本发明涉及汽车零部件测试
技术领域：
，具体涉及一种标定装置及机械转向器的负载检测方法。
背景技术：
：转向器是转向系统中的重要部件，用于增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。转向器按结构形式可分为多种类型，齿轮齿条转向器是最常见的一种转向器，其由于结构简单、成本低廉、转向灵敏且体积小等优点，在汽车上得到广泛应用，齿轮齿条转向器通过带动横拉杆实现汽车的转向，横拉杆主要受拉力和压力。目前在转向器开发中，通过理论计算和分析确定转向器横拉杆的负载，由此获得的理论负载与转向器横拉杆的实际工作负载存在很大差异，因此转向器设计完成后存在不能满足使用需求的问题。技术实现要素：本发明的主要目的是提出一种标定装置及机械转向器的负载检测方法，旨在解决根据转向器横拉杆的理论负载设计转向器，导致转向器不能满足使用需求的问题。为实现上述目的，本发明提出一种标定装置，包括：安装架，包括沿上下方向相对设置的底板和顶板，所述顶板上开设有安装孔，所述底板上设有安装部，所述安装部用以与所述第二连接端连接，以使得所述横拉杆沿上下方向安装至所述安装架；加载件，沿上下方向可活动的安装于所述安装孔，所述加载件的下端设有连接部，所述连接部用以与所述第一连接端连接，以在所述加载件沿上下方向移动时，对所述横拉杆施加拉力或压力，所述加载件上设有力传感器；以及，应变检测组件，包括应变片和检测装置，所述应变片用以安装至所述横拉杆，以在所述横拉杆受到拉力或压力时产生形变，所述检测装置与所述应变片电性连接，以检测所述应变片所发生的形变量。可选地，所述安装孔与所述加载件螺纹连接。可选地，所述底板设有朝上延伸的限位柱，所述限位柱与所述安装孔相对设置，所述限位柱上设有外螺纹，以形成所述安装部，用以与所述第二连接端的螺纹孔连接。可选地，所述标定装置还包括第一连接件，所述第一连接件用以可拆卸连接所述限位柱与所述底板。可选地，所述底板朝上设有第一凸起，所述第一凸起上设有沿水平方向延伸的第一通孔；所述第一连接件包括沿上下方向延伸的固定柱，所述固定柱的下端设有凹槽，所述凹槽用以与所述第一凸起配合，所述凹槽的相对两侧壁均开设有第二通孔，两个所述第二通孔用以与所述第一通孔配合，以通过连接轴连接所述固定柱和所述底板；其中，所述固定柱的上端设有第二凸起，所述第二凸起形成所述限位柱。可选地，所述加载件的下端设有第二连接件，所述第二连接件形成所述连接部，所述第二连接件与所述加载件可拆卸连接。可选地，所述加载件的下端设有连接槽，所述连接槽的相对两侧壁均开设有第一连接孔；所述第二连接件包括安装块，所述安装块具有沿水平方向延伸的第一安装臂、以及自所述第一安装臂的一侧向下延伸形成的第二安装臂，所述第一安装臂设有朝上延伸的连接柱，所述连接柱上设有沿水平方向延伸的第二连接孔，所述第二连接孔用以与两个所述第一连接孔配合，以通过连接件连接所述连接柱和所述加载件，所述第二安装臂上设有沿水平方向延伸的第三连接孔，所述第三连接孔用以与所述第一连接端上的开孔配合，以通过销将所述第一连接端连接至所述第二安装臂。可选地，所述应变片包括工作应变片和补偿应变片，所述工作应变片与所述补偿应变片电性连接。可选地，所述工作应变片设置两个。本发明还提出一种机械转向器的负载检测方法，所述机械转向器包括横拉杆，所述机械转向器的负载检测方法包括以下步骤：提供一如上所述的标定装置；将所述横拉杆安装至所述标定装置；使所述加载件沿上下方向移动，以对所述横拉杆施加拉力或压力；读取所述横拉杆受到拉力或压力时，所述力传感器检测到的受力值以及所述应变片产生的应变量；建立所述受力值和所述应变量之间的理论关系；在所述横拉杆上设置应变片并将所述横拉杆安装至整车，检测所述横拉杆在受到拉力或压力时，所述应变片的实际应变量；根据所述受力值和所述应变量之间的理论关系以及所述实际应变量，计算所述横拉杆的实际受力值。本发明的技术方案中，标定装置包括安装架、加载件和应变检测组件，所述安装架包括沿上下方向相对设置的底板和顶板，所述顶板上开设有安装孔，所述底板上设有安装部，所述安装部与所述第二连接端连接，使所述横拉杆沿上下方向安装在所述安装架上，所述加载件安装于所述安装孔且沿上下方向可移动，所述加载件的下端设有连接部，所述连接部与所述第一连接端连接，所述加载件上设有力传感器；所述应变检测组件包括应变片和检测装置，所述应变片安装在所述横拉杆上，当所述加载件沿上下方向移动时，对所述横拉杆施加拉力或压力，安装在所述横拉杆上的所述应变片在所述横拉杆受到拉力或压力时产生形变，所述检测装置与所述应变片电性连接，可检测所述应变片所发生的形变量。