徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，旨在準(zhǔn)確檢測方向盤的旋轉(zhuǎn)角度，能為駕駛員提供可調(diào)、合適的路感，且能在不同的工況下改變工作模式，調(diào)整方向盤完成全轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)動圈數(shù)。中心軸通過軸承安裝在箱體上端蓋和下端蓋的軸承座內(nèi)，擋環(huán)依次套裝在中心軸上，最內(nèi)側(cè)的擋環(huán)固定安裝在中心軸上，角位移傳感器安裝在箱體的上端蓋的下表面，電磁線圈安裝在箱體下端蓋的下表面，阻尼盤固定安裝在中心軸的下端。電機(jī)固定安裝在電機(jī)支架上，電機(jī)支架固定安裝在箱體上，傳動絲杠通過軸承安裝在支架上，傳動螺母與傳動絲杠傳動配合安裝，傳動絲杠通過聯(lián)軸器與電機(jī)的輸出軸固定聯(lián)接。本實用新型適用于車輛作為線控轉(zhuǎn)向方向盤。
【專利說明】徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，具體地說是一種徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤
>J-U ρ?α裝直。

【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，減輕駕駛員的勞動強(qiáng)度，提高作業(yè)生產(chǎn)率的重要因素。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是決定車輛安全性和作業(yè)效率的關(guān)鍵總成。
[0003]專利申請?zhí)枮?01310025567.X的車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，能夠在不同的工作狀況下改變工作模式，調(diào)整在相應(yīng)模式下方向盤完成全轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，并且能夠準(zhǔn)確檢測方向盤的旋轉(zhuǎn)角度，能為駕駛員提供可調(diào)、合適的路感。所述車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置中當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動時就會帶動雙向液壓泵轉(zhuǎn)動，雙向液壓泵輸出的液壓油進(jìn)入比例節(jié)流閥，從比例節(jié)流閥出來的液壓油又進(jìn)入雙向液壓泵的進(jìn)油口，比例節(jié)流閥根據(jù)微控制單元傳遞來的路面信息指令開啟不同的節(jié)流面積，使雙向液壓泵的進(jìn)油口和出油口之間產(chǎn)生相應(yīng)的壓力差，由此壓力差產(chǎn)生的作用力就會作用到方向盤上產(chǎn)生相應(yīng)的阻尼力，即可以給駕駛員提供相應(yīng)的路感反饋，壓差傳感器不斷檢測雙向液壓泵和比例節(jié)流閥進(jìn)出油口之間的壓力差值并輸出電信號，控制調(diào)整比例節(jié)流閥的節(jié)流面積，進(jìn)而達(dá)到合適的路感狀態(tài)。這種車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，運用比例節(jié)流閥和雙向液壓泵來給駕駛員提供合適的路感，勢必會增加雙向液壓泵、比例節(jié)流閥、油箱以及補(bǔ)油閥等機(jī)械零件，不僅增加了本裝置的重量，而且管路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積臃腫，增加了安裝難度，同時造成了制造成本大幅升高，浪費材料。
