CN208672331U - 转向系统极限行程试验测试台架 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转向系统极限行程试验测试台架（100）具有：基座（7），布置在所述基座（7）上的支架单元用于安装所述转向系统的转向机以及用于安装所述转向系统的转向管柱，布置在所述基座（7）上的作动单元（8）用于驱动所述转向机的转向横拉杆，构造在所述转向横拉杆与所述作动单元（8）之间的力和位移速度传感器（9）用于感测所述转向横拉杆的受力以及所述作动单元（8）的速度，与所述作动单元（8）和所述力和位移速度传感器（9）连接的控制及数据采集处理设备（11）用于给所述转向系统的电控单元供能、用于控制所述作动单元（8）的速度以及用于采集处理所述力和位移速度传感器（9）的感测信号。

Description

转向系统极限行程试验测试台架

技术领域

本实用新型涉及车辆的转向系统技术领域、尤其一种测量转向系统极限行程（Endof Travel）试验的台架技术，具体而言，涉及一种转向系统极限行程试验测试台架。

背景技术

现阶段的转向系统试验台以三轴或者五轴测试系统为主，主要进行性能和耐久测试。其单侧的作动缸的加载能力和加载速度受到限制。不满足极限行程试验中最大作用力的设计要求。其中，常用的冲击试验台在加载力阈值上可以满足要求，但是不能够实现极限行程试验中齿条全行程的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种专门针对于转向系统极限行程、为转向系统极限行程试验提供满足规范要求的试验台架，其既可以满足作动力的量程需求，同时也可以满足齿条行程的要求，具有操作简便，测量精确的优点。

此外，本实用新型还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

本实用新型通过提供一种转向系统极限行程试验测试台架来解决上述问题，具体而言，提供了：

一种转向系统极限行程试验测试台架，其中，所述转向系统极限行程试验测试台架具有：

基座，

布置在所述基座上的支架单元用于安装所述转向系统的转向机以及用于安装所述转向系统的转向管柱，

布置在所述基座上的作动单元用于驱动所述转向机的转向横拉杆，

构造在所述转向横拉杆与所述作动单元之间的力和位移速度传感器用于感测所述转向横拉杆的受力以及所述作动单元的速度，

与所述作动单元、所述力和位移速度传感器和所述转向系统的电控单元连接的控制及数据采集处理设备用于给所述转向系统的电控单元供能、用于控制所述作动单元的速度以及用于采集处理所述力和位移速度传感器的感测信号。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述支架单元具有支架和构造在所述支架上的支撑墙，在所述支撑墙处构造有安装臂，其中，所述支架用于安装所述转向机，所述安装臂用于安装所述转向管柱。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，在所述支撑墙上构造有定位孔用于安装所述安装臂。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述定位孔在所述支撑墙上点阵式地排布，并且所述安装臂能够在所述支撑墙上经由多个所述定位孔进行方位调节。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述作动单元具有马达以及液压作动缸，其中，所述马达用于驱动所述液压作动缸，所述作动单元的速度为所述液压作动缸的速度。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述控制及数据采集处理设备通过连接线束与所述作动单元和所述力和位移速度传感器连接。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述转向横拉杆的一端与所述作动单元连接，所述转向横拉杆的另一端没有约束。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述转向机能够在所述支架单元上进行方位调节。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述力和位移速度传感器由力传感器和位移传感器构成。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，多个所述作动单元和多个所述力和位移速度传感器成对地位于所述支架单元的两侧。

所提供的转向系统极限行程试验测试台架的有益之处包括：结构简单、安装方便、容易调节以及测量精确。

附图说明

参考附图，本实用新型的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，

图1示出了转向系统的示意图；

图2示出了根据本实用新型的转向系统极限行程试验测试台架的一种实施方式的示意图；

图3示出了根据本实用新型的转向系统极限行程试验测试台架的一种实施方式的侧视图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。