通过所述加载件对所述横拉杆施加不同大小的力，并获取相应力下的应变量，可得到力与应变的关系，在进行转向器的设计时，可根据所述横拉杆的实际应变量计算得到实际负载，并根据实际负载进行转向器的开发设计，以使设计出的转向器能够满足实际使用需求。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示出的结构获得其他的附图。图1为本发明提供的标定装置的一实施例的立体示意图；图2为图1提供的标定装置的部分结构示意图；图3为图1中固定柱的结构示意图；图4为图1中安装块的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100标定装置4应变片1安装架5固定柱11底板51a第二通孔111第一凸起52第二凸起111a第一通孔6安装块12顶板61第一安装臂12a安装孔611连接柱2加载件611a第二连接孔21a第一连接孔62第二安装臂3力传感器62a第三连接孔本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。转向器是转向系中的重要部件，用于增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。转向器按结构形式可分为多种类型，齿轮齿条转向器是最常见的一种转向器，其由于结构简单、成本低廉、转向灵敏且体积小等优点，在汽车上得到广泛应用，齿轮齿条转向器通过带动横拉杆实现汽车的转向，横拉杆主要受拉力和压力。目前在转向器开发中，通过理论计算和分析确定转向器横拉杆的负载，由此获得的理论负载与转向器横拉杆的实际工作负载存在很大差异，因此转向器设计完成后存在不能满足使用需求的问题。鉴于此，本发明提供一种标定装置，通过所述标定装置可获得所述横拉杆的力与应变的关系，然后根据所述横拉杆的实际应变量计算得到所述横拉杆实际负载，并根据实际负载进行转向器的开发设计，以使设计出的转向器能够满足实际使用需求。图1至图4为本发明提供的标定装置的实施例。如图1所示，在本发明提供的标定装置100的一实施例中(以下简称本实施例)，该标定装置100包括安装架1、加载件2和应变检测组件，所述安装架1包括沿上下方向相对设置的底板11和顶板12，所述顶板12上开设有安装孔12a，所述底板11上设有安装部，所述安装部用以与所述第二连接端连接，以使得所述横拉杆沿上下方向安装至所述安装架1；所述加载件2沿上下方向可活动的安装于所述安装孔12a，所述加载件2的下端设有连接部，所述连接部用以与所述第一连接端连接，以在所述加载件2沿上下方向移动时，对所述横拉杆施加拉力或压力，所述加载件2上设有力传感器3；所述应变检测组件包括应变片4和检测装置，所述应变片4用以安装至所述横拉杆，以在所述横拉杆受到拉力或压力时产生形变，所述检测装置与所述应变片4电性连接，以检测所述应变片4所发生的形变量。通过所述标定装置100可测得，不同负载下所述横拉杆的力与应变的关系，以便根据所述横拉杆的实际应变计算得到实际负载。所述标定装置100包括安装架1、加载件2和应变检测组件，所述安装架1包括沿上下方向相对设置的底板11和顶板12，所述顶板12上开设有安装孔12a，所述底板11上设有安装部，所述安装部与所述第二连接端连接，使所述横拉杆沿上下方向安装在所述安装架1上，所述加载件2安装于所述安装孔12a且沿上下方向可移动，所述加载件2的下端设有连接部，所述连接部与所述第一连接端连接，所述加载件2上设有力传感器3；所述应变检测组件包括应变片4和检测装置，所述应变片4安装在所述横拉杆上，当所述加载件2沿上下方向移动时，对所述横拉杆施加拉力或压力，安装在所述横拉杆上的所述应变片4在所述横拉杆受到拉力或压力时产生形变，所述检测装置与所述应变片4电性连接，可检测所述应变片4所发生的形变量。通过所述加载件2对所述横拉杆施加不同大小的力，并获取相应力下的应变量，可得到力与应变的关系，在进行转向器的设计时，可根据所述横拉杆的实际应变量计算得到实际负载，并根据实际负载进行转向器的开发设计，以使设计出的转向器能够满足实际使用需求。所述加载件2安装于所述安装孔12a且沿上下方向可活动设置。