專利名稱：一種轉向器的多自由度試驗設備的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于車輛試驗設備制造技術領域，尤其涉及一種轉向器的多自由度試^i殳備。
技術背景轉向器是汽車等交通工具中非常關鍵的部件之一，其質量的好壞將直接影 響到整車的性能。才艮據國標《QCT29096 ( 1992 )汽車轉向器總成臺架試^r方法》 和《QCT529 (2000)汽車動力轉向器總成臺架試驗方法》的要求，在做轉向器 型式試驗時都必須要包括正向疲勞試驗(或磨損試驗)和逆向疲勞試驗。為了 達到前迷標準，各轉向器廠家和檢測中心紛紛制作出相應的試驗臺架來進行轉 向器試驗。現(xiàn)在各廠家做的用于齒輪齒條式轉向器的試驗臺一般都是單自由度的，即 試驗時，轉向器輸出端的負載方向與齒條軸線同軸，而這與轉向器的實際使用 車況是不相符的。實際情況是齒條端與車輪之間有帶球節(jié)的拉桿相連，隨著車 輪的轉向和在路面上下的顛簸，拉桿與齒條之間的夾角在一定的角度范圍內波 動，也即齒條承受的負載方向與齒條軸線方向存在變化的夾角，從而使齒條除 了承受軸向的負載，也存在徑向的負載。而現(xiàn)有的試驗臺只能考核齒條軸向力 承受情況，不能完全考核齒條的全方位的受力情況，因此，使用其所作出的試 驗結果是不準確的。近來，出現(xiàn)了一種多功能汽車轉向器總稱試驗臺，它包括機架，并在該機 架上卣定有轉向器安裝驅動裝置、負載裝置和杠軒焊合件。轉向器安裝驅動裝 置包括一可與待試驗的轉向器相連接的拉桿及可驅動轉向器的驅動裝置，負載 裝置包括一可隨前述拉桿移動的負載液壓缸，該負載液壓缸及拉桿以相互垂直 的方向分別連接在杠桿焊合件的兩端。負載缸鉸支在鉸鏈上，并可以繞鉸鏈擺 動，負載缸通過一鉸鏈與杠桿焊合件連接，杠桿焊合件的另一端則通過絞鏈與 拉桿相連接，拉桿的另一端則通過鉸鏈與轉向器齒條相連接。這種試驗臺能夠 通過杠桿機構及負載液壓缸能夠對轉向器進行多自由度耐久試驗。但是，這種產試驗臺的缺陷也是明顯的，主要包括以下幾點首先，該設備的負載缸是安裝在與轉向器拉桿的輸出力方向相垂直的位置，這不僅與實車使用情況不符，而且還降低了負載缸產生的轉向阻力的傳遞效率；其次，該設備使用了大量的鉸鏈來實現(xiàn)齒條、杠桿焊合件及負載缸之間擺動及力量傳遞，不僅結構復雜，還與實車使用情況不符，導致試驗效果不夠好；最后，該設備 沒有作位置調節(jié)方面的設計，使得其適用范圍受限。實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種轉向器的多自由度試驗設備， 能夠更好的模擬實車時的狀態(tài)，還能夠有效提高轉向阻力的傳遞效率。 為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是 提供一種轉向器的多自由度試4"殳備，它包括機架和固定在該機架上的轉 向器安裝驅動裝置、負載裝置、車輪模擬轉動機構，其中，轉向器安裝驅動裝 置包括一可與待試驗的轉向器相連接的拉桿及可驅動轉向器的驅動裝置，負載桿移動的負載缸，車輪模擬轉動機構包括一 固定在所述 機架上的轉動中心軸及一可繞該轉動中心軸旋轉的擺臂，該擺臂套裝在所述的 轉動中心軸上，所述的4i桿及負載缸均可轉動的連接在所述的擺臂上。采用這樣的結構以后，當驅動裝置帶動轉向器及拉桿轉動時，拉桿則推動 擺臂繞轉動中心軸轉動，而擺臂一方面可以推動負載缸的活塞桿相對缸體直線 位移，另一方面還可以使負載缸缸體繞轉動中心軸轉動。相比現(xiàn)有技術，本設 備不僅可以更真實的模擬實際車況，還可以更有效的對負載缸所產生的阻力進 行有效傳遞。


