踏板刚度综合性能试验设备技术领域
本发明涉及踏板刚度试验技术领域，特别是涉及一种踏板刚度综合性能
试验设备。
背景技术
为保证机动车辆全生命周期使用过程中主要部件的安全可靠，在各个部
件总装前均需要进行结构强度和耐久度使用测试。踏板作为机动车操作使用
中直接人为控制的指令发出部件，其刚度综合性能直接影响到油门、刹车能
否正常使用，进而影响机动车行驶过程中的安全性。因此就要在生产之前要
对踏板进行刚度综合性能试验。
现有的踏板刚度试验设备对踏板施加载荷时，不能进行位置、角度调整，
不能全方位对踏板进行刚度试验，而且，使用这种踏板刚度试验设备时，不
能根据不同的标准自定义，试验方法固定，即使试验合格的产品也只能满足
国家标准，不能满足国外标准要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种踏板刚度综合性能试
验设备，它可以全方位对踏板进行刚度试验，可以根据不同的标准自定义施
加载荷的位置、角度，试验方法灵活，试验效果更好。
本发明的目的是这样实现的：
一种踏板刚度综合性能试验设备，包括底座，以及安装在底座上的纵向
加载机构、横向加载机构、试验样件安装机构，所述试验样件安装机构用于
安装试验样件，所述纵向加载机构用于对试验样件施加纵向载荷，所述横向
加载机构用于对试验样件施加横向载荷。
为了实现纵向加载机构在水平方向的角度可调，进而实现纵向加载机构
在水平方向多角度对踏板施加纵向载荷，进一步地，所述纵向加载机构包括
转盘Ⅰ，所述转盘Ⅰ上设有两立柱Ⅰ，所述两立柱Ⅰ的相向侧分别设置升降
直线导轨Ⅰ，各立柱Ⅰ的升降直线导轨Ⅰ上分别配合设置有升降滑座Ⅰ，使
各升降滑座Ⅰ可以沿对应立柱Ⅰ上下滑动，所述两升降滑座Ⅰ的相向侧分别
设置旋转轴，所述两立柱Ⅰ之间设置伺服缸安装板Ⅰ，所述伺服缸安装板Ⅰ
上安装用于对试验样件施加纵向载荷的电动伺服缸Ⅰ，所述伺服缸安装板Ⅰ
的左右两端分别固定旋转板，所述旋转板与旋转轴周向固定。
为了实现纵向加载机构在竖直方向的角度可调，进而实现纵向加载机构
在竖直方向多角度对踏板施加纵向载荷，进一步地，所述两升降滑座Ⅰ的相
向侧分别固定转盘Ⅱ，所述转盘Ⅱ上设有轴向内孔，轴向内孔中通过轴承座
设置轴承，所述旋转轴支撑于轴承，所述电动伺服缸Ⅰ上设有锁紧螺钉Ⅱ，
所述转盘Ⅱ上设置弧形槽与锁紧螺钉Ⅱ配合，形成对电动伺服缸Ⅰ转动的导
向，该锁紧螺钉Ⅱ的螺杆端穿过转盘Ⅱ上设有的弧形槽并与电动伺服缸Ⅰ螺
纹配合,用于锁定电动伺服缸Ⅰ的位置。
为了实现纵向加载机构沿底座横向的位置可调，使纵向加载机构可以多
个位置对各种规格的踏板施加纵向载荷，进一步地，所述纵向加载机构还包
括设置在底座上的第一基板，所述第一基板上设有沿底座横向延伸的平移直
线导轨Ⅰ，所述第一基板上设有托板，所述托板通过下方设置的平移滑座Ⅰ
与平移直线导轨Ⅰ配合，使托板可沿平移直线导轨Ⅰ滑动，所述转盘Ⅰ可转
动地支撑于托板，所述托板上设有至少一个锁紧螺钉Ⅰ，所述转盘Ⅰ上设置
弧形槽与锁紧螺钉Ⅰ配合，形成对转盘Ⅰ转动的导向，所述锁紧螺钉Ⅰ的下
端穿过转盘Ⅰ上的弧形槽并与托板螺纹配合，用于锁定转盘Ⅰ的位置，所述
第一基板上设有平移丝杆座Ⅰ，所述平移丝杆座Ⅰ上可转动支撑平移滚珠丝
