車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測試機構的製作方法

2023-05-19 06:18:51 1

專利名稱：車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測試機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輪驅動軸與轉向軸傳動的測試機構。
背景技術：
由於某些作業場所對車輪質量各部件外形尺寸的限制，需對車輪的驅 動軸、轉向軸非正交布置於輪體內部，能夠有效減小移動機器車輪及轉向 裝置所佔的空間，使其結構更加緊湊。而驅動軸與轉向軸非正交傳動車輪 的轉向力矩理論計算尚不成熟，只能在實驗測試的基礎上修正轉向驅動力 矩的計算模型，因此，需要測量驅動軸與轉向軸非正交傳動車輪的轉向力 矩。 '

發明內容
本發明的目的是提供一種車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測試機 構，以解決目前為止無法對車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動車輪進行實驗 分析和驗證的問題。
本發明為解決上述技術問題採取的技術方案是本發明的測試機構包 括驅動裝置和軟軸，所述測試機構還包括角度調整機構；所述驅動裝置由 裝有驅動電機的減速器、扭矩傳感器外套、軸承、扭矩傳感器和軟軸接頭 組成；所述角度調整機構由支撐座、車輪轉向軸承座、第一牙嵌分度器、 第二牙嵌分度器、車輪旋轉壓蓋接盤、車輪轉向軸、車輪轉向壓蓋接盤和 轉動軸承組成；所述裝有驅動電機的減速器的輸出端與扭矩傳感器的一端 傳動連接，扭矩傳感器的另一端裝在扭矩傳感器外套內且與軟軸接頭的一 端固接，軟軸的一端固裝在軟軸接頭內，軟軸接頭與扭矩傳感器外套之間 裝有軸承，軟軸的另一端固裝在車輪轉向壓蓋接盤內，車輪轉向壓蓋接盤 裝在車輪轉向軸承座內，車輪轉向壓蓋接盤與車輪轉向軸的一端固接，車 輪轉向壓蓋接盤與車輪轉向軸承座之間裝有轉動軸承並通過裝在車輪轉 向軸承座一端上的車輪旋轉壓蓋接盤軸向定位，車輪轉向軸承座的一端插 裝在支撐座內，車輪轉向軸承座和支撐座分別與第一牙嵌分度器連接，車
5輪轉向軸的另一端通過第二牙嵌分度器與車輪驅動軸連接。
本發明的有益效果是 一、本發明通過牙嵌分度器上的第一固定齒盤 固定在支撐座上，支撐座和支架的右支撐板相接。第一固定齒盤與第一中 間盤齒相嚙合(齒數均為20個)，第一旋轉齒盤與第一中間齒盤嚙合(齒 數均為18個)，這樣當第一鎖緊螺母鬆開的時候，第一中間齒盤相對於第 一固定齒盤按一定方向旋轉一個齒，就旋轉18°，那麼第一旋轉齒盤相對 於第一中間齒盤反方向旋轉一個齒，就旋轉了 20°, 二者相減，則第一旋 轉齒盤相對於第一固定齒盤剛好旋轉了 2° (通過三種齒盤上的齒數不同可 以實現分度精度為1°)。而由於第一旋轉齒盤和第一長軸固接，第一長軸 又通過第一彈簧銷釘與支撐座連接，所以最終結果是導致車輪轉向軸相對 角度的變化。由於改變車輪驅動軸與車輪轉向軸的角度調整機構內含有兩 個牙嵌分度器，兩者的作用是可使車輪軸線平行於支架的下底座。二、本 發明具有結構簡單、工作可靠、整體協調性和整體穩定性好，可以實現車 輪驅動軸與轉向軸在不同角度下的非正交傳動的測試實驗。


