专利名称：车架扭转刚度测试装置及测试方法
技术领域：
本发明涉及车辆测试设备，尤其涉及一种车架扭转刚度测试装置及测试方法。
背景技术：
目前，车辆被广泛应用到人们的日常生活中，车辆的质量被人们越来越重视。车架是车辆中的核心部件，车架质量和性能的好坏直接影响到整个车辆性能的高低。其中，车架的扭转刚度是考核车架质量好坏的关键指标，如果车架的扭转刚度不足将直接影响车辆的操控性能。现有技术通常采用如下方式测量车架的扭转刚度待检测的车辆放置在实验室内，通过实验室内的专用设备检测车架在承载最大载重状态下的扭转刚度，从而得知该车架的扭转刚度。由上可知，现有技术在实验室内对车辆的车架进行扭转刚度测试，测试出的扭转刚度不能正确的反应出车辆在实际路况行驶过程中，车架的实际扭转刚度。因此，现有技术测出的扭转刚度不能正确的反应运行中车架的扭转刚度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种车架扭转刚度测试装置及测试方法，解决现有技术中的测试的扭转刚度不能正确反应运行中车架的扭转刚度的缺陷，实现正确测试出运行中车架的扭转刚度。本发明提供的技术方案是，一种车架扭转刚度测试装置，包括扭杆、扭杆固定架、 至少一个扭杆支撑架、用于检测车架上的车轮所受垂向力的力传感器、角度传感器和角度传感器支架；所述扭杆的一端部固设在所述扭杆固定架上，所述扭杆的另一端部穿过所述扭杆支撑架的通孔并与所述角度传感器的输入轴连接，所述角度传感器固设在所述角度传感器支架上。本发明提供的车架扭转刚度测试装置，通过扭杆固定架可以将扭杆的一端部固定在车架上，而扭杆支撑架套设在扭杆上并固定在车架上，使扭杆能够在扭杆支撑架的通孔中转动，从而可以通过扭杆支撑架支撑住扭杆，扭杆的另一端与角度传感器的输入轴连接， 在车辆使用过程中，角度传感器将通过检测扭杆的扭转角度得知车架的扭转角度，并通过力传感器可以检测到车轮受到的垂向力，从而方便的根据扭转角度和垂向力得知行驶中车辆的车架所受的扭转刚度，实现正确测试出运行中车架的扭转刚度。如上所述的车架扭转刚度测试装置，为了使车辆扭转刚度测试装置能够自动得出车架的扭转刚度，车辆扭转刚度测试装置还包括用于处理所述力传感器和所述角度传感器所输出的信号的处理装置；所述力传感器和所述角度传感器分别与所述处理装置电连接。如上所述的车架扭转刚度测试装置，为了使测试出的车架的扭转刚度更加准确， 所述扭杆固定架开设有用于固定所述扭杆的安装孔，所述安装孔与所述通孔同轴。如上所述的车架扭转刚度测试装置，所述扭杆为空心管。
如上所述的车架扭转刚度测试装置，为了方便扭杆与角度传感器连接，所述扭杆的另一端部通过联轴器与所述角度传感器的输入轴连接。如上所述的车架扭转刚度测试装置，为了降低扭杆与扭杆支撑架之间的摩擦力， 所述通孔中设置有胶套。如上所述的车架扭转刚度测试装置，为了方便用户使用车架扭转刚度测试装置， 车架扭转刚度测试装置还包括用于向所述处理装置输入参数和控制指令的输入装置，所述输入装置与所述处理装置电连接。本发明提供的技术方案是，一种车架扭转刚度测试方法，包括采用车架扭转刚度测试装置进行测试，所述车架扭转刚度测试装置包括扭杆、扭杆固定架、至少一个扭杆支撑架、用于检测车架上的车轮所受垂向力的力传感器、角度传感器和角度传感器支架；所述扭杆的一端部固设在所述扭杆固定架上，所述扭杆的另一端部穿过所述扭杆支撑架的通孔并与所述角度传感器的输入轴连接，所述角度传感器固设在所述角度传感器支架上；具体测试步骤包括将所述扭杆固定架、所述扭杆支撑架和所述角度传感器支架固设在车辆中的车架上，以通过角度传感器检测所述扭杆得到所述车架的扭转角度值；将所述力传感器固设在所述车辆的车轴上，以通过所述力传感器得到所述车轮受到的垂向力；根据所述扭转角度和所述垂向力计算得到所述车架的扭转刚度。