本发明涉及机械部件测试技术领域，具体地说，本发明涉及一种汽车油门踏板测试装置及油门踏板测试方法。
背景技术：
目前，整车油门踏板测试设备没有考虑到整车的人机工程，主要体现在测试过程中由于踏板的受力点固定，不符合实际人脚踩踏油门踏板的过程，不能准确的反应人脚踩踏过程的感触，影响测试结果的准确性。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种油门踏板测试装置及油门踏板测试方法，目的是实现测试时模拟人脚踩踏过程。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：油门踏板测试装置，包括底座、用于与油门踏板进行接触的脚模、设置于底座上且用于控制脚模进行旋转的电缸、与脚模连接且与底座转动连接的支架以及设置于脚模内的三轴力传感器。
所述电缸的一端与所述脚模转动连接，电缸的另一端与所述底座转动连接，电缸伸长时，所述脚模模拟人脚踩踏油门踏板，油门踏板反馈力给脚模，脚模内的三轴力传感器测量油门踏板反馈给脚模的力的大小。
所述支架的一端与所述脚模固定连接，支架的另一端与所述底座转动连接，支架的旋转中心线与油门踏板的旋转中心线相平行。
所述底座包括底板、设置于底板上的固定架以及与固定架连接且与所述电缸转动连接的支座，所述支架与底板转动连接，所述脚模和所述电缸位于底板的上方。
所述支座通过第一螺栓与所述固定架连接。
所述固定架上设有让第一螺栓穿过的第一安装孔且第一安装孔为腰形孔，所述支座与所述底板之间的距离可调。
所述固定架通过第二螺栓与所述底板连接。
所述底板上设有让所述第二螺栓穿过的第二安装孔且第二安装孔为腰形孔，所述固定架在底板上的位置可调。
所述第二安装孔的长度方向与所述支架的旋转中心线相垂直。
本发明还提供了一种油门踏板测试方法，采用上述油门踏板测试装置，测试过程中，通过控制电缸进行伸长，电缸推动脚模进行旋转，脚模踩踏油门踏板，油门踏板反馈力给脚模，脚模内的三轴力传感器测量油门踏板反馈给脚模的力的大小。
本发明的油门踏板测试装置，能自动完成模拟踩踏过程，并用三轴力传感器测量油门踏板对脚模的反作用力，实现测试时模拟人脚踩踏过程，为检验油门踏板力设计及油门踏板人机布置设计的合理性提供数据支持，提高测试结果的准确性。
附图说明
图1为本发明油门踏板测试装置的结构示意图；
图2为本发明油门踏板测试装置的主视图；
图3为本发明油门踏板测试装置的侧视图；
图4为本发明油门踏板测试装置的俯视图；
图5为本发明油门踏板测试装置各部件的运动方式及受力分析示意图；
上述图中的标记均为：1、电缸；2、脚模；3、底座；31、底板；32、固定架；33、支座；34、第一安装孔；35、第二安装孔；36、第一螺栓；37、第一螺母；4、支架；5、油门踏板。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图5所示，本发明提供了一种油门踏板测试装置，包括底座3、用于与油门踏板进行接触的脚模2、设置于底座3上且用于控制脚模2进行旋转的电缸1、与脚模2连接且与底座3转动连接的支架4以及设置于脚模2内的三轴力传感器。
具体地说，如图1至图5所示，电缸1(也可称为电动推杆)的一端与脚模2转动连接，电缸1的另一端与底座3转动连接，电缸1为可伸缩的构件。支架4的一端与脚模2固定连接，支架4的另一端与底座3转动连接，支架4的旋转中心线与油门踏板的旋转中心线相平行。电缸1伸长时，脚模2模拟人脚踩踏油门踏板，油门踏板反馈力给脚模2，脚模2内的三轴力传感器测量油门踏板反馈给脚模2的力的大小。电缸1和三轴力传感器与控制器为电连接，控制器控制电缸1进行伸缩，进而实现脚模2的旋转，三轴力传感器将测量结果传递至控制器。三轴力传感器设置于脚模2的内部，三轴力传感器能够承受脚模2施加的压力，三轴力传感器能够同时实现三个方向力的测量，三轴力传感器与脚模2相配合，实现油门踏板的踏板力的测量。采用电缸1控制脚模2进行旋转，通过检测电缸1时的行程，可以实现油门踏板的行程的测量。
如图1至图5所示，底座3包括底板31、设置于底板31上的固定架32以及与固定架32连接且与电缸1转动连接的支座33，支架4与底板31转动连接，脚模2和电缸1位于底板31的上方。底板31为矩形平板，固定架32的一端与底板31固定连接，固定架32的另一端与支座33连接。底板31为水平设置时，固定架32为竖直设置于底板31的顶面上，支座33安装在固定架32的上端，支座33在固定架32上的高度位置可调，固定架32在底板31上的水平位置可调，支架4的旋转中心线位于水平面内，电缸1在底板31的上方为倾斜设置。