[0004]因此設(shè)計一種新型車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置變得非常有必要，有利于推動線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)、研制與應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供的徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，簡化機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)，減低安裝難度和成本，同時能夠準(zhǔn)確檢測方向盤的旋轉(zhuǎn)角度，能為駕駛員提供可調(diào)、合適的路感，且能在不同的工況下改變工作模式、調(diào)整方向盤完成全轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)動圈數(shù)。
[0006]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:方向盤裝置包括中心軸、箱體、角位移傳感器、下限位開關(guān)、上限位開關(guān)、傳動絲杠、傳動螺母、支架、聯(lián)軸器、電機(jī)支架和電機(jī)，另外方向盤裝置主要由限位盤、擋環(huán)、電磁線圈、線圈骨架和阻尼盤組成，所述中心軸上端通過軸承安裝在箱體上端蓋的軸承座內(nèi)，所述中心軸下側(cè)通過軸承安裝在箱體下端蓋上的軸承座內(nèi)，所述角位移傳感器固定安裝在箱體上端蓋的下表面上，所述角位移傳感器的輸入空心軸與中心軸固定配合安裝，所述限位盤動配合安裝在中心軸上，所述擋環(huán)左下側(cè)設(shè)有徑向扇形凸臺，所述扇形凸臺圓心角為α度，所述擋環(huán)共有N個，所述擋環(huán)最內(nèi)側(cè)的那一個固定安裝在中心軸上，所述擋環(huán)彼此間均采用滑動配合安裝，所述擋環(huán)下端面與箱體下端蓋的上表面滑動配合安裝，所述擋環(huán)上端面與限位盤的下端面滑動配合安裝，所述箱體下端蓋的上表面左側(cè)設(shè)有圓心角為α度的凸臺，所述擋環(huán)最外側(cè)的那一個的扇形凸臺與箱體下端蓋上表面的扇形凸臺徑向尺寸相互對應(yīng)，所述擋環(huán)最外側(cè)的那一個的扇形凸臺接觸到箱體下端蓋上表面的扇形凸臺后受到限制，所述電磁線圈通過線圈骨架固定安裝在箱體下端蓋的下表面上，所述阻尼盤固定安裝在中心軸的下端，所述阻尼盤右側(cè)設(shè)置有徑向凸臺，所述上限位開關(guān)和下限位開關(guān)固定安裝在支架的左側(cè)板上，所述傳動絲杠通過軸承安裝在支架上，所述傳動螺母與傳動絲桿傳動配合安裝，所述傳動螺母左側(cè)設(shè)有凸臺，所述傳動螺母右側(cè)設(shè)有擋塊，所述傳動螺母右側(cè)擋塊與箱體左側(cè)壁板上的長槽滑動配合安裝，所述傳動螺母的前側(cè)面與支架前側(cè)板的內(nèi)側(cè)面滑動配合安裝，所述傳動螺母的后側(cè)面與支架后側(cè)板的內(nèi)側(cè)面滑動配合安裝，所述傳動螺母位于下極限位置時，所述傳動螺母右側(cè)擋塊和阻尼盤右側(cè)徑向凸臺接觸限制其繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動，所述支架固定安裝在箱體的左側(cè)壁板上，所述電機(jī)固定安裝在電機(jī)支架上，所述電機(jī)支架固定安裝在箱體左側(cè)壁板上，所述傳動絲杠通過聯(lián)軸器與電機(jī)的輸出軸固定聯(lián)接。
[0007]所述箱體由上端蓋、下端蓋和四個側(cè)壁板固定聯(lián)接而成。所述擋環(huán)上的扇形凸臺圓心角為30度,箱體下端蓋上表面的扇形凸臺圓心角也是30度，擋環(huán)一共有6個。所述角位移傳感器為空心軸角編碼器。所述電機(jī)的輸出軸與傳動絲杠安裝在同一軸心線上。所述上限位開關(guān)安裝高度與傳動螺母位于上極限位置時左側(cè)凸臺的高度一致，所述下限位開關(guān)安裝高度與傳動螺母位于下極限位置時左側(cè)凸臺的高度一致。所述線圈骨架是鐵磁性材料。所述阻尼盤是鐵磁性材料。
[0008]采用本發(fā)明的有益效果是，能準(zhǔn)確的檢測方向盤的旋轉(zhuǎn)角度，能給駕駛員提供可調(diào)、合適的路感，且能夠在不同的工況下改變工作模式、調(diào)整方向盤完成全轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，有很好的推廣應(yīng)用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明所述徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置的主視圖；
