试验台架和试验系统的制作方法

1.本技术涉及汽车领域，尤其涉及一种试验台架和试验系统。


背景技术：

2.转向系统主要用于改变或保持汽车行驶或倒退方向，汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要。因此，在汽车研发过程中，需要转向系统总成的进行强度、疲劳耐久等可靠性试验。汽车量产上市后，主机厂还持续优化提升转向系统总成的性能，涉及结构区域的设计变更会开展零部件耐久试验及整车耐久试验。然而，在当前整车道路耐久专项试验中，针对于转向系统总成试验样件的有效考核相对薄弱，主要依赖于对转向系统总成的各个零部件逐个进行耐久试验，例如仅针对转向系统的转向器进行耐久试验、仅针对转向系统的传动轴进行耐久试验，或是仅针对转向系统的助力电机进行试验，无法有效的短时间内完成转向系统的耐久试验。


技术实现要素：

3.本技术实施方式提供了一种试验台架。所述试验台架包括支撑装置和驱动装置。所述底座用于安装在车辆的驾驶舱内。所述支撑装置包括底座和支撑机构，所述支撑机构与所述底座连接。所述驱动装置安装在所述支撑机构上，所述驱动装置用于连接所述车辆的转向系统并驱动所述转向系统转动。
4.在某些实施方式中，所述底座包括第一安装件和第二安装件，所述第二安装件活动地设置在所述第一安装件上，所述第二安装件与所述支撑机构固定连接。
5.在某些实施方式中，所述第一安装件开设有滑动槽，所述滑动槽安装有限位柱，所述限位柱与所述第二安装件连接，所述滑动槽与所述限位柱配合导引所述第二安装件相对于所述第一安装件沿第一方向滑动。
6.在某些实施方式中，所述第二安装件开设有导引孔，所述限位柱卡设于所述导引孔中，所述导引孔与所述限位柱配合导引所述第二安装件相对于所述第一安装件沿第二方向滑动，所述第一方向和所述第二方向垂直。
7.在某些实施方式中，所述支撑机构包括第一立柱和第二立柱，所述第二立柱的一端伸缩地插设在所述第一立柱中，所述第二立柱的另一端通过安装结构与所述驱动装置连接。
8.在某些实施方式中，所述安装结构包括转动轴、与所述转动轴连接的转动块和设置在所述转动块上的支撑板，所述转动轴与所述第二立柱转动连接，所述支撑板与所述驱动装置连接。
9.在某些实施方式中，所述驱动装置包括壳体、安装在所述壳体上的电机和与所述电机连接的连接组件，所述壳体安装在所述支撑机构上，所述连接组件连接所述转向系统的转向轴。
10.在某些实施方式中，所述连接组件包括与所述电机连接的转换接头和与所述转换
接头可拆卸连接的连接件，所述连接件连接所述转向轴。
11.在某些实施方式中，所述连接件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部通过多向安装件连接，所述第一连接部能够相对于所述第二连接部在至少两个方向上转动。
12.本技术实施方式提供了一种试验系统，所述试验系统包括车辆和上述任一项实施方式的试验台架。所述车辆包括转向系统。所述试验台架安装在所述车辆的驾驶舱中并与所述转向系统连接。
13.将试验台架的支撑装置固定在待测车辆的驾驶舱中，驱动装置与车辆的转向系统相连接，通过驱动装置对转向系统进行多次加载并驱动转向系统进行转动，加载结束后对车辆转向系统的零部件进行检查，能够有效地在短时间内完成整个转向系统的耐久试验。
14.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
15.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1是本技术实施方式的试验台架的结构示意图；
17.图2是本技术实施方式的试验系统的结构示意图；
18.图3是本技术实施方式的试验系统的另一示意图；
19.图4是本技术实施方式的支撑装置的结构示意图；
20.图5是本技术实施方式的第二安装件的结构示意图；
21.图6是本技术实施方式的驱动装置的结构示意图；
22.图7是本技术实施方式的驱动装置的分解示意图；
23.图8是本技术实施方式工况次数与转向的关系示意图。
24.主要元件符号说明：
25.试验台架100、支撑装置10、底座11、第一安装件111、安装孔1111、滑动槽1112、限位柱1113、第二安装件112、导引孔1121、支撑机构12、第一立柱121、第二立柱122、配合孔1221、安装空间1222、安装结构13、转动轴131、转动块132、支撑板133、驱动装置20、壳体21、电机22、输出轴221、连接组件23、换接头231、第一配合部 2311、第二配合部2312、连接件232、第一连接部2321、第二连接部2322、多向安装件2323、车辆200、转向系统40、转向轴41、转向器42、连杆43、驾驶舱50、地板 51、试验系统1000。
具体实施方式
26.下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
27.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于
描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
