專利名稱：線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種限位機(jī)構(gòu)，具體地說是一種線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用是操縱車輛的行駛方向，系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)需要保持車輛穩(wěn)定地沿直線行駛，并能根據(jù)要求靈活地改變行駛方向。對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本要求是操縱輕便靈活、工作穩(wěn)定可靠、使用經(jīng)濟(jì)耐久，轉(zhuǎn)向性能是保證車輛安全行駛，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)生產(chǎn)率的重要因素。[0003]隨著應(yīng)用場(chǎng)合工況要求的提高和現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，車輛各方面性能需要進(jìn)一步提高，尤其是在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面，提出了轉(zhuǎn)向穩(wěn)定可靠、操作輕便靈活、轉(zhuǎn)向功率足夠大等的技術(shù)要求，而在工程車輛中原有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在著靈敏度不可調(diào)節(jié)、沒有路感等問題。為提高車輛轉(zhuǎn)向性能，科技工作者致力于研究線控轉(zhuǎn)向技術(shù)。它是通過微電子技術(shù)連接并控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各個(gè)元件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械或液壓連接。由于取消了方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接，完全擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各種限制，因此使車輛的設(shè)計(jì)、裝配大為簡化，而且還可以自由設(shè)計(jì)車輛轉(zhuǎn)向的力傳遞特性和角傳遞特性，是車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重大革新。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)采用傳感器記錄駕駛者的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù)線將信號(hào)傳遞給車上的微控制單元MCU，MCU綜合有關(guān)的信號(hào)做出判斷，發(fā)出控制車輛轉(zhuǎn)向的指令，然后MCU檢測(cè)車輛轉(zhuǎn)過的角度信號(hào)與給定指令比較，構(gòu)成閉環(huán)反饋控制，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全高性能的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。在一些工程車輛的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍可以根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，在高速行駛工況時(shí)，方向盤順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為900°，單方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)900°時(shí)，就達(dá)到車輛右全轉(zhuǎn)向或左全轉(zhuǎn)向的位置，在低速裝載作業(yè)時(shí)，方向盤順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為180°，單方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)180°時(shí)，就達(dá)到車輛右全轉(zhuǎn)向或左全轉(zhuǎn)向的位置，當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)需要有機(jī)械裝置進(jìn)行限位。現(xiàn)有的技術(shù)方案是方向盤帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使與之嚙合的齒條移動(dòng)，通過在不同位置設(shè)置擋塊來限定齒條的極限位置，來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向模式的切換。由于方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大，故齒條的尺寸和所需的工作空間就會(huì)很大，然而駕駛室底板的空間有限，不易進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝。