本发明属于汽车行驶操控部件的力学性能检测的技术领域。更具体地，本发明涉及一种方向盘总成的轮缘载荷测试装置。另外，本发明还涉及该测试装置的测试方法。
背景技术：
汽车已经成为人们日常所需的交通工具，随着汽车各项安全技术水平的不断逐步提高，在汽车碰撞交通事故中,方向盘的结构形式和轮边缘的刚度对驾驶员身体的伤害程度至关重要的影响。方向盘总成刚度偏大的方向盘下轮缘在碰撞中变形量小,不利于碰撞能最的吸收,同样地,刚度小的方向下轮缘在碰撞中变形过快,也起不了良好的吸收碰撞能量的作用。
在正碰试验中，通常对乘员头、颈、胸、大腿、小腿等部位的伤害指标进行评价；在一般情况下，头部易与方向盘和气囊接触从而产生伤害，并且头部的伤害往往是致命的，因此亟待对方向盘骨架的结构进行优化，以降低正面碰撞中对头部的伤害。
方向盘一般是通过花键与转向轴相连，其功能是将驾驶员作用到转向盘边缘上的力转变为转矩后传递给转向轴。使用直径大些的转向盘转向时，驾驶员作用到转向盘上的手力可小些。转向传动轴在转向器与转向轴之间作为连接件有利于转向器通用化，补偿制造与安装时产生的误差，使转向器、转向盘在整车上的安装更合理。
虽然国内外相关主机厂都有不同技术标准，但是，在现有技术中，还没有相对成熟和完善的电控测试及机械装置连动来实现方向盘总成轮缘边载荷测试功能的技术方案。
技术实现要素：
本发明提供一种方向盘总成的轮缘载荷测试装置，其目的是检测汽车方向盘总成的刚度性能是否符合相关技术要求。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明方向盘总成的轮缘载荷测试装置，包括主台架；所述的方向盘总成通过转向主轴安装在主连接底板上，主连接底板固定安装在所述的主台架的台面上；所述的测试装置设置加载夹头及测力计，所述的加载夹头及测力计安装在伺服电机轴上，并使得加载夹头从上向下对准方向盘总成的轮缘；所述的伺服电机通过加载机构支架固定安装在所述的主台架上。
所述的测试装置设置控制器，所述的控制器设置在加载机构支架中。
所述的转向主轴通过转向主轴固定螺栓固定安装在主连接底板上。
所述的测试装置设置测试异常报警装置。
所述的主连接底板通过底板固定螺栓固定安装在主台架的台面上。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的方向盘总成的轮缘载荷测试装置的测试方法，该测试方法的过程是：
1、打开控制机构系统；
2、开启控制器，设置加载力及运行速度；
3、启动控制器通过伺服电机实施加载；所述的控制器的控制系统根据设定试验参数运行；
4、记录实验参数；
5、测试过程中如有异常，则立即停止并启动报警装置；
6、控制器根据设定试验参数测试结束后，测试装置的测试自动停止。
在测试开始前的准备工作中，进行以下安装步骤：
1、将被测方向盘总成与转向主轴连接，再安装锁紧螺母进行固定连接；检查连接是否紧固、无松动；
2、将转向主轴与主连接底板连接，再安装转向主轴固定螺栓和底板固定螺栓，对主连接底板进行固定连接；检查连接是否紧固、无松动；
3、将加载机构支架在主台架安装，预调整加载机构支架的位置；再用固定螺栓进行固定连接；
4、将伺服电机在加载机构支架上进行连接安装，预调整伺服电机与方向盘总成位置；
5、将测力计、加载夹头与伺服电机连接，检查各部件连接是否可靠、无松动；检查预加载夹头与方向盘总成的轮缘位置是否正确。
本发明采用上述技术方案，使得试验机机构加载部件的固定部件为带有快速更换功能，在方向盘总成的轮缘一端加载，伺服电机按照控制部件设置参数实施加载，实现对方向盘总成轮缘边载荷的验证；其测试装置结构简单、通用性强、易于操作、便于维护、可靠性高。
附图说明
