CN214748899U - 用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置，所述车辆转向系统包括方向盘和转向柱，所述用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置包括：第一转动单元，第一转动单元包括第一转盘和沿第一转盘的轴线相反布置于第一转盘的两侧的第一接合杆和第二接合杆，第一接合杆配置为接合于方向盘，第二接合杆配置为接合于转向柱，第一转盘配置为与方向盘联动；第二转动单元，第二转动单元包括第二转盘和带动第二转盘转动的电机，第二转盘配置为能够带动第一转盘转动，且由第一转盘的转动所产生的转向力矩和转向角被进一步传递至转向柱。本实用新型提供的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置易于安装、简单便宜且免除定制的方向盘。

Description

用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置

技术领域

本实用新型涉及车辆测试技术领域，更具体的，本实用新型涉及一种用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置。

背景技术

在车辆转向系统的台架测试期间，可能需要向方向盘施加作用力，以引起方向盘按指定方向、速度和角度来转动，随后可以释放所述作用力以让方向盘自动回正。在台架测试中应用的测试软件将在方向盘受所述作用力影响的期间基于测试用例(Test Case)的要求获取与车辆转向系统的相应部件(包括方向盘)有关的激励信息或反馈信息，以验证车辆转向系统的相应部件的各项功能是否正常。

目前，如果通过操作员手动转动方向盘，操作员必须时刻待命，以在测试软件的命令时间内向方向盘施加作用力，否则台架测试可能会因为方向盘没有及时转动而失败，这极大地降低了测试效率。替代地，可以在方向盘上安装方向盘转动装置，但是现有的方向盘转动装置是叠加在方向盘上的一套大型复杂装置，而且还可能需要专门为台架测试配备定制方向盘，费用高达上百万。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种易于安装、简单便宜且免除定制的方向盘的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置，所述车辆转向系统包括方向盘和转向柱，所述用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置包括：第一转动单元，第一转动单元包括第一转盘和沿第一转盘的轴线相反布置于第一转盘的两侧的第一接合杆和第二接合杆，第一接合杆配置为接合于方向盘，第二接合杆配置为接合于转向柱，第一转盘配置为与方向盘联动；第二转动单元，第二转动单元包括第二转盘和带动第二转盘转动的电机，第二转盘配置为能够带动第一转盘转动，且由第一转盘的转动所产生的转向力矩和转向角被进一步传递至转向柱。

可选地，还包括配置为套设在转向柱上的第一支架和连接至第一支架的第二支架，第二支架被设置在第二转盘和电机之间。

可选地，第二支架借助于高度调节螺栓连接至第一支架，且高度调节螺栓配置为经由调节第一支架与第二支架之间的间距来调节第一转盘和第二转盘之间的间距。

可选地，第一支架包括相对于转向柱的外周表面周向均匀地分布的多个通孔，多个螺栓配置为旋拧穿过所述多个通孔以抵靠于转向柱的外周表面，从而相对于转向柱固定第一支架。

可选地，第一接合杆是空心的、在外周表面上形成有配置为与方向盘转动相关地配合的外轮廓、且在内周表面上形成有配置为与穿过方向盘的螺钉的外螺纹配合的内螺纹；第二接合杆是空心的、且在内周表面上形成有配置为与转向柱转动相关地配合的内轮廓。

可选地，第二转动单元还包括设置在电机和第二转盘之间的离合器，所述离合器配置为在电机停用时中止用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置作用于方向盘。

可选地，第二转动单元还包括设置在电机和离合器之间的减速器，以用于提升转向力矩。

可选地，第二转动单元的轴线方向平行于转向柱的轴线方向，以保证第二转动单元和转向柱的协同性。

可选地，第一转盘和第二转盘并列布置，且用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置还包括在第一转盘和第二转盘之间张紧的柔性传动部件。

可选地，所述柔性传动部件配置为链条或同步带。

本实用新型提供的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置的优点在于：具有较小的结构尺寸，例如为40cm×15cm×25cm，相当于市场上主流的方向盘转动机器人的1/4；无需定制任何车载零部件，降低成本；以及可以保留现有的方向盘，以便于在离合器未被通电以吸合时由工程师手动操作方向盘等。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本实用新型的一个实施方式的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置的透视图。

