專利名稱：汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供一種汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，屬于汽車零部件測試技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
對于汽車轉(zhuǎn)向器，中國已有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T529-2000《汽車液壓轉(zhuǎn)向加力裝置及動 力轉(zhuǎn)向器總成臺架試驗方法》和QC/T29096-1992《汽車轉(zhuǎn)向器總成臺架試驗方法》，分別規(guī) 定了對液壓助力轉(zhuǎn)向器和機械轉(zhuǎn)向器進行試驗的方法，其中有些試驗項目需要在加載條件 下進行的，有些試驗項目需要在規(guī)定運動條件下進行；實際中，為了研究轉(zhuǎn)向器某項性能， 還需要設(shè)計一些非標(biāo)準(zhǔn)的試驗項目，比如模擬路面沖擊的試驗，以考查駕駛員從轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 獲得路面信息的能力。對于汽車轉(zhuǎn)向裝置的試驗裝置，已有中國實用新型專利92223334. 9、 02220571. 3,03278430. 9,200420025682. 3 等，其中專利 02220571. 3 采用了液壓裝置進行 加載，專利92223334. 9,03278430. 9,200420025682. 3則采用了彈簧進行加載。與液壓裝置 加載相比，彈簧加載裝置具有結(jié)構(gòu)較簡單，工作可靠的優(yōu)點，而且沒有液壓油污染環(huán)境，所 以其環(huán)保性能較好，但是彈簧加載特性不靈活，比如無法模擬車輪受到的沖擊載荷，很難在 規(guī)定的運動條件下試驗；采用液壓伺服裝置雖然可以模擬車輪受到的動載荷，但是液壓伺 服裝置造價高，而且維護費用也高。另外，正常情況下轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩較小，為了保證正常情況 下轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩測試的精度，轉(zhuǎn)矩傳感器的量程不應(yīng)很大，但是轉(zhuǎn)向盤有時候會受到異常大 的載荷，能夠破壞轉(zhuǎn)矩傳感器，因此要設(shè)置保護裝置對測量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩的傳感器進行保護； 傳統(tǒng)的安全銷式保護裝置在安裝方便性和裝置精度之間存在矛盾，為了減小測量誤差，安 全銷與孔之間宜采用緊一些的配合，但是損壞后的更換就比較麻煩；如果采用較松的配合 更換會比較方便，但是降低精度。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能克服上述缺陷、能夠模擬不同轉(zhuǎn)向載荷和不同轉(zhuǎn) 向運動的汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺。其技術(shù)方案為包括轉(zhuǎn)向盤、聯(lián)接軸、第一聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)矩傳感器、角位移傳感器、第二聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)向 器和計算機，其中轉(zhuǎn)矩傳感器和角位移傳感器的信號輸出端接計算機，轉(zhuǎn)向盤依次經(jīng)聯(lián)接 軸、第一聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)矩傳感器、角位移傳感器和第二聯(lián)軸器接轉(zhuǎn)向器，其特征在于增設(shè)聯(lián)接 件、齒輪齒條機構(gòu)、第三聯(lián)軸器、減速機和交流伺服電機，其中齒輪齒條機構(gòu)的輸入端經(jīng)聯(lián) 接件與轉(zhuǎn)向器的輸出端固定聯(lián)接，輸出端經(jīng)第三聯(lián)軸器與減速機的低速端聯(lián)接，減速機的 高速端與交流伺服電機的輸出軸固定聯(lián)接，交流伺服電機的角位移信號輸出端及控制信號 輸入端均接計算機，計算機根據(jù)角位移傳感器測量得到的轉(zhuǎn)向盤角位移和交流伺服電機的 輸出軸角位移信號，并結(jié)合車型參數(shù)和汽車運行工況，控制交流伺服電機工作。