作为优选的，支座33通过第一螺栓36与固定架32连接。如图1至图5所述，支座33的一端与电缸1的一端转动连接，电缸1的另一端与脚模2转动连接，支座33的另一端通过第一螺栓36和第一螺母37安装在固定架32上，第一螺栓36的轴线与支架4的旋转中心线相平行，支架4的旋转中心线并与电缸1与脚模2的转动连接点的轴线以及电缸1与支座33的转动连接点的轴线相平行。固定架32上设有让第一螺栓36穿过的第一安装孔34，第一安装孔34为在固定架32上贯穿设置的通孔，第一螺栓36穿过支座33和第一安装孔34，第一螺母37套设于第一螺栓36上且与第一螺栓36为螺纹连接，第一螺母37和支座33分别位于固定架32的一侧，拧紧第一螺母37，可以实现支座33与固定架32的固定连接。
作为优选的，如图1至图5所示，第一安装孔34为腰形孔，支座33与底板31之间的距离可调，第一安装孔34的长度方向与固定架32的长度方向相平行且与支架4的旋转中心线在空间上相垂直，固定架32的长度方向与底板31的顶面相垂直，第一安装孔34的长度大于第一螺栓36的直径。通过沿第一安装孔34的长度方向移动第一螺栓36，调节第一螺栓36的位置，实现支座33与底板31之间的垂直距离的调节，进而可以实现电缸1的倾斜角度的调节，电缸1的上端与支座33转动连接，电缸1的下端与脚模2转动连接。
作为优选的，固定架32通过第二螺栓与底板31连接。如图1至图5所示，底板31上设有让第二螺栓穿过的第二安装孔35，固定架32上设有让第二螺栓穿过的通孔且该通孔为圆孔，固定架32的下端通过第二螺栓和第二螺母安装在底板31上。第二螺栓并设置多个，提高固定架32与底板31连接的稳固性。第二安装孔35为在底板31上沿板厚方向贯穿设置的通孔，第二螺栓穿过固定架32上的通孔和第二安装孔35，第二螺母套设于第二螺栓上且与第二螺栓为螺纹连接，紧第二螺母，可以实现底板31与固定架32的固定连接。
作为优选的，如图1至图5所示，第二安装孔35为腰形孔，固定架32在底板31上的位置可调，固定架32与支架4之间的距离可调，第二安装孔35的长度方向为水平方向且与支架4的旋转中心线在空间上相垂直，第二安装孔35的长度大于第二螺栓的直径。通过沿第二安装孔35的长度方向移动第二螺栓，调节第二螺栓的位置，实现固定架32与底板31上的水平位置的调节，进而实现固定架32与支架4之间的距离的调节，进而可以实现电缸1的倾斜角度的调节。
本发明还提供了一种油门踏板测试方法，采用上述结构的油门踏板测试装置，测试过程中，通过控制电缸1进行伸长，电缸1推动脚模2进行旋转，脚模2踩踏油门踏板，油门踏板反馈力给脚模2，脚模2内的三轴力传感器测量油门踏板反馈给脚模2的力的大小。
本发明的油门踏板测试方法和采用的专用油门踏板测试装置，能自动模拟人体正常坐姿下用脚踩油门踏板的过程，可以同时得到踩踏过程中的实时踏板力、踏板电压、整车的踏板开度等数据，更符合人机工程，更能准确的反应人机踩踏过程的感触。通过踏板力、踏板电压、整车的踏板开度与行程(角度)的关系来进行整车踏板的调教，来提升驾驶舒适度。
本发明的油门踏板测试方法包括如下的步骤：
s1、根据人体脚部穿着的鞋子的鞋底放置在油门踏板上时的初始角度的数值，确定油门踏板测试装置的初始状态，使脚模2的初始角度(脚模2的初始角度是指脚模2在初始位置时与水平面之间的夹角)与鞋底放置在油门踏板上的初始角度一致；
s2、测量油门踏板的行程；
s3、测量油门踏板的踏板力。
在步骤s1中，规定了油门踏板测试装置的初始放置位置，按照正常驾驶时人脚的放置位置进行油门踏板测试装置的放置，油门踏板测试装置放置时脚模2的初始角度与人脚踩踏油门踏板时的初始角度保持一致。
在步骤s2中，根据步骤s1确定了脚模2的初始角度后，记录此时电缸1的行程l1，将油门踏板测试装置放置于车辆驾驶室内，并使脚模2与处于初始位置的油门踏板相接触；然后电缸1伸长，推动脚模2向下进行旋转，脚模2模拟人脚匀速缓慢踩踏油门踏板，直至油门踏板向下旋转至最大角度，记录此时电缸1的行程l2，最后得到油门踏板的总行程l，油门踏板的总行程l＝l2-l1。
在步骤s3中，首先电缸1进行伸长，脚模2模拟人脚匀速缓慢踩踏油门踏板，直至油门踏板向下旋转至最大角度，然后电缸1进行收缩，使得油门踏板匀速缓慢返回至初始位置；在电缸1进行伸缩的过程中，油门踏板反馈力给脚模2，脚模2内的三轴力传感器测量油门踏板反馈给脚模2的力的大小，实现踏板力的测量。
步骤s3可重复操作多次，重复操作次数优选为三次，以满足测量数据的准确性。
本发明的油门踏板测试方法还包括如下的步骤：
s4、数据记录与处理；
油门踏板测试装置模拟人脚踩踏过程中记录踩踏的速度、全程的油门踏板受力、全程油门踏板的电压、全程油门踏板开度，并绘制油门踏板行程(或者角度)与油门踏板受力、油门踏板电压、油门踏板开度的关系图。
s5、数据的分析与踏板性能的调教。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。