参考图1，其示出了转向系统的示意图（分解图）。所述转向系统包括彼此连接的位于图中左下方的转向机、位于图中间的中间轴以及位于图中右上方的转向管柱。其中，所述转向机通过齿条与所述中间轴连接并且在所述转向机的两端具有转向横拉杆，所述转向管柱与转向盘或者说方向盘连接并且带有电控单元，所述电控单元包括马达和ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）并且用于给所述方向盘的转向提供助力，所述助力通常而言为与打方向盘的力相反的反作用力，以便防止所述方向盘转动过猛而使得所述转向横拉杆撞坏所述转向机。

参考图2和图3，它们分别示出了根据本实用新型的转向系统极限行程试验测试台架100的一种实施方式的示意图以及根据本实用新型的转向系统极限行程试验测试台架100的一种实施方式的侧视图。所述转向系统极限行程试验测试台架100具有：

基座7，

布置在所述基座7上的支架单元用于安装所述转向系统的转向机以及用于安装所述转向系统的转向管柱，

布置在所述基座7上的作动单元8用于驱动所述转向机的转向横拉杆，

构造在所述转向横拉杆与所述作动单元8之间的力和位移速度传感器9用于感测所述转向横拉杆的受力以及所述作动单元8的速度，

与所述作动单元8、所述力和位移速度传感器9和所述转向系统的电控单元连接的控制及数据采集处理设备11用于给所述转向系统的电控单元供能、用于控制所述作动单元8的速度以及用于采集处理所述力和位移速度传感器9的感测信号。

需要说明的是，转向系统的极限行程主要指快速转动方向盘，使转向机的转向横拉杆快速与转向机进行碰撞的试验条目。在本测试台架中，能够直接通过驱动所述转向横拉杆来直接进行测试，当然这期间要模拟符合实车情况。另外，所述基座7能够分体式地设计，也就是说能够具有多个子基座以便分别支承各个支架单元、作动单元8、控制及数据采集处理设备11等零件，当然也可以是一体式的。特别地，在一体式的情况下，所述基座7能够例如为地板或地面以便节约制造成本。另外，“作动”即按照一定的控制规律对被控制对象施加控制力的动作、例如实施振动控制，是一种出力动作，其能够用于提供驱动力并保持直线速度。所述力和位移速度传感器9能够为同时具备力和位移速度感测功能的传感器以便节省占地空间和成本。也能够根据实际情况使得所述力和位移速度传感器9由力传感器、位移传感器、速度传感器单独构成，或者由力传感器和位移速度传感器构成，等等，以便能够更有针对性地发挥各自的功能。所述转向横拉杆的受力是指所述转向横拉杆所受到的拉力压力。给所述转向系统的电控单元提供的能源通常为电压、例如12V电压，当然这仅仅是示例性的。此外，所述控制及数据采集处理设备11与所述作动单元8和所述力和位移速度传感器9的连接方式包含了有线和无线两种方式，其能够同时模拟所述转向系统在不同工况下的助力变化，也同时可以实时记录所述转向系统的方向盘转角、转矩、作动单元8的速度、转向横拉杆的拉力压力等数值。此外，由图2还能够看出在所述支撑墙4之内的工字形结构，其用于提供强度要求。

在如图所示的实施方式中，所述支架单元具有支架5、6和构造在所述支架5、6上的支撑墙4，在所述支撑墙4处构造有安装臂1、2，其中，所述支架5、6用于安装所述转向机，所述安装臂1、2用于安装所述转向管柱。其中在示意性的附图所示的实施方式中，所述支架为两个分别位于所述支撑墙4的两侧的支架5、6，并且分别布置在所述地板上，所述作动单元8和所述力和位移速度传感器9也是如此，以便能够在较大的范围上进行测试。所述支撑墙4沿图中向上方向逐渐变细并且在上方的部位处竖直地向上延伸并且不再变细，以便获得较好的承重能力以及便于安装臂的安装。所述安装臂类似地也呈现为两个安装臂1、2，以便更灵活地安装所述转向管柱以及调整所述转向管柱的方位。其中，这两个安装臂1、2总体上水平地向图中右方延伸并且具有不同的规格尺寸。应当理解，以上各个零部件的配置（包括规格尺寸、延伸方向、角度、形状、数量、布置位置等）均是示例性的，这些配置均能够根据实际情况（例如转向系统的规格、要模拟的实车情况等）进行改型。