具体地，在本实施例中，所述安装孔12a与所述加载件2螺纹连接。通过旋转所述加载件2可使其沿所述安装孔12a上下移动，以对所述横拉杆施加拉力或压力，使安装于所述横拉杆上的所述应变片4产生形变，进而获得力与应变的关系，在测得所述横拉杆的实际应变量后，根据力与应变的关系可计算得到所述横拉杆实际负载。所述底板11上设有用以与所述第二连接端连接的所述安装部，以将所述横拉杆沿上下方向安装于所述安装架1。在本实施例中，如图1和图2所示，所述底板11设有朝上延伸的限位柱，所述限位柱与所述安装孔12a相对设置，所述限位柱上设有外螺纹，以形成所述安装部，用以与所述第二连接端的螺纹孔连接。在所述底板11上设置所述限位柱，所述限位柱上设有外螺纹，通过所述限位柱与所述第二连接端的螺纹孔配合，以将所述横拉杆安装在所述安装架1上，通过所述标定装置100获得所述横拉杆受力时力与应变的关系。所述限位柱设于所述底板11，用以安装所述横拉杆，所述限位柱与所述底板11的具体连接方式不作限制，可以是固定连接，也可以是活动连接。在本实施例中，如图1所示，所述标定装置100还包括第一连接件，所述第一连接件用以可拆卸连接所述限位柱与所述底板11。通过所述第一连接件将所述限位柱安装在所述底板11上，以使所述限位柱与所述底板11可拆卸连接。可根据所述横拉杆的尺寸设计相应尺寸的所述限位柱，通过更换不同尺寸的所述限位柱，可将不同尺寸的所述横拉杆安装在所述安装架上进行检测，提高所述标定装置100的使用范围，减少成本投入。具体地，在本实施例中，如图2和图3所示，所述底板11朝上设有第一凸起111，所述第一凸起111上设有沿水平方向延伸的第一通孔111a；所述第一连接件包括沿上下方向延伸的固定柱5，所述固定柱5的下端设有凹槽，所述凹槽用以与所述第一凸起111配合，所述凹槽的相对两侧壁均开设有第二通孔51a，两个所述第二通孔51a用以与所述第一通孔111a配合，以通过连接轴连接所述固定柱5和所述底板11；其中，所述固定柱5的上端设有第二凸起52，所述第二凸起52形成所述限位柱。通过在所述固定柱5的下端设置所述凹槽，所述凹槽的相对两侧壁均开设所述第二通孔51a，在所述固定柱5的上端设置所述第二凸起52，以形成所述限位柱，所述横拉杆的所述第二端与所述第二凸起52配合，以使所述横拉杆安装在所述安装架1上，在所述底板11上设置所述第一凸起111，所述第一凸起111上设置所述第一通孔111a，当所述凹槽与所述第一凸起111配合时，两个所述第二通孔51a与所述第一通孔111a配合并安装连接轴，使所述固定柱5和所述底板11连接，以使所述第一连接件可拆卸安装在所述底板11上，更换所述第一连接件，可将不同尺寸的所述横拉杆安装在所述安装加上进行检测，提高所述标定装置100的使用率。所述加载件2的下端设有所述连接部，通过所述连接部将所述横拉杆与所述加载件2连接。在本实施例中，如图1所示，所述加载件2的下端设有第二连接件，所述第二连接件形成所述连接部，所述第二连接件与所述加载件2可拆卸连接。在所述加载件2的下端设置所述第二连接件，通过所述第二连接件与所述横拉杆的所述第一端连接，以使所述加载件2可对所述横拉杆施加拉力；所述第二连接件与所述加载件2可拆卸连接，可根据所述横拉杆的尺寸设计相应的所述第二连接件，通过更换所述第二连接件，可将不同尺寸的所述横拉杆与所述加载件2连接，提高所述标定装置100的使用范围。当所述加载件2对所述横拉杆施加拉力或压力时，所述第二连接件将力传递给所述横拉杆且不改变力的方向，得到的力与应变的关系更可靠。具体地，在本实施例中，如图1和图4所示，所述加载件2的下端设有连接槽，所述连接槽的相对两侧壁均开设有第一连接孔21a；所述第二连接件包括安装块6，所述安装块6具有沿水平方向延伸的第一安装臂61、以及自所述第一安装臂61的一侧向下延伸形成的第二安装臂62，所述第一安装臂61设有朝上延伸的连接柱611，所述连接柱611上设有沿水平方向延伸的第二连接孔611a，所述第二连接孔611a用以与两个所述第一连接孔21a配合，以通过连接件连接所述连接柱611和所述加载件2，所述第二安装臂62上设有沿水平方向延伸的第三连接孔62a，所述第三连接孔62a用以与所述第一连接端上的开孔配合，以通过销将所述第一连接端连接至所述第二安装臂62。