[0001] 本发明涉及车辆部件检测技术领域，具体而言，涉及一种转向轴滑移力测试方法及测试设备。

[0002] 在汽车转向器制造领域；汽车转向器制造完毕后，需要对工件的轴向滑移力、角度滑移力、装配的中心高、支架的装配孔位置以及手柄装配位置进行检测；目前工件的上述检
测项目均是各个检测项目单独进行并完成的。

[0003] 但是在实际的车辆驾驶中，特别是对于工程车辆来说，其经常需要面对较差的路况，此时车辆在行进的过程中，其转向轮会随路面变化发生上下运动，此时会拉伸轴叉并引
起转向轴的上下运动，如此时需要转向，则驾驶员将转动方向盘，那么将在转向轴的上下运
动的基础上，同时施加相对于其中心轴线的扭矩，这一情况的测试更加符合实际情况下驾
驶员的操作情况。但现有的检测方案均未进行上述检测，而各个单向检测也并不能体现在
实际情况下多个参数之间的数值关系，对现实中的驾驶情况、方案设计均缺少参考价值。

[0021] 现在将参照若干示例性实施例来论述本公开的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开的内容，而不是暗
示对本公开的范围的任何限制。

[0022] 如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”
要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。
术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了
更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特
定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置
关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依
附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本
申请中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接
相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连
通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含
义。此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类
和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重
要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

[0023] 本发明的第一方面公开了一种转向轴滑移力测试方法，参考图1所示，待检测转向轴10包括相互连接并同轴设置的第一轴段11以及第二轴段12，第二轴段12能够相对于第一
轴段11沿轴向方向滑动；转向轴滑移力测试方法包括：将第一轴段11固定后，对待检测转向
轴10的施加设定的扭矩后，驱动第二轴段12相对于第一轴段11沿轴向方向移动；并检测在
第二轴段12移动的过程中，滑移力的值以及随移动距离的变化曲线。

[0024] 在上述技术方案中，先对转向轴的一端进行固定后，再对其施加设定的扭矩，从而模拟驾驶员对方向盘的操作动作，同时，驱动第二轴段12相对于第一轴段11沿轴向方向移
动，从而模拟在颠簸路段行驶时，由于转向轮上下移动进而带动转向轴移动的情况，在驱动
第二轴段12移动的过程中，检测驱动第二轴段12移动的驱动力的变化以及移动距离，从而
得到在设定的扭矩下，滑移力的值以及其随移动距离的变化的曲线。

[0025] 其中，对于第一轴段11进行固定是指对其进行位置的固定，防止其在受到非主动施加于其身的外力作用时发生位移等情况，如不对其进行固定，在驱动第二轴段12移动时，
第二轴段12将带动第一轴段11发生位移，那么对于滑移力的检测将失去作用。具体地固定
方式可采用多种实施方式，例如，将其原理第二轴段12的端部与能够与其相匹配的结构进
行连接，从而将其固定，也可直接将第一轴段11与固定设置的支架、支撑板20等采用单点或
多点的连接方式进行固定，优选地，在保证固定和连接有效性的情况下，可采用可拆卸的连
接方式，方便对待检测转向轴10进行拆卸，例如可采用螺接、销接等方式，如需转动，也可采
用铰接等方式。

[0026] 对待检测转向轴10的施加设定的扭矩的方式可采用多种实施方式，例如，可选择驱动第一轴段11或第二轴段12绕中心轴线进行旋转，其中，第一轴段11已经固定的情况下，
可选择保持其位置相对第二轴段12不变的情况下，驱动其整体发生转动，从而施加设定的
扭矩，而如果选择驱动第二轴段12，由于第二轴段12并未固定，可采用更灵活的驱动方式，
例如可驱动第二轴段12远离第一轴段11的端部使其发生旋转，也可选择对第二轴段12的任
意位置施加作用力，只要能驱动其旋转并达到设定的扭矩即可。

[0027] 对于第二轴段12相对于第一轴段11移动时的距离的变化的检测和记录，可在第二轴段12的移动方向相平齐的位置设置尺子等能够测量距离的参考标记，当第二轴段12移动
时，可根据其所到达的移动距离检测当前的滑移力的值并进行记录，从而得到滑移力的值
以及随移动距离的变化曲线；为了方便测量也可采用与处理设备相连接的传感器作为实施
方式，处理设备可为计算机等设备，并控制传感器根据设定的频率等进行数据的采集。滑移
力的检测可通过检测驱动第二轴段12移动的驱动力来进行检测并得到，可采用拉力计等物
理性质的检测设备，也可采用电传感器等设备。

[0028] 为了更加准确地模拟驾驶员的操作情况以及感受，第二轴段12包括远离第一轴段11的第二轴端部，扭矩施加于第二轴端部。

[0029] 在实际情况中，第二轴段12的第二轴端部用于与方向盘相连接，即驾驶员实际施加转动扭矩的操作位置，因此，通过对此处施加扭转力更能准确地模拟转向轴实际的受力
情况。