[0010]圖2是本發(fā)明所述徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置的A-A視圖。
[0011]圖中:中心軸I箱體2角位移傳感器3限位盤4擋環(huán)5電磁線圈6線圈骨架7阻尼盤8下限位開關(guān)9上限位開關(guān)10傳動絲杠11傳動螺母12支架13聯(lián)軸器14電機(jī)支架15電機(jī)16

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]在圖1和圖2中，徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置包括中心軸1、箱體2、角位移傳感器3、下限位開關(guān)9、上限位開關(guān)10、傳動絲杠11、傳動螺母12、支架13、聯(lián)軸器14、電機(jī)支架15和電機(jī)16，徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置主要由限位盤4、擋環(huán)5、電磁線圈6、線圈骨架7和阻尼盤8組成，所述中心軸I上端通過軸承安裝在箱體2上端蓋的軸承座內(nèi)，所述中心軸I下側(cè)通過軸承安裝在箱體2下端蓋上的軸承座內(nèi)，所述角位移傳感器3通過螺釘固定安裝在箱體2上端蓋的下表面上，所述角位移傳感器3的輸入空心軸與中心軸I固定配合安裝，所述限位盤4動配合安裝在中心軸I上，所述擋環(huán)5左下側(cè)設(shè)有徑向扇形凸臺，所述扇形凸臺圓心角為α度，所述擋環(huán)5共有N個，所述擋環(huán)5最內(nèi)側(cè)的那一個通過鍵固定安裝在中心軸I上，所述擋環(huán)5彼此間均采用滑動配合安裝，所述擋環(huán)5下端面與箱體2下端蓋的上表面滑動配合安裝，所述擋環(huán)5上端面與限位盤4的下端面滑動配合安裝，所述箱體2下端蓋的上表面左側(cè)設(shè)有圓心角為α度的凸臺，所述擋環(huán)5最外側(cè)的那一個的扇形凸臺與箱體2下端蓋上表面的扇形凸臺徑向尺寸相互對應(yīng),所述擋環(huán)5最外側(cè)的那一個的扇形凸臺接觸到箱體2下端蓋上表面的扇形凸臺后受到限制，所述電磁線圈6通過線圈骨架7固定安裝在箱體2下端蓋的下表面上，所述阻尼盤8固定安裝在中心軸I的下端，所述阻尼盤8右側(cè)設(shè)置有徑向凸臺，所述上限位開關(guān)10和下限位開關(guān)9固定安裝在支架13的左側(cè)板上，所述傳動絲杠11通過軸承安裝在支架13上，所述傳動螺母12與傳動絲桿11傳動配合安裝，所述傳動螺母12左側(cè)設(shè)有凸臺，所述傳動螺母12右側(cè)設(shè)有擋塊，所述傳動螺母12右側(cè)擋塊與箱體2左側(cè)壁板上的長槽滑動配合安裝，所述傳動螺母12的前側(cè)面與支架13前側(cè)板的內(nèi)側(cè)面滑動配合安裝，所述傳動螺母12的后側(cè)面與支架13后側(cè)板的內(nèi)側(cè)面滑動配合安裝，所述傳動螺母12位于下極限位置時，所述傳動螺母12右側(cè)擋塊和阻尼盤8右側(cè)徑向凸臺接觸限制其繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動，所述支架13通過螺栓固定安裝在箱體2左側(cè)壁板上，所述電機(jī)16通過螺釘固定安裝在電機(jī)支架15上，所述電機(jī)支架15通過螺栓固定安裝在箱體2左側(cè)壁板上，所述傳動絲杠11通過聯(lián)軸器14與電機(jī)16的輸出軸固定聯(lián)接。
[0014]所述箱體2由上端蓋、下端蓋和四個側(cè)壁板通過螺栓固定聯(lián)接而成。所述擋環(huán)5上的扇形凸臺圓心角為30度,箱體2下端蓋上表面的扇形凸臺圓心角也是30度,擋環(huán)5 —共有6個。所述角位移傳感器3為空心軸角編碼器。所述電機(jī)16的輸出軸與傳動絲杠11安裝在同一軸心線上。所述上限位開關(guān)10安裝高度與傳動螺母12位于上極限位置時左側(cè)凸臺的高度一致，所述下限位開關(guān)9安裝高度與傳動螺母12位于下極限位置時左側(cè)凸臺的高度一致。所述線圈骨架7是鐵磁性材料。所述阻尼盤8是鐵磁性材料。