杆Ⅰ，所述托板下方设置平移螺母座Ⅰ，所述平移螺母座Ⅰ与平移滚珠丝杆
Ⅰ螺纹配合，形成丝杆螺母结构，平移滚珠丝杆Ⅰ的一端设置驱动装置Ⅰ。
为了实现电动伺服缸Ⅰ的精确电动升降，提高试验的精度，进一步地，
一根立柱Ⅰ上安装有升降电机板，所述升降电机板上安装步进电动机Ⅰ，对
应的立柱Ⅰ上安装有升降丝杆座Ⅰ，所述升降丝杆座Ⅰ上可转动支撑升降滚
珠丝杆Ⅰ，所述升降滚珠丝杆Ⅰ的上端连接步进电动机Ⅰ，所述升降滚珠丝
杆Ⅰ的下端螺纹配合有升降螺母座Ⅰ，形成丝杆螺母机构，对应立柱Ⅰ207上
的升降滑座Ⅰ与升降螺母座Ⅰ固定连接，使步进电动机Ⅰ可以通过丝杆螺母
机构驱动升降滑座Ⅰ上下滑动。
为了实现横向加载机构对踏板施加纵向载荷，进一步地，所述横向加载
机构包括伺服缸安装板Ⅱ，该伺服缸安装板Ⅱ上安装用于对试验样件施加横
向载荷的第二电动伺服缸。
为了实现横向加载机构沿底座纵向的位置可调，使横向加载机构可以多
个位置对各种规格的踏板施加横向载荷，进一步地，所述横向加载机构还包
括设置在底座上的第二基板，所述第二基板上设有沿底座纵向延伸的平移直
线导轨Ⅱ，所述伺服缸安装板Ⅱ通过下方设置的平移滑座Ⅱ与平移直线导轨
Ⅱ配合，使伺服缸安装板Ⅱ可沿平移直线导轨Ⅱ滑动，所述第二基板上设有
平移丝杆座Ⅱ，所述平移丝杆座Ⅱ上可转动支撑平移滚珠丝杆Ⅱ，所述伺服
缸安装板Ⅱ的下方设置平移螺母座Ⅱ，所述平移螺母座Ⅱ与平移滚珠丝杆Ⅱ
螺纹配合，形成丝杆螺母结构，平移滚珠丝杆Ⅱ的一端设置驱动装置Ⅱ。
为了实现试验样件在竖直方向的位置可调，便于横向加载机构对踏板施
加载荷，进一步地，所述试验样件安装机构包括龙门底板，龙门底板上安装
两立柱Ⅱ，两立柱Ⅱ上端安装龙门上基板，所述龙门上基板上安装步进电动
机Ⅱ，该步进电动机Ⅱ驱动升降滚珠丝杆Ⅱ，两立柱Ⅱ之间设有龙门工件安
装板，龙门工件安装板上固定升降螺母座Ⅱ，所述升降滚珠丝杆Ⅱ与升降螺
母座Ⅱ螺纹配合，所述龙门工件安装板的两侧设置升降滑座Ⅱ，升降滑座Ⅱ
与两立柱Ⅱ相向侧设有的升降直线导轨配合，所述龙门工件安装板上固定试
验样件的夹具。
为了实现对升降滚珠丝杆Ⅱ的变速及电动驱动，进一步地，所述龙门上
基板上安装升降支撑板，所述升降支撑板上安装升降轴承座安装板，所述升
降轴承座安装板的下方安装步进电动机Ⅱ，升降轴承座安装板的上方安装主
动同步带轮，以及被动同步带轮，所述步进电动机Ⅱ驱动主动同步带轮，主
动同步带轮通过同步带带动被动同步带轮，被动同步带轮固定在升降滚珠丝
杆Ⅱ上。
为了调整纵向加载机构、横向加载机构、试验样件安装机构在底座上的
位置，进一步地，所述底座为T型槽平台，所述底座的上端面上设有T型槽，
所述纵向加载机构、横向加载机构、试验样件安装机构分别通过T型滑块配
合在底座的T型槽上，使纵向加载机构、横向加载机构、试验样件安装机构
的横向、纵向位置均可以调整。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
1.试验样件安装机构、纵向加载机构的高度可调，横向加载机构的高度
不可调，可以以横向加载机构的高度为基准，调整试验样件安装机构、纵向
加载机构的高度进而实现纵向加载机构、横向加载机构都可以精确的对试验