圖l是本發明的整體結構示意圖，圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3是 圖1的B-B剖視圖，圖4是圖1的C部放大圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結合圖1 圖4說明本實施方式，本實施方式的測試 機構包括支架1、驅動裝置2和軟軸3，所述測試機構還包括角度調整機 構4;所述支架1由上壓板1-1、兩個支架螺栓1-2、兩個導向軸1-3、兩 個導向套筒1-4、固定支架1-5、下壓板1-6、力傳感器1-7和下底座1-8 組成；所述驅動裝置2由裝有驅動電機的減速器2-1、扭矩傳感器外套2-2、 軸承2-3、扭矩傳感器2-4和軟軸接頭2-5組成；所述角度調整機構4由支 撐座4-1、車輪轉向軸承座4-2、第一牙嵌分度器4-3、第二牙嵌分度器4-7、 車輪旋轉壓蓋接盤4-6、車輪轉向軸4-5、車輪轉向壓蓋接盤4-4和轉動軸 承4-8組成；所述兩個導向套筒1-4固裝在固定支架1-5上，每個導向套 筒1-4內各裝有一個導向軸1-3，導向軸1-3的上端插裝在上壓板1-1的凹 槽內，導向軸1-3的下端穿過下壓板1-6並通過裝在其上的螺母與下壓板
61- 6固接，導向軸1-3的上端通過裝在其內的支架螺栓1-2與上壓板1-1固 接，所述壓力傳感器1-7的上端面與下壓板1-6的下端面固接，所述力傳 感器1-7的下端面與下底座1-8的上端面固接，這樣可以知導施加在上壓 板l-l上的力的大小，並保證支架1沿垂直方向運動；所述驅動裝置2設 置在支架1的下面，所述扭矩傳感器外套2-2通過螺釘固定在下底座1-8 的左支撐板1-8-1上，所述裝有驅動電機的減速器2-1的輸出端與扭矩傳 感器2_4的一端傳動連接，扭矩傳感器2-4的另一端裝在扭矩傳感器外套
2- 2內且與軟軸接頭2-5的一端固接，軟軸3的一端固裝在軟軸接頭2-5內， 實現軟軸3的轉動，同時可以檢測扭矩的大小；軟軸接頭2-5與扭矩傳感 器外套2-2之間裝有軸承2-3，軟軸3的另一端固裝在車輪轉向壓蓋接盤 4-4內，車輪轉向壓蓋接盤4-4裝在車輪轉向軸承座4-2內，車輪轉向壓蓋 接盤4-4與車輪轉向軸4-5的一端固接，車輪轉向壓蓋接盤4-4與車輪轉 向軸承座4-2之間裝有轉動軸承4-8並通過裝在車輪轉向軸承座4-2 —端 上的車輪旋轉壓蓋接盤4-6軸向定位，車輪轉向壓蓋接盤4-4和車輪轉向 軸4-5通過轉動軸承4-8在車輪轉向軸承座4-2內實現旋轉，車輪轉向軸 承座4-2的一端插裝在支撐座4-1內，車輪轉向軸承座4-2和支撐座4-1分 別與第一牙嵌分度器4-3連接，支撐座4-1與下底座1-8的右支撐板1-8-2 固接，車輪轉向軸4-5的另一端通過第二牙嵌分度器4-7與車輪驅動軸5-1 連接，車輪驅動軸5-1通過車輪旋轉連接座5-2與車輪5-3連接，可以實 現車輪5-3沿車輪驅動軸5-1的軸向移動，位置確定以後並通過車輪旋轉 調整螺母鎖緊。
具體實施方式
二結合圖l和圖2說明本實施方式，本實施方式的第 一牙嵌分度器4-3由第一短軸4-3-1、第一長軸4-3-2、第一固定齒盤4-3-3、 第一中間齒盤4-3-4、第一旋轉齒盤4-3-5、兩個第一彈性圓柱銷4-3-6和 第一鎖緊螺母4-3-7組成；所述第一短軸4-3-1和第一長軸4-3-2分別通過 第一彈性圓柱銷4-3-6與車輪轉向軸承座4-2連接，所述第一固定齒盤 4-3-3、第一中間齒盤4-3-4和第一旋轉齒盤4-3-5依次裝在第一長軸4-3-2 上，且第一固定齒盤4-3-3與支撐座4-1固接，第一固定齒盤4-3-3與第一 中間齒盤4-3-4相鄰一側端面的外圓周上均布加工有齒，第一中間齒盤
74-3-4的兩個端面的外圓周上分別均布加工有齒，第一旋轉齒盤4-3-5與第 一中間齒盤4-3-4相鄰一側端面的外圓周上均布加工有齒，第一固定齒盤 4-3-3上的齒數與第一中間齒盤4-3-4相鄰一側端面上的齒數相等，第一旋 轉齒盤4-3-5上的齒數與第一中間齒盤4-3-4相鄰一側端面上的齒數相等， 且第一中間齒盤4-3-4與第~7固定齒盤4-3-3相鄰一側端面上的齒數大於第 一中間齒盤4-3-4與第一旋轉齒盤4-3-5相鄰一側端面上的齒數，第一旋轉 盤4-3-5與第一長軸4-3-2通過鍵連接，第一旋轉盤4-3-5外側的第一長軸 4-3-2上裝有第一鎖緊螺母4-3-7。如此設置，可實現分度精度為1。。其它 與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式的第一固定齒盤4-3-3上的齒數與第一 中間齒盤4-3-4相鄰一側端面上的齒數均為20個。其它與具體實施方式