圖l是本實用新型提供的一較佳實施例的結構示意圖；圖2是圖1的^府^L圖；圖3是圖2中A-A方向的剖視圖；圖4是圖2中B-B方向的剖視圖；圖5是圖1中I部分的局部放大圖；圖6是圖1中軸承座的結構示意圖；圖7是圖6的剖^L圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處 所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。6如圖1至圖7所示的一較佳實施例，它包括機架2和固定在該機架2上的轉向器安裝驅動裝置16、負載裝置17、車輪模擬轉動機構18。轉向器安裝驅動裝置16包括一可與待試驗的轉向器1相連接的拉桿3及可 驅動轉向器1的驅動裝置，該驅動裝置可采用電機19。負載裝置17包括一可隨 前述拉桿3移動的負載缸8。該負載缸8優(yōu)選為中間耳軸式方頭拉桿油缸。車輪 模擬轉動機構18包括一固定在所述機架2上的轉動中心軸及一可繞該轉動中心 軸旋轉的擺臂4，該擺臂4套裝在所述的轉動中心軸上，拉桿3及負載缸8均可 轉動的連接在所述的擺臂4上。當驅動裝置帶動轉向器1及拉桿3轉動時，拉桿3則推動擺臂4繞轉動中 心軸轉動，而擺臂4 一方面可以推動負載缸8的活塞桿相對缸體直線位移，另 一方面還可以使負載缸8缸體繞轉動中心軸轉動。相比現(xiàn)有技術，本設備不僅 可以更真實的模擬實際車況，還可以更有效的對負載缸8所產生的阻力進行有 效傳遞。為了使得拉桿3可同時繞轉向器1及擺臂4擺動，拉桿3可以直接采用車 用轉向器1上的橫拉桿。在本實施例中，將拉桿3的一端設計成球頭狀，該端 可轉動的連接在轉向器1上， 一球頭銷31通過其球頭端可轉動的設置在前述拉 桿3的另一端，該球頭銷31的另一端則穿設并固定在所述的擺臂4上。這樣， 拉桿3即可在轉向器1的推動下使擺臂4做一邊移動一邊擺動的復合運動。具 體的，本實施例共使用了兩個拉桿3， 一個拉桿3的一端為球頭端，且加工有外 螺紋，將其與轉向器1齒條的螺紋孔連接，該拉桿3的另一端亦設有外螺紋， 而另 一拉桿3的 一端則加工有相應的內螺紋并與前述拉桿3相連接，另 一端則 穿設有一球頭銷31,并通過該球頭銷31與前述擺臂4連接。作為一種改進方案，如圖4所示，球頭銷31穿設在所述擺臂4的一端呈錐狀，擺臂4上則開設有一與之相應的錐面孔43。球頭銷31呈錐狀的一端穿設 并固定在該錐面孔43內，這樣可以更好的將拉桿3上的力傳遞到擺臂4上。轉動中心軸包括一底座52及一圓柱軸51,在擺臂4上設有相應的安裝孔 41,并將圓柱軸51穿設在擺臂4上，并可采用焊接的方式將該圓柱軸51固定 在前述底座52上。轉動中心軸的位置模擬的是車輪的轉動中心，在安裝時，應 注意使擺臂4上的錐面孔43與安裝孔41之間的直線距離為實車的車輪轉向軸 線與橫拉桿球銷之間的距離(參見圖2)，這樣可使得本設備能更真實的模擬實 車車況。具體的，參見圖3，在前述擺臂4上的安裝孔內還設有一軸承15,圓 柱軸51即通過該軸承15穿設在安裝孔內。更進一步的，安裝孔41內有一個臺 階411，用以定位軸承15外圈，在該臺階411的下方還設有孔用檔圏槽412, 在該孔用擋圏槽412內設有孔用檔圈13。在圓柱軸51上端還設有軸用擋圈槽53,在該軸用擋圈槽53內設有軸用擋 圈14。圓柱軸51的上端處55與軸承15配合，作為一種優(yōu)選方式，可以在底座 52上銑出4個條形孔521，參見圖1所示，該條形孔521內穿設有可將該底板 固定在機架2上固定件，比如螺釘等。這可以使轉動中心軸5不僅可以固定在 機架2上，還可以沿著與轉向器1的軸向垂直方向調整位置，以調整拉桿3與 轉向器l齒條之間的角度。