[0015]方向盤通過聯(lián)軸器與中心軸I聯(lián)接，方向盤的旋轉(zhuǎn)會帶動中心軸I以及固定在中心軸I上的角位移傳感器3的輸入空心軸、擋環(huán)5和阻尼盤8旋轉(zhuǎn)。角位移傳感器3用于檢測方向盤轉(zhuǎn)過的角度和方向，并反饋給控制器。電磁線圈6、線圈骨架7和阻尼盤8用于實現(xiàn)路感反饋，控制器控制電磁線圈6通過的電流產(chǎn)生不同的電磁吸力，電磁吸力作用在阻尼盤8上，進(jìn)而產(chǎn)生阻礙旋轉(zhuǎn)的力矩，實現(xiàn)路感反饋。
[0016]當(dāng)車輛要進(jìn)入低速作業(yè)模式時，控制器的指令使電機(jī)16正向旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器14帶動傳動絲杠11旋轉(zhuǎn)，從而控制傳動螺母12移動到最下端的位置，此時下限位開關(guān)9檢測到信號，電機(jī)16停止轉(zhuǎn)動，控制器會自動記錄此時的狀態(tài)。操作人員操作方向盤向左或者向右旋轉(zhuǎn)半圈的過程中，角位移傳感器3實時反饋轉(zhuǎn)角信息，由控制器驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)車輛向左或者向右轉(zhuǎn)向。當(dāng)方向盤向左或者向右旋轉(zhuǎn)達(dá)到半圈時，阻尼盤8右側(cè)的凸臺就會卡在傳動螺母12右側(cè)的擋塊上，此時方向盤就不可以再繼續(xù)轉(zhuǎn)動，這時控制器驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)實現(xiàn)了車輛向左或者向右的全轉(zhuǎn)向。
[0017]當(dāng)車輛要進(jìn)入高速行駛模式時，控制器的指令使電機(jī)16反向旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器14帶動傳動絲杠11旋轉(zhuǎn)，從而控制傳動螺母12移動到最上端的位置，此時上限位開關(guān)10檢測到信號，電機(jī)16停止轉(zhuǎn)動，控制器會自動記錄此時的狀態(tài)。操作人員操作方向盤向左或者向右旋轉(zhuǎn)兩圈半的過程中，角位移傳感器3實時反饋轉(zhuǎn)角信息，由控制器驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)車輛向左或者向右轉(zhuǎn)向。與此同時，擋環(huán)5會從內(nèi)往外逐一帶動外側(cè)擋環(huán)5旋轉(zhuǎn)。當(dāng)方向盤向左或者向右旋轉(zhuǎn)達(dá)到兩圈半時，最外側(cè)的擋環(huán)5的扇形凸臺就會卡在箱體2下端蓋上表面的扇形凸臺上，此時方向盤就不可以再繼續(xù)轉(zhuǎn)動，這時控制器驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)實現(xiàn)了車輛向左或者向右的全轉(zhuǎn)向。
【權(quán)利要求】
1.一種徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，包括中心軸(I)、箱體(2)、角位移傳感器(3)、下限位開關(guān)(9)、上限位開關(guān)(10)、傳動絲杠(11)、傳動螺母(12)、支架(13)、聯(lián)軸器(14)、電機(jī)支架(15)和電機(jī)(16)，其特征是:主要由限位盤⑷、擋環(huán)(5)、電磁線圈(6)、線圈骨架(7)和阻尼盤(8)組成，所述中心軸(I)上端通過軸承安裝在箱體(2)上端蓋的軸承座內(nèi)，所述中心軸(I)下側(cè)通過軸承安裝在箱體(2)下端蓋上的軸承座內(nèi)，所述角位移傳感器(3)固定安裝在箱體(2)上端蓋的下表面上，所述角位移傳感器(3)的輸入空心軸與中心軸(I)固定配合安裝，所述限位盤(4)動配合安裝在中心軸(I)上，所述擋環(huán)