一 或二相同。
具體實施方式
四本實施方式的第一旋轉齒盤4-3-5上的齒數與第一 中間齒盤4-3-4相鄰一側端面上的齒數均為18個。其它與具體實施方式
二 或三相同。
具體實施方式
五結合圖l和圖3說明本實施方式，本實施方式的第 二牙嵌分度器4-7由第二長軸4-7-2、第二固定齒盤4-7-3、第二中間齒盤 4-7-4、第二旋轉齒盤4-7-5、第二彈性圓柱銷4-7-6和第二鎖緊螺母4-7-7 組成；所述車輪驅動軸5-1的一端插裝在車輪轉向軸4-5的插槽內，所述 第二長軸4-7-2的一端穿過車輪轉向軸4-5和車輪驅動軸5-1露在外面，第 二長軸4-7-2通過第二彈性圓柱銷4-7-6與車輪驅動軸5-1連接，露在外面 的第二長軸4-7-2上依次裝有第二固定齒盤4-7-3、第二中間齒盤4-7-4和 第二旋轉齒盤4-7-5，所述第二固定齒盤4-7-3與車輪轉向軸4-5固接，第 二固定齒盤4-7-3與第二中間齒盤4-7-4相鄰一側端面的外圓周上均布加工 有齒，第二中間齒盤4-7-4的兩個端面的外圓周上分別均布加工有齒，第 二旋轉齒盤4-7-5與第二中間齒盤4-7-4相鄰一側端面的外圓周上均布加工 有齒，第二固定齒盤4-7-3上的齒數與第二中間齒盤4-7-4相鄰一側端面上 的齒數相等，第二旋轉齒盤4-7-5上的齒數與第二中間齒盤4-7-4相鄰一側 端面上的齒數相等，且第二中間齒盤4-7-4與第二固定齒盤4-7-3相鄰一側
8端面上的齒數大於第二中間齒盤4-7-4與第二旋轉齒盤4-7-5相鄰一側端面 上的齒數，第二旋轉盤4-7-5與第二長軸4-7-2通過鍵連接，第二旋轉盤 4-7-5外側的第二長軸4-7-2上裝有第二鎖緊螺母4-7-7。如此設置，可實 現分度精度為1°。其它與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
六本實施方式的第二固定齒盤4-7-3上的齒數與第二 中間齒盤4-7-4相鄰一側端面上的齒數均為20個。其它與具體實施方式
五 相同。
具體實施方式
七本實施方式的第二旋轉齒盤4-7-5上的齒數與第二 中間齒盤4-7-4相鄰一側端面上的齒數均為18個。其它與具體實施方式
五 相同。
具體實施方式
八結合圖l和圖4說明本實施方式，本實施方式的車 輪轉向軸4-5與X軸(支撐座4-l)之間的夾角180°〉a〉90。，車輪轉向 軸4-5與車輪驅動軸5-1之間的夾角180°〉P>90。，且車輪轉向軸4-5與X 軸(支撐座4-1)之間的夾角a等於車輪轉向軸4-5與車輪驅動軸5-1之間 的夾角(3。如此設置，可保證車輪驅動軸5-1和下底座1-8平行，也就是車 輪驅動軸5-4和車體底座平行。其它與具體實施方式
五相同。
工作原理是由於該測試機構引入兩個牙嵌分度器，在需要保證支撐
座4-1與車輪轉向軸4-5之間的夾角等於車輪轉向軸4-5與車輪驅動軸5-1 之間的夾角的情況下，當需要調整車輪驅動軸5-1與車輪轉向軸4-5的角 度時，可以旋開第一牙嵌分度器4-3，轉動一起繞第一長軸4-3-2旋轉的第 一中間齒盤4-3-4和第一旋轉齒盤4-3-5，然後，在逆向轉動第一旋轉齒盤 4_3-5，可以實現分度。由驅動電機傳遞扭矩，扭矩傳感器2-4將扭矩傳遞 到軟軸3，再經由軟軸3傳遞到車輪轉向軸4-5，從而驅動與車輪聯接座聯 接的車輪進行轉向。通過調節兩個牙嵌分度器，可以調節車輪轉向軸4-5 和車輪距離調整座，也就是車輪驅動軸5-1之間的角度，從而測量出不同 角度下的轉向力矩。
9
權利要求
