杆推力测试装置

技术领域

本发明涉及推力杆力学测试技术领域，具体为一种能够三维空间全姿动态模拟推力杆工况的推力测试装置。

背景技术

推力杆，热门也把它又叫做防倾杆，是悬架系统中的一种辅助性元件。它的主要作用是防止车身在转弯时发生太大的横向侧倾，造成不必要的交通事故。它包括杆体，杆体的两端具有杆头，杆头上具有与汽车双桥连接的支承轴，其改进之处在于在拉杆头与支承轴之间具有聚氨酯弹性体。

汽车推力杆在实际的使用运行过程，汽车推力杆受到沿杆体轴线方向的拉伸或压缩力的冲击，同时杆体两端也受到垂直于轴线的扭力，以及销轴在衬套中转动。在对推力杆进行受力分析时，需要得到推力杆在车辆实际运行中不同工况下的推力承载情况。经检索查得中国专利CN205175586U公开一种商用车推力杆轴向力测试装置，包括：推力杆、应变片、数据采集仪。推力杆与2个应变片固定安装，应变片通过粘合层贴合固定安装在平行于推力杆轴线的推力杆表面；应变片与数据采集仪电连接；数据采集仪采集应变片的应变值。2个应变片贴合固定安装在平行于推力杆轴线的推力杆表面后，形成应变电桥，该应变电桥可以测得推力杆轴向应变值，数据更详细、准确。

但是上述技术只能测出推力杆本体表面的应力变化，杆头与双桥连接处受力后所产生的形变集中在聚氨酯弹性体上，力学分析的重点应该在该连接处，推力杆的本体应力变化分析不是必要而是次要；其次上述技术及传统推力杆推力测试设备无法全姿态模拟出推力杆在车辆不同工况下的推力变化。因此该技术问题为本技术领域急需克服的难题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中不足，故此提出一种能够三维空间全姿动态模拟推力杆不同工况下的推力测试装置，同时能够用于直推力杆、V型推力杆、梯形推力杆以及X型推力杆不同型号的推力测试，通用性强。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种推力杆推力测试装置，其特征在于，包括测试平台，测试平台上布设有用于连接推力杆一端的连接结构一、用于连接推力杆另一端的连接结构二，连接结构一的背部安装有横向加载机构，横向加载机构均包括安装座，安装座周向转动布设有三个转轴一以及与转轴一位置对应的导柱，且每个转轴一的两端均铰接有一连杆，每组导柱的端部均安装有驱动电机且驱动电机的输出端布设有传动丝杠，传动丝杠的自由端转动布设于安装座上，传动丝杠上滑动配设有滑座且滑座上布设有转轴二，转轴二的两端分别与对应的连杆铰接布设，安装座上布设有轴向加载器且轴向加载器的端部贯穿安装座并安装有用于连接推力杆端部销轴的连接件。

通过采用上述方案，在推力杆的两端部分别与连接件和连接结构二固接后，经三个驱动电机带动对应的传动丝杠转动，使得滑座沿导柱直线运动，使得其推力杆承受对应程度轴向推力，通过调整对应驱动电机，使得推力杆发生一定角度的扭转，并配合轴向加载器使用，确保完成三维空间全姿动态模拟推力杆不同工况下的受力情况，可以在轴向加载器和连接件之间布设压电传感器来时刻监测力学变化，进而推测出推力杆的推力变化，本方案的优点在于轴向加载器虽然是三维浮动状态，但是其加载方向始终为轴向加载，这个是传统推力检测设备所不具有的特点。

在上述方案的基础上作出更进一步改进的方案，具体如下：所述连接件和连接结构二结构相同，且连接件相对安装座滑动配置，连接件包括固定体，固定体上布设有截面为T型结构的连接凹槽，连接凹槽内部安装有用于安装推力杆端部销轴的快速接头和用于限制快速接头的限位体。