為了使負載缸8可以在擺臂4的驅動下擺動，作為一種優(yōu)選實施例，負載 缸8上設有轉軸81 ，而負載裝置17中還包括一負載缸支撐座11及軸承座10， 該軸承座10固定在所述的負載缸支撐座11上，負載缸8上的轉軸81則穿設在 軸承座10內，并可繞該軸承座IO擺動。具體的，如圖1和圖2所示，負載缸支撐座11包括底板111和固定在該底板111上的支撐板112，優(yōu)選的，底板111 通過兩個加強筋與支撐一反112焊接在一起，負載缸8的上部及下部分別伸出一個前述轉軸81，即共有兩個處于同一軸線上的轉軸81，在支撐板112上固定有 兩個相應的軸承座10，分別與前述兩個轉軸81相配合。參見圖6和圖7所示，在本實施例中，軸承座10包括軸承安裝板101和 軸承底板102,軸承安裝板101可與底板102焊接在一起。在軸承安裝板101上 開有軸承孔104，在該軸承孔內可以安裝兩個相互角接觸的軸承9，且軸承孔內 的上部還設有臺階，其可以對軸承9進行軸向限位。兩軸承座10固定在前述支 撐板112上，且分別位于油缸8的上下兩側，負載缸8上的的兩個轉軸81分別 與支撐板112上軸承9的內圈配合，以支撐負載缸8并且使油缸能繞著軸承孔 中心轉動。軸承底板102上設有螺紋孔103，通過螺紋連接使軸承座10能與負 載缸支撐座ll相連接。作為前述技術方案的進一步改進，在底板111及支撐板112上還可分別設 置可用于調節(jié)負載缸8及軸承座10位置的條形槽82。具體的，請參考如圖2， 底板111通過條形槽82固定在機架2上，從而可以調節(jié)整個負載缸8的位置， 相同的道理，支撐板112與軸承安裝板101配合連接，支撐板112上的條形槽 就可以調整軸承安裝板101的高低。這樣，通過各處條形槽的設置，使油缸缸 體位置和轉動中心可以上下左右調節(jié)，增強了本設備的適用范圍，并滿足了試 驗的多樣性需求。為了使負載缸8能夠在擺臂4的驅動下擺動以提供負載，作為一種優(yōu)選實 施例，負載缸8通過一負載連接塊7與所述的擺臂4相連接。該負載連接塊7 一端固定在負載缸8的活塞桿上，另一端設有一節(jié)叉71,擺臂4穿設在該節(jié)叉71內，該節(jié)叉71 -沒有兩個上下對應的通孔，而所述的擺臂4上亦設有與前述通
孔相對應的通孔42,在節(jié)叉71及擺臂4的通孔內'穿i殳有一負載連接銷6。這樣， 在擺臂4的驅動下負載缸8的活塞不僅會做直線運動，還會使得整個負載缸8 相對機架2繞軸承座IO轉動。具體的，負載連接連接銷6為一帶臺階的圓柱銷， 其上部61處設有軸用檔圈槽，其中容納有軸用檔圈12。如圖2所示，擺臂4可 設計成一鋼板，在其上設有三個孔，即前述用于轉動中心軸的安裝孔41,用于 負載連接銷6的通孔42和用于球頭銷31的錐面孔43,其中，安裝孔42(請同 時參閱圖4)的直徑比負載連接銷6的主體直徑略大，使負載連接銷6可以在孔 42內轉動，而負載連接銷6的下部62直徑則比安裝孔42的內徑略大，起到軸 向定位的作用。安裝時，應使安裝孔42與錐面孔43處在同一軸線上。
工作時，電機帶動轉向器1齒條及拉桿3移動，由于拉桿3上的球頭銷31 與擺臂4相連，即可推動擺臂4移動，而擺臂4又必須繞著固定的轉動中心軸5 轉動，因此，拉桿3將進行一邊移動一邊擺動的復合運動；同時，擺臂4又通 過負載連接銷6和負載連接塊7與負載缸8的活塞桿相連，從而推動負載活塞 桿的移動。由于擺臂4的轉動使負載缸8活塞桿的移動不是純直線運動，所以 活塞桿在發(fā)生相對缸體直線位移的同時，負載缸體也在發(fā)生相對試驗平臺的轉 動，即活塞桿在發(fā)生一邊直線運動一邊擺動的復合運動。拉桿3在進行復合運 動時，負載缸8的轉軸81和軸承支撐座10的設置使得負載缸8仍能提供負載， 使轉向器1多自由度耐久試驗得到順利進行。