(5)左下側(cè)設(shè)有徑向扇形凸臺，所述扇形凸臺圓心角為ct度,所述擋環(huán)(5)共有N個,所述擋環(huán)(5)最內(nèi)側(cè)的那一個固定安裝在中心軸(I)上，所述擋環(huán)(5)彼此間均采用滑動配合安裝，所述擋環(huán)(5)下端面與箱體(2)下端蓋的上表面滑動配合安裝，所述擋環(huán)(5)上端面與限位盤(4)的下端面滑動配合安裝，所述箱體(2)下端蓋的上表面左側(cè)設(shè)有圓心角為α度的凸臺，所述擋環(huán)(5)最外側(cè)的那一個的扇形凸臺與箱體(2)下端蓋上表面的扇形凸臺徑向尺寸相互對應(yīng)，所述擋環(huán)(5)最外側(cè)的那一個的扇形凸臺接觸到箱體(2)下端蓋上表面的扇形凸臺后受到限制，所述電磁線圈(6)通過線圈骨架(7)固定安裝在箱體(2)下端蓋的下表面上，所述阻尼盤(8)固定安裝在中心軸(I)的下端，所述阻尼盤(8)右側(cè)設(shè)置有徑向凸臺，所述上限位開關(guān)(10)和下限位開關(guān)(9)固定安裝在支架(13)的左側(cè)板上，所述傳動絲杠(11)通過軸承安裝在支架(13)上，所述傳動螺母(12)與傳動絲桿(11)傳動配合安裝，所述傳動螺母(12)左側(cè)設(shè)有凸臺，所述傳動螺母(12)右側(cè)設(shè)有擋塊，所述傳動螺母(12)右側(cè)擋塊與箱體(2)左側(cè)壁板上的長槽滑動配合安裝，所述傳動螺母(12)的前側(cè)面與支架(13)前側(cè)板的內(nèi)側(cè)面滑動配合安裝，所述傳動螺母(12)的后側(cè)面與支架(13)后側(cè)板的內(nèi)側(cè)面滑動配合安裝，所述傳動螺母(12)位于下極限位置時，所述傳動螺母(12)右側(cè)擋塊和阻尼盤(8)右側(cè)徑向凸臺接觸限制其繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動，所述支架(13)固定安裝在箱體(2)左側(cè)壁板上，所述電機(jī)(16)固定安裝在電機(jī)支架(15)上，所述電機(jī)支架(15)固定安裝在箱體(2)左側(cè)壁板上，所述傳動絲杠(11)通過聯(lián)軸器(14)與電機(jī)(16)的輸出軸固定聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，其特征是:所述箱體(2)由上端蓋、下端蓋和四個側(cè)壁板固定聯(lián)接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，其特征是:所述擋環(huán)(5)上的扇形凸臺圓心角為30度,箱體(2)下端蓋上表面的扇形凸臺圓心角也是30度,擋環(huán)(5)一共有6個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，其特征是:所述角位移傳感器(3)為空心軸角編碼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，其特征是:所述電機(jī)(16)的輸出軸與傳動絲杠(11)安裝在同一軸心線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，其特征是:所述上限位開關(guān)(10)安裝高度與傳動螺母(12)位于上極限位置時左側(cè)凸臺的高度一致，所述下限位開關(guān)(9)安裝高度與傳動螺母(12)位于下極限位置時左側(cè)凸臺的高度一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，其特征是:所述線圈骨架(7)是鐵磁性材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述徑向擋環(huán)式車輛線控轉(zhuǎn)向方向盤裝置，其特征是:所述阻尼盤(8)是鐵磁性材料。
【文檔編號】B62D5/04GK204020971SQ201420384384
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月12日
【發(fā)明者】王安敏, 趙海霞, 黃鎮(zhèn), 楊志軍, 王曉軍, 王玉磊, 申廣林, 唐楊文 申請人:青島科技大學(xué)