本发明提供的车架扭转刚度测试方法，通过扭杆固定架可以将扭杆的一端部固定在车架上，而扭杆支撑架套设在扭杆上并固定在车架上，使扭杆能够在扭杆支撑架的通孔中转动，从而可以通过扭杆支撑架支撑住扭杆，扭杆的另一端与角度传感器的输入轴连接， 在车辆使用过程中，角度传感器将通过检测扭杆的扭转角度得知车架的扭转角度，并通过力传感器可以检测到车轮受到的垂向力，从而方便的根据扭转角度和垂向力得知行驶中车辆的车架所受的扭转刚度，实现正确测试出运行中车架的扭转刚度。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例车架扭转刚度测试装置的结构示意图；图2为本发明实施例车架扭转刚度测试装置与车架的装配示意图；图3为本发明实施例车架扭转刚度测试装置中扭杆固定架的结构示意图；图4为本发明实施例车架扭转刚度测试装置中扭杆支撑架的结构示意图；图5为本发明实施例车架扭转刚度测试方法的流程图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例车架扭转刚度测试装置的结构示意图，图2为本发明实施例车架扭转刚度测试装置与车架的装配示意图，图3为本发明实施例车架扭转刚度测试装置中扭杆固定架的结构示意图，图4为本发明实施例车架扭转刚度测试装置中扭杆支撑架的结构示意图。如图1-图4所示，本实施例车架扭转刚度测试装置，包括扭杆1、扭杆固定架2、至少一个扭杆支撑架3、用于检测车架上的车轮所受垂向力的力传感器(未图示)、角度传感器4和角度传感器支架5 ；扭杆1的一端部固设在扭杆固定架2上，扭杆1的另一端部穿过扭杆支撑架3的通孔31并与角度传感器4的输入轴连接，角度传感器4固设在角度传感器支架5上。具体而言，本实施例中的扭杆固定架2和扭杆支撑架3是用于将扭杆1固定在车架7上，并且扭杆固定架2和扭杆支撑架3均固设在车架7上。扭杆1的一端部与扭杆固定架2固定连接，使扭杆1与扭杆固定架2连接的端部相对于车架7固定不动。扭杆1的另一端部穿过扭杆支撑架3上的通孔31，从而通过扭杆支撑架3对扭杆1进行支撑固定； 并且，扭杆1的另一端部在穿过所有扭杆支撑架3上的通孔31后，与角度传感器4的输入轴连接。其中，角度传感器4固设在角度传感器支架5上，通过将角度传感器支架5固设在车架7上，实现将角度传感器4固定在车架7上。为了使测试出的车架的扭转刚度更加准确，本实施例中的扭杆固定架2可以开设有用于固定扭杆1的安装孔21，安装孔21与通孔 31同轴。具体的，扭杆1可以通过焊接、铰接等方式固设在安装孔21中，由于安装孔21与通孔31同轴，从而使扭杆1能够自由在通孔31中转动，使角度传感器4测量的扭杆的扭转角度更加准确。另外，本实施例中的扭杆1可以为空心管，通过将扭杆1设置为空心管可以减轻本实施例车架扭转刚度测试装置的重量；并且由于扭杆1为空心管，使扭杆1能够更加灵敏的反映出车架7的扭转角度。以下结合附图对本实施例车架扭转刚度测试装置的工作过程进行说明。首先，通过扭杆固定架2和扭杆支撑架3将扭杆1固定在车辆中的车架7上，通过角度传感器支架 5将角度传感器4固定在车架7上并将扭杆1与角度传感器4连接；同时，将力传感器固定在车辆中的车轴上，以通过车轴测量出车架7受到的压力；车辆在不同的道路行驶过程中。 角度传感器4将测量出车架7的扭转角度，而力传感器将测量出车架7所受的压力，从而根据测量出的扭转角和压力得出车架7的扭转刚度。本实施例车架扭转刚度测试装置，通过扭杆固定架可以将扭杆的一端部固定在车架上，而扭杆支撑架套设在扭杆上并固定在车架上，使扭杆能够在扭杆支撑架的通孔中转动，从而可以通过扭杆支撑架支撑住扭杆，扭杆的另一端与角度传感器的输入轴连接，在车辆使用过程中，角度传感器将通过检测扭杆的扭转角度得知车架的扭转角度，并通过力传感器可以检测到车轮受到的垂向力，从而方便的根据扭转角度和垂向力得知行驶中车辆的车架所受的扭转刚度，实现正确测试出运行中车架的扭转刚度。