本发明涉及一种摆动扭矩测量装置，特别设计一种用于测量球头销摆动扭矩的装置。
背景技术：
汽车转向球头销总成是汽车转向系统中重要的组成部分，球头销总成的摩擦性能不仅影响汽车转向部件的寿命，而且由于转向力的不稳而使方向盘手感变差，影响行车安全性及舒适性；目前通过测量球头销的旋转扭矩和摆动扭矩来综合评价球头销的摩擦性能，而球头销旋转扭矩的测量比较容易实现，摆动扭矩的测量则相对困难。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、自动化程度高、操作方便、采集精度高、数据直观的用于测量球头销摆动扭矩的装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于测量球头销摆动扭矩的装置，包括：
一固定板；
一设置在固定板上的摆动测试机构，摆动测试机构用于放置被测量的球头销，并实现球头销的摆动以及压力信号采集；
一设置在固定板上的驱动装置，所述驱动装置用于驱动摆动测试机构工作；
一采集及显示装置，所述采集及显示装置用于控制驱动装置工作、收集摆动测试机构发送的压力信号、对压力信号进行计算且最终完成波形的显示和记录。
在发明的一个实施例中，所述摆动测试机构包括：
一安装在固定板上的球头销固定底座，球头销固定底座用于安装球头销；
一可转动的安装在球头销固定底座上的转轴，转轴由驱动装置驱动；
一竖直固定在转轴上且可随转动一起转动的转板；
一横向垂直设置在转板上的传感器固定支架；
一水平安装在传感器固定支架上的拉压传感器，拉压传感器用于将压力信号传输给采集及显示装置；
一球头销固定环，球头销固定环套设在球头销上，且与拉压传感器连接；
转轴的旋转中心与球头销的运动中心重合。
在发明的一个实施例中，所述驱动装置包括：
一安装在固定板上的伺服电机支架；
一安装在伺服电机支架上的伺服电机，伺服电机由采集及显示装置发出的脉冲控制；
一弹性联轴器，弹性联轴器的一端与伺服电机输出轴连接，另一端与转轴连接。
在发明的一个实施例中，所述采集及显示装置包括：
一显示器，用于显示计算机处理后的波形；
一设置在显示器内的采集器，采集器用于采集拉压传感器的压力信号、产生控制伺服电机工作的脉冲以及将压力信号传递给计算机；
一设置在显示器内的计算机，用于将压力信号处理成波形并记录。
在发明的一个实施例中，球头销与球头销固定底座之间采用无载荷方式固定。
在发明的一个实施例中，转板上设有角度传感器，角度传感器用于检测转板的摆动角度，并将角度信号传输给采集及显示装置。
在发明的一个实施例中，传感器固定支架通过螺钉固定在转板上。
在发明的一个实施例中，转轴与球头销固定底座之间通过球轴承连接。
在发明的一个实施例中，转板通过紧定螺钉固定安装在转轴上。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明装置与传统纯手工方式或者半自动测试方式相比具有结构简单、自动化程度高、操作方便、采集精度高、数据直观等优点。
本发明通过计算机进行控制和测量，驱动伺服电机，带动摆动测试机构将旋转运动转变为摆动，从而实现球头销的摆动运动，借助于相连的拉压传感器和角度传感器，进行数据输出、显示、记录和控制。
附图说明
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明结构示意图；
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
10、固定板20、摆动测试机构21、球头销固定底座22、转轴23、转板24、传感器固定支架25、拉压传感器26、球头销固定环27、球轴承28、螺钉30、驱动装置31、伺服电机支架32、伺服电机33、弹性联轴器40、采集及显示装置50、球头销。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1所示，本发明公开了一种用于测量球头销摆动扭矩的装置，包括固定板10、设置在固定板10上的摆动测试机构20、设置在固定板10上的驱动装置30以及采集及显示装置40。
摆动测试机构20用于放置被测量的球头销50，并实现球头销50的摆动以及压力信号采集；驱动装置30用于驱动摆动测试机构工作；采集及显示装置40用于控制驱动装置30工作、收集摆动测试机构20发送的压力信号、对压力信号进行计算且最终完成波形的显示和记录。
摆动测试机构20包括球头销固定底座21、转轴22、转板23、传感器固定支架24、拉压传感器25以及球头销固定环26；球头销固定底座21安装在固定板10上，球头销固定底座21用于安装球头销50，球头销50与球头销固定底座21之间采用无载荷方式固定；转轴22可转动的安装在球头销固定底座21上，转轴22由驱动装置30驱动，转轴22与球头销固定底座21之间通过球轴承27连接，不易磨损，使用寿命长；转板23通过紧定螺钉竖直固定在转轴22上且可随转动一起转动，转板23上设有角度传感器(图中未画出)，角度传感器用于检测转板23的摆动角度，并将角度信号传输给采集及显示装置40，当摆动角度大于实验要求角度时，伺服电机32立刻停止返回摆动原点；传感器固定支架24通过螺钉28横向垂直设置在转板23上的；拉压传感器25水平安装在传感器固定支架24上的，拉压传感器25用于将压力信号传输给采集及显示装置40；球头销固定环套26设在球头销50上，且与拉压传感器25连接，用来传递伺服电机32运动；转轴22的旋转中心与球头销50的运动中心重合，其确保了传感器测量获得的扭矩为球头销的真实扭矩。
驱动装置30包括伺服电机支架31、伺服电机32以及弹性联轴器33；伺服电机支架31通过螺钉安装在固定板10上；伺服电机32安装在伺服电机支架31上，伺服电机32由采集及显示装置40发出的脉冲控制；弹性联轴器33的一端与伺服电机输出轴连接，另一端与转轴22连接。
采集及显示装置40包括显示器、设置在显示器内的采集器以及设置在显示器内的计算机(图中未画出)；显示器用于显示计算机处理后的波形；采集器用于采集拉压传感器25的压力信号、产生控制伺服电机工作的脉冲以及将压力信号传递给计算机；计算机用于将压力信号处理成波形并记录。
本发明的工作原理如下：
伺服电机32通过采集器产生的脉冲来摆动，带动与转轴22相固定的转板23实现机构运动，此时，传感器固定支架24、拉压传感器25、球头销固定环26同时摆动，使球头销50绕着球心摆动；固定在转板23上的角度传感器可以检测摆动角度，当摆动角度大于实验要求角度伺服电机立刻停止并返回摆动原点；采集器通过控制伺服电机32运动来实现拉压传感器25采集压力信号，压力信号经过处理通过串口发送给采集及显示装置40，采集及显示装置40通过计算机显示数据与时间的波形并记录相关数据。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。