[0030] 作为一种实施方式，以第一设定速度驱动第二轴段12均速相对于第一轴段11移动。在本实施例中，由于驾驶员在实际操作时感受到的是滑移力的变化，移动过程实际是由
于颠簸路面造成的被动影响，并非驾驶员主动施加的作用力，因此，为了模拟驾驶员实际感
受情况，通过匀速驱动第二轴段12，检测滑移力在不同移动距离情况下的变化，从而能够了
解到在不同颠簸情况下，驾驶员所感受到的滑移力的值。

[0031] 作为另一种实施方式，在驱动第二轴段12相对于第一轴段11运动的过程中，先驱动第二轴段12靠近第一轴段11，再驱动第二轴段12远离第一轴段11。在本实施例中，为了使
测试结果更加准确，应当将待检测转向轴在检测前设置成较为一致的状态，因此，可将待检
测转向轴的初始状态设置为拉伸状态，并先推动其压缩后再推动其拉伸，以完成测试。

[0032] 转向轴实际的在安装到车上时并非水平状态，即从第一轴端部向第二轴端部延伸的过程中，是向上倾斜的，因此，第一轴段11包括用于固定的第一轴端部，第一轴段11固定
后，第一轴端部的高度低于第二轴端部的高度，并与水平方向具有设定角度。

[0033] 其中，具体的设定角度可根据实验需求以及车型变化而进行相应的调整，目前实际使用的车辆，其方向盘位置通常为可调节的，用以适应不同体型的驾驶员，从而导致转向
轴与水平方向角度并非一个定值，因此，可根据测试目标进行相应的设置，以模拟真实情
况。

[0034] 作为一种具体的实施方式，设定角度为40°‑50°。

[0035] 本发明的第二方面还提供了一种转向轴滑移力测试设备，如图1‑图4所示，用于上述技术方案中的转向轴滑移力测试方法，包括：支撑板20、轴端固定装置
30、扭矩装置40、滑动装置50以及测试装置；轴端固定装置30、扭矩装置40、滑动装置50以及
测试装置均设置于支撑板20上；轴端固定装置30用于与第一轴段11相连接并限制第一轴段
11的移动；扭矩装置40与第一轴段11或第二轴段12两者中任意一者相连，并能够依照设定
的扭矩驱动第一轴段11与第二轴段12发生相对扭转；滑动装置50包括第一驱动器51，第一
驱动器51包括固定端511和第一移动端512，第一移动端512与第二轴段12相连接并用于驱
动第二轴段12沿轴向方向移动；测试装置包括距离传感器以及滑移力传感器，距离传感器
用于测量第二轴段12的移动距离，滑移力传感器与驱动器相连接，滑移力传感器用于测量
驱动器驱动第二轴段12移动时所使用的滑移力的值。

[0036] 其中，支撑板20用于为其它部件提供支撑并连接为一个整体，其可为简单的板状结构，在一些实施方式中，也可采用固定框架等起到类似作用的结构。轴端固定装置30可包
括用于与支撑板20相连接的固定件31以及用于与第一轴段11的第一轴端部相连接的第二
连接件32，具体地，第一轴端部通常用于与车辆的传动系统相连接，因此已经设置了用于连
接的结构，第二连接件32可与第一轴端部上设置的连接结构相匹配，并采用销接、螺接、铰
接等方式进行连接，并方便拆装。作为另一种实施方式，轴端固定装置30也可包括与第一轴
段11外形相匹配的限位槽，通过限位槽来限制第一轴段11的移动。对第一轴段11和第二轴
段12中任意之一相连，即可驱动其转动，并能够依照设定的扭矩驱动第一轴段11与第二轴
段12发生相对扭转，具体地，也可同时驱动第一轴段11和第二轴段12分别以相反的方向驱
动其转动，也能够达到相同的效果，但分别驱动，将使得设备复杂导致造价升高且安装麻
烦，因此，优选地，选择驱动第一轴段11与第二轴段12中任意一者即可。具体地驱动方式可
直接驱动其旋转，也可借助于与第一轴段11或第二轴段12相连的转动臂等结构，将作用力
转化到转向轴上。利用滑动装置50以带动第二轴段12相对于第一轴段11沿中心轴线方向移
动，可通过检测驱动第二轴段12的驱动力来检测滑移力的值以及其随移动距离的变化的曲
线。测试装置包括距离传感器以及滑移力传感器，距离传感器可采用简单的拉绳式等机械
结构的传感器，也可采用例如红外线、激光等光学传感器作为实施方式，滑移力传感器则用
于检测驱动第二轴段12的驱动力大小，由于作用力是相互的，滑移力实际为驱动第二轴段
12相对于第一轴段11移动时所需要克服的阻力，因此，可通过检测驱动力的大小检测滑移
力。