所述的汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，第一聯(lián)軸器采用摩擦式聯(lián)軸器，第一聯(lián)軸器 的一端或兩端靠摩擦傳遞力矩，而且可以連續(xù)調(diào)節(jié)傳遞力矩的大小，使轉(zhuǎn)矩傳感器傳遞的
3轉(zhuǎn)矩載荷不超過其破壞載荷。所述的汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，第二聯(lián)軸器和第三聯(lián)軸器均采用萬向聯(lián)軸 器，以補償零件加工精度以及安裝過程中造成的誤差。所述的汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，第一聯(lián)軸器呈一定厚度的管狀，第一聯(lián)軸器 兩端的外壁上設(shè)有不穿透管壁的軸向凹槽、穿透管壁的軸向切槽和垂直于軸線的橫向切 槽，橫向切槽位于軸向凹槽和軸向切槽的內(nèi)端部，且與軸向凹槽和軸向切槽連通，兩調(diào)整螺 栓靠近第一聯(lián)軸器的兩端對應(yīng)聯(lián)接于兩軸向切槽的兩側(cè)壁。所述的汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，第一聯(lián)軸器呈一定厚度的管狀，第一聯(lián)軸器 一端的外壁上設(shè)有不穿透管壁的軸向凹槽、穿透管壁的軸向切槽和垂直于軸線的橫向切 槽，橫向切槽位于軸向凹槽和軸向切槽的內(nèi)端部，且與軸向凹槽和軸向切槽連通，調(diào)整螺栓 位于軸向切槽的外端且聯(lián)接于軸向切槽的兩側(cè)壁。其工作原理為當(dāng)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)向盤帶動聯(lián)接軸、第一聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)矩傳感器、角 位移傳感器經(jīng)第二聯(lián)軸器驅(qū)動轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)動，同時轉(zhuǎn)矩傳感器和角位移傳感器的輸出信號輸 入計算機，計算機獲得轉(zhuǎn)向盤角位移和轉(zhuǎn)向盤力矩信息。轉(zhuǎn)向器的輸出端通過聯(lián)接件帶動 齒輪齒條機構(gòu)的齒條移動，從而使得齒輪齒條機構(gòu)的齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪齒條機構(gòu)的齒輪通過 第三聯(lián)軸器、減速機帶動交流伺服電機轉(zhuǎn)動，交流伺服電機本身自帶的角位移傳感器把交 流伺服電機轉(zhuǎn)子信號傳遞到計算機，計算機根據(jù)轉(zhuǎn)向盤角位移和電機角位移傳感器信號， 并結(jié)合不同車型參數(shù)和不同汽車運行工況，發(fā)出控制信號給交流伺服電機，控制交流伺服 電機的運行。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點1、既能夠模擬不同的轉(zhuǎn)向載荷，又能夠模擬不同的運動，由于交流伺服電機不消 耗液壓油，所以對環(huán)境沒有污染，其造價和使用維護成本低于液壓伺服裝置。2、由于轉(zhuǎn)矩傳感器受到了保護，所以傳感器量程可以取小些，可以適當(dāng)降低相對 精度要求而保證要求的絕對精度，因此造價較低，并且調(diào)整方便。3、該裝置能夠給機械式、液壓式和電動式轉(zhuǎn)向器加載，性能優(yōu)良。

