专利名称：转向盘转向力角仪、制动踏板力计检定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计量检测装置，尤其是一种转向盘转向力角仪、制动踏板力计检定装置。
背景技术：
随着我国汽车保有量的增加和高速公路里程逐年增加，对车辆的行驶安全要求愈来愈高。为了保证车辆运行中的平顺转向与行驶的稳定和安全性，根据有关法规，需要定期或不定期地对车辆的转向性能进行检查，转向盘转向力角仪就是检查车辆转向盘转向力和转向角等主要参数的一种设备。另外，为了保证车辆的良好制动性能和行车安全，还需要定期对车辆的制动踏板力值进行检查，制动踏板力计则是检查车辆制动踏板力值的一种设备。
由于上述两种设备均要对车辆进行年检，任务繁重，易出现电气系统老化及零部件变形等现象，从而会造成其测试精度下降，出具的检测数据难以保证公正性。为了确保转向盘转向力角仪和制动踏板力计的测试精度，根据国家有关法规，必须对在线转向盘转向力角仪和制动踏板力计定期进行检定(校准)，使转向盘转向力角仪和制动踏板力计经常保持正常工作状态。国家有关法规规定，车辆检测站在使用转向盘转向力角仪检查转向力时，力值示值误差不得超过±2％(F·S)，检定转向角时，示值误差不得超过±3°；另外，制动踏板力计的力值示值误差不得超过±5％。但是，我国的转向盘转向力角仪、制动踏板力计在九十年代才开始投放市场，生产厂家对其校准基本采用固定支架通过砝码进行，而这一方法对在线设备是不适用的。随着市场的需要，近年来有的车检设备计量检定站自行制造了一些简易型测力计校准设备，但体积大、移动不方便、需要汽车运输。总之，截至目前，国内还没有一种较为理想的检定(校准)转向盘转向力角仪和制动踏板力计的专用计量标准器具。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种测量准确度高、重量轻、方便现场检定(校准)、操作简便、显示直观的转向盘转向力角仪、制动踏板力计检定装置。
本实用新型的转向盘转向力角仪、制动踏板力计检定装置具有测量机构，其特征是所述测量机构由机架、固定盘、活动盘、立柱夹、立柱、螺杆座、螺杆、手轮、支架螺母、螺母导轨、转角传感器、拉压力传感器、拉压力传感器连接件和被检仪器连接件构成，所述转角传感器、立柱夹和固定盘分别固定在机架上，在活动盘上设置有支架固定座，活动盘由固定盘支承，活动盘的中央设置有向下延伸的芯轴，该芯轴的前端穿过固定盘上的轴座而与转角传感器的测头相连，在活动盘与固定盘之间设置有可开启式锁定结构，所述立柱被夹持在立柱夹上，所述螺杆座横向固定在立柱上，螺杆和螺母导轨平行设置，螺杆的两端和螺母导轨的两端均由螺杆座支承，手轮固定在螺杆的后端，支架螺母套置在螺杆上且与该螺杆螺纹配合，螺母导轨穿过支架螺母，所述拉压力传感器固定在支架螺母上，拉压力传感器连接件与拉压力传感器上的螺纹连接头相配合。在本实用新型中，上述设置于活动盘与固定盘之间的可开启式锁定结构可以是连接螺栓或可开启的扣合件等类似部件。所设置的转角传感器可以采用市售的元件，如光轴角编码器类型的转角传感器等。所设置的拉压力传感器连接件和被检仪器连接件实际上是拉压力传感器与欲测仪器之间的连接或配合组件，它可以包括由拉头螺母、转向盘夹头和连接拉绳构成的拉力检定组件，以实现对转向盘转向力角仪的转向盘力值的检定，同时，它还可以包括由压头螺母和踏板力计支架构成的压力检定组件，以实现对制动踏板力计的检定。在使用本实用新型的检定装置时，可以将待检定的转向力角仪的支架固定在活动盘上设置的支架固定座上，同时将拉压力传感器和转角传感器的信号输出电缆与外设的计算机或计算显示仪表相连接，且使被检仪器连接件与欲校准的仪器相连接，然后通过特定的操作方式，即能对转向盘转向力角仪和制动踏板力计进行检定操作。