通过采用上述方案，在轴向加载器加载连接件后，使得其连接件会相对安装座直线滑动完成轴向加载的效果。经快速接头和连接凹槽连接实现适配，并配合限位体将其快速接头进行位置限定，使得其完成快速安装，操作便捷。

在上述方案的基础上作出更进一步改进的方案，具体如下：所述连接凹槽的开口沿连接凹槽的深度方向逐步减小。

在上述方案的基础上作出更进一步改进的方案，具体如下：所述快速接头包括连接钩体以及用于安装推力杆端部销轴的安装体，连接钩体包括承插于连接凹槽内部的钩体部以及位于底部前侧的导向部，导向部包括导向结构一和导向结构二，导向结构一为钩体部进入连接凹槽内部时的基准面，导向结构二为钩体部进入连接凹槽内部后的抵接于连接凹槽槽口处的基准面，导向结构一和导向结构二均为倾斜布设且导向结构一的倾斜角度大于导向结构二的倾斜角度。

通过采用上述方案，在连接钩体的钩体部先进入到连接凹槽内，进入时导向结构一会作为其进入连接凹槽内部的基准面，进入后能够经导向结构二使得连接钩体得以稳定，使得结构具备稳定性、可靠性高，承载力大等优点。

在上述方案的基础上作出更进一步改进的方案，具体如下：所述安装体包括与推力杆端部销轴安装的安装部以及与安装部转动安装布设的固定部，固定部和安装部之间布设有角度调整结构。

在上述方案的基础上作出更进一步改进的方案，具体如下：所述角度调整结构包括转动安装于固定部上的调节件，调节件上通过螺纹连接有滑台，滑台上布设有相对固定部直线滑动的驱动块，驱动块的内部安装有摇柄且摇柄和固定部转动布设，摇柄上固定安装有与安装部固接的驱动轴，摇柄的端部和驱动块采用球形结构接触布设。

通过采用上述方案，经调节件通过螺纹使得滑台上行能够将滑台沿直线运动，并带动驱动块沿固定部直线进给，驱动块经摇柄带动驱动轴发生一定角度的旋转，进而适用于不同规格的梯形推力杆、X型推力杆、V型推力杆，具备适用性、通用性强等优点。

在上述方案的基础上作出更进一步改进的方案，具体如下：所述限位体包括承插于位于连接钩体底部连接凹槽的承插段和与承插段一体设置的限位段，且限位段上布设有弹性定位销，连接凹槽底部沿长度方向布设有齿纹结构。

通过采用上述方案，能够使得其连接钩体根据不同规格的X型推力杆、V型推力杆进行适应性调整位置，并通过限位段上的弹性定位销来实现连接钩体的限位效果，承插段承插于连接钩体的底部使得其连接钩体不会发生上下旋转脱离连接凹槽，保证连接钩体在对推力杆进行推力测试时能够保证其稳定性和可靠性，以及较大地承载效果。

在上述方案的基础上作出更进一步改进的方案，具体如下：所述限位体布设有两个分别位于连接钩部的两侧，限位段上布设有隐藏槽，隐藏槽内部活动安装有限位头，限位头的背面固定安装有贯穿限位段的杆身且杆身端部连接有操作头，操作头和限位段之间安装有拉伸弹簧且拉伸弹簧套装于杆身的外侧，操作头、限位段、拉伸弹簧和杆身组成弹性定位销。

在上述方案的基础上作出更进一步改进的方案，具体如下：所述测试装置还包括安装于靠近推力杆端部的应变片组一和安装于推力杆身部中部位置的应变片组二。

通过采用上述方案，能够在对杆头与双桥连接处受力分析时，对其推力杆的身部也同时进行应力检测，确保推力杆推力检测全面。

一种推力杆推力测试装置的推力测试方法，其特征在于，推力测试步骤如下：

步骤一，将快速接头经导向结构一、导向结构二适配于连接凹槽内，并通过限位体的承插段和限位段上的弹性定位销将快速接头的连接钩体限制于连接凹槽内；

步骤二，通过安装体和推力杆端部销轴安装固定，通过同时调整三个驱动电机将滑座沿导柱并经连杆、转轴一、转轴二将安装座直线进给，由轴向加载器对推力杆进行轴向推力施压测试；