[0037] 为直观地得到所施加的扭矩的大小，测试装置还包括扭矩传感器，扭矩传感器与扭矩装置40相连，并用于测量扭矩装置40所施加的扭矩值。

[0038] 具体地，可如图4所示，采用六轴传感器61，且该六轴传感器61设置于第一驱动组件与转向轴相连的位置处，该传感器能够同时对扭矩以及拉动第二轴段12移动的作用力进
行测量，即同时包含了滑移力传感器和扭矩传感器，从而简化了传感器的结构设置。

[0039] 作为一种具体的实施方式，如图4所示，滑动装置50还包括第一连接件52，第一连接件52与第二轴段12的轴端固定连接；扭矩装置40包括扭转臂41以及施力组件42，扭转臂
41与第一连接件52固定连接，扭转臂41包括远离第一连接件52的扭转端，施力组件42与扭
转端相连，并能够驱动扭转端绕待检测转向轴10的轴线转动。

[0040] 利用扭转臂41的设置，从而通过驱动扭转臂41的扭转端的移动，将线性运动转化为弧线的转动，从而对第二轴段12施加扭转力。并且，由于扭转臂41的长度是已知的，可较
为容易的计算所施加的力矩大小。对扭转臂41的驱动方式可采用人力或机械动力等，例如
可采用螺杆以及固定设置的螺母对其进行驱动，当旋动螺杆时，螺杆可推动扭转臂41发生
转动，以达到施加力矩的目的。

[0041] 为简化实验操作，提高实验效率，如图4所示，施力组件42包括夹持钳421以及第二驱动器422，夹持钳421与扭转端铰接，第二驱动器422与夹持钳421相连接，第二驱动器422
能够驱动夹持钳421沿竖直方向移动。第二驱动器422可为电动机、气动缸、液压缸等装置。
夹持钳421能够夹持在扭转臂41的外表面上。或者，夹持钳421也可为简单的片状结构，与扭
转臂41的受力点相接触，并直接推动扭转臂41反方向旋转。

[0042] 由于实验过程中需要保持扭矩的加载状态，因此，当扭矩装置40与第二轴段12连接时，需要扭矩装置40能够随第二轴段12一通移动，为此，如图4所示，扭矩装置40还包括第
一滑道431以及与第一滑道431相匹配的第一滑块432，第一滑道431与待检测转向轴10的轴
向方向相同，夹持钳421以及第二驱动装置均设置于所诉第一滑块432，当第二轴段12移动
时，第二轴段12通过扭转臂41带动第一滑块432沿第一滑道431的延伸方向滑动。

[0043] 第一滑道431以及第一滑块432的设置，不仅使得扭矩装置40能够随第二轴段12移动，还能够使其在移动过程中保持稳定，避免由于移动导致其施加的扭矩发生波动影响试
验。

[0044] 同时，在本发明中，由于需要在对转向轴施加扭矩的同时驱动第二轴段12沿直线移动，因此，对于驱动第二轴段12的驱动组件来说，额外施加的扭矩会影响其工作性能，甚
至缩短其使用寿命，为解决这一问题，如图1、图4所示，滑动装置50还包括第二滑道531以及
与第二滑道531相匹配的第二滑块532，移动端通过第二滑块532与第二轴段12相连接。

[0045] 第二滑道531以及第二滑块532的匹配作用，能够分担第二轴段12扭转时对驱动组件的作用力。可以理解地，第二轴段12与第二滑块532相连的位置能够绕中心轴线转动，从
而防止在对第二轴段12施加扭矩时将作用力传递到移动端上。

[0046] 另外，为了调节实验过程中转向轴的延伸方向，从而更加准确地模拟实际情况下驾驶员的操作感受，如图3、图5、图6所示，转向轴滑移力检测设备还包括倾斜调节装置70，
倾斜调节装置70包括第三滑道71、第三滑块72以及高度调节组件73，支撑板20的第一端的
底部与第三滑块72相连接，第三滑道71的延伸方向与待检测转向轴10的延伸方向相一致，
高度调节组件73包括第三驱动器731，第三驱动器731包括第二移动端7311，第二移动端
7311与支撑板20的第二端相连接，并能够沿竖直方向驱动支撑板20的第二端移动。

[0047] 其中第三驱动器731可为能够伸缩的伸缩杆、电动机等，而为了实验过程中保持稳定，如图5‑6所示，第三驱动器731采用了丝杠驱动的方式，该方式能够使得丝杠7312上的丝
杠螺母，即第二移动端7311能够稳定停留在丝杠7312上的任何位置，且由于实验设备是具
有一定重量的，而丝杠驱动装置则具有较好的承重能力。另外，高度调节组件73还可包括图
中的光杆74，起到引导作用。由于调节转向轴第二端的高度的过程中，将带动转向轴的第一
端发生移动，因此，第三滑道71以及第三滑块72的设置能够使支撑板20按照预定的轨迹移
动，而不会发生偏移。

[0048] 本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体案例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开范围。