与前述简易型校准设备相比，本实用新型的装置一机两用，可对转向盘转向力角仪和制动踏板力计两种设备的力值和角值进行检定(校准)。由于本装置采用了先进的数字化技术，具有测量准确度高、显示直观、重量轻、方便现场检定(校准)、操作轻便、外观美观的优点，大大提高了测试技术水平。按照国家有关检定规程规定，检定装置的测试精度为转向力±0.5％(F·S)，转向角±1°，制动踏板力±1％，而经中国测试技术研究院检测，按照本实用新型的技术方案制作的检定装置的测试精度为转向力±0.2％(F·S)，转向角≤±1°，制动踏板力±0.5％，完全满足上述规定的要求。
本实用新型的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本实用新型的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。
图1是实施例中检定装置的结构示意图。
图2是图1中检定装置的俯视状态图。
图3是图1的A——A剖视图。
图4是检定装置在检定制动踏板力计时的使用状态图。
图5是图4的俯视图。
图6是图5中踏板力计支架的调节状态示意图。
具体实施方式
如图1～6所示，本实施例中的转向盘转向力角仪、制动踏板力计检定装置具有测量机构，其特征是所述测量机构由机架1、固定盘2、活动盘3、立柱夹4、立柱5、螺杆座6、螺杆7、手轮8、支架螺母9、螺母导轨10、转角传感器11、拉压力传感器12、拉压力传感器连接件和被检仪器连接件构成，所述转角传感器11、立柱夹4和固定盘2分别固定在机架1上，在活动盘3上设置有支架固定座13，活动盘3由固定盘2支承，活动盘3的中央设置有向下延伸的芯轴14，该芯轴14的前端穿过固定盘2上的轴座而与转角传感器的测头15相连，在活动盘3与固定盘2之间设置有可开启式锁定结构16，在本实施例中，该可开启式锁定结构16为连接螺栓。所述立柱5被夹持在立柱夹4上，所述螺杆座6横向固定在立柱5上，螺杆7和螺母导轨10平行设置，螺杆7的两端和螺母导轨10的两端均由螺杆座6支承，手轮8固定在螺杆7的后端，支架螺母9套置在螺杆7上且与该螺杆7螺纹配合，螺母导轨10穿过支架螺母9，所述拉压力传感器12固定在支架螺母9上，拉压力传感器连接件与拉压力传感器12上的螺纹连接头相配合。由图1、2可以看到，本实施例中的上述拉压力传感器连接件包括拉头螺母17，被检仪器连接件则包括转向盘夹头18和连接拉绳19，所述连接拉绳19的两端分别与拉头螺母17和转向盘夹头18固定连接。同时，由图4、5可以看到，本实施例中的上述拉压力传感器连接件还包括压头螺母20，所述被检仪器连接件则包括了踏板力计支架21，在拉压力传感器前方的螺杆座6上设置有踏板力计支架固定结构。在本实施例中，该踏板力计支架固定结构由螺栓22、23和弧形条状孔24构成，利用该螺栓22、23和弧形条状孔24，可以将踏板力计支架21固定于螺杆座6上，且使其位于拉压力传感器12的前方。如图1、2所示，在使用本实用新型的检定装置对转向力角仪进行检定时，可以将转向力角仪的支架25固定在活动盘上的支架固定座13上，并将拉压力传感器的信号输出电缆26和转角传感器的信号输出电缆27与外设的计算显示仪表28相连接，同时，将转向盘夹头18夹持固定在转向力角仪的转向盘29上，让拉头螺母17与拉压力传感器12上的螺纹连接头相连接。当旋紧可开启式锁定结构16(连接螺栓)时，活动盘3与固定盘2固定连接，此时，操纵手轮8，使螺杆7反时针旋转，支架螺母9带动拉压力传感器12向后(图1的右侧方向)运动，经连接拉绳19给转向力角仪的转向盘29施以切向拉力，连接拉绳19所施加的拉力经拉头螺母17作用于拉压力传感器12，拉压力传感器12相应通过信号输出电缆26向外设的计算显示仪表28输出检定信号，外设的计算显示仪表28进行计算处理后，就能实现转向盘转向力角仪的转向力值检定；当松开可开启式锁定结构16(连接螺栓)时，活动盘3可以相对于固定盘2转动，此时，转动转向力角仪的转向盘29，活动盘3相应转动，活动盘3的向下延伸的芯轴14使转角传感器的测头15转动，转角传感器的信号输出电缆27向计算显示仪表28输出信号，实现转向力角仪的转向角值的检定。