样件安装机构施加载荷，由于横向加载机构处于侧面，布置零部件的空间较
为狭窄，这样可以缩小横向加载机构的结构，利用空间较大的纵向加载机构、
横向加载机构设置高度调节机构，实现试验样件安装机构、纵向加载机构、
试验样件安装机构协同作业。
2.纵向加载机构在竖直方向、水平方向的角度均可以调节，使纵向加载
机构可以多个位置对各种规格的踏板施加纵向载荷，它可以全方位对踏板进
行刚度试验，可以根据不同的标准自定义施加载荷的位置、角度，试验方法
灵活，试验效果更好。
3.当需要电动缸由于零件受力点进行随动测量时，只需拧松锁紧螺钉Ⅱ
即可。由于电动伺服缸Ⅰ的安装方式为龙门结构，且受力点总是通过电动伺
服缸Ⅰ的旋转中心的，没有附加力矩。电动伺服缸Ⅰ的旋转时两边的轴承支
撑，即使松掉锁紧螺钉Ⅱ也不会引起大的测量间隙，随动测量精度较高。
4.由于刚度设备测量的是力与零件变形的关系，因此设备自身的刚度很
总要，直接影响到试验的精度。试验样件安装机构龙门结构的刚性比现有设
计的刚性要好很多，提高了试验的精度。
5.被测零件和夹具的自身重量就较重，试验样件安装机构以前的螺孔连
接方式操作者安装就较为困难且位置调整也很困难。在现在设计，升降调整
有升降电机实现。在初次安装时可以将龙门工件安装板降到最低处，方便操
作者的初次安装。当然被测零件在实验过程中的上下位置调整可通过上下电
机控制调整，零件的左右调整就依靠龙门工件安装板上的T型槽进行调整。
以前安装被测零件到设备上需要2人，现在只需要1人即可。安装好后，龙
门两侧设计有T型锁紧槽，实验前将其锁紧即可有效锁定龙门工件安装板的
位置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为图1的左视示意图；
图4为纵向加载机构的结构示意图；
图5为图4的俯视示意图；
图6为图4的左视示意图；
图7为图4的A-A剖视示意图；
图8为横向加载机构的结构示意图；
图9为图8的俯视示意图；
图10为图8的右视示意图；
图11为试验样件安装机构的结构示意图；
图12为图11的俯视示意图；
图13为图11的左视示意图；
图14为图11的B-B剖视示意图。
具体实施方式
参见图1至图3，为踏板刚度综合性能试验设备的一种较佳的实施例，包
括底座100，以及安装在底座上的纵向加载机构200、横向加载机构300、试
验样件安装机构400，所述试验样件安装机构400用于安装试验样件500，所
述纵向加载机构200用于对试验样件500施加纵向载荷，所述横向加载机构
300用于对试验样件500施加横向载荷。
参见图1至图3，所述底座100为T型槽平台，所述底座100的上端面上
设有T型槽101，所述纵向加载机构200、横向加载机构300、试验样件安装
机构400分别通过T型滑块配合在底座的T型槽101上，使纵向加载机构200、
横向加载机构300、试验样件安装机构400的横向、纵向位置均可以调整。底
座100采用钢板焊接而成。通过螺钉使上基板和下构件连接而成，使其得到
高刚性。只需2人即可完成底座100上其他机构的调整。
参见图4至图7，所述纵向加载机构200包括转盘Ⅰ206，所述转盘Ⅰ206
