專利名稱：：汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角指示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及汽車轉(zhuǎn)向指示裝置。
背景技術(shù)：
：車庫(kù)移位或公路掉頭是考駕照的必考項(xiàng)目，其技術(shù)訓(xùn)練的熟練程度也事關(guān)考照者在今后的駕駛生涯中能否將發(fā)生交通事故的可能性和風(fēng)險(xiǎn)降到最低。在進(jìn)行車庫(kù)移位或公路掉頭等操作時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)駕駛員借助長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，心中對(duì)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)位置已有清晰的概念，在操縱轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)總能迅速轉(zhuǎn)向并適時(shí)回正轉(zhuǎn)向輪，從而干凈利落的完成這些使新手十分棘手的操作。而新手在進(jìn)行車庫(kù)移位或公路掉頭等操作時(shí)，要么轉(zhuǎn)向不到位，要么忘了回正轉(zhuǎn)向輪，究其原因主要有兩點(diǎn)其一，轉(zhuǎn)向輪不可見(jiàn)，使新手因緊張而手忙腳亂甚至忘了剛剛是往左還是往右打的方向；其二轉(zhuǎn)向盤(pán)與轉(zhuǎn)向輪兩者轉(zhuǎn)角并不是——對(duì)應(yīng)關(guān)系，比如，以乘用車為例，不僅在轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)向盤(pán)的回轉(zhuǎn)并不使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，而且一般轉(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn)接近兩周(720°)，轉(zhuǎn)向輪才偏轉(zhuǎn)大約40。。中國(guó)專利CN2694224Y公開(kāi)了一種"汽車前4侖轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置"，其結(jié)構(gòu)包括傳感器機(jī)械連接裝置和信號(hào)輸出電路兩部分，該方案有3點(diǎn)可進(jìn)一步改進(jìn)1)僅有轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)數(shù)值而無(wú)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)方向的直觀指示，不符合駕駛員在線駕駛時(shí)下意識(shí)的直覺(jué)思維特點(diǎn)。2)對(duì)于長(zhǎng)期在各種不平路面行駛的汽車而言，采用"傳感器+測(cè)試電路"的設(shè)計(jì)方案可靠性不如全機(jī)械裝置高。3)"前輪轉(zhuǎn)角傳感器固定在轉(zhuǎn)向主銷上"的設(shè)計(jì)方案，僅適用于轉(zhuǎn)向系有主銷實(shí)體存在的車型，對(duì)于轉(zhuǎn)向系無(wú)主銷實(shí)體的車型，比如目前應(yīng)用廣泛的安裝了麥弗遜式或其變型懸架的乘用車，^^不能適用。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決轉(zhuǎn)向輪位置不可見(jiàn)而造成的汽車車庫(kù)移位或公路掉頭等操作存在操作風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角指示裝置。具體的技術(shù)解決方案如下(同權(quán)利要求書(shū))本實(shí)用新型通過(guò)機(jī)械裝置，將轉(zhuǎn)向盤(pán)向左或向右的偏轉(zhuǎn)角直接動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角，并以指針將轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)的角度方向和數(shù)值大小動(dòng)態(tài)顯示在駕駛員前方的刻度盤(pán)上，以避免轉(zhuǎn)向輪位置不可見(jiàn)所帶來(lái)的一切弊端。上述方案中，輸入齒輪16和定軸齒輪13的轉(zhuǎn)速比范圍是2-3;特別地，對(duì)乘用車耳又2-2.5，對(duì)商用車取2.3-3。上述方案中，大減速比周轉(zhuǎn)輪系的輸入軸12與Z形轉(zhuǎn)臂軸8的轉(zhuǎn)速比范圍是7-12;特別地，對(duì)乘用車取7-10,對(duì)商用車取10-12。上述方案中，定軸非圓齒輪2與輸出非圓齒輪3之間設(shè)置外凸鎖止弧18與內(nèi)凹鎖止弧19。并且外凸鎖止弧18與定軸非圓齒輪2固定連接，內(nèi)凹鎖止弧19與輸出非圓齒輪3固定連接。鎖止弧18的中心角為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>,其中，為轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程角，in,8為轉(zhuǎn)向軸17與Z形轉(zhuǎn)臂軸8的轉(zhuǎn)速比。