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中第一聯(lián)軸器實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2所示實施例的俯視圖。圖4是圖3的C-C剖面圖。圖5是圖2所示實施例的A-A剖面圖。圖6是圖2所示實施例的B-B剖面圖。圖7是圖1中第一聯(lián)軸器實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是圖7所示實施例的俯視圖。圖9是圖8的D-D剖面圖。圖中1、轉(zhuǎn)向盤 2、轉(zhuǎn)矩傳感器 3、角位移傳感器 4、第二聯(lián)軸器 5、轉(zhuǎn)向器 6、聯(lián)接件 7、齒輪齒條機構(gòu) 8第三聯(lián)軸器 9、減速機 10、交流伺服電機 11、計算機 12、第一聯(lián)軸器13、調(diào)整螺栓14、聯(lián)接孔15、16軸向切槽17、橫向切槽18、聯(lián)接軸19、螺孔具體實施方式
圖1-6所示的實施例中第一聯(lián)軸器12采用摩擦式聯(lián)軸器，第二聯(lián)軸器4和第三聯(lián)軸器8均采用萬向聯(lián)軸器，第二聯(lián)軸器4的兩端均設(shè)有帶花鍵的十字軸萬向節(jié)，轉(zhuǎn)向器5 采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向盤1依次經(jīng)聯(lián)接軸18、第一聯(lián)軸器12、轉(zhuǎn)矩傳感器2、角位移 傳感器3和第二聯(lián)軸器4接齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器5的齒輪，齒輪齒條機構(gòu)7的齒條通過聯(lián)接 件6與轉(zhuǎn)向器5的齒條固定聯(lián)接，齒輪齒條機構(gòu)7的齒輪經(jīng)第三聯(lián)軸器8與減速機9的低 速端聯(lián)接，減速機9的高速端與交流伺服電機10的輸出端固定聯(lián)接。計算機11的輸入端 分別接轉(zhuǎn)矩傳感器2和角位移傳感器3的信號輸出端和交流伺服電機10自帶的角位移信 號輸出端，計算機11的控制信號輸出端接交流伺服電機10的控制信號輸入端。第一聯(lián)軸器12呈一定厚度的管狀，兩端的外壁上設(shè)有不穿透管壁的軸向凹槽15、 穿透管壁的軸向切槽16和垂直于軸線的橫向切槽17，橫向切槽17位于軸向凹槽15和軸向 切槽16的內(nèi)端部，且與軸向凹槽15和軸向切槽16連通，第一聯(lián)軸器12兩端的聯(lián)接孔14 中分別安裝有轉(zhuǎn)矩傳感器2和轉(zhuǎn)向盤1的聯(lián)接軸18，兩調(diào)整螺栓13靠近第一聯(lián)軸器12的 兩端對應(yīng)，聯(lián)接于兩軸向切槽16的兩側(cè)壁，將第一聯(lián)軸器12與轉(zhuǎn)矩傳感器2以及轉(zhuǎn)向盤1 的聯(lián)接軸18夾緊以便于通過調(diào)整螺栓13的預(yù)緊力來調(diào)整第一聯(lián)軸器12傳遞力矩的大小。圖7-9所示的實施例中第一聯(lián)軸器12呈一定厚度的管狀，第一聯(lián)軸器12靠近轉(zhuǎn) 矩傳感器2端部的外壁上設(shè)有不穿透管壁的軸向凹槽15、穿透管壁的軸向切槽16和垂直 于軸線的橫向切槽17，橫向切槽17位于軸向凹槽15和軸向切槽16的內(nèi)端部，且與軸向凹 槽15和軸向切槽16連通，轉(zhuǎn)矩傳感器2的聯(lián)接軸安裝在第一聯(lián)軸器12的聯(lián)接孔14中，調(diào) 整螺栓13對應(yīng)聯(lián)接于軸向切槽16的兩側(cè)壁，將第一聯(lián)軸器12與轉(zhuǎn)矩傳感器2的聯(lián)接軸夾 緊，以便于通過調(diào)整螺栓13的預(yù)緊力來調(diào)整第一聯(lián)軸器12傳遞力矩的大小。