附图所示内容及图中的标记作简要说明如下：
图1为本发明的测试装置结构示意图；
图2为本发明的测试装置的控制器示意图；
图3为本发明的系统方案示意图；
图4为本发明中的主连接底板的剖视示意图；
图5为图4所示结构的左视剖视图；
图6为图4所示结构的俯视图；
图7为本发明中的转向主轴的结构示意图；
图8为图7所示结构的俯示图。
1、主台架，2、主连接底板，3、转向主轴，4、方向盘总成，5、加载机构支架，6、伺服电机，7、测力计，8、加载夹头，9、锁紧螺母(m35)，10、转向主轴固定螺栓(m8)，11、底板固定螺栓，12、控制器。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1、图2所表达的本发明的结构，为一种方向盘总成的轮缘载荷测试装置，包括主台架1。主台架1用于安装被测零部件以及所有加载部件；该测试装置中用于测试方向盘总成的伺服电机加载连接测力计及加压部件，加压部件按照执行技术要求的位置加载、加载力及加载速度运行，整个系统部分由控制机构实现轮缘边载荷测试功能。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现检测汽车方向盘总成的刚度性能是否符合相关技术要求的发明目的，本发明采取的具体的技术方案为：
如图1所示，本发明方向盘总成的轮缘载荷测试装置，；所述的方向盘总成4通过转向主轴3安装在主连接底板2上，主连接底板2固定安装在所述的主台架1的台面上；所述的测试装置设置加载夹头8及测力计7，所述的加载夹头8及测力计7安装在伺服电机6轴上，并使得加载夹头8从上向下对准方向盘总成4的轮缘；所述的伺服电机6通过加载机构支架5固定安装在所述的主台架1上。
如图3所示，本发明包含方向盘总成、控制部件(控制机构)、机械装置(压头及测力计)、执行部件(伺服电机)装置，所述试验机机构加载部件的固定部件为带有快速更换功能；在方向盘总成的轮缘一端加载，伺服电机按照控制部件设置参数实施加载，整个过程可控及可靠。
本发明的具体原理是通过控制机构控制伺服电机、测力计及加载压头，包括用于支撑方向盘的支架以及用于对方向盘轮缘施加压力的伺服电机等加载设备，该加载机构设备的末端设有压块及测力计，所述加载机构活塞杆的轴线与压块表面垂直，实施加载规定力值，防止汽车汽方向盘总成轮缘边失效的测试装置及测试方法。该测试装置结构简单、通用性强、易于操作、便于维护、可靠性高，测试方法满足标准要求。
如图2所示，所述的测试装置设置控制器12，所述的控制器12设置在加载机构支架5中。
控制器12即控制装置(工控机)是整个测试设备的中枢，通过控制装置(工控机)实现对整个测试装置的控制，输出控制信号给测力计；测力计通过信号转换反馈至控制装置及机械执行机构；伺服电机通过控制机构运动控制被测试样。能够按照试验标准方法要求进行工作。
如图1所示：
所述的转向主轴3通过转向主轴固定螺栓10固定安装在主连接底板2上。
所述的主连接底板2通过底板固定螺栓11固定安装在主台架1的台面上。
所述的主连接底板2的具体结构如图4、图5和图6所示。
所述的转向主轴3的具体结构如图7和图8所示。
所述的测试装置设置测试异常报警装置。用于在测试过程中发现异常，则立即停止并启动报警装置进行报警，提高测试的安全性。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的方向盘总成的轮缘载荷测试装置的测试方法，该测试方法的过程是：
1、打开控制机构系统；
2、开启控制器12，设置加载力及运行速度；
3、启动控制器12通过伺服电机6实施加载，所述的控制器12的控制系统根据设定试验参数运行；