步骤三，通过调整驱动电机中的一个或两个，安装座发生浮动偏移但是不会发生加载姿态变化，始终为轴向加载，模拟出推力杆在受额定或变量推力加载时不同工况下的全姿动态。

在进行同类型不同规格的推力杆推力检测时：

通过外拉操作头将限位头和连接凹槽的齿纹结构分离，沿连接凹槽的长度方向移动连接钩体至预定位置，后操作头外力释放并在拉伸弹簧作用下复位，限位头也随之复位重新与连接凹槽的齿纹结构适配，经调整件带动驱动滑台和驱动块同步带动摇柄进行转动一定角度，并将其安装部旋转至一定角度，推力杆端部销轴在推力检测前与安装部安装即可。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的轴向加载机构的整体结构示意图；

图3为本发明的轴向加载机构的右侧视角的结构示意图；

图4为本发明的连接结构二和连接件的整体结构示意图；

图5为本发明的快速接头和固定体的连接关系图一；

图6为本发明的快速接头和固定体的连接关系图二；

图7为本发明的快速接头和固定体的连接关系图三；

图8为图7中限位体的结构示意图；

图9为本发明另种方案的快速接头和固定体的连接关系图；

图10为图9中安装部和固定部以及角度调节结构的连接关系图；

图11为本发明的整体结构工况图（以V型推力杆为例）。

图中：10、测试平台；20、安装座；21、转轴一；22、导柱；23、连杆；24、驱动电机；25、传动丝杠；26、滑座；27、转轴二；28、轴向加载器；29、连接件；291、固定体；292、连接凹槽；293、快速接头；2931、连接钩体；29311、钩体部；29312、导向部；2932、安装体；29321、安装部；29322、固定部；294、限位体；2941、承插段；2942、限位段；29421、隐藏槽；2943、弹性定位销；29431、限位头；29432、杆身；29433、操作头；29434、拉伸弹簧；295、滑台；296、驱动块；297、摇柄；298、驱动轴；299、调节件；30、应变片组一；40、应变片组二；50、连接结构一；60、连接结构二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：一种推力杆推力测试装置，包括测试平台10，测试平台10上布设有用于连接推力杆一端的连接结构一50、用于连接推力杆另一端的连接结构二60，连接结构一50的背部安装有横向加载机构，横向加载机构均包括安装座20，安装座20周向转动布设有三个转轴一21以及与转轴一21位置对应的导柱22，且每个转轴一21的两端均铰接有一连杆23，每组导柱22的端部均安装有驱动电机24且驱动电机24的输出端布设有传动丝杠25，传动丝杠25的自由端转动布设于安装座20上，传动丝杠25上滑动配设有滑座26且滑座26上布设有转轴二27，转轴二27的两端分别与对应的连杆23铰接布设，安装座20上布设有轴向加载器28且轴向加载器28的端部贯穿安装座20并安装有用于连接推力杆端部销轴的连接件29，本实施例中连接件29和连接结构二60采用传统的推力杆端头销轴连接结构。

在推力杆的两端部分别与连接件29和连接结构二固接后，经三个驱动电机24带动对应的传动丝杠25转动，使得滑座26沿导柱22直线运动，使得其推力杆承受对应程度轴向推力，通过调整其中一个或者两个驱动电机24，使得推力杆向对应方向发生扭转至需要检测的对应角度，并配合轴向加载器28使用，确保完成三维空间全姿动态模拟推力杆不同工况下的受力情况，可以在轴向加载器28和连接件29之间布设压电传感器来时刻监测力学变化，进而推测出推力杆的推力变化，本方案的优点在于轴向加载器28在推力杆推力测试过程中虽然是三维浮动状态，但是其加载方向始终为轴向加载，这个是传统推力检测设备所不具有的特点。