31.本技术实施方式提供了一种试验台架100。试验台架100包括支撑装置10和驱动装置20。支撑装置10包括底座11和支撑机构12，支撑机构12与底座11连接。底座11 用于安装在车辆200的驾驶舱50内。驱动装置20安装在支撑机构12上，驱动装置20 用于连接车辆200的转向系统40并驱动转向系统40转动。
32.上述试验台架100的支撑装置10可以固定在待测车辆200的驾驶舱50中，驱动装置 20与车辆200的转向系统40相连接，通过驱动装置20对转向系统40进行多次加载并驱动转向系统40进行转动，加载结束后对车辆200的转向系统40的零部件进行检查，能够有效地在短时间内完成整个转向系统40的耐久试验。无需对转向系统40的各零件一一进行耐久试验，节省了大量时间，同时也节约了路试所需的成本。
33.具体地，在试验开始前，可以按照车辆200的最大承重能力加载重量，模拟车辆200 为满载状态。将车辆200的后轮固定，确保在试验过程中车辆200不会出现滑转或溜动等情况。拆除车辆200的方向盘与主驾座椅后，将支撑装置10的底座11固定在驾驶舱 50的地板51上，驱动装置20安装在支撑装置10的支撑机构12上，再将驱动装置20 的另一端与车辆200的转向系统40连接在一起。通过驱动装置20对转向系统40进行加载，以驱动转向系统40产生转动，多次加载以开展对转向系统40的耐久专项试验。
34.驱动装置20对转向系统40加载，用于模拟车辆200在行驶过程中驾驶员对施加方向盘转向力矩，当力矩传递至转向系统40时会驱动转向系统40产生转动，驱动装置20 的多
更好适应转向系统40的位置以进行连接。
47.具体地，第二安装件112上开始有导引孔1121，导引孔1121可以呈矩形，导引孔1121的长度方向为第二方向y，导引孔1121的宽度方向为第一方向x。限位柱1113的另一端卡设在第二安装件112的导引孔1121中，限位柱1113与导引孔1121配合可使得第二安装件112沿第二方向y进行来回滑动。
48.优选地，导引孔1121的宽度与滑动槽1112的宽度相同，便于限位柱1113既可卡设在导引孔1121也能卡设在滑动槽1112内，使得第二安装件112能够相对于第一安装件111沿第一方向x和第二方向y进行滑动。示例性地，当转向系统40的转向轴41位置发生变化时，试验人员可沿第一方向x推动第一安装件111，也可沿第二方向y推动第一安装件111，从而调节支撑装置10上的驱动装置20的位置与转向轴41进行连接。
49.请参阅图3与图4，在某些实施方式中，支撑机构12包括第一立柱121和第二立柱 122，第二立柱122的一端伸缩地插设在第一立柱121中，第二立柱122的另一端通过安装结构13与驱动装置20连接。
50.如此，通过第二立柱122的可伸缩设置便于对驱动装置20的高度调节。
51.具体地，第一立柱121的一端固定在第二安装件112上，第一立柱121的另一端与第二立柱122连接。第一立柱121与导引孔1121间隔设置。第一立柱121可以为管状，以便于第二立柱122可插设在第一立柱121中。其中，第一立柱121可以为方形管也可以为圆形管，在此不做限制。第一立柱121与第二立柱122的数量可以为多个，多个第一立柱121间隔设置可使得第二立柱122和安装结构13更好地支撑驱动装置20。第一立柱121与第二立柱122可选用合金材料制作而成。
52.请参阅与图1与图4，在某些实施方式中，安装结构13包括转动轴131、转动块132 和支撑板133。转动块132与转动轴131连接。支撑板133设置在转动块132上的支撑板133，转动轴131与第二立柱122转动连接，支撑板133与驱动装置20连接。
53.如此，对安装结构13进行转动调整以更好地适应驱动装置20位于不同位置的情况。
54.具体地，第二立柱122可以为管状，第二立柱122可以为方形管也可以为圆形管，第二立柱122形成有安装空间1222。第二立柱122上开设有配合孔1221，转动轴131 的两端插设在配合孔1221中。转动轴131的中部安装有转动块132，转动块132可转动地安装在安装空间1222内。转动块132上安装有支撑板133，支撑板133为矩形状。转动块132可以为圆形，可以为半圆形，优选地，当转动块132为半圆形时便于与支撑板 133相连接。支撑板133用于承载驱动装置20。
55.在某些实施方式中，为保证转动块132在转动过程中不会干涉第二立柱122，转动块132不会被第二立柱122卡住而不能转动，可在第二立柱122的边缘开设有缺口，使得转动块132可在通过缺口，在第二立柱122的外部与安装空间1222之间来回转动时不受干扰。
56.请参阅图1与图6，在某些实施方式中，驱动装置20包括壳体21、安装在壳体21 上的电机22和与电机22连接的连接组件23，壳体21安装在支撑机构12上，连接组件 23连接转向系统40的转向轴41。
57.如此，连接组件23可将电机22的输出力矩传递至转向系统40以驱动转向系统40 进行转动。具体地，壳体21安装在支撑板133上，壳体21可以为空心半圆柱状，壳体 21内部
用于放置电机22，避免电机22在试验过程中产生晃动使得电机22与转向系统 40连接不稳定。
58.请参阅图6与图7，在某些实施方式中，连接组件23包括转换接头231和连接件 232。转换接头231与电机22连接，转换接头231与连接件232可拆卸连接，连接件232 连接转向轴41。