上述方案中，定軸非圓齒輪2與輸出非圓齒輪3節(jié)曲線設(shè)計(jì)方案如下I、與轉(zhuǎn)向盤(pán)非自由行程階段相對(duì)應(yīng)的(亦即轉(zhuǎn)速比i2,3為有限值時(shí))定軸非圓齒輪2與輸出非圓齒輪3的節(jié)曲線設(shè)計(jì)(1)主動(dòng)定軸非圓齒輪2節(jié)曲線的極坐標(biāo)方程為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中，(pn是轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)角，亦即轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角；OC2是主動(dòng)定軸非圓齒輪2的轉(zhuǎn)角，ot3是從動(dòng)輸出非圓齒輪3的轉(zhuǎn)角；a為Z形轉(zhuǎn)臂軸8與回轉(zhuǎn)軸5的中心距，i2,3為定軸非圓齒輪2與輸出非圓齒輪3的轉(zhuǎn)速比，i17,8為轉(zhuǎn)向軸17與Z形轉(zhuǎn)臂軸8的轉(zhuǎn)速比。式(1)的數(shù)值計(jì)算離散形式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(1—1)其中i=l，2,3，…，n。式(2)的數(shù)值計(jì)算離散形式為r2(a2(i))(i)=a/(l+i2，3(i))(2—1)式(3)的數(shù)值微分計(jì)算采用差分法，主要步驟如下步驟1:在轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，測(cè)出轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)若干對(duì)，記為(p"i)，a3'(i)。其中i=l,2,3，…，n。步驟2:代入(l一l)式求出與cpn(i)對(duì)應(yīng)的a2(i)，其中i=l,2，3,…，ru步驟3:以上述ot2(i)和ot3'(i)兩組數(shù)據(jù)用差分法計(jì)算da2/da3'的數(shù)值微分。注意doc2/da產(chǎn)dot2/da3'。本實(shí)用新型的出發(fā)點(diǎn)即是以從動(dòng)非圓齒輪3的轉(zhuǎn)角ct3再現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角a3'，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角大小和方向的可視化！(2)從動(dòng)非圓齒輪3的節(jié)曲線方程r產(chǎn)a-r2(a2)(4)a3=a3'(5)式(4)的數(shù)值計(jì)算離散形式為r3(i)=a-r2(a2(i))(i)(4—1)式(5)的數(shù)值計(jì)算離散形式為a3(i)=a3'(i)(5—1)II、與轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程階段相對(duì)應(yīng)的(亦即轉(zhuǎn)速比U3不存在時(shí))定軸非圓齒輪2與輸出非圓齒4侖3的節(jié)曲線設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)向盤(pán)回轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)向輪角位移為0，為使本裝置精確再現(xiàn)這一現(xiàn)象，特將與轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程對(duì)應(yīng)的主動(dòng)定軸非圓齒輪2節(jié)曲線取圓弧，并將該圓弧中心角取為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(6)其中，屮為轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程角，in，s為轉(zhuǎn)向軸17與Z形轉(zhuǎn)臂軸8的轉(zhuǎn)速比。從動(dòng)輸出非圓齒輪3與上述中心角以式(6)表達(dá)的圓弧相對(duì)應(yīng)的節(jié)曲線為一點(diǎn)。實(shí)際上，主動(dòng)定軸非圓齒輪2為不完全齒輪，而從動(dòng)輸出非圓齒輪3為間歇運(yùn)動(dòng)，故定軸非圓齒輪2與輸出非圓齒輪3之間須設(shè)置外凸鎖止弧18與內(nèi)凹鎖止弧19，防止輸出非圓齒輪3受到外界干擾時(shí)自行竄動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果(1)本實(shí)用新型采用全機(jī)械裝置將與轉(zhuǎn)向盤(pán)偏轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角度大小與方向以指針動(dòng)態(tài)顯示在駕駛員前方的刻度盤(pán)上，符合駕駛員在線駕駛時(shí)下意識(shí)的直覺(jué)思維特點(diǎn)。(2)本實(shí)用新型采用齒輪系設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，可靠性高，也不存在響應(yīng)滯后問(wèn)題。