一种检测车辆直线行驶过程跑偏的检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种检测车辆直线行驶过程跑偏的检测装置，属于检测装置技术领域。

背景技术：

GB/7258第6.7条要求：机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的道路上行驶不应跑偏，其方向盘不应有摆振、路感不灵或其他异常现象。以目前检验车型为例，其检验标准为：试验车在高速道上保持直线行驶中，方向盘调整使汽车直线行驶一段后，方向盘不动的情况下，汽车行驶方向向一侧偏行，即描述为行驶跑偏。

通常主机厂对于直线行驶跑偏的评价方法有如下两种：

(1)主观评价：在横向坡度≤1°的直线路段上，以80km/h或100km/h的时速保持车辆直线行驶后，双手松开方向盘，车辆行驶100m后偏移量不大于1m即为合格；

(2)客观评价：当车辆以时速80km/h或100km/h行驶于直线的、横向≤1°斜度内的道路上时，测得的维持车辆直线行驶的作用于方向盘上的扭矩小于0.5N·m。

由于现在很多主机厂选择在高速公路上进行主客观评价，而方法(2)传统的测量方法是使用测力方向盘，但是测力方向盘成本高，安装复杂，且在高速公路上操作时存在安全隐患。

授权公布号为CN2674421Y的中国专利公开了一种汽车用盘测力装置，通过在转轴上安装方向盘，转轴的中间部位上开设螺旋双圆弧滚道，其上安装钢球，转轴外侧安装传动套，传动套外周上开设环状矩形槽，传动套内圆上开设双圆弧滚道，传动套外侧安装带轴承的摇臂，摇臂与传感器连接。当方向盘带动转轴转动时，使传感器的摆臂角增大，转向手力则增大，传感器随摆角增加，输出电压增加，直接定量的反应转向手力的大小。

上述设备是通过传感器测量系统的电压信号输出力矩值，将设备固定于车辆本身的方向盘之上，可以测量驾驶员施加给方向盘的力矩大小。该设备需要将方向盘卸掉才能进行测量以及判定力矩合格性工作，结构复杂、安装不方便，并且在高速实验过程中存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种检测车辆直线行驶过程跑偏的检测装置，用以解决使用测力方向盘对车辆直线行驶过程跑偏进行评价结构复杂、安装不方便的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

本实用新型提供一种检测车辆直线行驶过程跑偏的检测装置，包括如下装置方案：

装置方案一，包括用于使用时固定于车辆上的支座，支座上转动设置有测力杆，测力杆上设置有用于与方向盘传动相连以使所述测力杆随方向盘绕自身轴线转动的传动结构。

装置方案二，在装置方案一的基础上，所述传动结构包括用于使用时固定于所述方向盘上的磁铁，测力杆上设置有磁力部，磁铁与所述磁力部吸附连接。

装置方案三，在装置方案二的基础上，所述磁铁为环形磁铁，环形磁铁由至少两瓣沿周向顺序设置的磁铁块组成，各磁铁块通过吸附连接而固定于方向盘上。

装置方案四，在装置方案二的基础上，磁铁上与所述磁力部相吸附的吸附面为平面。

装置方案五、六、七、八，分别在装置方案一、装置方案二、装置方案三、装置方案四的基础上，测力杆上设置有报警触发结构，检测装置还包括报警装置，报警装置包括位于测力杆两侧的用于被所述报警触发结构触发的触发端。

装置方案九、十、十一、十二，分别在装置方案五、装置方案六、装置方案七、装置方案八的基础上，报警触发结构为设置于测力杆远离所述传动结构一端的金属针，报警装置包括具有报警器的报警回路，触发端为设置于报警回路中的两个触点，金属针通过与对应两个触点接触导通而实现触发所述触发端。

装置方案十三，在装置方案二的基础上，支座包括底座和铰接于底座上的保护杠杆，保护杠杆的铰接轴线与测力杆的转动轴线垂直，测力杆设置于所述保护杠杆上，保护杠杆与底座之间设置有弹性件，弹性件通过保护杠杆向所述测力杆施加与磁铁吸附方向相反的作用力。

装置方案十四、十五、十六、十七，分别在装置方案九、装置方案十、装置方案十一、装置方案十二的基础上，保护杠杆上设置有与所述金属针对应的弧形刻度板，弧形刻度板的轴线与测力杆的转动轴线相平行，弧形刻度板上设置有弧形刻度板周向布置的角度刻度。

装置方案十八、十九、二十、二十一，分别在装置方案十四、装置方案十五、装置方案十六、装置方案十七的基础上，测力杆与保护杠杆之间设置有扭力弹簧。

装置方案二十二、二十三、二十四、二十五，分别在装置方案十八、装置方案十九、装置方案二十、装置方案二十一的基础上，测力杆通过支撑套转动设置于所述保护杠杆上，扭力弹簧位于所述支撑套中。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型将方向盘在车辆直线行驶时所受力矩传递给测力杆，并通过测力杆转过的角度直观观察到方向盘在直线行驶时所受力矩是否超过设定值。本实用新型无需将汽车原有方向盘拆卸掉，便可通过该装置检测在车辆直线行驶时方向盘力矩是否合格。该装置力矩传递结构简单，安装方便，解决了使用测力方向盘对汽车直线行驶跑偏进行评价时成本高、结构复杂、安装不方便的问题，保证试验中行车安全。