59.如此，电机22的转向力矩可通过转换接头231与连接件232传递至转向系统40。具体地，转换接头231可以选45号钢、45号锻钢、40铬或是铸铁等材料制成。转换接头231可包括第一配合部2311与第二配合部2312，第一配合部2311与第二配合部2312 为圆柱状。第一配合部2311插设在连接件232中，第二配合部2312与电机22的输出轴221相连接。当电机22启动开始转动时，转换接头231和连接件232可将电机22的运动传递至转向系统40，使得转向系统40受到来自电机22的载荷后产生转动，以达到试验目的。
60.请参阅图7，在某些实施方式中，连接件232包括第一连接部2321和第二连接部 2322，第一连接部2321和第二连接部2322通过多向安装件2323连接，第一连接部2321 能够相对于第二连接部2322在至少两个方向上转动。
61.如此，连接件232连接转向系统40与电机22并将来自电机22的扭矩传递至转向系统40。
62.具体地，第一连接部2321和第二连接部2322可选用45号钢、45号锻钢、40铬或是铸铁制成。第一连接部2321和第二连接部2322通过多向安装件2323进行铰接。第一连接部2321能够相对于第二连接部2322转动。第一连接部2321和第二连接部2322 为圆柱状，第一连接部2321的轴线和第二连接部2322的轴线不在同一轴线上，存在轴线夹角时能实现第一连接部2321和第二连接部2322连续回转并可靠地传动来自电机22 的转矩。在驱动装置20连接转向系统40并施加载荷时，连接件232还可防止转向系统 40的转向轴41承载过大的载荷，起到过载保护的作用。
63.需要指出的是，只有当电机22停止运转时，才可将连接件232的第一连接部2321 和第二连接部2322拆卸分离。
64.在试验开始前，可以按照车辆200的最大承重能力加载重量，模拟车辆200为满载状态。将车辆200的后轮固定，确保在试验过程中车辆200不会出现滑转或溜动等情况。具体地，可使用固定支架或是绑带将后轮进行固定。
65.为放置试验台架100，需先拆除车辆200的方向盘与主驾座椅，再利用固定件穿过安装孔1111将第一安装件111与驾驶舱50的地板51固定连接，再将驱动装置20放置在驱动装置20的支撑板133上。
66.试验台架100固定在地板51后，为使得驱动装置20能够准确与转向系统40的转向轴41连接，可调节第二立柱122的高度，使得连接件232与转向系统40的转向轴41 处于同一高度。也可推动第一安装件111使得第一安装件111能够沿第一方向x和/或第二方向y滑动，从而调节连接件232的位置以便于连接转向系统40的转向轴41。
67.完成上述试验准备后，控制电机22对转向系统40进行加载。试验环境的温度可以分为常温、低温和高温。目的在于检查转向系统40在正常温度环境下、耐低温环境下和耐高温环境下工作的可靠性。加载次数循环工况1、工况2、工况3、工况4开展验证，大循环重复两次，如表1所示。
68.表1
[0069][0070]
具体地，在工况1中，在室温环境下，电机22对转向系统40进行加载25000次，低温环境下再加载20000次，高温环境下加载25000次，共计90000次；
[0071]
在工况2中，电机22对转向系统40先进行加载15000次，低温环境下再加载12000 次，高温环境下加载12000次，共计54000次；
[0072]
在工况3中，电机22对转向系统40先进行加载8000次，低温环境下再加载6000 次，高温环境下加载8000次，共计28000次；
[0073]
在工况4中，电机22对转向系统40先进行加载4000次，低温环境下再加载2500 次，高温环境下加载4000次，共计13000次。
[0074]
为验证转向系统40的转向功能运行寿命，还需检查转向系统40在正转和反转的运行寿命。因此，设定转向系统40无转向时位置为零位；设定转向系统40正转时的转向角度限位分别为第一角度正转、第二角度正转和第三角度正转；设定转向系统40反转时的转向角度限位分别为第一角度反转、第二角度反转和第三角度反转。其中第三角度大于第二角度，第二角度大于第三角度。
[0075]
如图8所示，具体加载过程为，驱动电机22的转动角度在第一角度正转限位与第一角度反转限位的区间，以第一速度进行转动，进行工况1的单循环90000次加载；
[0076]
驱动电机22的转动角度在第二角度正转限位与第二角度反转限位的区间，以第二速度进行转动，进行工况2的单循环54000次加载；
[0077]
驱动电机22的转动角度在第三角度正转限位与第三角度反转限位的区间，以第三速度进行转动，进行工况3及工况4的单循环28000次加载、13000次加载。其中，第一速度小于第二速度，第二速度小于第三速度。
[0078]
如此，在不同温度下，通过控制电机22以不同转动方向及不同转动速度对转向系统40进行多次加载，以检查转向系统40的工作寿命。当加载结束后，若检查转向系统 40的零件未出现开裂、漏油或是变形等情况，且说明转向系统40性能耐久性符合设计要求。
[0079]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特
征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0080]
尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。