图2是图1的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置在安装至车辆转向系统的方向盘和转向柱时的透视图。

图3是图1的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置的剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

还应注意到：在本文中，“近”指靠近于方向盘的一侧，“远”指远离于方向盘的一侧，“上”指远离于地面的方向，“下”指靠近于地面的方向，且“连接”可以指两个部件之间的直接连接、或连接的两个部件之间也可能存在其他的附加部件。

一般而言，车辆转向系统包括方向盘、转向柱、转向器、转向拉杆机构、以及适用于传递转向力矩和转向角的其他可能部件，其中，转向柱的近端连接于方向盘且转向柱的远端连接于转向器，以使得转向器可以使例如由驾驶员施加的、来自方向盘的转向力矩和转向角在经过适当地变换之后再转递给转向拉杆机构，转向拉杆机构则可以直接驱动车轮转向。例如，转向柱的近端可以借助于转向柱接合杆件连接至方向盘，具体而言，转向柱接合杆件是空心的、在内周表面上形成有内螺纹且在外周表面上形成有外花键，而方向盘在大致中心的位置设有开孔和从开孔向远侧、沿方向盘的轴线延伸的方向盘接合杆件，方向盘接合杆件是空心的、在内周表面上形成有可以与转向柱接合杆件的外花键进行配合的内花键。在车辆的装配过程中，可以首先将转向柱接合杆件插入方向盘接合杆件中，以使得转向柱接合杆件的外花键在径向上固定至方向盘接合杆件的内花键，随后，可以利用合适型号的螺钉穿过方向盘的开孔以旋拧至具有内螺纹的转向柱接合杆件中，从而实现方向盘和转向柱的轴向固定。可以理解的是，方向盘和转向柱的径向和轴向固定也可以采用其他方式，只要方向盘和转向柱之间可以实现转动相关。例如，方向盘和转向柱的径向固定还可以通过内外六角组合来完成。

参照图1和图2，用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置10包括第一转动单元，第一转动单元包括第一转盘12、以及沿第一转盘12的轴线相反布置于第一转盘12的两侧的第一接合杆14和第二接合杆16。可选地，第一转盘12、第一接合杆14和第二接合杆16都是单独的部件且在第一转动单元接合于转向柱62时被连续组装在一起。第一接合杆14配置用于接合于方向盘60，因此，第一接合杆14可以具有依据于转向柱接合杆件的配置，例如，第一接合杆14是空心的、在内周表面上形成有可以与穿过方向盘60的螺钉18的外螺纹进行配合的内螺纹、且在外周表面上成形有可以与方向盘接合杆件的内花键进行配合的外花键20。第二接合杆16配置用于接合于转向柱62，因此，第二接合杆16可以具有依据于方向盘接合杆件的配置，例如，第二接合杆16是空心的且在内周表面上成形有可以与转向柱62的外花键进行配合的内花键22(参见图3)。由此，第一转盘12配置为与方向盘60联动。

可选地，根据方向盘接合杆件和转向柱接合杆件的可能替代配置，第一接合杆14在外周表面上形成有配置为与方向盘60转动相关地配合的外轮廓，第二接合杆16在内周表面上形成有配置为与转向柱62转动相关地配合的内轮廓。例如，第一接合杆14可能在外周表面上形成外六角形状等，而第二接合杆16可能在内周表面上形成内六角形状等。

当车辆转向系统的台架测试需要转动方向盘60时，就可以将根据本实用新型的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置10安装至待测的、旨在也可以用于可售车辆的车辆转向系统。在这种情况下，第一转动单元作为中间件被安装在方向盘60和转向柱62之间，以使得第一转盘12可以向转向柱62施加或传递一定的转向力矩和转向角。