(3)本實(shí)用新型技術(shù)方案適用車型全面不受轉(zhuǎn)向系以及與轉(zhuǎn)向橋配套懸架具體類型的限制。圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為定軸非圓齒輪與輸出非圓齒輪的節(jié)曲線在與Z形轉(zhuǎn)臂軸垂直的平面內(nèi)的投影圖。圖3為在定軸非圓齒輪與輸出非圓齒輪之間設(shè)計(jì)外凸鎖止弧和內(nèi)凹鎖止弧結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為為指針6與刻度盤(pán)7示意圖。圖5為實(shí)施例之定軸非圓齒輪與輸出非圓齒輪的節(jié)曲線設(shè)計(jì)結(jié)果圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地描述。實(shí)施例參見(jiàn)圖1、圖2、圖3和圖4,汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角指示裝置包括轉(zhuǎn)向盤(pán)1，轉(zhuǎn)向盤(pán)1連接著轉(zhuǎn)向軸17,轉(zhuǎn)向軸17的兩端分別位于轉(zhuǎn)向柱管15內(nèi)。殼體14的一側(cè)連接著轉(zhuǎn)向柱管15;轉(zhuǎn)向軸17上固定裝有輸入齒輪16，與輸入齒輪16嚙合的定軸齒輪13位于殼體14內(nèi)，定軸齒輪13通過(guò)轉(zhuǎn)軸12同軸連接著齒輪11，轉(zhuǎn)軸12上通過(guò)軸承安裝著中心齒輪9，行星齒輪10分別與齒輪11和中心齒輪9嚙合；行星齒輪10通過(guò)軸承安裝在Z形轉(zhuǎn)臂軸8—端，Z形轉(zhuǎn)臂軸8中部通過(guò)軸承的軸承座固定安裝在殼體14上，Z形轉(zhuǎn)臂軸8的另一端固定安裝著定軸非圓齒輪2,與定軸非圓齒輪2嚙合傳動(dòng)的輸出非圓齒輪3安裝在回轉(zhuǎn)軸5的一端，回轉(zhuǎn)軸5的另一端連接著指針6，與指針6對(duì)應(yīng)的刻度盤(pán)7安裝在殼體14上。定軸非圓齒輪2上安裝有外凸鎖止弧18，輸出非圓齒輪3上安裝有內(nèi)凹鎖止弧19，外凸鎖止弧18和內(nèi)凹鎖止弧19對(duì)應(yīng)配合。轉(zhuǎn)向盤(pán)1的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)固定在轉(zhuǎn)向軸17上的輸入齒輪16和定軸齒輪13的嚙合傳入由齒輪ll、中心齒輪9、行星齒輪IO、轉(zhuǎn)軸12和Z形轉(zhuǎn)臂軸8組成的大減速比周轉(zhuǎn)輪系；再通過(guò)一對(duì)定軸非圓齒輪2和輸出非圓齒輪3再現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤(pán)與轉(zhuǎn)向輪之間不同步的轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)關(guān)系；最后通過(guò)固定在從動(dòng)非圓齒輪3的回轉(zhuǎn)軸5上的指針6,固定在機(jī)殼14上的刻度盤(pán)7實(shí)現(xiàn)如下功能動(dòng)態(tài)指示出與轉(zhuǎn)向盤(pán)1的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度相對(duì)應(yīng)的前輪偏轉(zhuǎn)方向和偏轉(zhuǎn)角度的數(shù)值。該裝置通過(guò)殼體14與轉(zhuǎn)向柱管15的固定連接安裝在轉(zhuǎn)向盤(pán)1與汽車轉(zhuǎn)向系的轉(zhuǎn)向器總成之間。某型乘用車實(shí)測(cè)所得轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角(cpn(i))與左前轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角(a/(i))對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如下表l(取順時(shí)針轉(zhuǎn)角為"-"，逆時(shí)針轉(zhuǎn)角為'V，)表1實(shí)測(cè)cpn(i)與(X3'(i)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)(單位°)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>現(xiàn)將設(shè)計(jì)方案實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)述如下(1)確定各級(jí)轉(zhuǎn)速比取圓柱齒輪16與圓柱齒輪13的轉(zhuǎn)速比i16,=2:大減速比周轉(zhuǎn)輪系的輸入軸12與Z形轉(zhuǎn)臂軸8的轉(zhuǎn)速比i12,8=7.2，所以，轉(zhuǎn)向軸17與Z形轉(zhuǎn)臂軸8的轉(zhuǎn)速比為in,s=14.4。