摘 要

汽车转向柱是汽车中最重要的一个部件，它连接着方向盘和轮胎，直接影响到车辆的操纵性、稳定性和安全性。因此保证转向柱的出厂质量，是一件极其重要的工作。本论文的工作有分析了转向柱的发展历史和现代转向柱的种类及其前景。以及液压助力转向柱在现代汽车行业的地位。分析了液压转向柱的工作原理，以及结合中华人民共和国汽车行业标准介绍工作试验台的原理。在对系统的需求上分析，通过比较工控机方案和PLC做下位机PC机做上位机的方案进行比较提出了单片机做下位机，PC机做上位机的方案，因为单片机的功能可以胜任本系统的处理核的工作，而且价格便宜，在市面上常见。并对本系统配合单片机工作的元器件选型。

在软件方面，使用Keil和LabVIEW编写了系统程序，可实现通过继电器控制实验台开始工作，并接受信号，在PC机上显示。本系统可以用单片机独立完成实时显示采集到的传感器的电压信号，按键之后可以通过继电器控制试验台的步进电机工作，并在步进电机到极限位置的时候，通过控制继电器切断电源，保护系统。也可以通过PC机对单片机的控制。并记录所采集的数据，用图形表示，并记录在Excel中，方便后期数据分析。

本文最后对全文进行了总结，并对以后汽车转向柱检测系统进行了展望关键词：汽车液压转向柱；单片机；检测系统

Abstract

Automotive Automotive steering column is the most important part, which is connected with the steering wheel and tires, a direct impact on vehicle handling, stability and security. Thus ensuring the quality of the factory steering column, it is an extremely important work. This paper analyzes the types of work the history of the steering column and the steering column and its modern outlook. And hydraulic power steering in modern automotive industry. Hydraulic analysis of the working principle of the steering column, and a combination of People's Republic of China on the work of the automotive industry standard test bed principle. On the demand analysis of the system, by comparing the IPC program and the PLC to do the next bit machine PC machine to do the host computer program to compare proposed microcontroller to do the next bit machine, PC machine to do the PC program, because single-chip functions can be competent in this system handling nuclear work, and the price is cheap, in the common market. The system and component selection with the microcontroller.

In terms of software, written in LabVIEW and use keil system, which enables the start of work by the relay control experiment station, and receiving the signal is displayed on the PC. This system can be used independently after the microcontroller to collect real-time display of the sensor voltage signal, relay control keys by stepper motor test rig and the stepper motor to the limit position, the relay is cut off by controlling the power protection system. It can also control the PC to the microcontroller. And record the data collected, with a graphical representation, and recorded in Excel, to facilitate post data analysis.

    Finally, a summary of the full text, and later automobile steering column detection system in the future.

Keywords: automobile hydraulic steering column；single-chip； the detection system

目 录

第一章 绪论 1

1.1课题的的发展背景和意义 1

1.2转向柱的现状 1

1.3测控系统的发展现状 2

1.4本文主要研究内容 4

第二章 汽车转向柱检测系统总体设计 5

2.1汽车液压转向柱的出厂试验标准 5

2.2方案的选择 6

2.3方案分析 6

2.4测控系统硬件总体设计 6

2.5测控系统软件总体设计 7

2.6 系统成本及经济效益分析 8

2.7 本章小结 9

第三章 汽车转向柱检测系统硬件设计 10

3.1传感器的选择 10

3.1.1扭矩传感器 10

3.1.2压力传感器 10

3.1.3流量传感器 10

3.2下位机关键硬件单元设计 10

3.2.1主控单元电路 10

3.2.2电源模块 11

3.2.3LED模块 12

3.2.4矩阵键盘模块 13

3.2.5数码管模块 13

3.2.6数据采集模块 14

3.3本章小结 14

第四章 汽车转向柱检测系统软件设计 15

4.1下位机关键软件模块设计 15

4.2上位机软件设计 19

4.3本章小结 22

第五章 汽车转向柱检测系统实验及结果分析 23

5.1系统实物展示 23

5.2结果分析 24

5.3本章小结 27

第六章 总结与展望 28

参考文献 29

致谢 30

第一章 绪论

1.1课题的的发展背景和意义

汽车转向器的质量直接反映了汽车的质量，是汽车里面关键中的关键部件，因此转向器出厂之前，需要对它进行严格的质量检测，才能使它能够真正的投入使用，保证驾驶员的生命安全。

众所周知，汽车转向柱生产代表着一个汽车企业核心技术的水平。而当代世界最新的技术和发展无不是与汽车工业紧密相关。汽车的转向系统是一套专门用来改变和稳定汽车行驶方向的系统，是汽车稳定安全行驶的重要保障。

助力装置是加设在机械转向系统基础上的一套转向加力装置，它大大减轻了驾驶员操纵汽车转向手力。提供辅助力的方式有两种，及液压和电动机,在同一类型的汽车上,也有可能同时使用液压式和电动式。

显然转向柱的质量可以直接影响车的安全性、稳定性、舒适性，所以本课题所设计的汽车液压转向柱检测系统有重要的实际意义。

1.2转向柱的现状

最早的汽车转向柱使用的是舵柄或者横杆，转向比是1：1，因此操作汽车转向时十分吃力。后来带有齿轮减速比的转向机构被推广应用。现在的循环球式转向器也就是在这上面改进的产物。在循环球式转向器中，在蜗杆和扇形齿轮之间嵌入了许多钢珠，钢珠大大降低了系统的摩擦力，让驾驶员在操纵汽车转向的时候变得十分轻松。70年代开始汽车厂商开始采用齿轮齿条转向机构，这种转向机构省略了转向摇臂和转向主拉杆，结构简单传动效率高，不仅如此它的逆传动 效率也高，在车辆行驶时可以使偏转车轮自动回正，还可以反馈路感。