所述加载件2的下端设置所述所述连接槽的相对两侧壁均开设置所述第一连接孔21a，所述安装块6具有所述第连接槽一安装臂和所述第二安装臂62，在所述第一安装臂61设置所述连接柱611，所述连接柱611上设有沿水平方向延伸的第二连接孔611a，当所述连接槽与所述连接柱611配合时，两个所述第一连接孔21a与所述第二连接孔611a孔配合并安装连接件，使所述固定柱5和所述加载件2连接，以使所述第二连接件与所述加载件2可拆卸连接；所述第二安装臂62上设有所述第三连接孔62a，所述第三连接孔62a与所述第一连接端上的开孔配合，通过销将所述第一连接端连接至所述第二安装臂62。通过更换所述第二连接件，可将不同尺寸的所述横拉杆与所述加载件2连接，以在所述标定装置100上进行检测，提高所述标定装置100的使用率。在所述横拉杆上贴设所述应变片4，当所述横拉杆受拉力或压力时，所述应变片4发生形变其电阻值相应的发生变化，所述标定装置100可将电阻值转换为应变值，并根据所述横拉杆的受力值得到力与应变的关系。在本实施例中，如图1所示，所述应变片4包括工作应变片和补偿应变片，所述工作应变片与所述补偿应变片电性连接。由于温度会对所述应变片的阻值产生影响，为使检测数据更为可靠，在所述横拉杆上设置所述工作应变片和所述补偿应变片，所述工作应变片与所述补偿应变片电性连接形成桥路。当所述横拉杆受拉力或压力时，所述工作应变片和所述补偿应变片产生形变相应的电阻值会发生变化，所述补偿应变片可进行温度补偿，以减少温度对电阻值的影响，以使根据所述应变片获得的应变值与所述横拉杆的实际应变值一致，使检测数据更为可靠。在本发明的另一实施例中，所述工作应变片4设置两个。在所述横拉杆上设置两个所述工作应变片4，两个所述工作应变片4设于所述横拉杆一侧，其中一个所述工作应变片4沿所述横拉杆的长度方向设置，另一个所述工作应变片4沿所述横拉杆的宽度方向设置，两个所述工作应变片4串联形成桥路。通过设置两个所述应变片4，以使测得的应变数据更准确。在本发明的另一些实施例中，当所述应变片4包括所述工作应变片和所述补偿应变片时，优选为所述工作应变片和补偿应变片均设置两个，且两个所述工作应变片与两个所述补偿应变片一一对应设置。基于上述提供的标定装置100，本发明还提出一种机械转向器的负载检测方法，所述机械转向器包括横拉杆，所述机械转向器的负载检测方法包括以下步骤：步骤s10、将所述横拉杆安装至所述标定装置100，所述标定装置100的具体结构参照上述实施例；步骤s20、使所述加载件2沿上下方向移动，以对所述横拉杆施加拉力或压力；步骤s30、读取所述横拉杆受到拉力或压力时，所述力传感器3检测到的受力值以及所述应变片4产生的应变量；步骤s40、建立所述受力值和所述应变量之间的理论关系；步骤s50、在所述横拉杆上设置所述应变片4并将所述横拉杆安装至整车，检测所述横拉杆在受到拉力或压力时，所述应变片4的实际应变量；步骤s60、根据所述受力值和所述应变量之间的理论关系以及所述实际应变量，计算所述横拉杆的实际受力值。所述机械转向器在进行负载检测时，先将设有所述应变片4的所述横拉杆安装在所述标定装置100上，然后旋转所述加载件2使其上下移动，对所述横拉杆施加拉力或压力，接着读取所述力传感器3检测到的受力值以及所述应变片4产生的应变量，并建立所述受力值和所述应变量之间的理论关系，其次在所述横拉杆上设置应变片4并将所述横拉杆安装至整车，检测不同工况下所述横拉杆在受到拉力或压力时，所述应变片4的实际应变量，最后根据所述受力值和所述应变量之间的理论关系以及所述实际应变量，计算所述横拉杆的实际受力值。在将所述横拉杆安装在标定装置后，可先对所述应变片4形成的桥路阻值、所述标定装置100的回路阻值进行校验，判断桥路阻值、回路阻值是否正常，以保证检测数据的准确性，同样地，所述横拉杆安装安装至整车后也可进行桥路阻值和回路阻值的校验。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种标定装置，用于机械转向器的负载检测，所述机械转向器包括横拉杆，所述横拉杆具有第一连接端和第二连接端，其特征在于，所述标定装置包括：
安装架，包括沿上下方向相对设置的底板和顶板，所述顶板上开设有安装孔，所述底板上设有安装部，所述安装部用以与所述第二连接端连接，以使得所述横拉杆沿上下方向安装至所述安装架；