另外，如图4、5所示，在需要检定踏板力计时，可卸下前述拉头螺母，而将压头螺母20安装在拉压力传感器12的螺纹连接头上，并利用螺栓22、23将踏板力计支架固定在螺杆座6上，然后，在踏板力计支架上固定好待检定的踏板力计30，操纵手轮8，让螺杆7顺时针旋转，支架螺母9将带动拉压力传感器12向前(图4的左侧方向)运动，经压头螺母20给踏板力计30施以压力，同时，该压头螺母20将上述压力传递给拉压力传感器12，拉压力传感器12相应通过信号输出电缆26向计算显示仪表28输出检定信号，实现对踏板力计的力值检定；当需要调节踏板力计的受力角度时，可松开螺栓22、23，使螺栓23在弧形条状孔24内移动至适当位置，再将螺栓22、23旋紧即可，如图6所示。另外，如图3所示，通过操作立柱夹的手柄31，可以让立柱夹块32的活动端前、后移动，从而使立柱5固定在理想的位置，以满足检定过程中，立柱5可以根据实际需要而上下移动(调节高度)和转动(改变方向)的目的。
在本实施例中，本装置的具体计量检定(校准)按以下步骤进行一、转向力示值误差的测定1、准备a、将被检的转向力角仪的支架25固定在支架固定座13上，将机架1调稳；b、利用可开启式锁定结构16将固定盘2和活动盘固定在一起；c、调整好立柱5的高度与方向，夹紧立柱5，达到测量左、右旋转向力值的目的；d、上好拉头螺母17和连接拉绳19(本例中为钢丝)，使连接拉绳与转向盘29相切，固定好转向盘夹头18；e、确定好测试点选择被检设备满量程的10％、20％、40％、50％、80％、100％共6个点，作为测试点的参考点，并计算出测试点力值；f、开机前，将电源、拉压力传感器、转角传感器等接线按要求连接好。
2、测试a、开机，打开电源开关，电源指示灯亮，屏显“0.00”，预热15分钟；b、按下转向力键33，转向力指示灯亮；c、调零；d、按测量键34，测量指示灯亮，进入测量状态；e、转动手轮8，进行加载，分别测量左(或右)旋力值，按照测试点测量，每点测量3次，记下检定装置示值与被检转向力示值，并按照规程规定的示值误差计算公式计算出示值误差。各点三次测量，计算出的示值误差，取以平均值，作为该点检定值；f、测量结束，按停止键35。
二、转向角示值误差的测试。
1、准备a、松开锁定结构16，使固定盘2与活动盘3脱开；b、选择好测试点，按规程要求，取360°、720°、1080°作为测量点；c、固定转向力角仪的测角基准杆，并作好零位标记。
2、测试a、按下转角键36，转角指示灯亮；b、按下测量键34，测量指示灯亮，进入转角测量状态；c、固定转向力角仪上的基准杆作为零位，同时对被检转向力角仪和检定仪进行清零，转动转向盘29，同时记录下检定装置角度示值和对应的转向力角仪角度示值，每点重复测量三次，各点三次测量计算出的示值误差取以平均值，作为该点的检定值；d、本检定装置，在测量转向角时，设定顺时针旋转屏显“+”值，反时针旋转屏显“-”值。顺时针旋转时随着圈数增加，屏显值“+”增大，此时如果反时针旋转，“+”值减小。反时针旋转时，随着圈数的增加屏显“-”值增大，此时如果顺时针旋转，“-”值会减小；e、测量结束，按下停止键35。