实施例2：在上述实施例的基础上作出如下改进，以下结构布设便于装置适用于不同规格的推力杆，尤其是V型推力杆和X型推力杆的推力检测，所述连接件29和连接结构二结构相同，连接件29相对安装座20滑动配置，连接件29包括固定体291，固定体291上布设有截面为T型结构的连接凹槽292，连接凹槽292的开口沿连接凹槽292的深度方向逐步减小，开口由大变小，可以便于快速接头293进入，连接凹槽292内部安装有用于安装推力杆端部销轴的快速接头293和用于限制快速接头293的限位体294。

在轴向加载器28加载连接件29后，使得其连接件29会相对安装座20直线滑动完成对推力杆轴向加载的效果。经快速接头293和连接凹槽292连接实现适配，并配合限位体294将其快速接头293进行位置限定，使得其完成快速安装，操作便捷。

其中，快速接头293包括连接钩体2931以及用于安装推力杆端部销轴的安装体2932（本实施例采用传统安装推力杆端部销轴的结构），连接钩体2931包括承插于连接凹槽292内部的钩体部29311以及位于底部前侧的导向部29312，导向部29312包括导向结构一和导向结构二，导向结构一为钩体部29311进入连接凹槽292内部时的基准面，导向结构二为钩体部29311进入连接凹槽292内部后的抵接于连接凹槽292槽口处的基准面，导向结构一和导向结构二均为倾斜布设且导向结构一的倾斜角度大于导向结构二的倾斜角度。

在连接钩体293的钩体部29311先进入到连接凹槽292内，进入时导向部29312的导向结构一会作为其进入连接凹槽292内部的基准面，进入后能够经导向部29312的导向结构二使得连接钩体293得以稳定，使得结构具备稳定性、可靠性高，承载力大等优点。

其中，限位体294包括承插于位于连接钩体2931底部连接凹槽292的承插段2941和与承插段2941一体设置的限位段2942，且限位段2942上布设有弹性定位销2943，连接凹槽292底部沿长度方向布设有齿纹结构。

能够使得其连接钩体293根据不同规格的X型推力杆、V型推力杆沿固定体291长度方向进行适应性调整位置，并通过限位段294上的弹性定位销2943来实现连接钩体293的限位效果，承插段2941承插于连接钩体293的底部使得其连接钩体293不会发生上下旋转脱离连接凹槽292，保证连接钩体293在对推力杆进行推力测试时能够保证其稳定性和可靠性，以及较大地承载效果。

限位体294布设有两个分别位于连接钩部的两侧，限位段2942上布设有隐藏槽29421，隐藏槽29421内部活动安装有限位头29431，限位头29431相对齿纹结构的一侧也设置有齿牙结构，限位头29431的背面固定安装有贯穿限位段2942的杆身29432且杆身29432端部连接有操作头29433，操作头29433和限位段2942之间安装有拉伸弹簧29434且拉伸弹簧29434套装于杆身29432的外侧，操作头29433、限位段2942、拉伸弹簧29434和杆身29432组成弹性定位销2943。

在使用时，先将连接钩体293的钩体部29311经导向结构一进入到连接凹槽292内部，在二者适配后，导线结构二会抵接于连接凹槽292的开口处底部，随后通过限位体294上的两个弹性定位销2943从连接够体293两侧进行位置限定，防止连接钩体293左右窜动，使得其能够在不同类型推力杆测试间快速切换对应的连接件29，在对同种类型不同规格的推力杆间测试时，只需要通过限位体294上的弹性定位销2943左右调整连接钩体293即可完成横向跨度的调节，连接件29上的连接钩体293和对应的限位体294不止设置一组，根据实际需要可以设置为多组。