(2)非圓齒輪2與非圓齒輪3的節(jié)曲線設(shè)計(jì)表2與實(shí)測(cè)cpl7(i)及a3'(i)對(duì)應(yīng)的a2(i)、i2,3數(shù)值計(jì)算結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>I、與轉(zhuǎn)向盤(pán)非自由行程階段相對(duì)應(yīng)的(亦即轉(zhuǎn)速比U3為有限值時(shí))定軸非圓齒輪2與輸出非圓齒輪3的節(jié)曲線設(shè)計(jì)由表1依據(jù)式(l一l)可計(jì)算出山(i)，又由差分法計(jì)算i2.3如表2。再依據(jù)式(2—1)不難算出對(duì)應(yīng)的r2(a2(i))(i)。由式(4一1)、(5—1)可計(jì)算出r3(i)及ot3(i)。II、與轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程階段相對(duì)應(yīng)的(亦即轉(zhuǎn)速比"3不存在時(shí))非圓齒輪2與非圓齒輪3的節(jié)曲線設(shè)計(jì)當(dāng)cp"i)=0。一7。時(shí)，a"i)=0。一0.48。,a"i)=a3，(i)=0。。相應(yīng)地，此段主動(dòng)定軸非圓齒輪2節(jié)曲線為圓弧，其半徑由節(jié)曲線的連續(xù)性原則確定。而從動(dòng)輸出非圓齒輪3節(jié)曲線則為一點(diǎn)。(3)鎖止弧設(shè)計(jì)由表l知轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程角^=7°,故鎖止弧中心角為2Wi",8=0.96。。定軸非圓齒輪2與輸出非圓齒輪3的節(jié)曲線設(shè)計(jì)結(jié)果如圖5。權(quán)利要求1、汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角指示裝置，包括轉(zhuǎn)向盤(pán)(1)，所述轉(zhuǎn)向盤(pán)(1)的轉(zhuǎn)向軸(17)的兩端分別位于轉(zhuǎn)向柱管(15)內(nèi)；其特征在于還包括殼體(14)，殼體(14)的一側(cè)連接著轉(zhuǎn)向柱管(15)；轉(zhuǎn)向軸(17)上設(shè)有輸入齒輪(16)，與輸入齒輪(16)嚙合的定軸齒輪(13)位于殼體(14)內(nèi)，定軸齒輪(13)通過(guò)轉(zhuǎn)軸(12)同軸連接著齒輪(11)，轉(zhuǎn)軸(12)上設(shè)有中心齒輪(9)，行星齒輪(10)分別與齒輪(11)和中心齒輪(9)嚙合；行星齒輪(10)套設(shè)在Z形轉(zhuǎn)臂軸(8)上，Z形轉(zhuǎn)臂軸(8)的另一端設(shè)有定軸非圓齒輪(2)，與定軸非圓齒輪(2)嚙合傳動(dòng)的輸出非圓齒輪(3)設(shè)于回轉(zhuǎn)軸(5)的一端，回轉(zhuǎn)軸(5)的另一端連接著指針(6)，與指針(6)對(duì)應(yīng)的刻度盤(pán)(7)設(shè)于殼體(14)上。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角指示裝置，其特征在于所述Z形轉(zhuǎn)臂軸(8)中部設(shè)有支撐軸承(4)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角指示裝置，其特征在于所述定軸非圓齒輪(2)與輸出非圓齒輪(3)的對(duì)應(yīng)處分別設(shè)有外凸鎖止弧(18)和內(nèi)凹鎖止弧(19)。專利摘要本實(shí)用新型涉及汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角指示裝置。解決了轉(zhuǎn)向輪位置不可見(jiàn)而造成的汽車車庫(kù)移位或公路掉頭等操作存在操作風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。該裝置轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)向軸上設(shè)有輸入齒輪，與其嚙合的定軸齒輪通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接著齒輪，轉(zhuǎn)軸上通過(guò)軸承安裝著中心齒輪，行星齒輪分別與齒輪和中心齒輪嚙合；行星齒輪設(shè)于Z形轉(zhuǎn)臂軸一端，Z形轉(zhuǎn)臂軸的另一端設(shè)有定軸非圓齒輪，輸出非圓齒輪設(shè)于回轉(zhuǎn)軸一端，回轉(zhuǎn)軸另一端連接著指針，與指針對(duì)應(yīng)的刻度盤(pán)安裝在殼體上。本實(shí)用新型采用全機(jī)械裝置將與轉(zhuǎn)向盤(pán)偏轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角度大小與方向以指針動(dòng)態(tài)顯示在駕駛員前方的刻度盤(pán)上。該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠性高，適用車型全面不受轉(zhuǎn)向系以及與轉(zhuǎn)向橋配套懸架具體類型的限制。文檔編號(hào)B62D15/02GK201208985SQ20082011172公開(kāi)日2009年3月18日申請(qǐng)日期2008年5月16日優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日發(fā)明者彭翠云,李俊杰,平肖,洪高申請(qǐng)人:安徽工程科技學(xué)院