加载件，沿上下方向可活动的安装于所述安装孔，所述加载件的下端设有连接部，所述连接部用以与所述第一连接端连接，以在所述加载件沿上下方向移动时，对所述横拉杆施加拉力或压力，所述加载件上设有力传感器；以及，
应变检测组件，包括应变片和检测装置，所述应变片用以安装至所述横拉杆，以在所述横拉杆受到拉力或压力时产生形变，所述检测装置与所述应变片电性连接，以检测所述应变片所发生的形变量。
2.如权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述安装孔与所述加载件螺纹连接。
3.如权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述底板设有朝上延伸的限位柱，所述限位柱与所述安装孔相对设置，所述限位柱上设有外螺纹，以形成所述安装部，用以与所述第二连接端的螺纹孔连接。
4.如权利要求3所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置还包括第一连接件，所述第一连接件用以可拆卸连接所述限位柱与所述底板。
5.如权利要求4所述的标定装置，其特征在于，所述底板朝上设有第一凸起，所述第一凸起上设有沿水平方向延伸的第一通孔；
所述第一连接件包括沿上下方向延伸的固定柱，所述固定柱的下端设有凹槽，所述凹槽用以与所述第一凸起配合，所述凹槽的相对两侧壁均开设有第二通孔，两个所述第二通孔用以与所述第一通孔配合，以通过连接轴连接所述固定柱和所述底板；
其中，所述固定柱的上端设有第二凸起，所述第二凸起形成所述限位柱。
6.如权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述加载件的下端设有第二连接件，所述第二连接件形成所述连接部，所述第二连接件与所述加载件可拆卸连接。
7.如权利要求6所述的标定装置，其特征在于，所述加载件的下端设有连接槽，所述连接槽的相对两侧壁均开设有第一连接孔；
所述第二连接件包括安装块，所述安装块具有沿水平方向延伸的第一安装臂、以及自所述第一安装臂的一侧向下延伸形成的第二安装臂，所述第一安装臂设有朝上延伸的连接柱，所述连接柱上设有沿水平方向延伸的第二连接孔，所述第二连接孔用以与两个所述第一连接孔配合，以通过连接件连接所述连接柱和所述加载件，所述第二安装臂上设有沿水平方向延伸的第三连接孔，所述第三连接孔用以与所述第一连接端上的开孔配合，以通过销将所述第一连接端连接至所述第二安装臂。
8.如权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述应变片包括工作应变片和补偿应变片，所述工作应变片与所述补偿应变片电性连接。
9.如权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述工作应变片设置两个。
10.一种机械转向器的负载检测方法，所述机械转向器包括横拉杆，其特征在于，所述机械转向器的负载检测方法包括以下步骤：
提供一如权利要求1至9任意一项所述的标定装置；
将所述横拉杆安装至所述标定装置；
使所述加载件沿上下方向移动，以对所述横拉杆施加拉力或压力；
读取所述横拉杆受到拉力或压力时，所述力传感器检测到的受力值以及所述应变片产生的应变量；
建立所述受力值和所述应变量之间的理论关系；
在所述横拉杆上设置所述应变片并将所述横拉杆安装至整车，检测所述横拉杆在受到拉力或压力时，所述应变片的实际应变量；
根据所述受力值和所述应变量之间的理论关系以及所述实际应变量，计算所述横拉杆的实际受力值。
技术总结本发明公开一种标定装置以及机械转向器的负载检测方法，标定装置包括安装架、加载件和应变检测组件，安装架包括沿上下方向相对设置的底板和顶板，顶板上开设有安装孔，底板上设有安装部，安装部用以与横拉杆的第二连接端连接；加载件沿上下方向可活动的安装于安装孔，加载件的下端设有连接部，连接部用以与横拉杆的第一连接端连接，加载件上设有力传感器；应变检测组件包括应变片和检测装置，应变片用以安装至横拉杆，以在横拉杆受到拉力或压力时产生形变，检测装置与所述应变片电性连接，以检测应变片所发生的形变量。本发明提供的标定装置，旨在解决根据转向器横拉杆的理论负载设计转向器，导致转向器不能满足使用需求的问题。
技术研发人员：陈双红;闵磊;山琛琛;吴允久
受保护的技术使用者：安徽江淮汽车集团股份有限公司
技术研发日：2021.04.30
技术公布日：2021.08.03