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型， 凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應 包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、一種轉向器的多自由度試驗設備，它包括機架和固定在該機架上的轉向器安裝驅動裝置、負載裝置，其中，轉向器安裝驅動裝置包括一可與待試驗的轉向器相連接的拉桿及可驅動轉向器的驅動裝置，負載裝置包括一可隨前述拉桿移動的負載缸，其特征在于所述的機架上還設有一車輪模擬轉動機構，該車輪模擬轉動機構包括一固定在所述機架上的轉動中心軸及一可繞該轉動中心軸旋轉的擺臂，該擺臂套裝在所述的轉動中心軸上，所述的拉桿及負載缸均可轉動的連接在所述的擺臂上。
2、 根據權利要求1所述的轉向器的多自由度試驗設備，其特征在于所 述拉桿的一端呈球頭狀，該端可轉動的連接在轉向器上， 一球頭銷通過其球頭 端可轉動的設置在前述拉桿的另 一端，該球頭銷的另 一端則穿設并固定在所述 的擺臂上。
3、 根據權利要求2所述的轉向器的多自由度試驗設備，其特征在于所 述球頭銷穿設在所述擺臂的一端呈錐狀，所述的擺臂上開設有一與之相應的錐 面孔。
4、 根據權利要求1所述的轉向器的多自由度試驗設備，其特征在于所 述的轉動中心軸包括一底座及一圓柱軸，該圓柱軸穿設在所述的擺臂上并固定 在前述底板上。
5、 根據權利要求4所述的轉向器的多自由度試-瞼設備，其特征在于所 述的底板上設有四個條形孔，該條形孔內穿設有可將該底板固定在所述的機架 上固定件。
6、 根據權利要求1所述的轉向器的多自由度試驗設備，其特征在于所述的負載缸上設有轉軸，所述的負載裝置還包括一負載缸支撐座及軸承座，該 軸承座固定在所述的負載缸支摔座上，所述的負載缸上的轉軸穿設在所述軸承 座內。
7、 根據權利要求6所述的轉向器的多自由度試驗設備，其特征在于所 述的負載缸支撐座包括底板和固定在該底板上的支撐板，所述的負載缸的上部 及下部分別固定有一個所述轉軸，相應的，所述的支撐板上固定有兩個相應的 軸承座0
8、 根據權利要求7所述的轉向器的多自由度試驗設備，其特征在于所
9、 根據權利要求1所述的轉向器的多自由度試驗設備，其特征在于所 述的負載缸通過一負載連接塊與所述的擺臂相連接，該負載連接塊一端固定在 所述的負載缸上，另一端設有一節(jié)叉，所述的擺臂穿設在該節(jié)叉內，該節(jié)叉設 有兩個上下對應的通孔，而所述的擺臂上亦設有與前述通孔相對應的通孔，在 節(jié)叉及擺臂的通孔內穿設有一負載連4妄銷。
10、 根據權利要求1至9任一權利要求所述的轉向器的多自由度試驗設備， 其特征在于所述的負載缸為中間耳軸式方頭拉桿油缸。
專利摘要本實用新型屬于車輛試驗設備制造技術領域，尤其涉及一種轉向器的多自由度試驗設備。它包括機架和固定在該機架上的轉向器安裝驅動裝置、負載裝置、車輪模擬轉動機構，其中，轉向器安裝驅動裝置包括一可與待試驗的轉向器相連接的拉桿及可驅動轉向器的驅動裝置，負載裝置包括一可隨前述拉桿移動的負載缸，車輪模擬轉動機構包括一固定在所述機架上的轉動中心軸及一可繞該轉動中心軸旋轉的擺臂，該擺臂套裝在所述的轉動中心軸上，所述的拉桿及負載缸均可轉動的連接在所述的擺臂上。本設備不僅可以更真實的模擬實際車況，還可以更有效的對負載缸所產生的阻力進行有效傳遞。
文檔編號G01M17/00GK201159687SQ20072017141
公開日2008年12月3日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權日2007年12月5日
發(fā)明者楊煥鳳, 蔣亞男 申請人:比亞迪股份有限公司