1、車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測試機構，所述測試機構包括驅動裝置(2)和軟軸(3)，其特徵在於所述測試機構還包括角度調整機構(4)；所述驅動裝置(2)由裝有驅動電機的減速器(2-1)、扭矩傳感器外套(2-2)、軸承(2-3)、扭矩傳感器(2-4)和軟軸接頭(2-5)組成；所述角度調整機構(4)由支撐座(4-1)、車輪轉向軸承座(4-2)、第一牙嵌分度器(4-3)、第二牙嵌分度器(4-7)、車輪旋轉壓蓋接盤(4-6)、車輪轉向軸(4-5)、車輪轉向壓蓋接盤(4-4)和轉動軸承(4-8)組成；所述裝有驅動電機的減速器(2-1)的輸出端與扭矩傳感器(2-4)的一端傳動連接，扭矩傳感器(2-4)的另一端裝在扭矩傳感器外套(2-2)內且與軟軸接頭(2-5)的一端固接，軟軸(3)的一端固裝在軟軸接頭(2-5)內，軟軸接頭(2-5)與扭矩傳感器外套(2-2)之間裝有軸承(2-3)，軟軸(3)的另一端固裝在車輪轉向壓蓋接盤(4-4)內，車輪轉向壓蓋接盤(4-4)裝在車輪轉向軸承座(4-2)內，車輪轉向壓蓋接盤(4-4)與車輪轉向軸(4-5)的一端固接，車輪轉向壓蓋接盤(4-4)與車輪轉向軸承座(4-2)之間裝有轉動軸承(4-8)並通過裝在車輪轉向軸承座(4-2)一端上的車輪旋轉壓蓋接盤(4-6)軸向定位，車輪轉向軸承座(4-2)的一端插裝在支撐座(4-1)內，車輪轉向軸承座(4-2)和支撐座(4-1)分別與第一牙嵌分度器(4-3)連接，車輪轉向軸(4-5)的另一端通過第二牙嵌分度器(4-7)與車輪驅動軸(5-1)連接。
2、 根據權利要求1所述的車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測試機 構，其特徵在於所述第一牙嵌分度器(4-3)由第一短軸(4-3-1)、第一 長軸(4-3-2)、第一固定齒盤(4-3-3)、第一中間齒盤(4-3-4)、第一旋轉 齒盤(4-3-5)、兩個第一彈性圓柱銷(4-3-6)和第一鎖緊螺母'(4-3-7)組 成；所述第一短軸(4-3-1)和第一長軸(4-3-2)分別通過第一彈性圓柱 銷(4-3-6)與車輪轉向軸承座(4-2)連接，所述第一固定齒盤(4-3-3)、 第一中間齒盤(4-3-4)和第一旋轉齒盤(4-3-5)依次裝在第一長軸(4-3-2) 上，且第一固定齒盤(4-3-3)與支撐座(4-1)固接，第一固定齒盤(4-3-3) 與第一中間齒盤(4-3-4)相鄰一側端面的外圓周上均布加工有齒，第一中間齒盤(4-3-4)的兩個端面的外圓周上分別均布加工有齒，第一旋轉 齒盤(4-3-5)與第一中間齒盤(4-3-4)相鄰一側端面的外圓周上均布加 工有齒，第一固定齒盤(4-3-3)上的齒數與第一中間齒盤(4-3-4)相鄰 一側端面上的齒數相等，第一旋轉齒盤(4-3-5)上的齒數與第一中間齒 盤(4-3-4)相鄰一側端面上的齒數相等，且第一中間齒盤(4-3-4)與第 一固定齒盤(4-3-3)相鄰一側端面上的齒數大於第一中間齒盤(4-3-4) 與第一旋轉齒盤(4-3-5)相鄰一側端面上的齒數，第一旋轉盤(4-3畫5) 與第一長軸(4-3-2)通過鍵.連接，第一旋轉盤(4-3-5)外側的第一長軸 (4-3-2)上裝有第一鎖緊螺母(4-3-7)。
3、 根據權利要求2所述的車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測試機 構，其特徵在於所述第一固定齒盤(4-3-3)上的齒數與第一中間齒盤(4-3-4)相鄰一側端面上的齒數均為20個。
4、 根據權利要求2或3所述的車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測 試機構，其特徵在於所述第一旋轉齒盤(4-3-5)上的齒數與第一中間 齒盤(4-3-4)相鄰一側端面上的齒數均為18個。
