CN210925197U - 电动助力转向教学设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种电动助力转向教学设备，将真实的汽车电动助力转向系统的各个装置设置在支架上，使学生能够直观地了解电动助力转向系统的组成结构，学生通过控制面板的显示屏，能够看到系统中各个传感器、执行器等的实时数据，可以对电动助力转向的原理和各个参数之间的联系建立定量的认识。教师通过操作故障设置装置，可以进行故障模拟，学生可以通过控制面板的测量端子进行故障排查，实现了对电动助力转向系统的检修练习，提升了教学效果。

Description

电动助力转向教学设备

技术领域

本实用新型涉及汽车教学设施领域，具体涉及一种电动助力转向教学设备。

背景技术

目前，电动助力转向技术在汽车领域得到了广泛的应用，逐渐替代了传统的液压转向助力。但电动助力转向的装置结构和原理较为复杂，在企业或大专院校进行电动助力转向系统的教学过程中，只依靠理论教学常常出现教学困难的问题。现有的电动助力转向教学设备往往不能直观清晰地解释原理，或者功能较少、操作不便，无法满足教学要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种电动助力转向教学设备，可以直观地显示电动助力转向装置的工作原理，并能够进行数据测量和故障模拟，使学生能够高效地进行电动助力转向的学习。

本实用新型提供了一种电动助力转向教学设备，包括：

支撑装置，包括支架和地脚滚轮；

方向盘；

转向柱，与所述方向盘连接；

车轮；

车桥，包括转向节，所述车桥固定在所述支架上，所述车桥与所述车轮的轮毂连接；

悬挂系统，一端固定在所述支架上，另一端与所述车桥或所述车轮连接；

电子控制单元；

电动助力转向系统，包括助力电机、减速机构、转向器和数据采集系统，所述助力电机和所述数据采集系统分别与所述电子控制单元连接，所述转向器固定在所述支架上并与所述转向节连接；

制动系统，包括刹车踏板、离合器踏板和油门踏板，被配置为受控向所述电子控制单元发送信号，使所述电子控制单元控制所述电动助力转向系统改变工作状态；

电源；

故障设置装置，包括故障开关，所述故障开关位于前述各元件、控制器和传感器的电路中，用于对所述电子控制单元、所述助力电机、所述数据采集系统、所述电源进行故障模拟；以及

控制面板，包括测量端子、点火开关和车速调节器。

优选地，所述数据采集系统包括：

车速传感器，被配置为向所述电子控制单元发送车速信号；

转矩传感器，被配置为检测所述转向柱的转矩，生成转矩信号并发送至所述电子控制单元；

转角传感器，被配置为检测所述转向柱的转角，生成转角信号并发送至所述电子控制单元。

优选地，所述控制面板还包括显示屏。

优选地，所述测量端子分别与数据采集系统、电子控制单元、助力电机或电源中的至少一个连接，用于测量相应的数据。

优选地，所述助力电机根据所述电子控制单元的电机控制信号切换工作状态，所述助力电机的输出动力通过所述减速机构传递至所述转向器，使所述车轮扭转。

优选地，所述电动助力转向教学设备还包括远程控制设备，与所述控制面板、电子控制单元和/或所述故障设置装置无线连接，用于测量数据和/或进行故障模拟。

优选地，所述车速调节器与所述车速传感器连接，被配置为受控使所述车速传感器产生车速信号。

本实用新型实施例提供的电动助力转向教学设备，将真实的汽车电动助力转向系统的各个装置设置在支架上，使学生能够直观地了解电动助力转向系统的组成结构，学生通过控制面板的显示屏，能够看到系统中各个传感器、执行器等的实时数据，可以对电动助力转向的原理和各个参数之间的联系建立定量的认识。教师通过操作故障设置装置，可以进行故障模拟，学生可以通过控制面板的测量端子进行故障排查，实现了对电动助力转向系统的检修练习，提升了教学效果。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本实用新型实施例的电动助力转向教学设备的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的电动助力转向教学设备的结构框图；

附图标记说明：

11-支架；12-地脚滚轮；21-方向盘；22-转向柱；23-车桥；24-车轮；25-悬挂系统；3-电动助力转向系统；31-助力电机；32-减速机构；33-转向器；4-控制面板；5-制动系统；6-故障设置装置。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