上设有两立柱Ⅰ207，所述两立柱Ⅰ207的相向侧分别设置升降直线导轨Ⅰ
223，各立柱Ⅰ207的升降直线导轨Ⅰ223上分别配合设置有升降滑座Ⅰ224，
使各升降滑座Ⅰ224可以沿对应立柱Ⅰ207上下滑动，所述两升降滑座Ⅰ224
的相向侧分别设置旋转轴220，所述两立柱Ⅰ207之间设置伺服缸安装板Ⅰ
209，所述伺服缸安装板Ⅰ209上安装用于对试验样件500施加纵向载荷的电
动伺服缸Ⅰ210，所述伺服缸安装板Ⅰ209的左右两端分别固定旋转板222，
所述旋转板222与旋转轴220周向固定。
所述两升降滑座Ⅰ224的相向侧分别固定转盘Ⅱ208，转盘Ⅱ208与两升
降滑座Ⅰ224设置衬板218，所述转盘Ⅱ208上设有轴向内孔，轴向内孔中通
过轴承座219设置轴承221，所述旋转轴220支撑于轴承221，所述电动伺服
缸Ⅰ210上设有锁紧螺钉Ⅱ，所述转盘Ⅱ208上设置弧形槽与锁紧螺钉Ⅱ配合，
形成对电动伺服缸Ⅰ210转动的导向，该锁紧螺钉Ⅱ的螺杆端穿过转盘Ⅱ208
上设有的弧形槽并与电动伺服缸Ⅰ210螺纹配合,用于锁定电动伺服缸Ⅰ210
的位置。
所述纵向加载机构200还包括设置在底座100上的第一基板201，所述第
一基板201上设有沿底座100横向延伸的平移直线导轨Ⅰ203，所述第一基板
201上设有托板205，所述托板205通过下方设置的平移滑座Ⅰ204与平移直
线导轨Ⅰ203配合，使托板205可沿平移直线导轨Ⅰ203滑动，所述转盘Ⅰ206
可转动地支撑于托板205，本实施例中，所述托板205上通过轴承安装有竖直
方向的转轴217，所述转盘Ⅰ206周向固定在转轴217上，所述托板205上设
有至少一个锁紧螺钉Ⅰ，所述转盘Ⅰ206上设置弧形槽与锁紧螺钉Ⅰ配合，形
成对转盘Ⅰ206转动的导向，所述锁紧螺钉Ⅰ的下端穿过转盘Ⅰ206上的弧形
槽并与托板205螺纹配合，用于锁定转盘Ⅰ206的位置，所述第一基板201上
设有平移丝杆座Ⅰ226，所述平移丝杆座Ⅰ226上通过轴承可转动支撑平移滚
珠丝杆Ⅰ227，所述托板205下方设置平移螺母座Ⅰ216，所述平移螺母座Ⅰ
216与平移滚珠丝杆Ⅰ227螺纹配合，形成丝杆螺母结构，平移滚珠丝杆Ⅰ227
的一端设置驱动装置Ⅰ225，本实施例中，所述驱动装置Ⅰ225采用手轮。所
述第一基板201上还设有设有沿底座100横向延伸的锁紧条202，所述锁紧条
202上设有T型槽，所述托板205下方设置T型块与锁紧条202上的T型槽配
合，形成托板205竖直方向上的位置锁定。
一根立柱Ⅰ207上安装有升降电机板212，所述升降电机板212上安装步
进电动机Ⅰ211，对应的立柱Ⅰ207上安装有升降丝杆座Ⅰ213，所述升降丝杆
座Ⅰ213上可转动支撑升降滚珠丝杆Ⅰ214，所述升降滚珠丝杆Ⅰ214的上端
连接步进电动机Ⅰ211，所述升降滚珠丝杆Ⅰ214的下端螺纹配合有升降螺母
座Ⅰ215，形成丝杆螺母机构，对应立柱Ⅰ207上的升降滑座Ⅰ224与升降螺
母座Ⅰ215固定连接，使步进电动机Ⅰ211可以通过丝杆螺母机构驱动升降滑
座Ⅰ224上下滑动。本实施例中，所述升降滑座Ⅰ224与对应的转盘Ⅱ208通
过连接板固定连接。
参见图8至图10，所述横向加载机构300包括伺服缸安装板Ⅱ302，该伺
