测量转向管柱溃缩力的装置及方法与流程

1.本发明涉及转向管柱测试技术领域，具体涉及一种测量转向管柱溃缩力的装置及方法。


背景技术：

2.如图8所示，现有转向管柱溃缩力的测量方法为，在转向管柱与方向盘之间加入三轴向力传感器，再发射半身假人冲击方向盘，由此采集三轴向力传感器数据，得出管柱溃缩力。此种测试方式由于改变了管柱的受力结构，测试结构与实际情况存在差异。
3.因此，有必要开发一种测量转向管柱溃缩力的装置及方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种测量转向管柱溃缩力的装置及方法，以提高测试结果的准确性。
5.本发明所述的一种测量转向管柱溃缩力的装置，包括基座、轴向力传感器、拉块、锁扣和拉绳；所述基座包括底板、立柱和滑块；所述立柱包括底座，以及下端与底座定位连接的立板；所述底座上在位于立板的左右两侧分别设有沿前后延伸的第一条形槽，所述立板的左右两边分别设有沿上下延伸的第二条形槽；所述底板的左右两边均设有能插入对应侧的第一条形槽的第一螺栓，所述立柱能相对于底板前后滑动；所述滑块的左右两边均设有能插入对应侧的第二条形槽的第二螺栓，所述滑块能相对立柱上下滑动；所述三轴向力传感器固定安装在滑块上；所述拉块固定安装在三轴向力传感器上；所述锁扣用于固定安装在半身假人上；所述拉绳的一端与拉块连接，拉绳的另一端与锁扣连接。
6.可选地，所述底板的左右两边均间隔设有两个第一螺栓。
7.可选地，所述滑块的左右两边均间隔设有两个第二螺栓。
8.可选地，所述三轴向力传感器为圆形结构，分为内外两圈，其中，外圈设有四个第一通孔，内圈设有四个第一螺纹孔；所述滑块上开设有四个第二螺纹孔，四个第二螺纹孔与四个第一通孔一一对应，所述三轴向力传感器通过四个第二螺纹孔、四个第一通孔固定安装在滑块上；所述拉块上开设有四个第二通孔，四个第二通孔和四个第一螺纹孔一一对应，所述拉块通过四个第二通孔和四个第一螺纹孔固定安装在三轴向力传感器上。
9.可选地，所述拉块在远离三轴向力传感器的一侧设有空心圆柱，所述空心圆柱上开设有第三螺纹孔。
10.可选地，所述锁扣具有第一端和第二端，所述第一端为圆环，所述第二端为螺纹杆，锁扣通过螺纹杆安装在半身假人上。
11.可选地，所述底板与立柱之间设有加强筋。
12.本发明所述的一种测量转向管柱溃缩力的方法，采用如本发明所述的测量转向管柱溃缩力的装置，其方法包括以下步骤：第一步，将测量转向管柱溃缩力的装置安装在已安装在转向管柱上的方向盘中心垂面的正前方；将加速度传感器安装在半身假人的质心背面位置，将半身假人安装在发射器上；调整滑块的高度，使三轴向力传感器的中心线与半身假人的基准线处于同一水平线，然后固定好滑块；将锁扣安装在半身假人的背部，使锁扣与滑块位于同一水平线上；第二步，开始测试，通过发射器推出半身假人，当半身假人刚接触方向盘时，拉绳绷直，直至转向管柱溃缩完毕；测试过程中，通过三轴向力传感器测量所述拉绳的拉力；通过加速度传感器测量半身假人的加速度；第三步，通过拉绳的拉力和半身假人的加速度计算出转向管柱的溃缩力。
13.本实施例中，所述转向管柱的溃缩力的计算方法如下：转向管柱的溃缩力=半身假人的冲击力-拉绳的拉力；半身假人的冲击力=半身假人的加速度乘以半身假人的质量。
14.本发明具有以下优点：本装置相比较现有技术的优势在于不将三轴向力传感器安装在方向盘与转向管柱之间，而是通过测量其他相关量换算得出，避免了改变转向管柱的受力结构，与现有方法得出的结果相比，本方法测试的结果更加准确。
附图说明
15.图1为本实施例中基座的结构示意图；图2为本实施例中三轴向力传感器的结构示意图；图3为本实施例中拉块示的结构意图；图4为本实施例中锁扣的结构示意图；图5为本实施例中基座、三轴向力传感器、拉块组装示意图；图6为本实施例中试验组装完成示意图；图7为本实施例中试验过程中半身假人接刚触方向盘侧示意图；图8为现有管柱溃缩力测试示意图；图中：1、底板，2、立柱，3、滑块，4、第一螺栓，5、第一条形槽，6、第二条形槽，7、加强筋，8、第二螺纹孔，9、第二螺栓，10、三轴向力传感器，11、第一通孔，12、第一螺纹孔，13、拉块，14、第二通孔，15、空心圆柱，16、第三螺纹孔，17、锁扣，18、螺纹杆，19、拉绳，20、发射器，21、半身假人，22、方向盘，23、转向管柱，24、加速度传感器，25、底座，26、立板，27、第四螺栓，28，第三螺栓。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明作进一步说明。