5、 根據權利要求1或2所述的車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測 試機構，其特徵在於所述蘿二牙嵌分度器(4-7)由第二長軸(4-7-2)、 第二固定齒盤(4-7-3)、第二中間齒盤(4-7-4)、第二旋轉齒盤(4-7-5)、 第二彈性圓柱銷(4-7-6)和第二鎖緊螺母(4-7-7)組成；所述車輪驅動 軸(5-1)的一端插裝在車輪轉向軸(4-5)的插槽內，所述第二長軸(4-7-2) 的一端穿過車輪轉向軸(4-5)和車輪驅動軸(5-1)露在外面，第二長軸(4-7-2)通過第二彈性圓柱銷(4-7-6)與車輪驅動軸(5-1)連接，露在 外面的第二長軸(4-7-2)上依次裝有第二固定齒盤(4-7-3)、第二中間齒 盤(4-7-4)和第二旋轉齒盤(4-7-5)，所述第二固定齒盤(4-7-3)與車輪 轉向軸(4-5)固接，第二固定齒盤(4-7-3)與第二中間齒盤,(4-7-4)相 鄰一側端面的外圓周上均布加工有齒，第二中間齒盤(4-7-4)的兩個端 面的外圓周上分別均布加工有齒，第二旋轉齒盤(4-7-5)與第二中間齒 盤(4-7-4)相鄰一側端面的外圓周上均布加工有齒，第二固定齒盤(4-7-3) 上的齒數與第二中間齒盤(4-7-4)相鄰一側端面上的齒數相等，第二旋轉齒盤(4-7-5)上的齒數與第二中間齒盤(4-7-4)相鄰一側端面上的齒 數相等，且第二中間齒盤(4-7-4)與第二固定齒盤(4-7-3)相鄰一側端 面上的齒數大於第二中間齒盤(4-7-4)與第二旋轉齒盤(4-7-5)相鄰一 側端面上的齒數，第二旋轉盤(4-7-5)與第二長軸(4-7-2)通過鍵連接， 第二旋轉盤(4-7-5)外側的第二長軸(4-7-2)上裝有第二鎖緊螺母(4-7-7)。
6、 根據權利要求5所述的車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測試機 構，其特徵在於所述第二固定齒盤(4-7-3)上的齒數與第二中間齒盤(4-7-4)相鄰一側端面上的齒數均為20個。
7、 根據權利要求5所闢的車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測試機 構，其特徵在於所述第二旋轉齒盤(4-7-5)上的齒數與第二中間齒盤(4-7-4)相鄰一側端面上的齒數均為18個。
8、 根據權利要求5所述的車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測試機 構，其特徵在於所述車輪轉向軸(4-5)與X軸之間的夾角180°〉a〉 90°，車輪轉向軸(4-5)與車輪驅動軸(5-1)之間的夾角180°〉p〉90。， 且車輪轉向軸(4-5)與X軸之間的夾角a等於車輪轉向軸(4-5)與車輪 驅動軸(5-1)之間的夾角|3。
全文摘要
車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動的測試機構，它涉及一種車輪驅動軸與轉向軸傳動的測試機構。針對目前為止無法對車輪驅動軸與轉向軸非正交傳動車輪進行實驗分析和驗證的問題。裝有驅動電機的減速器與扭矩傳感器傳動連接，扭矩傳感器裝在扭矩傳感器外套內且與軟軸接頭固接，軟軸的兩端固裝在軟軸接頭和車輪轉向壓蓋接盤內，車輪轉向壓蓋接盤裝在車輪轉向軸承座內並與車輪轉向軸固接，車輪轉向軸承座插裝在支撐座內，車輪轉向軸承座和支撐座分別與第一牙嵌分度器連接，車輪轉向軸通過第二牙嵌分度器與車輪驅動軸連接。本發明可以實現車輪驅動軸和轉向軸在不同角度下的非正交傳動的測試實驗，並能通過三種齒盤上的齒數不同實現分度精度為1°。
文檔編號G01L3/00GK101458135SQ20081020981
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月29日 優先權日2008年12月29日
發明者劉俊秀, 尹甲人, 鄧宗全, 陶建國, 高海波 申請人:哈爾濱工業大學