專利名稱：一種轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向器的多自由度試^i殳備。
技術背景轉(zhuǎn)向器是汽車等交通工具中非常關鍵的部件之一，其質(zhì)量的好壞將直接影 響到整車的性能。才艮據(jù)國標《QCT29096 ( 1992 )汽車轉(zhuǎn)向器總成臺架試^r方法》 和《QCT529 (2000)汽車動力轉(zhuǎn)向器總成臺架試驗方法》的要求，在做轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn) 向器試驗?，F(xiàn)在各廠家做的用于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的試驗臺一般都是單自由度的，即 試驗時，轉(zhuǎn)向器輸出端的負載方向與齒條軸線同軸，而這與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(jié)果是不準確的。近來，出現(xiàn)了一種多功能汽車轉(zhuǎn)向器總稱試驗臺，它包括機架，并在該機 架上卣定有轉(zhuǎn)向器安裝驅(qū)動裝置、負載裝置和杠軒焊合件。轉(zhuǎn)向器安裝驅(qū)動裝 置包括一可與待試驗的轉(zhuǎn)向器相連接的拉桿及可驅(qū)動轉(zhuǎn)向器的驅(qū)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(zhuǎn)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?qū)D(zhuǎn)向器進行多自由度耐久試驗。但是，這種產(chǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)生的轉(zhuǎn)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(jié)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(diào)節(jié)方面的設計，使得其適用范圍受限。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn) 向器安裝驅(qū)動裝置、負載裝置、車輪模擬轉(zhuǎn)動機構，其中，轉(zhuǎn)向器安裝驅(qū)動裝 置包括一可與待試驗的轉(zhuǎn)向器相連接的拉桿及可驅(qū)動轉(zhuǎn)向器的驅(qū)動裝置，負載桿移動的負載缸，車輪模擬轉(zhuǎn)動機構包括一 固定在所述 機架上的轉(zhuǎn)動中心軸及一可繞該轉(zhuǎn)動中心軸旋轉(zhuǎn)的擺臂，該擺臂套裝在所述的 轉(zhuǎn)動中心軸上，所述的4i桿及負載缸均可轉(zhuǎn)動的連接在所述的擺臂上。采用這樣的結(jié)構以后，當驅(qū)動裝置帶動轉(zhuǎn)向器及拉桿轉(zhuǎn)動時，拉桿則推動 擺臂繞轉(zhuǎn)動中心軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動中心軸轉(zhuǎn)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(chǎn)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(jié)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(jié)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(jié)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(zhuǎn)向器安裝驅(qū)動裝置16、負載裝置17、車輪模擬轉(zhuǎn)動機構18。轉(zhuǎn)向器安裝驅(qū)動裝置16包括一可與待試驗的轉(zhuǎn)向器1相連接的拉桿3及可 驅(qū)動轉(zhuǎn)向器1的驅(qū)動裝置，該驅(qū)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(zhuǎn)動機構18包括一固定在所述機架2上的轉(zhuǎn)動中心軸及一可繞該轉(zhuǎn)動中心 軸旋轉(zhuǎn)的擺臂4，該擺臂4套裝在所述的轉(zhuǎn)動中心軸上，拉桿3及負載缸8均可 轉(zhuǎn)動的連接在所述的擺臂4上。當驅(qū)動裝置帶動轉(zhuǎn)向器1及拉桿3轉(zhuǎn)動時，拉桿3則推動擺臂4繞轉(zhuǎn)動中 心軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動中心軸轉(zhuǎn)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(chǎn)生的阻力進行有 效傳遞。為了使得拉桿3可同時繞轉(zhuǎn)向器1及擺臂4擺動，拉桿3可以直接采用車 用轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動的連接在轉(zhuǎn)向器1上， 一球頭銷31通過其球頭端可轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)，這樣可以更好的將拉桿3上的力傳遞到擺臂4上。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動中心軸的位置模擬的是車輪的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)。更進一步的，安裝孔41內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)穿設有可將該底板 固定在機架2上固定件，比如螺釘?shù)?。這可以使轉(zhuǎn)動中心軸5不僅可以固定在 機架2上，還可以沿著與轉(zhuǎn)向器1的軸向垂直方向調(diào)整位置，以調(diào)整拉桿3與 轉(zhuǎn)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(qū)動下擺動，作為一種優(yōu)選實施例，負載 缸8上設有轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸81則穿設在 軸承座10內(nèi)，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(zhuǎn)軸81，即共有兩個處于同一軸線上的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)可以安裝兩個相互角接觸的軸承9，且軸承孔內(nèi) 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(cè)，負載缸8上的的兩個轉(zhuǎn)軸81分別 與支撐板112上軸承9的內(nèi)圈配合，以支撐負載缸8并且使油缸能繞著軸承孔 中心轉(zhuǎn)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(diào)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(diào)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(diào)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(zhuǎn)動中心可以上下左右調(diào)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(qū)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(nèi)，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(nèi)'穿i殳有一負載連接銷6。這樣， 在擺臂4的驅(qū)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)轉(zhuǎn)動，而負載連接銷6的下部62直徑則比安裝孔42的內(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動中心軸5 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn) 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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)。
權利要求1、一種轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向器安裝驅(qū)動裝置、負載裝置，其中，轉(zhuǎn)向器安裝驅(qū)動裝置包括一可與待試驗的轉(zhuǎn)向器相連接的拉桿及可驅(qū)動轉(zhuǎn)向器的驅(qū)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(zhuǎn)動機構，該車輪模擬轉(zhuǎn)動機構包括一固定在所述機架上的轉(zhuǎn)動中心軸及一可繞該轉(zhuǎn)動中心軸旋轉(zhuǎn)的擺臂，該擺臂套裝在所述的轉(zhuǎn)動中心軸上，所述的拉桿及負載缸均可轉(zhuǎn)動的連接在所述的擺臂上。
2、 根據(jù)權利要求1所述的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動的連接在轉(zhuǎn)向器上， 一球頭銷通過其球頭 端可轉(zhuǎn)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(jù)權利要求2所述的轉(zhuǎn)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(jù)權利要求1所述的轉(zhuǎn)向器的多自由度試驗設備，其特征在于所 述的轉(zhuǎn)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(jù)權利要求4所述的轉(zhuǎn)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(nèi)穿設有可將該底板固定在所述的機架 上固定件。
6、 根據(jù)權利要求1所述的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)軸穿設在所述軸承 座內(nèi)。
7、 根據(jù)權利要求6所述的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jù)權利要求7所述的轉(zhuǎn)向器的多自由度試驗設備，其特征在于所
9、 根據(jù)權利要求1所述的轉(zhuǎn)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(nèi)，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(nèi)穿設有一負載連4妄銷。
10、 根據(jù)權利要求1至9任一權利要求所述的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向器安裝驅(qū)動裝置、負載裝置、車輪模擬轉(zhuǎn)動機構，其中，轉(zhuǎn)向器安裝驅(qū)動裝置包括一可與待試驗的轉(zhuǎn)向器相連接的拉桿及可驅(qū)動轉(zhuǎn)向器的驅(qū)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(zhuǎn)動機構包括一固定在所述機架上的轉(zhuǎn)動中心軸及一可繞該轉(zhuǎn)動中心軸旋轉(zhuǎn)的擺臂，該擺臂套裝在所述的轉(zhuǎn)動中心軸上，所述的拉桿及負載缸均可轉(zhuǎn)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(chǎn)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