[发明专利]汽车转向管柱调节耐久性能试验机

权利要求书

1.一种汽车转向管柱调节耐久性能试验机,包括试验台框架（1）、被测管柱组件（2）、轴向调节装置（3）、径向调节装置（4）、管柱夹持可调装置（5）、解锁装置（6）、以及数据采集与处理系统；其特征在于：径向调节装置（4）固接在试验台框架（1）上，轴向调节装置（3）一端与试验台框架（1）铰接，另一端与径向调节装置（4）通过销连接，管柱夹持可调装置（5）固接在试验台框架（1）上，用以夹持被测管柱组件（2），并调整被测管柱组件（2）的位置，使被测管柱组件（2）的输出端与轴向调节装置（3）连接，解锁装置（6）安装在轴向调节装置（3）上，夹持被测管柱组件（2）的调节手柄；在将被测管柱组件（2）夹持在管柱夹持可调装置（5）上，并调整其位置后启动试验机，轴向调节装置（3）带动被测管柱组件（2）做轴向调节运动的同时，径向调节装置（4）带动被测管柱组件（2）做径向调节，两向调节运动完成后，解锁装置（6）对被测管柱组件（2）实施上锁和解锁动作，模拟司机对管柱的操作，实现对汽车转向管柱调节耐久性能的测试。

2.根据权利要求1所述的汽车转向管柱调节耐久性能试验机，其特征在于：所述试验台框架（1）的结构是：由铝合金型材拼接成一长方体框架，有两对短型材分别安装在框架的正面和背面，短型材一（12）用以安装两个带座轴承（11），短型材二（13）用以安装所述管柱夹持可调装置（5）。

3.根据权利要求1所述的汽车转向管柱调节耐久性能试验机，其特征在于：所述被测管柱组件（2）的结构是：一个试件支架（23）与管柱试件（21）的支架固接，管柱试件（21）的输出端与一个等效于方向盘的惯量盘（22）固接。

4.根据权利要求1所述的汽车转向管柱调节耐久性能试验机，其特征在于：所述轴向调节装置（3）的结构是：两对一长一短的铝型材垂直固连，并分别固连于一根铝型材的两端，构成一个L型支架（31），该 L型支架（31）两边各用加强筋板（311）刚接，增加支架的刚性；L型支架（31）上面固定一块中空的底板（36），一个直线式电动缸（321）通过一个固定支架（322）安装在所述底板（36）的下面，一根直线导轨（34）安装在底板（36）上面；直线式电动缸（321）的活塞杆通过一个推动连接板（33）连接一个施力板（35），施力板（35）下面固定连接一个滑块（342），滑块（342）与直线导轨（34）滑配；直线式电动缸（321）推动连接板（33），从而带动安装在直线导轨（34）上的施力板（35），通过直线式电动缸（321）活塞杆的伸缩，带动施力板（35）的前后移动；L型支架（31）的短边顶端各装有带座轴承（37），通过阶梯销轴（38）与所述试验台框架（1）的带座轴承（11）铰接。

5.根据权利要求1所述的汽车转向管柱调节耐久性能试验机，其特征在于：所述径向调节装置（4）的结构是：一个升降机（411）通过一个安装座（412）悬挂固定安装在所述试验台框架（1）上，由伺服电机（413）通过涡轮蜗杆而驱动升降机（411）螺杆；升降机（411）螺杆底部螺纹连接一双耳接头（421），一个中间短轴（422）两端各连接一双耳接头（421）后与所述L型支架（31）销联接；升降机（411）螺杆的上下运动，带动所述轴向调节装置（3）以所述试验台框架（1）的带座轴承（11）为旋转中心，沿圆弧轨迹上下运动；中间短轴（422）用于消除所述轴向调节装置（3）运动过程中由于过定位而卡死的问题。

6.根据权利要求1所述的汽车转向管柱调节耐久性能试验机，其特征在于：所述管柱夹持装置（5）的结构是：两块小T型槽滑块（511）在一个大T型槽板（512）上滑动，调节两块小T型槽滑块（511）的间距，使得所述被测管柱组件（2）的试件支架（23）与小T型槽滑块（511）固接，实现试验机对不同长度的管柱试件（21）的适用性；大T型槽板（512）与水平面成15°角与水平放置的铝合金型材（52）固连，铝合金型材（52）两边打孔放置内有螺纹的螺母（531）；手轮（541）带动两对布置在中间轴（542）两端的锥齿轮（543）转动，梯形丝杠（532）与锥齿轮（543）键连接，另一端与带座轴承（533）铰接，通过与螺母（531）的螺纹连接，带动大T型槽板（512）上下移动，实现了试验机对不同安装位置的管柱试件（21）的适用性，并通过锁紧机构（55）将铝合金型材（52）与所述试验台架（1）固连，实现在耐久试验过程中试验机的可靠性。

7.根据权利要求1所述的汽车转向管柱调节耐久性能试验机，其特征在于：所述解锁装置（6）的结构是：由一个伺服电机（612）驱动一个蜗轮蜗杆减速器（611），蜗轮蜗杆减速器（611）输出孔内嵌一个螺母（614），梯形丝杠（62）外部开槽，通过安装在蜗轮蜗杆减速器（611）上的防转凸台（613）旋入螺母（614），将伺服电机（612）的转动直接转化为梯形丝杠（62）的直线运动；梯形丝杠（62）头部与所述解锁力传感器（68）连接，通过鱼眼接头，与所述管柱试件手柄的夹具（66）销联接，从而推拉所述管柱试件（21）的调节手柄实现解锁、上锁功能；减速器底座（615）与双耳固定板（64）用销轴（65）连接，双耳固定板（64）安装在所述轴向调节装置（3）的L型支架（31）的短边上，蜗轮蜗杆减速器（611）可在销轴（65）上滑动，使得夹具（66）位置可随所述管柱试件（21）手柄的位置调整，并增强了所述轴向调节装置（3）的L型支架（31）刚性；所述数据采集与处理系统的结构是：一个高速ARM7单片机、轴向力传感器（69）、径向力传感器（67）和解锁力传感器（68）；轴向力传感器（69）和径向力传感器（67）一边通过连接件（68）与所述惯量盘（22）铰接，一边通过鱼眼接头与所述施力板（35）连接，将施力点归为一点，准确的模拟了人对方向盘的操作。