用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置10还包括第二转动单元，可选地，第二转动单元主要包括与第一转盘12转动相关的第二转盘24和带动第二转盘24转动的电机26。例如，第一转盘12配置为第一链盘，而第二转盘24配置为第二链盘，且进一步提供包绕第一链盘和第二链盘的链条(未示出)，以借助于链条将第二链盘的转动传递至第一链盘。使用链条和链盘传动机构，免除了使用齿轮啮合传动机构所需的安装精度要求且显著减少了传动机构的尺寸。替代地，也可以使用同步带和同步轮传动机构、以及可以将第二转盘24转动相关于第一转盘12的其他传动机构。由此，由第二转盘24配置为能够带动第一转盘12转动，且第一转盘12的转动所产生的转向力矩和转向角将进一步传递至转向柱62，以用于测试车辆转向系统。

用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置10还包括配置为套设在转向柱62上的第一支架28和连接至第一支架28的第二支架30，以用于将第二转动单元安装至转向柱62。第二支架30可以并列布置于第一支架28的上方，以获得更大的安装空间。第二支架30可以被设置在电机26和第二转盘24之间，例如，第二支架30可以被成形为长方体壳体，长方体壳体的下侧面经由高度调节螺栓32连接至第一支架28，长方体壳体的其他侧面遮盖第二转动单元的位于电机26与第二转盘24之间的其他部件中的至少一部分。

第一支架28包括限定中心孔34的多个侧壁36，中心孔34的内径对应于转向柱62的近端的外径，使得第一支架28能够在第一转动单元尚未安装至转向柱62的情况下被预先套设在转向柱62的近端上。第一支架28在多个侧壁36上还包括相对于转向柱62的近端的外周表面周向均匀地分布的多个通孔38，可以旋拧与螺母配合使用的多个螺栓以穿过所述多个通孔38，以使得所述多个螺栓的末梢牢固地抵靠于转向柱62的近端的外周表面，从而相对于转向柱62的近端固定第一支架28、第二支架30且因此第二转动单元。可以理解的是，也可以借助于其他合适的方式固定第一支架28。

参照图3，在将第一支架28安装至转向柱62的近端之后，可以将第二接合杆16插入转向柱接合杆件，随后利用合适型号的螺钉17穿过第二接合杆16的近侧开孔以旋拧至具有内螺纹的转向柱接合杆件中。然后，可以借助于合适的连接件(例如，螺钉、螺栓等)将第一转盘12和第一接合杆14组装至第二接合杆16。然后，可以将方向盘接合杆件插入第一接合杆14，随后利用合适型号的螺钉18穿过方向盘60的开孔以旋拧至具有内螺纹的第一接合杆14中。

在此过程中，可以在转向柱62的近端的轴线方向上调节第一支架28相对于转向柱62的近端的位置，以使得第一转盘12和第二转盘24径向对准，从而并列布置。由此，用于在第一转盘12和第二转盘24之间传递运动的柔性传动部件(例如，上文中提到的链盘和链条传动机构中的链条、同步带和同步轮传动机构中的同步带)能够正确包绕在第一转盘12和第二转盘24上。当柔性传动部件发生松动时，可以通过调节高度调节螺栓32来调节第一支架28与第二支架30之间的在大致竖直方向上的间距，从而调节第一转盘12和第二转盘24之间的径向间距，以使得柔性传动部件在第一转盘12和第二转盘24之间适当张紧。

为了更加灵活地代表方向盘60向转向柱62施加一定的转向力矩和转向角，可以在第二转盘24和电机26之间增设适用于调节由电机26提供的最初的转向力矩和转向角的辅助部件。因此，第二转动单元还可以包括：第一传动轴40，第二转盘24的盘心一体于或固定至第一传动轴40的近端；离合器42，离合器42包括可以相互吸合或相互脱离的输出盘和输入盘，离合器42的输出盘固定至第一传动轴40的远端；与第一传动轴40同轴布置的第二传动轴44，第二传动轴44的近端固定至离合器42的输入盘，第二传动轴44的远端连接至电机26的输出轴。当需要用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置10来转动方向盘60时，可以借助于集成在第二转动单元中或与第二转动单元分离的控制器(未示出)来控制的电机26启动或通电、且控制离合器42的输入盘与输出盘吸合，以使得由电机26的输出轴提供的转向力矩和转向角可以被传递至第二转盘24且因此第一转盘12，以代表方向盘60转动转向柱62。当需要释放施加于转向柱62的转向力矩和转向角时，可以经由控制器来控制电机26停用、且控制离合器42的输入盘与输出盘脱离，以使得用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置10中止向转向柱62施加转向力矩和转向角，方向盘60可以实现无作用力驱动地自动回正，且工程师仍然可以手动驱动方向盘60转动。因此，离合器42配置为在电机26停用时中止用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置10作用于方向盘60。