17.如图1和图5所示，本实施例中，一种测量转向管柱溃缩力的装置，包括基座、轴向力传感器10、拉块13、锁扣17和拉绳19；所述基座包括底板1、立柱2和滑块3；所述立柱2包括底座25，以及下端与底座25定位连接的立板26；所述底座25上在位于立板26的左右两侧分别设有沿前后延伸的第一条形槽5，所述立板26的左右两边分别设有沿上下延伸的第二条
形槽6；所述底板1的左右两边均设有能插入对应侧的第一条形槽5的第一螺栓4，所述立柱2能相对于底板1前后滑动；所述滑块3的左右两边均设有能插入对应侧的第二条形槽6的第二螺栓9，所述滑块3能相对立柱2上下滑动。所述三轴向力传感器10固定安装在滑块3上。所述拉块13固定安装在三轴向力传感器10上。所述锁扣17用于固定安装在半身假人21上。所述拉绳19的一端与拉块13连接，拉绳19的另一端与锁扣17连接。
18.本实施例中，所述底板1为方形金属板，底板1的左右两边均间隔设有两个第一螺栓4。
19.本实施例中，所述滑块3的左右两边均间隔设有两个第二螺栓9。
20.本实施例中，所述三轴向力传感器10为圆形结构，分为内外两圈，其中，外圈设有四个第一通孔11，内圈设有四个第一螺纹孔12。 所述滑块3上开设有四个第二螺纹孔8，四个第二螺纹孔8与四个第一通孔11一一对应，所述三轴向力传感器10通过四个第二螺纹孔8、四个第一通孔11固定安装在滑块3上。所述拉块13上开设有四个第二通孔14，四个第二通孔14和四个第一螺纹孔12一一对应，所述拉块13通过四个第二通孔14和四个第一螺纹孔12固定安装在三轴向力传感器10上。
21.本实施例中，所述拉块13在远离三轴向力传感器10的一侧设有空心圆柱15，所述空心圆柱15上开设有第三螺纹孔16。拉块13为金属材料制成。
22.本实施例中，所述锁扣17具有第一端和第二端，所述第一端为圆环，所述第二端为螺纹杆18，锁扣17通过螺纹杆18安装在半身假人21上。锁扣17的材料为金属。
23.本实施例中，所述底板1与立柱2之间设有加强筋7。
24.如图6和图7所示，本实施例中，一种测量转向管柱溃缩力的方法，采用如本实施例中所述的测量转向管柱溃缩力的装置，其方法包括以下步骤：第一步，将测量转向管柱溃缩力的装置安装在已安装在转向管柱23上的方向盘22中心垂面的正前方；将加速度传感器24安装在半身假人21的质心背面位置，将半身假人21安装在发射器20上；调整滑块3的高度，使三轴向力传感器10的中心线与半身假人21的基准线处于同一水平线，然后固定好滑块3；将锁扣17安装在半身假人21的背部，使锁扣17与滑块3位于同一水平线上。
25.本实施例中，测试前，装置的具体安装步骤如下：s11，在已安装固定在转向管柱23上的方向盘22中心垂面正前方安装固定基座1；s12，将滑块3与三轴向力传感器10通过第三螺栓28相连接，调整滑块3的垂直高度，使三轴向力传感器10的中心线与安装在发射器20上的半身假人21的基准线处于同一水平线，然后在四个第二螺栓9上拧入螺母，使基座中滑块3与立柱2固定。
26.s13，将拉块13通过第三螺栓28插入第二通孔14拧入第一螺纹孔12与三轴向力传感器10相连接。
27.s14，将拉绳19的一端伸入拉块13上的空心圆柱15中，再将第四螺栓27拧入第三螺纹孔16，压紧拉绳19，使之与拉块13固定。
28.s15，将锁扣17的螺纹杆18拧入半身假人21的背部（基准线对应处），再将拉绳19的另一端穿入锁扣17的圆环系紧。
29.s16，取下发射器20上的半身假人21，前移至刚好接触方向盘22，再前后滑动基座中的立柱2与底板1，至拉绳19刚好处于绷直状态时，在四个第一螺栓4上拧入螺母，使基座
中的立柱2与底板1固定。
30.s17，在半身假人21的质心背面位置安装加速度传感器24。
31.第二步，开始测试，通过发射器20推出半身假人21，当半身假人21刚接触方向盘22时，拉绳19绷直，直至转向管柱23溃缩完毕。半身假人21姿态由于拉绳19与方向盘22的相互作用基本处于竖直状态，因此，转向管柱23的溃缩力加拉绳19的拉力等于半身假人21的冲击力。测试过程中，通过三轴向力传感器10测量所述拉绳19的拉力；通过加速度传感器24测量半身假人21的加速度。
32.第三步，通过拉绳19的拉力和半身假人21的加速度计算出转向管柱23的溃缩力，具体为：所述转向管柱23的溃缩力的计算方法如下：转向管柱的溃缩力=半身假人的冲击力-拉绳的拉力；半身假人的冲击力=半身假人的加速度乘以半身假人的质量。