權(quán)利要求一種汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，包括轉(zhuǎn)向盤(1)、聯(lián)接軸(18)、第一聯(lián)軸器(12)、轉(zhuǎn)矩傳感器(2)、角位移傳感器(3)、第二聯(lián)軸器(4)、轉(zhuǎn)向器(5)和計算機(11)，其中轉(zhuǎn)向盤(1)依次經(jīng)第一聯(lián)軸器(12)、轉(zhuǎn)矩傳感器(2)、角位移傳感器(3)、第二聯(lián)軸器(4)與轉(zhuǎn)向器(5)聯(lián)接，轉(zhuǎn)矩傳感器(2)和角位移傳感器(3)的信號輸出端接計算機(11)，其特征在于增設(shè)齒輪齒條機構(gòu)(7)、第三聯(lián)軸器(8)、減速機(9)和交流伺服電機(10)，其中齒輪齒條機構(gòu)(7)的輸入端經(jīng)聯(lián)接件(6)與轉(zhuǎn)向器(5)的輸出端固定聯(lián)接，輸出端經(jīng)第三聯(lián)軸器(8)與減速機(9)的低速端聯(lián)接，減速機(9)的高速端與交流伺服電機(10)的輸出軸固定聯(lián)接，交流伺服電機(10)的角位移信號輸出端及控制信號輸入端均接計算機(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，其特征在于第一聯(lián)軸器(12)采 用摩擦式聯(lián)軸器。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，其特征在于第二聯(lián)軸器(4)和 第三聯(lián)軸器(8)均采用萬向聯(lián)軸器。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，其特征在于轉(zhuǎn)向器(5)采用齒 輪齒條式轉(zhuǎn)向器。
5.如權(quán)利要求1所述的汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，其特征在于第一聯(lián)軸器(12)呈 一定厚度的管狀，第一聯(lián)軸器(12)兩端的外壁上設(shè)有不穿透管壁的軸向凹槽(15)、穿透管 壁的軸向切槽(16)和垂直于軸線的橫向切槽(17)，橫向切槽(17)位于軸向凹槽(15)和軸 向切槽(16)的內(nèi)端部，且與軸向凹槽(15)和軸向切槽(16)連通，兩調(diào)整螺栓(13)靠近第 一聯(lián)軸器(12)的兩端對應(yīng)聯(lián)接于兩軸向切槽(16)的兩側(cè)壁。
6.如權(quán)利要求1所述的汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，其特征在于第一聯(lián)軸器(12)呈 一定厚度的管狀，第一聯(lián)軸器(12) —端的外壁上設(shè)有不穿透管壁的軸向凹槽(15)、穿透管 壁的軸向切槽(16)和垂直于軸線的橫向切槽(17)，橫向切槽(17)位于軸向凹槽(15)和軸 向切槽(16)的內(nèi)端部，且與軸向凹槽(15)和軸向切槽(16)連通，調(diào)整螺栓(13)位于軸向 切槽(16)的外端且聯(lián)接于軸向切槽(16)的兩側(cè)壁。
專利摘要本實用新型提供一種汽車多工況模擬轉(zhuǎn)向試驗臺，包括轉(zhuǎn)向盤、第一聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)矩傳感器、角位移傳感器、第二聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)向器和計算機，其特征在于增設(shè)聯(lián)接件、齒輪齒條機構(gòu)、第三聯(lián)軸器、減速機和交流伺服電機，其中齒輪齒條機構(gòu)的輸入端經(jīng)聯(lián)接件與轉(zhuǎn)向器的輸出端固定聯(lián)接，輸出端經(jīng)第三聯(lián)軸器與減速機的低速端聯(lián)接，減速機的高速端與交流伺服電機的輸出軸固定聯(lián)接，交流伺服電機的角位移信號輸出端及控制信號輸入端均接計算機，計算機根據(jù)角位移傳感器測得的轉(zhuǎn)向盤角位移和交流伺服電機的輸出信號，并結(jié)合車型參數(shù)和汽車運行工況，控制交流伺服電機工作。本試驗臺能夠模擬不同的轉(zhuǎn)向運動或載荷，并且可以保證在異常大載荷情況下保護轉(zhuǎn)矩傳感器。
文檔編號G01M17/06GK201615832SQ201020004139
公開日2010年10月27日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者苗立東 申請人:山東理工大學(xué)