实施例3：在上述实施例的基础上作出如下改进：安装体2932包括与推力杆端部销轴安装的安装部29321以及与安装部29321转动安装布设的固定部29322，固定部29322和安装部29321之间布设有角度调整结构，角度调整结构包括转动安装于固定部29322上的调节件299，调节件299上通过螺纹连接有滑台295，滑台295上布设有相对固定部29322直线滑动的驱动块296，驱动块296的内部安装有摇柄297且摇柄297和固定部29322转动布设，摇柄297上固定安装有与安装部29321固接的驱动轴298，摇柄297的端部和驱动块296采用球形结构接触布设。

本实施例针对T型、V型、X型推力杆适用，原因在于不同规格的上述推力杆的规格不同带来了端部销轴角度也会发生一定角度的变化。通过调节件299通过螺纹能够将滑台295沿固定部29322直线运动，并带动驱动块296沿固定部29322直线进给，驱动块29322经摇柄297带动驱动轴298发生一定角度的旋转，进而适用于不同规格的梯形推力杆、X型推力杆、V型推力杆的端部销轴和杆体角度改变，具备适用性、通用性强等优点。

实施例4：在上述实施例的基础上作出如下改进：测试装置还包括安装于靠近推力杆端部的应变片组一30和安装于推力杆身部中部位置的应变片组二40。

通过采用上述方案，能够在对杆头与双桥连接处受力分析时，对其推力杆的身部也同时进行应力检测，确保推力杆推力检测全面。

一种推力杆推力测试装置的推力测试方法，测试步骤如下：

步骤一，将快速接头293经导向结构一、导向结构二适配于连接凹槽292内，并通过限位体294的承插段2941和限位段2942上的弹性定位销2943将快速接头293的连接钩体2931限制于连接凹槽292内；

步骤二，通过安装体2932和推力杆端部销轴安装固定，通过同时调整三个驱动电机24将滑座26沿导柱22并经连杆23、转轴一21、转轴二27将安装座20直线进给，由轴向加载器28对推力杆进行轴向推力施压测试；

步骤三，通过调整驱动电机24中的一个或两个，安装座20发生浮动偏移但是不会发生加载姿态变化，始终为轴向加载，模拟出推力杆在受额定或变量推力加载时不同工况下的全姿动态。

在进行同类型不同规格的推力杆推力检测时：

通过外拉操作头29433将限位头29431和连接凹槽292的齿纹结构分离，沿连接凹槽292的长度方向移动连接钩体2931至预定位置，后操作头29433外力释放并在拉伸弹簧29434作用下复位，限位头29431也随之复位重新与连接凹槽292的齿纹结构适配，经调整件299带动驱动滑台295和驱动块296同步带动摇柄297进行转动一定角度，并将其安装部29321旋转至一定角度，推力杆端部销轴在推力检测前与安装部29321安装即可。

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。所述替代可以是部分结构、器件、方法步骤的替代，也可以是完整的技术方案。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 (10)

1.一种推力杆推力测试装置，其特征在于，包括测试平台（10），测试平台（10）上布设有用于连接推力杆一端的连接结构一（50）、用于连接推力杆另一端的连接结构二（60），连接结构一（50）的背部安装有横向加载机构，横向加载机构均包括安装座（20），安装座（20）周向转动布设有三个转轴一（21）以及与转轴一（21）位置对应的导柱（22），且每个转轴一（21）的两端均铰接有一连杆（23），每组导柱（22）的端部均安装有驱动电机（24）且驱动电机（24）的输出端布设有传动丝杠（25），传动丝杠（25）的自由端转动布设于安装座（20）上，传动丝杠（25）上滑动配设有滑座（26）且滑座（26）上布设有转轴二（27），转轴二（27）的两端分别与对应的连杆（23）铰接布设，安装座（20）上布设有轴向加载器（28）且轴向加载器（28）的端部贯穿安装座（20）并安装有用于连接推力杆端部销轴的连接件（29）。

2.根据权利要求1所述的一种推力杆推力测试装置，其特征在于，所述连接件（29）和连接结构二（60）结构相同，连接件（29）相对安装座（20）滑动配置，连接件（29）包括固定体（291），固定体（291）上布设有截面为T型结构的连接凹槽（292），连接凹槽（292）内部安装有用于安装推力杆端部销轴的快速接头（293）和用于限制快速接头（293）的限位体（294）。