4、记录实验参数；
5、测试过程中如有异常，则立即停止并启动报警装置；
6、控制器12根据设定试验参数测试结束后，测试装置的测试自动停止。
在测试开始前的准备工作中，进行以下安装步骤：
1、将被测方向盘总成4与转向主轴3连接，再安装锁紧螺母9进行固定连接；检查连接是否紧固、无松动；
2、将转向主轴3与主连接底板2连接，再安装转向主轴固定螺栓10和底板固定螺栓11，对主连接底板2进行固定连接；检查连接是否紧固、无松动；
3、将加载机构支架5在主台架1安装，预调整加载机构支架5的位置；再用固定螺栓进行固定连接；
4、将伺服电机6在加载机构支架5上进行连接安装，预调整伺服电机6与方向盘总成4位置；
5、将测力计7、加载夹头8与伺服电机6连接，检查各部件连接是否可靠、无松动；检查预加载夹头8与方向盘总成4的轮缘位置是否正确。
如果发现连接有松动，或者位置不正确，需要进行调整、再更行紧固，使得整个测试装置更加稳定和可靠，获得更加准确的测试数据。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
1.一种方向盘总成的轮缘载荷测试装置，包括主台架(1)，其特征在于：所述的方向盘总成(4)通过转向主轴(3)安装在主连接底板(2)上，主连接底板(2)固定安装在所述的主台架(1)的台面上；所述的测试装置设置加载夹头(8)及测力计(7)，所述的加载夹头(8)及测力计(7)安装在伺服电机(6)轴上，并使得加载夹头(8)从上向下对准方向盘总成(4)的轮缘；所述的伺服电机(6)通过加载机构支架(5)固定安装在所述的主台架(1)上。
2.按照权利要求1所述的方向盘总成的轮缘载荷测试装置，其特征在于：所述的测试装置设置控制器(12)，所述的控制器(12)设置在加载机构支架(5)中。
3.按照权利要求1所述的方向盘总成的轮缘载荷测试装置，其特征在于：所述的转向主轴(3)通过转向主轴固定螺栓(10)固定安装在主连接底板(2)上。
4.按照权利要求1所述的方向盘总成的轮缘载荷测试装置，其特征在于：所述的测试装置设置测试异常报警装置。
5.按照权利要求1所述的方向盘总成的轮缘载荷测试装置，其特征在于：所述的主连接底板(2)通过底板固定螺栓(11)固定安装在主台架(1)的台面上。
6.按照权利要求1至5中任意一项所述的方向盘总成的轮缘载荷测试装置的测试方法，其特征在于：所述的测试方法的过程是：
1)、打开控制机构系统；
2)、开启控制器(12)，设置加载力及运行速度；
3)、启动控制器(12)通过伺服电机(6)实施加载；所述的控制器(12)的控制系统根据设定试验参数运行；
4)、记录实验参数；
5)、测试过程中如有异常，则立即停止并启动报警装置；
6)、控制器(12)根据设定试验参数测试结束后，测试装置的测试自动停止。
7.按照权利要求6所述的方向盘总成的轮缘载荷测试装置的测试方法，其特征在于：在测试开始前的准备工作中，进行以下安装步骤：
1)、将被测方向盘总成(4)与转向主轴(3)连接，再安装锁紧螺母(9)进行固定连接；检查连接是否紧固、无松动；
2)、将转向主轴(3)与主连接底板(2)连接，再安装转向主轴固定螺栓(10)和底板固定螺栓(11)，对主连接底板(2)进行固定连接；检查连接是否紧固、无松动；
3)、将加载机构支架(5)在主台架(1)安装，预调整加载机构支架(5)的位置；再用固定螺栓进行固定连接；
4)、将伺服电机(6)在加载机构支架(5)上进行连接安装，预调整伺服电机(6)与方向盘总成(4)位置；
5)、将测力计(7)、加载夹头(8)与伺服电机(6)连接，检查各部件连接是否可靠、无松动；检查预加载夹头(8)与方向盘总成(4)的轮缘位置是否正确。
技术总结