电动助力转向控制研究装置的制作方法

本实用新型涉及电动助力转向技术领域，具体地说是一种电动助力转向控制研究装置。

背景技术：

电动助力转向系统(electricpowersteering，缩写eps)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统hps(hydraulicpowersteering)相比，eps系统具有很多优点。eps主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ecu)等组成。

电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。

根据助力电机的安装位置不同，eps系统又可以分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助力式3种。转向轴助力式eps的电动机固定在转向轴一侧，通过减速机构与转向轴相连，直接驱动转向轴助力转向。齿轮助力式eps的电动机和减速机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮助力转向。齿条助力式eps的电动机和减速机构则直接驱动齿条提供助力。

驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转矩电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。

为便于电动助力转向的学习研究，急需一种电动助力转向控制研究装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电动助力转向控制研究装置，用于方便对电动助力转向的研究。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：电动助力转向控制研究装置，其特征是，它包括机架、设置在机架上方的操作面板、转动安装在操作面板上的方向盘、设置在机架底部的一对转向车轮、设置在方向盘与车轮之间的转向机构，在机架上部固定有架板，在架板上放置有实验箱，在实验箱内设有扭矩传感器、方向盘转角传感器和助力电机，扭矩传感器、方向盘转角传感器与转向机构连接，助力电机与转向机构之间设有离合器。

进一步地，在电源模块、ecu模块、驱动模块和传感器模块上转动安装有螺杆，在螺杆的顶部固定有压块，在螺杆上部固定有挡片，电源模块、ecu模块、驱动模块和传感器模块的上侧壁均设置在压块与挡片之间；在箱体内设有与螺杆螺纹连接的螺套。

进一步地，在实验箱内设有线槽，在线槽内放置有导线束；导线束包括若干条导线，若干导线的中部通过线箍固定在一起。

进一步地，在线箍上设有端帽，在线槽内设有固定柱，固定柱用于与端帽插接连接。

进一步地，端帽为橡胶件。

进一步地，导线的两端为螺旋状。

进一步地，还包括行走机构，行走机构设置在机架的下部。

进一步地，行走机构包括固定在机架上的壳体、与机架下部和壳体均上下滑动连接的轮架、转动安装在轮架下部的行走轮、通过轴承与壳体转动连接的手柄，手柄的下部固定有与轮架螺纹配合的丝杠；行走轮的一部分置于机架下方时，可以通过行走轮驱动机架的行走；旋转手柄使得轮架向上移动，直至行走轮最低点位于机架的下表面内，此时机架与地面相对固定。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的电动助力转向控制研究装置，方便对电动助力转向系统的研究学习，能够清楚的观察转向系统的机械结构及连接情况，同时配备电控试验箱，能够真实的模拟汽车中转向系统的电控场景，方便研究学习转向系统中的电动控制原理及接线情况。装置操作方便简单，研究人员可以方便的在本装置的基础上进行改进，从而利用本装置开展对转向系统进行性能提升改进等方面的研究。

附图说明

图1为本实用新型的正面示意图；

图2为本实用新型的结构原理图；

图3为实验箱正视图；

图4为箱体内部结构示意图；

图5为箱体俯视图；

图6为电源模块剖视图；

图7为导线束的示意图；

图8为箱盖的仰视图；

图9为导线示意图；

图10为固定柱的位置示意图；

图11为导线束与线箍得装配示意图；

图12为在本实用新型底部设置行走机构的示意图；

图13为行走机构的示意图；

图中：1机架，11架板，2转向车轮，3转向机构，31齿轮齿条转向器，32减速机构，33离合器，4方向盘，5操作面板，6实验箱，61箱体，611线槽，612螺套，613固定柱，62箱盖，621锁止扣，622显示屏，623标识区，63电源模块，631电压调节按钮，632点火开关，64ecu模块，65驱动模块，651转速调节按钮，652车速调节按钮，66传感器模块，661扭矩传感器，662助力电机，663方向盘转角传感器，67压块，671螺杆，672挡片，68导线，681线箍，682端帽，7壳体，71轮架，72行走轮，73手柄，74轴承。

具体实施方式

如图1至图13所示，本实用新型主要包括机架1、车轮2、转向机构3、方向盘4、操作面板5和实验箱6，下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，机架1为本实用新型的基础部件，机架通过型材焊接固定或螺栓连接固定得到。在机架的顶部固定有操作面板5，机架底部设置一对转向车轮，转向车轮轮轴上设置车速传感器，在机架上设有一对左右设置的角度检测仪，转向车轮2与角度检测仪连接，转向车轮转向时可以通过角度检测仪检测车轮转向角度。在操作面板上转动安装有方向盘4，在方向盘与转向车轮之间设有转向机构3，转动方向盘时，可以通过转向机构带动转向车轮的转向。转向机构包括转轴、设置在转轴上端的扭矩传感器661、设置在转轴中部的减速机构32和方向盘转角传感器663、设置在转轴下部与车轮之间的齿轮齿条转向器31，方向盘与转轴固定连接，转动方向盘时可以驱动转轴转动，进而通过齿轮齿条转向器带动转向车轮的转向。助力电机662通过离合器33与减速机构32连接。这样，通过助力电机、减速机构可以带动转轴的转动，进而实现电动助力转向。转向机构为现有技术，不再赘述。