在現(xiàn)有的技術(shù)方案中，方向盤必須回正到車輛可以直線行駛狀態(tài)時(shí)的初始位置才能實(shí)現(xiàn)一種轉(zhuǎn)向模式向另一種轉(zhuǎn)向模式的切換，缺少了實(shí)用性和靈活性。[0004]因此設(shè)計(jì)一種線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)變得非常有必要，有利于推動(dòng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)、研制與應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型提供的線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)，能夠可靠地實(shí)現(xiàn)方向盤在任意位置時(shí)轉(zhuǎn)向模式的切換，且限位準(zhǔn)確，又能減少限位結(jié)構(gòu)的長度，從而減小整個(gè)方向盤裝置的體積，節(jié)省安裝空間。[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:雙向液壓泵固定安裝在箱體的底部，方向盤軸的下端通過聯(lián)軸器與雙向液壓泵的輸入軸固定聯(lián)接，該裝置主要包括直線位移傳感器、滑塊、直線導(dǎo)軌、絲杠、螺母、行程擋板、限位擋塊、彈簧、從動(dòng)架、凸輪、支撐座和電機(jī)，所述絲杠固定聯(lián)接在方向盤軸上，所述螺母與絲杠傳動(dòng)配合安裝，所述滑塊固定安裝在螺母的左側(cè)面上，所述直線導(dǎo)軌固定安裝在箱體的左側(cè)壁上，所述滑塊滑動(dòng)聯(lián)接到直線導(dǎo)軌上，所述直線位移傳感器固定安裝在箱體的左側(cè)壁上，所述直線位移傳感器的測(cè)量桿固定安裝在滑塊上，所述行程擋板固定安裝在螺母的右側(cè)面上，所述行程擋板右側(cè)設(shè)置有一個(gè)長凹槽，又在長凹槽的長度方向中心位置對(duì)稱設(shè)置一個(gè)短凹槽，所述長凹槽的長度方向中心位置與短凹槽的長度方向中心位置相同，所述支撐座固定安裝在箱體的右側(cè)壁上，所述限位擋塊動(dòng)配合安裝在支撐座左端的滑道內(nèi)，所述限位擋塊為階梯形狀，所述彈簧為壓縮彈簧安裝在支撐座左端的滑道內(nèi)，所述彈簧的右端與滑道內(nèi)的環(huán)臺(tái)接觸、左端與限位擋塊的階梯面接觸，所述從動(dòng)架固定聯(lián)接在限位擋塊的右端，所述電機(jī)固定聯(lián)接在支撐座上，所述凸輪固定聯(lián)接在電機(jī)的輸出軸上，所述凸輪的外輪廓與從動(dòng)架右側(cè)內(nèi)表面動(dòng)配合接觸。[0007]所述電機(jī)為舵機(jī)電機(jī)。當(dāng)方向盤處于車輛直線行駛狀態(tài)位置時(shí)，螺母和行程擋板處于初始位置，此時(shí)所述行程擋板右側(cè)短凹槽長度方向的中心位置處于限位擋塊的軸心線上。所述限位擋塊左端為長方體形狀，右端為圓柱體形狀，所述彈簧套裝在限位擋塊右端圓柱體形狀的部位。所述絲杠與方向盤軸同軸心線固定聯(lián)接。所述螺母與絲杠采用小螺距結(jié)構(gòu)。所述方向盤軸與直線導(dǎo)軌及直線位移傳感器的測(cè)量桿相互平行安裝。[0008]采用本實(shí)用新型的有益效果是，能很好地實(shí)現(xiàn)方向盤在任意位置時(shí)轉(zhuǎn)向模式的切換，且限位準(zhǔn)確，又能減少限位結(jié)構(gòu)的長度，從而減小整個(gè)方向盤裝置的體積，節(jié)省安裝空間，有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。[0009]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方 式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


[0010]圖1是本實(shí)用新型所述線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)的主視圖；[0011]圖2是圖1中的A-A剖視圖。[0012]圖中:直線位移傳感器I滑塊2直線導(dǎo)軌3箱體4方向盤軸5絲杠6螺母7行程擋板8限位擋塊9彈簧10從動(dòng)架11凸輪12支撐座13雙向液壓泵14電機(jī)1具體實(shí)施方式
[0013]在圖1和圖2中，雙向液壓泵14通過螺栓固定安裝在箱體4的底部，方向盤軸5的下端通過聯(lián)軸器與雙向液壓泵14的輸入軸固定聯(lián)接，該裝置主要由直線位移傳感器1、滑塊2、直線導(dǎo)軌3、絲杠6、螺母7、行程擋板8、限位擋塊9、彈簧10、從動(dòng)架11、凸輪12、支撐座13、和電機(jī)15組成，所述絲杠6與方向盤軸5整體加工而成，所述螺母7與絲杠6傳動(dòng)配合安裝，所述滑塊2通過螺栓固定安裝在螺母7的左側(cè)面上，所述直線導(dǎo)軌3通過螺栓固定安裝在箱體4的左側(cè)壁上，所述滑塊2滑動(dòng)聯(lián)接到直線導(dǎo)軌3上，所述直線位移傳感器I通過螺栓固定安裝在箱體4的左側(cè)壁上，所述直線位移傳感器I的測(cè)量桿通過過渡板固定安裝在滑塊2上，所述行程擋板8通過螺栓固定安裝在螺母7的右側(cè)面上，所述行程擋板8右側(cè)銑削加工出一個(gè)長凹槽，又在長凹槽的長度方向中心位置對(duì)稱銑削加工出一個(gè)短凹槽，所述長凹槽的長度方向中心位置與短凹槽的長度方向中心位置相同，所述支撐座13通過螺栓固定安裝在箱體4的右側(cè)壁上，所述限位擋塊9動(dòng)配合安裝在支撐座13左端的滑道內(nèi)，所述限位擋塊9為階梯形狀，所述彈簧10為壓縮彈簧安裝在支撐座13左端的滑道內(nèi)，所述彈簧10的右端與滑道內(nèi)的環(huán)臺(tái)接觸、左端與限位擋塊9的階梯面接觸，所述從動(dòng)架11通過螺栓固定聯(lián)接在限位擋塊9的右端，所述電機(jī)15通過螺栓固定聯(lián)接在支撐座13上，所述凸輪12通過鍵固定聯(lián)接在電機(jī)15的輸出軸上，所述凸輪12的外輪廓與從動(dòng)架11右側(cè)內(nèi)表面動(dòng)配合接觸。