三、踏板力计力值误差的测试1、准备a、将制动踏板力计30的受力部分安装在踏板力计支架21上，并对好着力点中心；b、取下拉头螺母17，换上压头螺母20，转动手轮8，使压头螺母20的前端与踏板力计30的受力点接触；c、选择好测试点，以踏板力计满量程的20％、40％、60％、80％、100％作为测试参考点，并计算出力值；d、仪器预热和功能转换。如果在测试转向力角后接着测踏板力时，仪器不必预热，否则应预热15分钟后开机。如果在测试转向力角后，继续测踏板力计时，应按停止键，转入测踏板力。
2、测试a、按踏板力键37，踏板力指示灯亮；b、调零；c、按测量键34，测量指示灯亮，进入踏板力测量状态；d、转动手轮8，施加力值，测出每个测试点的踏板力计力值与对应的检定装置力值，每点测量三次，按照规程规定的示值误差计算公式，计算出示值误差。各点三次测量计算出的示值误差取以平均值，作为该点检定值；e、测量结束，按停止键，取下踏板力计。
本装置的检定(校准)原理如下
a、转向力力值检定通过手轮8，施加给被检转向力角仪转向盘切线方向一个力，此力值由拉压力传感器转换为电信号，通过仪表显示出来，此显示力值与对应的被检转向力示值之差，与满量程力值进行比较，便可求得该测试点的示值误差。
b、转向角检定在固定盘与活动盘脱开的状态下，转动转向力角仪转向盘，活动盘和转角传感器的测头随之转动，通过光电转换原理，将测头的旋转角位移转换成电脉冲信号(输出的脉冲数为500p/r)，在外设的仪表上以角度值显示，观察显示出的角度值与对应的被检转向盘转角值的一致性，便可得知测试点角度的误差值。
c、踏板力力值检定通过加载装置，施加给被检踏板力计一个正压力(或倾斜为30°的一力值)，此力值由力值传感器转换为电信号，通过仪表显示出来，观察此显示值与对应踏板力计显示值的一致性，便可得知该测试点的示值误差。
权利要求1.一种转向盘转向力角仪、制动踏板力计检定装置，具有测量机构，其特征是所述测量机构由机架、固定盘、活动盘、立柱夹、立柱、螺杆座、螺杆、手轮、支架螺母、螺母导轨、转角传感器、拉压力传感器、拉压力传感器连接件和被检仪器连接件构成，所述转角传感器、立柱夹和固定盘分别固定在机架上，在活动盘上设置有支架固定座，活动盘由固定盘支承，活动盘的中央设置有向下延伸的芯轴，该芯轴的前端穿过固定盘上的轴座而与转角传感器的测头相连，在活动盘与固定盘之间设置有可开启式锁定结构，所述立柱被夹持在立柱夹上，所述螺杆座横向固定在立柱上，螺杆和螺母导轨平行设置，螺杆的两端和螺母导轨的两端均由螺杆座支承，手轮固定在螺杆的后端，支架螺母套置在螺杆上且与该螺杆螺纹配合，螺母导轨穿过支架螺母，所述拉压力传感器固定在支架螺母上，拉压力传感器连接件与拉压力传感器上的螺纹连接头相配合。
2.如权利要求1所述的检定装置，其特征是所述拉压力传感器连接件包括拉头螺母，所述被检仪器连接件包括转向盘夹头和连接拉绳，所述连接拉绳的两端分别与拉头螺母和转向盘夹头固定连接。
3.如权利要求1或2所述的检定装置，其特征是所述拉压力传感器连接件包括压头螺母，所述被检仪器连接件包括踏板力计支架，在拉压力传感器前方的螺杆座上设置有踏板力计支架固定结构。
专利摘要本实用新型涉及一种转向盘转向力角仪、制动踏板力计检定装置，具有测量机构，其特征是所述测量机构由机架、固定盘、活动盘、立柱夹、立柱、螺杆座、螺杆、手轮、支架螺母、螺母导轨、转角传感器、拉压力传感器、拉压力传感器连接件和被检仪器连接件构成，转角传感器、立柱夹和固定盘固定在机架上，活动盘的中央设置有芯轴，该芯轴穿过固定盘上的轴座而与转角传感器的测头相连，立柱被夹持在立柱夹上，螺杆座横向固定在立柱上，螺杆的两端和螺母导轨的两端均由螺杆座支承，手轮固定在螺杆的后端，支架螺母套置在螺杆上且与该螺杆螺纹配合，拉压力传感器固定在支架螺母上，拉压力传感器连接件与拉压力传感器上的螺纹连接头相配合。
文档编号G01M17/06GK2555503SQ0227593
公开日2003年6月11日 申请日期2002年8月1日 优先权日2002年8月1日
发明者关春善 申请人:关春善