3.根据权利要求2所述的一种推力杆推力测试装置，其特征在于，所述连接凹槽（292）的开口沿连接凹槽（292）的深度方向逐步减小。

4.根据权利要求3所述的一种推力杆推力测试装置，其特征在于，所述快速接头（293）包括连接钩体（2931）以及用于安装推力杆端部销轴的安装体（2932），连接钩体（2931）包括承插于连接凹槽（292）内部的钩体部（29311）以及位于底部前侧的导向部（29312），导向部（29312）包括导向结构一和导向结构二，导向结构一为钩体部（29311）进入连接凹槽（292）内部时的基准面，导向结构二为钩体部（29311）进入连接凹槽（292）内部后的抵接于连接凹槽（292）槽口处的基准面，导向结构一和导向结构二均为倾斜布设且导向结构一的倾斜角度大于导向结构二的倾斜角度。

5.根据权利要求4所述的一种推力杆推力测试装置，其特征在于，所述安装体（2932）包括与推力杆端部销轴安装的安装部（29321）以及与安装部（29321）转动安装布设的固定部（29322），固定部（29322）和安装部（29321）之间布设有角度调整结构。

6.根据权利要求5所述的一种推力杆推力测试装置，其特征在于，所述角度调整结构包括转动安装于固定部（29322）上的调节件（299），调节件（299）上通过螺纹连接有滑台（295），滑台（295）上布设有相对固定部（29322）直线滑动的驱动块（296），驱动块（296）的内部安装有摇柄（297）且摇柄（297）和固定部（29322）转动布设，摇柄（297）上固定安装有与安装部（29321）固接的驱动轴（298），摇柄（297）的端部和驱动块（296）采用球形结构接触布设。

7.根据权利要求2所述的一种推力杆推力测试装置，其特征在于，所述限位体（294）包括承插于位于连接钩体（2931）底部连接凹槽（292）的承插段（2941）和与承插段（2941）一体设置的限位段（2942），且限位段（2942）上布设有弹性定位销（2943），连接凹槽（292）底部沿长度方向布设有齿纹结构。

8.根据权利要求7所述的一种推力杆推力测试装置，其特征在于，所述限位体（294）布设有两个分别位于连接钩部的两侧，限位段（2942）上布设有隐藏槽（29421），隐藏槽（29421）内部活动安装有限位头（29431），限位头（29431）的背面固定安装有贯穿限位段（2942）的杆身（29432）且杆身（29432）端部连接有操作头（29433），操作头（29433）和限位段（2942）之间安装有拉伸弹簧（29434）且拉伸弹簧（29434）套装于杆身（29432）的外侧，操作头（29433）、限位段（2942）、拉伸弹簧（29434）和杆身（29432）组成弹性定位销（2943）。

9.根据权利要求1所述的一种推力杆推力测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括安装于靠近推力杆端部的应变片组一（30）和安装于推力杆身部中部位置的应变片组二（40）。

10.一种推力杆推力测试装置的推力测试方法，其特征在于，推力测试步骤如下：

步骤一，将快速接头（293）经导向结构一、导向结构二适配于连接凹槽（292）内，并通过限位体（294）的承插段（2941）和限位段（2942）上的弹性定位销（2943）将快速接头（293）的连接钩体（2931）限制于连接凹槽（292）内；

步骤二，通过安装体（2932）和推力杆端部销轴安装固定，通过同时调整三个驱动电机（24）将滑座（26）沿导柱（22）并经连杆（23）、转轴一（21）、转轴二（27）将安装座（20）直线进给，由轴向加载器（28）对推力杆进行轴向推力施压测试；

步骤三，通过调整驱动电机（24）中的一个或两个，安装座（20）发生浮动偏移但是不会发生加载姿态变化，始终为轴向加载，模拟出推力杆在受额定或变量推力加载时不同工况下的全姿动态。

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