当一元件或层被提及为在另一元件或层“上”、“被接合到”、“被连接到”或“被联接到”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、被直接接合、连接或联接到另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当一元件被提及为“直接”在另一元件或层“上”、“直接被接合到”、“直接被连接到”或“直接被联接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其它词语应该以相似方式被解释(例如，“之间”与“直接在之间”，“邻近”与“直接邻近”等)。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多关联的所列项目中的任一或全部组合。

为易于说明，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而，示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向(旋转90度或处于其它方位)，并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。

图1是本实施例的电动助力转向教学设备的立体结构示意图，图2是本实施例的电动助力转向教学设备的结构框图，其中，图2未示出测量端子与其他结构之间的连接关系。本实施例的电动助力转向教学设备(以下简称“教学设备”)包括支撑装置、方向盘21、转向柱22、车轮24、车桥23、悬挂系统25、电子控制单元、电动助力转向系统3、制动系统5、电源、故障设置装置6和控制面板4。

如图1和图2所示，支撑装置包括支架11和地脚滚轮12，支架11包括上层支架和下层支架，地脚滚轮12安装在支架11的底部，便于移动所述教学设备。优选地，地脚滚轮12上还可以设置锁止机构，通过操作所述锁止机构可以使地脚滚轮12不能转动，从而能够根据需要将所述教学设备固定，防止所述教学设备随意移动。悬挂系统25的一端与所述上层支架两侧的连接杆固定连接，另一端与车轮24相连接。可选地，悬挂系统25的另一端也可以不与车轮24连接，而是与车桥23连接。车桥23放置在所述下层支架上，与所述下层支架固定连接。车桥23包括转向节，转向节设置在车桥23的两端，两个转向节分别与两个车轮24的轮毂连接。可选地，两个转向节伸出所述下层支架，即两个车轮24在所述下层支架的外侧。

电动助力转向系统3包括助力电机31、减速机构32、转向器33和数据采集装置。转向器33与转向节连接，转向柱22的一端与转向器33连接，另一端穿过上层支架与方向盘21连接，方便使用者操作方向盘21。方向盘21可顺、逆时针转动并带动转向柱22转动。助力电机31与电子控制单元连接，接受电子控制单元的指令向外输出助力动力，所述助力动力经由减速机构32降速增扭之后传递至转向器33，转向器33带动转向节摆动，从而带动与转向节连接的车轮24完成转向。减速机构32可采用蜗轮蜗杆机构、行星齿轮机构或其他机构，转向器33可采用齿轮齿条式转向器33、循环球式转向器33或其他转向器33，本领域技术人员可以根据具体教学要求进行选择。

制动系统5包括刹车踏板、离合器踏板和油门踏板。可选地，所述刹车踏板、离合器踏板和油门踏板设置在下层支架上，使用者可以用脚踩踏进行控制。控制面板4设置在上层支架处，控制面板4包括测量端子、点火开关和车速调节器。点火开关与电子控制单元连接，使用者通过控制点火开关向电子控制单元发送点火信号。使用者通过操作车速调节器，可以使车速传感器产生相应的模拟的车速信号。优选地，控制面板4设置在方向盘21旁边，方便使用者进行操作。控制面板4还包括显示屏，用于显示所述教学设备的工作状态、电动助力转向的电路图和工作原理图，所述工作状态包括数据采集系统的所采集的车速、转矩和转角数据，助力电机31的转速等，方便使用者对电动助力转向的原理建立定性定量的认识。测量端子与电子控制单元、助力电机31、电源和数据采集系统的各个传感器上的对应端子连接，通过万用表、示波器、诊断仪等，可以测量相应元件、传感器或执行器的实时数据、波形等。

数据采集装置包括车速传感器、转矩传感器和转角传感器。车速传感器与制动系统5和车速调节器连接，根据使用者对制动系统5和车速调节器的操作，生成相应的模拟的车速信号，并将所述车速信号发送给电子控制单元。转矩传感器和转角传感器与转向柱22连接，转矩传感器检测转向柱22的转矩并生成转矩信号发送给电子控制单元，转角传感器检测转向柱22的转角并生成转角信号发送给电子控制单元。可选地，本领域技术人员可以选择转矩转角传感器来替代转矩传感器和转角传感器两个传感器，转矩转角传感器将转矩信号和转角信号发送给电子控制单元。电子控制单元根据车速信号、转矩信号和转角信号，向助力电机31发送相应的指令，使助力电机31提供不同的助力动力。