附图说明

图1是本实用新型的检测装置结构图；

图2是本实用新型的检测装置的报警原理图；

图3是本实用新型的装置脱离方向盘原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步地详细说明。

本实用新型的检测车辆直线行驶过程跑偏的检测装置实施例：

如图1所示，该检测装置包括测力杆7，监测装置通过吸盘1固定在车辆仪表台13上，吸盘立柱2与保护杠杆3铰接，保护杠杆3的铰接轴线与测力杆7的转动轴线垂直；测力杆7与支撑套5固定连接，保护杠杆3上设有凹槽，支撑套5在保护杠杆3的凹槽内进行转动；在测力杆7和保护杠杆3之间作用有扭力弹簧6，扭力弹簧6位于支撑套5中；而且，在测力杆一端设置有金属针8，用于在合格车辆直线行驶时所受力矩大于M₀时触发报警装置；保护杠杆3上设置有与金属针8对应的弧形刻度板9，弧形刻度板9的轴线与测力杆7的转动轴线相平行，弧形刻度板9上设置有弧形刻度板9周向布置的角度刻度。

另外，该检测装置还包括用于与方向盘12传动相连以使测力杆7随方向盘12绕自身轴线转动的传动结构，即固定于方向盘12上的两个磁铁10、11，两者相吸固定在方向盘12正前方。其中，测力杆7为金属材质，磁铁10的圆弧面削平，以便在测试时，磁铁10吸引测力杆7时使两者更好地接触、进行传递力矩。

试验时通过磁铁10吸引测力杆7，传递方向盘12所受力矩至扭力弹簧6，使扭力弹簧6发生扭转变形，并通过金属针转动读取出力矩大小。

在进行车辆直线跑偏试验时，将磁铁10、11相吸固定在方向盘12的正前方，磁铁10吸引测力杆7，使测力杆7的下表面与磁铁10上的平面相贴合；当松开方向盘12直线行驶时，方向盘12因路面激励会受到力矩作用，该力矩通过磁铁10传递作用力F到测力杆7，带动测力杆7转动，从而带动测试指针8转动，对应在弧形刻度板9上显示转过的角度。

假设方向盘12半径为R，方向盘12受到的力矩为M₁，传递给测力杆7的力为F，则有

M₁＝FR (1)

假设测试读取力矩为M₂，则有：

M₂＝Kθ＝FL (2)

其中，K为扭力弹簧6的弹性系数，θ为测力杆7转过的角度，L为测力杆7的作用力臂的长度。

结合式(1)和式(2)可得到：

即只要知道测力杆7转过的角度θ、扭力弹簧6的弹性系数K和测力杆7的作用力臂的长度L，便可计算出方向盘12所受的力矩M₁。

假定合格车辆直线行驶时所受力矩不可大于M₀，则可根据式(3)计算出M₀弯矩时对应的不合格刻度盘数值。

如图2所示，该装置还包括报警装置，报警装置包括报警器19，将报警器19的报警回路的线束14调整至不合格刻度盘数值处，通过固定螺母17与刻度盘对侧的挡块18将线束固定，同时调整指针转动另一侧的线束并固定。试验过程中，当金属针转动至不合格刻度盘数值位置、即M₀对应的刻度处时，会与金属导线15及金属导线16接触，触发报警器19，发出警报声，此时判定该车辆直线行驶不合格。

在试验过程中，可能会遇到紧急情况，为了保证行车安全，此时可人力干预方向盘。如图3所示，在吸盘1和保护杠杆3之间连接有拉伸弹簧4，以便在遇到紧急情况时可以将该检测装置脱离方向盘12。只要转动方向盘12，即可让磁铁10与测力杆7脱离，此时在拉伸弹簧4的作用下，测力装置会绕吸盘立柱2上的销轴转动脱离方向盘12，保证行车安全。

在本实施例中，通过传递方向盘所受力矩至扭力弹簧，使扭力弹簧发生扭转变形，再通过测试指针读取出力矩大小，即只需知道测力杆转过的角度便可计算得到方向盘所受力矩。采用此结构，结构简单、制作成本低、安装方便。作为其他实施方式，测扭装置可采用扭力传感器。结合式(1)和式(2)，可得：

即只需知道扭力传感器测量到测试读取力矩M₂，便可计算得到方向盘12所受力矩M₁。再根据M₀及式(3)可计算出弯矩时对应的不合格刻度盘数值。

在本实施例中，该检测车辆直线行驶过程跑偏的检测装置包括磁铁，用于在试验时将测力杆固定在方向盘上。作为其他实施方式，该检测装置不必包括磁铁，只要测力杆上设置有用于与方向盘传动相连以使测力杆随方向盘绕自身轴线转动的传动结构即可。

在本实施例中将方向盘所受力矩至扭力弹簧，使扭力弹簧发生扭转变形，并通过金属针转动，在对应的弧形刻度板上读取出力矩大小。作为其他实施方式，可不设置相应的测扭装置，只需通过人的经验，大致判断测力杆转过的角度，从而判断车辆在直线行驶时是否跑偏，只是这样的判断方法不如通过设置相应的测扭装置判断准确。

在本实施例中，测力杆采用金属材质，传动结构采用两瓣沿周向顺序设置的磁铁块来固定方向盘，测试时通过磁铁吸引测力杆，传递方向盘所受力矩至测力杆，力矩传递结构简单、不需要螺栓等连接元件，安装方便、安全可靠。作为其他实施方式，可在测力杆上设置的传动结构上设置磁力部，而将测力杆为磁铁，也可实现将方向盘所受力矩传递给测力杆，从而判断车辆直线行驶是否合格。

在本实施例中，在弧形刻度板的两边的不合格刻度处均设置一路报警回路，使用两个报警器。作为其他实施方式，可只使用一个报警器，将两路报警回路并联，也可实现在车辆直线行驶不合格时报警。