基于上述技术方案，可选的，为了使本实施例车架扭转刚度测试装置能够自动得出车架7的扭转刚度，本实施例车辆扭转刚度测试装置还包括用于处理力传感器和角度传感器4所输出的信号的处理装置(未图示)；力传感器和角度传感器4分别与处理装置电连接。 具体而言，本实施例中的处理装置与力传感器和角度传感器4电连接，接收力传感器和角度传感器4发出的信号。其中，力传感器将向处理装置发送有关车轴受力大小的信号，而角度传感器4将向处理装置发送有关车架7扭转角度的信号。处理装置将根据接收到的信号利用自身的处理程序自动得出车架7的扭转刚度。其中，处理装置可以是计算机或数采等设备。 进一步的，为了方便用户使用本实施例车辆扭转刚度测试装置，本实施例车辆扭转刚度测试装置可以还包括用于向处理装置输入参数和控制指令的输入装置(未图示)， 输入装置与处理装置电连接。具体的，用户可以通过输入装置向处理装置输入参数和控制指令等信息，例如用户通过输入装置向处理装置输入待测车辆中两相对车轮的距离以便于计算不同车辆中车架7的扭转刚度。其中，本实施例中的处理装置可以通过如下公式得出车架7的扭转刚度CT = (Fz*L/2)/A Φ ;CT表示车架7的扭转刚度，Fz表示车架7上的车轮所受垂向力，L表示车辆中两相对车轮的距离，Δ Φ表示车架7的扭转角度。本实施例车架扭转刚度测试装置，通过处理装置与力传感器和角度传感器电连接，可以由处理装置自动根据接收到的力传感器和角度传感器发出的信号，自动计算出车架的扭转刚度；通过输入装置与处理装置电连接，使用户能够方便的通过输入装置输入参数和控制指令以控制处理装置运行。基于上述技术方案，可选的，为了方便扭杆1与角度传感器4连接，扭杆1的另一端部通过联轴器6与角度传感器4的输入轴连接。具体而言，本实施例中的扭杆1可以通过联轴器6与角度传感器4的输入轴连接， 从而可以方便的实现将扭杆1与角度传感器4牢靠的连接在一起，并可避免扭杆的轴向移动造成角度传感器的损坏。另外，为了降低扭杆1与扭杆支撑架3之间的摩擦力，通孔31 中设置有胶套(未图示)。通过胶套可以将扭杆1和扭杆支撑架3隔离开，从而在扭杆1发生转动的过程中，胶套将有效的降低扭杆1和扭杆支撑架3之间的摩擦力。本实施例车架扭转刚度测试装置，通过联轴器可以方便牢靠的将扭杆与角度传感器连接在一起。另外，通过在扭杆支撑架的通孔中设置胶套，可以通过胶套有效的降低扭杆和扭杆支撑架之间的摩擦力。图5为本发明实施例车架扭转刚度测试方法的流程图。如图5所示，本实施例车架扭转刚度测试方法，包括采用车架扭转刚度测试装置进行测试，该车架扭转刚度测试装置包括扭杆、扭杆固定架、至少一个扭杆支撑架、用于检测车架上的车轮所受垂向力的力传感器、角度传感器和角度传感器支架；扭杆的一端部固设在扭杆固定架上，扭杆的另一端部穿过扭杆支撑架的通孔并与角度传感器的输入轴连接，角度传感器固设在角度传感器支架上。其中，车架扭转刚度测试装置的具体结构可以参加本发明车辆扭转刚度测试装置实施例以及附图1-4的记载，在此不再赘述。本实施例车架扭转刚度测试方法的具体测试步骤包括步骤101、将扭杆固定架、扭杆支撑架和角度传感器支架固设在车架上，以通过角度传感器检测扭杆得到车架的扭转角度值。具体的，步骤101将在车架上装配固定架、扭杆支撑架和角度传感器支架，从而将扭杆和角度传感器固定在车架上，从而可以通过角度传感器检测扭杆的扭转角度以得到车架的扭转角度值。步骤102、将力传感器固设在车辆的车轴上，以通过力传感器得到车轮受到的垂向力。具体的，本实施例中的力传感器固设在车辆的车轴上，从而在车辆行驶过程中，力传感器将检测出车轴一端的轴头所受的垂向力。由于车轴的轴头所受的垂向力与车轮所受的垂向力的相同，因此便可以通过力传感器得到车轮受到的垂向力步骤103、根据扭转角度和垂向力计算得到车架的扭转刚度。