故障设置装置6包括故障设置开关，故障设置开关串联或并联在电子控制单元、电动助力转向系统3和电源等元件、传感器或执行器的电路中，使用者通过操作故障设置开关，可以进行相应的故障模拟，可用于学生的故障分析学习或操作考试。故障设置装置6可固定在上层支架处，包括保护盖，防止误触故障设置开关。

优选地，所述教学设备还包括远程控制设备，可以是平板电脑、台式计算机等。远程控制设备与控制面板4、电子控制单元和故障设置装置6通信连接，进一步地，可采用无线互联网技术进行通信。使用者可以通过操作远程控制设备，操控电子控制单元发出相应的指令，使故障设置装置6进行相应的故障模拟，或者使控制面板4传输相应的测量数据、使控制面板4的显示屏与远程控制装置的显示内容同步等，可以便于教师进行教学。

本实用新型实施例提供的电动助力转向教学设备，将真实的汽车电动助力转向系统的各个装置设置在支架上，使学生能够直观地了解电动助力转向系统的组成结构，学生通过控制面板的显示屏，能够看到系统中各个传感器、执行器等的实时数据，可以对电动助力转向的原理和各个参数之间的联系建立定量的认识。教师通过操作故障设置装置，可以进行故障模拟，学生可以通过控制面板的测量端子进行故障排查，实现了对电动助力转向系统的检修练习，提升了教学效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动助力转向教学设备，其特征在于，包括：

支撑装置，包括支架(11)和地脚滚轮(12)；

方向盘(21)；

转向柱(22)，与所述方向盘(21)连接；

车轮(24)；

车桥(23)，包括转向节，所述车桥(23)固定在所述支架(11)上，所述车桥(23)与所述车轮(24)的轮毂连接；

悬挂系统(25)，一端固定在所述支架(11)上，另一端与所述车桥(23)或所述车轮(24)连接；

电子控制单元；

电动助力转向系统(3)，包括助力电机(31)、减速机构(32)、转向器(33)和数据采集系统，所述助力电机(31)和所述数据采集系统分别与所述电子控制单元连接，所述转向器(33)固定在所述支架(11)上并与所述转向节连接；

制动系统(5)，包括刹车踏板、离合器踏板和油门踏板，被配置为受控向所述电子控制单元发送信号，使所述电子控制单元控制所述电动助力转向系统(3)改变工作状态；

电源；

故障设置装置(6)，包括故障开关，所述故障开关位于所述电子控制单元、所述电动助力转向系统和所述电源的电路中，用于对所述电子控制单元、所述助力电机(31)、所述数据采集系统、所述电源进行故障模拟；以及

控制面板(4)，包括测量端子、点火开关和车速调节器。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向教学设备，其特征在于，所述数据采集系统包括：

车速传感器，被配置为向所述电子控制单元发送车速信号；

转矩传感器，被配置为检测所述转向柱(22)的转矩，生成转矩信号并发送至所述电子控制单元；

转角传感器，被配置为检测所述转向柱(22)的转角，生成转角信号并发送至所述电子控制单元。

3.根据权利要求1所述的电动助力转向教学设备，其特征在于，所述控制面板(4)还包括显示屏。

4.根据权利要求1所述的电动助力转向教学设备，其特征在于，所述测量端子分别与所述数据采集系统、所述电子控制单元、所述助力电机(31)或所述电源中的至少一个连接，用于测量相应的数据。

5.根据权利要求1所述的电动助力转向教学设备，其特征在于，所述助力电机(31)根据所述电子控制单元的电机控制信号切换工作状态，所述助力电机(31)的输出动力通过所述减速机构(32)传递至所述转向器(33)，使所述车轮(24)扭转。

6.根据权利要求1所述的电动助力转向教学设备，其特征在于，所述电动助力转向教学设备还包括远程控制设备，与所述控制面板(4)、电子控制单元和/或所述故障设置装置(6)无线连接，用于测量数据和/或进行故障模拟。

7.根据权利要求2所述的电动助力转向教学设备，其特征在于，所述车速调节器与所述车速传感器连接，被配置为受控使所述车速传感器产生车速信号。

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