在机架的右端设有架板11，在架板上设有实验箱6，实验箱与转矩传感器信号连接，实验箱与离合器信号连接，实验箱与助力电机信号连接，车轮上的车速传感器与实验箱信号连接。

如图3至图11所示，实验箱包括箱体61、箱盖62、电源模块63、ecu模块64和驱动模块65，如图1所示，箱体61为顶部敞口的长方体形中空结构，在箱体的左端设有线槽611，线槽的设置用于方便导线束的放置。如图5所示，在箱体的底部固定有若干螺套612，螺套的设置用于方便电源模块、ecu模块和驱动模块的安装。

如图8所示，箱盖62为长方体形结构，在箱盖的内侧设有显示屏622，在显示屏的左右两侧均设有标识区623，标识区的设置用于粘贴电路图等，以便于研究学习人员查阅。在箱盖前侧壁上设有锁止扣621，通过锁止扣实现箱体与箱盖的锁止固定。

在箱体内腔的前部设有电源模块63，电源模块上设置有电压调节按钮631和点火开关632，电源模块用于为整个实验箱提供电能。在电源模块的后侧设有ecu(电子控制单元，又称行车电脑)模块64，在电源模块的左侧设有驱动模块65，在驱动模块上设有转速调节按钮651和车速调节按钮652，通过转速调节按钮调节助力电机的转速，车速调节按钮用于模拟调节车速大小。在ecu模块的左侧、驱动模块的后侧设有传感器模块66，在传感器模块上设有扭矩传感器661、助力电机662和方向盘转角传感器663，扭矩传感器661、助力电机662和方向盘转角传感器663与驱动模块上对应的插座连接。电源模块、ecu模块、驱动模块和传感器模块围成一个矩形结构，且电源模块、ecu模块、驱动模块和传感器模块均为矩形结构，在电源模块、ecu模块、驱动模块上设有插座，用于电器元件的插接连接。

为实现电源模块、ecu模块、驱动模块和传感器模块与箱体之间的固定连接，在电源模块与箱体之间、ecu模块与箱体之间、驱动模块与箱体之间以及传感器模块与箱体之间设有压块67。如图6所示，压块为圆柱形结构，在压块的底部固定有螺杆671，在螺杆上固定有挡片672，螺杆的上部与电源模块的上侧壁转动连接，且电源模块的上侧壁置于挡片与压块之间，使用时，将电源模块上的螺杆与箱体内部的螺套612对正，然后旋转压块将螺杆旋入螺套内，此时便实现了电源模块与箱体的固定连接。同理，通过压块可以实现ecu模块与箱体之间、驱动模块与箱体之间以及传感器模块与箱体之间的固定连接。

在线槽内放置有导线束，如图7所示，导线束包括若干导线68、将导线捆在一起的线箍681，每一导线束中的若干导线可以长度相等也可以长度不等，当导线束中的若干导线长度不等时，便于导线束中导线的区分，进而便于接线。当导线束的若干导线长度相等时，可以在导线束的各个导线上标记不同的编号，以示区分。导线的两端为接头，进而便于与电源模块、ecu模块或驱动模块上的插座连接。为满足导线接线时的长度需求，又使得导线不至于过长，如图9所示，导线的两端为螺旋状，此时的导线可以拉伸。释放后，导线又可以恢复原状。

如图7所示，为便于导线束的固定，在导线束的线箍上固定有端帽682，如图10所示，在线槽内设有若干等间距设置的固定柱613，如图11所示，固定柱的上部伸入端帽内后可以实现对导线束的固定，这样导线束可以并排设置在线槽内，进而便于整理拿取。端帽为橡胶件，便于端帽与固定柱插接连接。

如图12所示，为便于整体的移动，在机架上设有行走机构，如图12、图13所示，行走机构包括固定在机架上的壳体7、与机架下部和壳体均上下滑动连接的轮架71、转动安装在轮架下部的行走轮72、通过轴承74与壳体转动连接的手柄73，手柄的下部固定有与轮架螺纹配合的丝杠，摇动手柄时，可以驱动丝杠的转动，进而驱动轮架相对机架的上下移动。行走轮的一部分置于机架下方时，可以通过行走轮驱动机架的行走。旋转手柄使得轮架向上移动，直至行走轮最低点位于机架的下表面内，此时机架放置在地面上，机架与地面相对固定。

本实用新型，方便研究学习人员对电动助力转向的实验学习，操作方便简单。机架上的方向盘及转向机构、转向车轮、扭矩传感器、和方向盘转角传感器等机械部件的连接是根据现有车辆中的转向结构及相应的部件进行连接，是一组独立设置的车辆机械转向系统，通过该系统，可以方便的观察转向系统中的机械部位及其原理；实验箱内设置了多种传感器、助力电机、各种速度调节按钮等，是一组独立设置的车辆转向电控系统，通过实验箱，可以手动操作各传感器，如对传感器进行转动等，实现传感器感应信号的变化；通过速度调节按钮，可以调整助力电机的转向速度、模拟调节车辆行驶速度等，因此，通过实验箱能够模拟行车中的电控转向系统中数据的变化。与此同时，实验箱设置了外接接口，通过外接接口，也可以直接获取机架上扭矩传感器、方向盘转角传感器等外接传感器的信号，便于对外接信号进行显示、模拟及分析。