关于所述安装臂1、2的具体的安装方式，在所述支撑墙4上构造有定位孔3用于安装所述安装臂1、2。由此所述安装臂1、2能够通过与不同的定位孔3进行固定来实现调整其方位的目的。例如并且如图所示，所述定位孔3在所述支撑墙4上点阵式地排布，并且所述安装臂1、2能够在所述支撑墙4上经由多个所述定位孔3进行方位调节。应当理解，“点阵”是指由各个点所构成的阵列、即一系列点，这些点通常而言具有一定的排布规律。从图中能够看出，各个点、也就是说定位孔3彼此成排地布置，其大小形状相同并且彼此之间的间隔也相同，以便能够有规律地并且可计算出地使得所述安装臂1、2的方位（方向和位置）进行调节。此外，应当理解的是，所述安装臂1、2的方位不一定要彼此相同，其能够实际情况不同，包括不一定要在相同的高度上，等等。同样地，各个定位孔3的形状、大小、彼此之间的间距也能够不同，各个定位孔3整体也不必是均匀布置的，以便实现所述安装臂1、2的更多或更复杂的方位可能性。就此而言，除了所述安装臂1、2和由此所述转向管柱的方位之外，所述转向机也能够在所述支架单元（图中为支架5、6）上进行方位调节，例如这能够通过调整所述支架单元或支架5、6的位置来实现。当然也能够通过所述转向机在所述支架单元处的安装方式的变化来实现（例如同样通过一系列定位孔的方式）。此外，在图3中还能够看出用于固定所述安装臂1、2的工字型结构，其具有重量轻，强度高的优点。具体而言，所述工字型结构装配在所述定位孔3处，并且经由所述工字型结构来装配所述安装臂1、2，由此，通过所述工字型结构在所述定位孔3上的方位调整来进行所述安装臂1、2的方位调整。

关于所述作动单元8的具体实施方式，示例性地，所述作动单元8具有马达以及液压作动缸，其中，所述马达用于驱动所述液压作动缸，所述作动单元8的速度为所述液压作动缸的速度，其中，液压作动缸的优势是控制稳定且速度满足要求，而且可选类型及技术要求较多。

从图中还能够看出的是，所述控制及数据采集处理设备11通过连接线束10与所述作动单元8和所述力和位移速度传感器9连接，以便获得更稳定和快速的传播速度、以及得到较少的衰减或干扰。此外，所述转向横拉杆的一端与所述作动单元8连接，所述转向横拉杆的另一端没有约束，这种配置用于模拟整车的测试工况，并且与实际工况更接近。

由此，所述转向系统极限行程试验测试台架100能够通过所述支撑墙4、所述安装臂1、2、所述支架单元等之间的调节，模拟整个转向系统在整车上的位置及各部件的角度；通过所述支架单元或所述支架5、6可以实现所述转向机按照车辆上的位置安装；自动监控所述转向横拉杆的运行速度和齿条力，同时实时记录相关数据信号。

下面简述具体的测试原理和过程。需要说明的是，这种简述的基于附图示出的具体实施方式，本领域技术人员知晓在阅读本简述之后，能够在其它实施方式、特别是本说明书具体实施方式部分开头说明的技术方案的情况下进行转用本简述所提到的过程。

首先将所述安装臂1、2安装到所述支撑墙4的定位孔3中，通过调节所述安装臂1、2的安装位置和所述安装臂1、2的方向，使所述转向管柱的安装角度和位置和实车的状态保持一致，在所述转向管柱的上端加载等效于方向盘载荷的重物、例如圆形铁块，以模拟实际的方向盘载荷。

调节所述支架5、6的位置，将所述转向机按照整车的方向上用紧固件、例如标准螺栓固定到所述支架5、6上并确保扭矩是标准数值（即保持与实车的扭矩信息一致）。将所述转向管柱的下端与所述转向机的输入轴相连，确保所述转向机、所述转向管柱、所述中间轴的安装都符合整车的实际坐标，同时将所述转向横拉杆一端与所述作动单元8相连并加装所述力和位移速度传感器9。