具体的，根据扭转角度和垂向力，便可以根据本发明车辆扭转刚度测试装置实施例中记载的公式Ct = (Fz*L/2) / Δ Φ，得到车架的扭转刚度。本实施例车架扭转刚度测试方法，通过扭杆固定架可以将扭杆的一端部固定在车架上，而扭杆支撑架套设在扭杆上并固定在车架上，使扭杆能够在扭杆支撑架的通孔中转动，从而可以通过扭杆支撑架支撑住扭杆，扭杆的另一端与角度传感器的输入轴连接，在车辆使用过程中，角度传感器将通过检测扭杆的扭转角度得知车架的扭转角度，并通过力传感器可以检测到车轮受到的垂向力，从而方便的根据扭转角度和垂向力得知行驶中车辆的车架所受的扭转刚度，实现正确测试出运行中车架的扭转刚度。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种车架扭转刚度测试装置，其特征在于，包括扭杆、扭杆固定架、至少一个扭杆支撑架、用于检测车架上的车轮所受垂向力的力传感器、角度传感器和角度传感器支架；所述扭杆的一端部固设在所述扭杆固定架上，所述扭杆的另一端部穿过所述扭杆支撑架的通孔并与所述角度传感器的输入轴连接，所述角度传感器固设在所述角度传感器支架上。
2.根据权利要求1所述的车架扭转刚度测试装置，其特征在于，还包括用于处理所述力传感器和所述角度传感器所输出的信号的处理装置；所述力传感器和所述角度传感器分别与所述处理装置电连接。
3.根据权利要求1或2所述的车架扭转刚度测试装置，其特征在于，所述扭杆固定架开设有用于固定所述扭杆的安装孔，所述安装孔与所述通孔同轴。
4.根据权利要求1或2所述的车架扭转刚度测试装置，其特征在于，所述扭杆为空心管。
5.根据权利要求1或2所述的车架扭转刚度测试装置，其特征在于，所述扭杆的另一端部通过联轴器与所述角度传感器的输入轴连接。
6.根据权利要求1或2所述的车架扭转刚度测试装置，其特征在于，所述通孔中设置有胶套。
7.根据权利要求2所述的车架扭转刚度测试装置，其特征在于，还包括用于向所述处理装置输入参数和控制指令的输入装置，所述输入装置与所述处理装置电连接。
8.一种车架扭转刚度测试方法，其特征在于，包括采用车架扭转刚度测试装置进行测试，所述车架扭转刚度测试装置包括扭杆、扭杆固定架、至少一个扭杆支撑架、用于检测车架上的车轮所受垂向力的力传感器、角度传感器和角度传感器支架；所述扭杆的一端部固设在所述扭杆固定架上，所述扭杆的另一端部穿过所述扭杆支撑架的通孔并与所述角度传感器的输入轴连接，所述角度传感器固设在所述角度传感器支架上；具体测试步骤包括将所述扭杆固定架、所述扭杆支撑架和所述角度传感器支架固设在所述车架上，以通过角度传感器检测所述扭杆得到所述车架的扭转角度值；将所述力传感器固设在所述车辆的车轴上，以通过所述力传感器得到所述车轮受到的垂向力；根据所述扭转角度和所述垂向力计算得到所述车架的扭转刚度。
全文摘要
本发明提供一种车架扭转刚度测试装置及测试方法。车架扭转刚度测试装置，包括扭杆、扭杆固定架、至少一个扭杆支撑架、用于检测车架上的车轮所受垂向力的力传感器、角度传感器和角度传感器支架；扭杆的一端部固设在扭杆固定架上，扭杆的另一端部穿过扭杆支撑架的通孔并与角度传感器的输入轴连接，角度传感器固设在角度传感器支架上。在车辆使用过程中，角度传感器将通过检测扭杆的扭转角度得知车架的扭转角度，并通过力传感器可以检测到车轮受到的垂向力，从而方便的根据扭转角度和垂向力得知行驶中车辆的车架所受的扭转刚度，实现正确测试出运行中车架的扭转刚度。
文档编号G01M17/007GK102288415SQ201010212468
公开日2011年12月21日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者周昆兵, 毛稼祥, 陶臣军 申请人:北汽福田汽车股份有限公司