可选地，可以在电机26与第二传动轴44之间增设减速器46，以用于提升由电机26输出的转向力矩。因此，第二传动轴44的远端连接至减速器46的输出轴、或经由联轴器48连接至减速器46的输出轴。在这种情况下，第二支架30可以用于遮盖联轴器48、联轴器48与减速器46的输出轴之间的连接、以及联轴器48与第二传动轴44的远端之间的连接。

可选地，第二转动单元的各个部件之间是同轴布置的，且由各个部件构成的第二转动单元的轴线方向平行于转向柱62的近端的轴线方向。当转向柱62发生转动时，用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置10随着转向柱62一起转动，在这个过程中，第一转动单元的轴线方向始终同轴于转动柱62的近端的轴线方向，而第二转动单元的轴线方向始终平行于转向柱的近端的轴线方向，以有助于保证用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置10、特别是第二转动单元与转向柱62的协同性，从而更有利于车辆转向系统的测试。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)，所述车辆转向系统包括方向盘(60)和转向柱(62)，其特征在于，所述用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)包括：

第一转动单元，第一转动单元包括第一转盘(12)和沿第一转盘(12)的轴线相反布置于第一转盘(12)的两侧的第一接合杆(14)和第二接合杆(16)，第一接合杆(14)配置为接合于方向盘(60)，第二接合杆(16)配置为接合于转向柱(62)，第一转盘(12)配置为与方向盘(60)联动；

第二转动单元，第二转动单元包括第二转盘(24)和带动第二转盘(24)转动的电机(26)，第二转盘(24)配置为能够带动第一转盘(12)转动，且由第一转盘(12)的转动所产生的转向力矩和转向角被进一步传递至转向柱(62)。

2.根据权利要求1所述的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)，其特征在于，还包括配置为套设在转向柱(62)上的第一支架(28)和连接至第一支架(28)的第二支架(30)，第二支架(30)被设置在第二转盘(24)和电机(26)之间。

3.根据权利要求2所述的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)，其特征在于，第二支架(30)借助于高度调节螺栓(32)连接至第一支架(28)，且高度调节螺栓(32)配置为经由调节第一支架(28)与第二支架(30)之间的间距来调节第一转盘(12)和第二转盘(24)之间的间距。

4.根据权利要求2所述的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)，其特征在于，第一支架(28)包括相对于转向柱(62)的外周表面周向均匀地分布的多个通孔(38)，多个螺栓配置为旋拧穿过所述多个通孔(38)以抵靠于转向柱(62)的外周表面，从而相对于转向柱(62)固定第一支架(28)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)，其特征在于，第一接合杆(14)是空心的、在外周表面上形成有配置为与方向盘(60)转动相关地配合的外轮廓、且在内周表面上形成有配置为与穿过方向盘(60)的螺钉的外螺纹配合的内螺纹；第二接合杆(16)是空心的、且在内周表面上形成有配置为与转向柱(62)转动相关地配合的内轮廓。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)，其特征在于，第二转动单元还包括设置在电机(26)和第二转盘(24)之间的离合器(42)，所述离合器(42)配置为在电机(26)停用时中止用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)作用于方向盘(60)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)，其特征在于，第二转动单元还包括设置在电机(26)和离合器(42)之间的减速器(46)，以用于提升转向力矩。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)，其特征在于，第二转动单元的轴线方向平行于转向柱(62)的轴线方向，以保证第二转动单元和转向柱(62)的协同性。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)，其特征在于，第一转盘(12)和第二转盘(24)并列布置，且用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)还包括在第一转盘(12)和第二转盘(24)之间张紧的柔性传动部件。

10.根据权利要求9所述的用于测试车辆转向系统的方向盘转动装置(10)，其特征在于，所述柔性传动部件配置为链条或同步带。

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