通过所述控制及数据采集处理设备11给所述转向系统的电控单元提供电压，例如打开测试控制系统（其不属于转向系统的一部分，而是额外的部分模拟环境）给所述电控单元输入速度、助力等模拟信号，以便实际模拟实车的转向操作。

通过所述控制及数据采集处理设备11通过所述马达、例如电机快速推动所述液压作动缸，保证所述液压作动缸的速度并监控所述力和位移速度传感器9的数值，调节所述液压作动缸的速度使齿条在整个行程范围内的最大力数值满足试验要求。关闭所述电控单元的供电电源，重复试验操作即可（在有电源的情况下，此时会有转向助力和减缓碰撞的功能，在关闭供电的条件下，此时没有任何助力，由此能够在没有助力辅助的纯机械运动的情况下进行测试），从而得到有助力和没有助力情况下的双重结果。

综上所述，本实用新型的转向系统极限行程试验测试台架100结构简单、安装方便、容易调节以及测量精确。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。

Claims (10)

1.一种转向系统极限行程试验测试台架（100），其特征在于，所述转向系统极限行程试验测试台架（100）具有：

基座（7），

布置在所述基座（7）上的支架单元用于安装所述转向系统的转向机以及用于安装所述转向系统的转向管柱，

布置在所述基座（7）上的作动单元（8）用于驱动所述转向机的转向横拉杆，

构造在所述转向横拉杆与所述作动单元（8）之间的力和位移速度传感器（9）用于感测所述转向横拉杆的受力以及所述作动单元（8）的速度，

与所述作动单元（8）、所述力和位移速度传感器（9）和所述转向系统的电控单元连接的控制及数据采集处理设备（11）用于给所述转向系统的电控单元供能、用于控制所述作动单元（8）的速度以及用于采集处理所述力和位移速度传感器（9）的感测信号。

2.根据权利要求1所述的转向系统极限行程试验测试台架（100），其特征在于，所述支架单元具有支架（5、6）和构造在所述支架（5、6）上的支撑墙（4），在所述支撑墙（4）处构造有安装臂（1、2），其中，所述支架（5、6）用于安装所述转向机，所述安装臂（1、2）用于安装所述转向管柱。

3.根据权利要求2所述的转向系统极限行程试验测试台架（100），其特征在于，在所述支撑墙（4）上构造有定位孔（3）用于安装所述安装臂（1、2）。

4.根据权利要求3所述的转向系统极限行程试验测试台架（100），其特征在于，所述定位孔（3）在所述支撑墙（4）上点阵式地排布，并且所述安装臂（1、2）能够在所述支撑墙（4）上经由多个所述定位孔（3）进行方位调节。

5.根据权利要求1所述的转向系统极限行程试验测试台架（100），其特征在于，所述作动单元（8）具有马达以及液压作动缸，其中，所述马达用于驱动所述液压作动缸，所述作动单元（8）的速度为所述液压作动缸的速度。

6.根据权利要求1所述的转向系统极限行程试验测试台架（100），其特征在于，所述控制及数据采集处理设备（11）通过连接线束（10）与所述作动单元（8）和所述力和位移速度传感器（9）连接。

7.根据权利要求1所述的转向系统极限行程试验测试台架（100），其特征在于，所述转向横拉杆的一端与所述作动单元（8）连接，所述转向横拉杆的另一端没有约束。

8.根据权利要求1所述的转向系统极限行程试验测试台架（100），其特征在于，所述转向机能够在所述支架单元上进行方位调节。

9.根据权利要求1所述的转向系统极限行程试验测试台架（100），其特征在于，所述力和位移速度传感器（9）由力传感器和位移传感器构成。

10.根据权利要求1所述的转向系统极限行程试验测试台架（100），其特征在于，多个所述作动单元（8）和多个所述力和位移速度传感器（9）成对地位于所述支架单元的两侧。