服缸安装板Ⅱ302上安装用于对试验样件500施加横向载荷的第二电动伺服缸
301。所述横向加载机构300还包括设置在底座100上的第二基板304，所述
第二基板304上设有沿底座100纵向延伸的平移直线导轨Ⅱ307，所述伺服缸
安装板Ⅱ302通过下方设置的平移滑座Ⅱ306与平移直线导轨Ⅱ307配合，使
伺服缸安装板Ⅱ302可沿平移直线导轨Ⅱ307滑动，所述第二基板304上设有
平移丝杆座Ⅱ，所述平移丝杆座Ⅱ上通过轴承可转动支撑平移滚珠丝杆Ⅱ
309，所述伺服缸安装板Ⅱ302的下方设置平移螺母座Ⅱ308，所述平移螺母座
Ⅱ308与平移滚珠丝杆Ⅱ309螺纹配合，形成丝杆螺母结构，平移滚珠丝杆Ⅱ
309的一端设置驱动装置Ⅱ305。本实施例中，所述驱动装置Ⅱ305采用手轮。
当然，所述驱动装置Ⅰ225、驱动装置Ⅱ305也可以采用电机或其他的动力装
置。
参见图11至图14，所述试验样件安装机构400包括龙门底板410，龙门
底板410上安装两立柱Ⅱ406，两立柱Ⅱ406上端安装龙门上基板411，所述
龙门上基板411上安装步进电动机Ⅱ413，该步进电动机Ⅱ413驱动升降滚珠
丝杆Ⅱ417，两立柱Ⅱ406之间设有龙门工件安装板401，龙门工件安装板401
上固定升降螺母座Ⅱ，所述升降滚珠丝杆Ⅱ417与升降螺母座Ⅱ螺纹配合，所
述龙门工件安装板401的两侧通过滑座安装板407固定升降滑座Ⅱ408，升降
滑座Ⅱ408与两立柱Ⅱ406相向侧设有的升降直线导轨402配合，所述龙门工
件安装板401上固定试验样件500的夹具422。本实施例中，所述龙门工件安
装板401的两侧还分别固定有龙门锁紧块403，所述两立柱Ⅱ406上分别设有
T型龙门锁紧槽405，各龙门锁紧块403上分别设置龙门锁紧T型块404与T
型龙门锁紧槽405配合，形成对龙门工件安装板401的导向和锁紧，所述龙
门锁紧T型块404通过螺钉409固定。
进一步地，所述龙门上基板411上安装升降支撑板412，所述升降支撑板
412上安装升降轴承座安装板415，所述升降轴承座安装板415的下方安装步
进电动机Ⅱ413，升降轴承座安装板415的上方安装主动同步带轮414，以及
被动同步带轮421，所述步进电动机Ⅱ413驱动主动同步带轮414，主动同步
带轮414通过同步带416带动被动同步带轮421，被动同步带轮421固定在升
降滚珠丝杆Ⅱ417上，所述步进电动机Ⅱ413的转轴以及升降滚珠丝杆Ⅱ417
上端分别通过轴承座419、轴承418支撑于升降轴承座安装板415，轴承座419
通过端盖420密封。
所述龙门工件安装板401上设有纵横交错的T型槽，各纵向的T型槽垂
直于各横向的T型槽，所述夹具422通过T型滑块配合在龙门工件安装板401
上的T型槽，使夹具422的横向、纵向位置均可以调整。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，
尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人
员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本
发明权利要求书所限定的范围。