[0014]另外，所述電機(jī)15為舵機(jī)電機(jī)。當(dāng)方向盤處于車輛直線行駛狀態(tài)位置時(shí)，螺母7和行程擋板8處于初始位置，此時(shí)所述行程擋板8右側(cè)短凹槽長度方向的中心位置處于限位擋塊9的軸心線上。所述限位擋塊9左端為長方體形狀，右端為圓柱體形狀，所述彈簧10套裝在限位擋塊9右端圓柱體形狀的部位。所述絲杠6與方向盤軸5同軸心線固定聯(lián)接。所述螺母7與絲杠6采用小螺距結(jié)構(gòu)。所述方向盤軸5與直線導(dǎo)軌3及直線位移傳感器I的測(cè)量桿相互平行安裝。[0015]方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定在方向盤軸5上的絲杠6旋轉(zhuǎn)，從而使螺母7沿絲杠6的軸線移動(dòng)一定距離，由于直線位移傳感器I的測(cè)量桿通過滑塊2固定聯(lián)接到螺母7上，故直線位移傳感器I可以檢測(cè)到螺母7的位移并輸出電信號(hào)，根據(jù)絲杠6的螺距可得到方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。車輛的其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)此角度信號(hào)完成車輛的轉(zhuǎn)向，雙向液壓泵14通過與其它控制元件的配合為駕駛員提供路感。當(dāng)車輛轉(zhuǎn)向需要切換到高速行駛模式時(shí)，電機(jī)15帶動(dòng)凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，使得凸輪12的最高點(diǎn)作用到從動(dòng)架11右側(cè)內(nèi)表面上，從而使限位擋塊9向右移動(dòng)克服彈簧力退回到行程擋板8右側(cè)的長凹槽內(nèi)，限制行程擋板8在長凹槽的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)模式切 換，當(dāng)方向盤處于車輛可以直線行駛狀態(tài)的位置時(shí)，方向盤可以在順時(shí)針或逆時(shí)針900°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，單方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)900°時(shí)，達(dá)到車輛右全轉(zhuǎn)向或左全轉(zhuǎn)向位置，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中使得與方向盤軸5固定聯(lián)接的絲杠6轉(zhuǎn)過相應(yīng)角度，帶動(dòng)與螺母7通過螺栓固定聯(lián)接的行程擋板8移動(dòng)到極限位置，限位擋塊9與行程擋板8上的長凹槽的一個(gè)側(cè)壁面接觸，限制行程擋板8繼續(xù)移動(dòng)，方向盤亦不能繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)，但可以反方向回轉(zhuǎn)，此時(shí)方向盤的靈敏度較低以保證高速轉(zhuǎn)場(chǎng)行駛過程的安全性。當(dāng)車輛轉(zhuǎn)向需要切換到裝載作業(yè)模式時(shí)，電機(jī)15帶動(dòng)凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，使得凸輪12的最低點(diǎn)作用到從動(dòng)架11右側(cè)內(nèi)表面上，若此時(shí)限位擋塊9在行程擋板8右側(cè)的短凹槽范圍內(nèi)時(shí)，在彈簧10的作用下限位擋塊9伸出，直接進(jìn)入短凹槽，實(shí)現(xiàn)模式切換；若此時(shí)限位擋塊9不在行程擋板8右側(cè)的短凹槽范圍內(nèi)，彈簧10使得限位擋塊9壓在長凹槽的底部，當(dāng)在方向盤的作用下行程擋板8右側(cè)的短凹槽到達(dá)限位擋塊9所在位置時(shí)，彈簧10將限位擋塊9彈入短凹槽，實(shí)現(xiàn)模式切換，此時(shí)，方向盤可以在順時(shí)針或逆時(shí)針180°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，單方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)180°時(shí)，達(dá)到車輛右全轉(zhuǎn)向或左全轉(zhuǎn)向位置，使行程擋板8到達(dá)極限位置，限位擋塊9與行程擋板8上的短凹槽的一個(gè)側(cè)壁面接觸，限制行程擋板8繼續(xù)移動(dòng)，方向盤亦不能繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)，但可以反方向回轉(zhuǎn)，此時(shí)方向盤的靈敏度較高，可以降低裝載過程中頻繁轉(zhuǎn)向的作業(yè)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率。從而可以實(shí)現(xiàn)方向盤在任意位置時(shí)轉(zhuǎn)向模式切換和準(zhǔn)確限位的目的。螺母7與絲杠6采用小螺距結(jié)構(gòu)，很小的軸向長度就能滿足限位的工作要求，節(jié)省空間。
權(quán)利要求1.一種線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu),雙向液壓泵(14)固定安裝在箱體(4)的底部，方向盤軸(5)的下端通過聯(lián)軸器與雙向液壓泵(14)的輸入軸固定聯(lián)接，其特征是，主要由直線位移傳感器(I)、滑塊(2)、直線導(dǎo)軌(3)、絲杠(6)、螺母(7)、行程擋板⑶、限位擋塊(9)、彈簧(10)、從動(dòng)架(11)、凸輪(12)、支撐座(13)和電機(jī)(15)組成，所述絲杠(6)固定聯(lián)接在方向盤軸(5)上，所述螺母(7)與絲杠(6)傳動(dòng)配合安裝，所述滑塊⑵固定安裝在螺母(7)的左側(cè)面上，所述直線導(dǎo)軌(3)固定安裝在箱體(4)的左側(cè)壁上，所述滑塊(2)滑動(dòng)聯(lián)接到直線導(dǎo)軌(3)上，所述直線位移傳感器(I)固定安裝在箱體(4)的左側(cè)壁上，所述直線位移傳感器(I)的測(cè)量桿固定安裝在滑塊(2)上，所述行程擋板(8)固定安裝在螺母(7)的右側(cè)面上，所述行程擋板(8)右側(cè)設(shè)置有一個(gè)長凹槽，又在長凹槽的長度方向中心位置對(duì)稱設(shè)置一個(gè)短凹槽，所述長凹槽的長度方向中心位置與短凹槽的長度方向中心位置相同，所述支撐座(13)固定安裝在箱體⑷的右側(cè)壁上，所述限位擋塊(9)動(dòng)配合安裝在支撐座(13)左端的滑道內(nèi)，所述限位擋塊(9)為階梯形狀，所述彈簧(10)為壓縮彈簧安裝在支撐座(13)左端的滑道內(nèi)，所述彈簧(10)的右端與滑道內(nèi)的環(huán)臺(tái)接觸、左端與限位擋塊(9)的階梯面接觸，所述從動(dòng)架(11)固定聯(lián)接在限位擋塊(9)的右端，所述電機(jī)(15)固定聯(lián)接在支撐座(13)上，所述凸輪(12)固定聯(lián)接在電機(jī)(15)的輸出軸上，所述凸輪(12)的外輪廓與從動(dòng)架(11)右側(cè)內(nèi)表面動(dòng)配合接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)，其特征是:所述電機(jī)(15)為舵機(jī)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)，其特征是:當(dāng)方向盤處于車輛直線行駛狀態(tài)位置時(shí)，螺母(7)和行程擋板(8)處于初始位置，此時(shí)所述行程擋板(8)右側(cè)短凹槽長度方向的中心位置處于限位擋塊(9)的軸心線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)，其特征是:所述限位擋塊(9)左端為長方體形狀，右端為圓柱體形狀，所述彈簧(10)套裝在限位擋塊(9)右端圓柱體形狀的部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)，其特征是:所述絲杠(6)與方向盤軸(5)同軸心線固定聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)，其特征是:所述螺母(7)與絲杠(6)采用小螺距結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)，其特征是:所述方向盤軸(5)與直線導(dǎo)軌(3)及直線位移傳感器(I)的測(cè)量桿相互平行安裝。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種線控轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向模式切換限位機(jī)構(gòu)，旨在實(shí)現(xiàn)方向盤在任意位置時(shí)轉(zhuǎn)向模式切換和準(zhǔn)確限位。絲杠固定聯(lián)接在方向盤軸上，螺母與絲杠嚙合傳動(dòng)安裝，直線導(dǎo)軌和直線位移傳感器固定安裝在箱體的左側(cè)壁上，直線位移傳感器的測(cè)量桿通過滑塊固定安裝在螺母的左側(cè)面上，滑塊滑動(dòng)聯(lián)接到直線導(dǎo)軌上，行程擋板固定安裝在螺母的右側(cè)面上，支撐座固定安裝在箱體的右側(cè)壁上，限位擋塊動(dòng)配合安裝在支撐座左端的滑道內(nèi)，彈簧安裝在支撐座的滑道內(nèi)，從動(dòng)架固定聯(lián)接在限位擋塊的右端，電機(jī)固定聯(lián)接在支撐座上，凸輪固定聯(lián)接在電機(jī)的輸出軸上，凸輪的外輪廓與從動(dòng)架底部內(nèi)表面動(dòng)配合接觸。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)方向盤在任意位置時(shí)轉(zhuǎn)向模式切換和準(zhǔn)確限位。
文檔編號(hào)B62D5/04GK203111305SQ20132013223
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者王安敏, 朱建鑫 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)