一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱、萬向傳動軸和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向盤固設(shè)于轉(zhuǎn)向管柱的頂端，轉(zhuǎn)向管柱與循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器之間連接有所述萬向傳動軸；還包括傳感器、控制器和電動助力器，傳感器和電動助力器均固設(shè)于轉(zhuǎn)向管柱上，傳感器設(shè)置于電動助力器的上方，傳感器和電動助力器分別通過導(dǎo)線與控制器電連接。本實用新型的循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有經(jīng)濟、環(huán)保、節(jié)能、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長、操作穩(wěn)定、扭矩大等優(yōu)點，尤其適合于皮卡、輕卡等載貨汽車使用。
【專利說明】一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，尤其涉及一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，汽車的轉(zhuǎn)向器一般采用液壓助力轉(zhuǎn)向器，但是，液壓助力轉(zhuǎn)向器存在以下缺陷:第一，液壓助力轉(zhuǎn)向器雖然能使操作轉(zhuǎn)向盤輕便，但汽車在高速行駛時，若轉(zhuǎn)向盤太輕，則容易因轉(zhuǎn)向過于靈敏而使汽車不易控制；第二，液壓助力轉(zhuǎn)向器至少需要油泵、油罐、油管等零部件，從而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝困難、制造成本高，一旦液壓油泄漏還會對環(huán)境造成污染；第三，液壓助力轉(zhuǎn)向器通常設(shè)置于車底，使得污水、污泥等容易在液壓助力轉(zhuǎn)向器上堆積，容易腐蝕液壓助力轉(zhuǎn)向器，縮短了液壓助力轉(zhuǎn)向器的使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型旨在解決上述所提及的技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、操作穩(wěn)定、使用壽命長的循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0004]本實用新型是通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱、萬向傳動軸和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向盤固設(shè)于轉(zhuǎn)向管柱的頂端，轉(zhuǎn)向管柱與循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器之間連接有所述萬向傳動軸；還包括傳感器、控制器和電動助力器，傳感器和電動助力器均固設(shè)于轉(zhuǎn)向管柱上，傳感器設(shè)置于電動助力器的上方，傳感器和電動助力器分別通過導(dǎo)線與控制器電連接。
[0006]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向管柱包括呈筒狀的套管和套裝在套管內(nèi)的桿狀芯軸；所述電動助力器包括輔助芯軸轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)機構(gòu)和對扭轉(zhuǎn)機構(gòu)進行驅(qū)動的電機。
[0007]優(yōu)選的，所述電動助力器的扭轉(zhuǎn)機構(gòu)以齒輪傳動的方式來驅(qū)動轉(zhuǎn)向管柱的芯軸進行轉(zhuǎn)動。
[0008]優(yōu)選的，所述扭轉(zhuǎn)機構(gòu)上設(shè)置有蝸桿，所述芯軸上設(shè)置有與所述蝸桿相配合的蝸輪。
[0009]優(yōu)選的，所述蝸桿的齒廓兩側(cè)為凹弧形，所述蝸輪齒形與蝸桿的齒廓弧形共軛。
[0010]優(yōu)選的，所述扭轉(zhuǎn)機構(gòu)上設(shè)置有第一錐齒輪，所述芯軸上設(shè)置有與第一錐齒輪相配合的第二錐齒輪。
[0011]優(yōu)選的，所述第一錐齒輪和第二錐齒輪的軸線相互垂直。
[0012]優(yōu)選的，所述電機為永磁同步電機。
[0013]優(yōu)選的，所述傳感器為扭應(yīng)力式轉(zhuǎn)矩傳感器或扭轉(zhuǎn)角式轉(zhuǎn)矩傳感器。
[0014]有益效果是:本實用新型的循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由于采用了電動助力器，使得結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低。同時，通過將傳感器和電動助力器設(shè)置于轉(zhuǎn)向管柱上并且將傳感器設(shè)置于電動助力器的上方，從而使傳感器能直接檢測到司機操作轉(zhuǎn)向盤所需的瞬時作用力，并通過控制器進行數(shù)據(jù)處理后，由電動助力器輔助司機直接對轉(zhuǎn)向管柱上的芯軸進行轉(zhuǎn)動。由此，可避免現(xiàn)有技術(shù)中，司機對轉(zhuǎn)向盤作用的力需通過多級的機械傳動后才能進行與液壓助力器的作用力進行合成，而每一級的機械傳動必然還有功率損失，因此，將電動助力器設(shè)置于轉(zhuǎn)向管柱上能更為精確地輔助司機進行轉(zhuǎn)向操作，避免司機頻繁地正反向調(diào)整轉(zhuǎn)向盤。此外，由于蝸桿傳動的承載力較大，電動助力器通過蝸輪蝸桿傳動的方式可以把較大的輔助轉(zhuǎn)向力作用到轉(zhuǎn)向管柱的芯軸上，因此，本實用新型的循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不但適合于質(zhì)量較小的小型客車使用，還適合于質(zhì)量較大的皮卡、輕卡等載貨汽車使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的詳細說明:
[0016]圖1為循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意圖；
[0017]圖2為循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理示意圖。

【具體實施方式】
[0018]實施例一
[0019]為便于描述，將扭轉(zhuǎn)機構(gòu)82上的蝸桿和設(shè)置于芯軸21上并與前述蝸桿相配合的蝸輪合稱為蝸輪蝸桿機構(gòu)。
[0020]如圖1-圖2所示的循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤1、轉(zhuǎn)向管柱2、萬向傳動軸3、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器4、傳感器5、控制器6、導(dǎo)線7和電動助力器8。
[0021]轉(zhuǎn)向盤1固設(shè)于轉(zhuǎn)向管柱2的頂端，轉(zhuǎn)向管柱2與循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器4之間連接有萬向傳動軸3。轉(zhuǎn)向管柱2包括芯軸21和套管22，桿狀的芯軸21設(shè)置于套管22內(nèi)，套管22對芯軸21起保護和限位的作用，芯軸21在轉(zhuǎn)向盤1的驅(qū)動下進行轉(zhuǎn)動。
[0022]傳感器5和電動助力器8均固設(shè)于轉(zhuǎn)向管柱2上，從而可減少污水、污泥等對電動助力器8進行侵蝕，延長了電動助力器8的使用壽命。
[0023]電動助力器8包括輔助芯軸21轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)機構(gòu)82和對扭轉(zhuǎn)機構(gòu)82進行驅(qū)動的電機81。電動助力器8的扭轉(zhuǎn)機構(gòu)82優(yōu)選為以齒輪傳動的方式來驅(qū)動轉(zhuǎn)向管柱2的芯軸21進行轉(zhuǎn)動。具體為，扭轉(zhuǎn)機構(gòu)82上設(shè)置有蝸桿，蝸桿優(yōu)選為與電機81同軸設(shè)置，由于電機81需要頻繁地變速和正反向轉(zhuǎn)動，電機81優(yōu)選為采用永磁同步電機；芯軸21上設(shè)置有與所述蝸桿相配合的蝸輪。由于蝸桿傳動能承載較大的作用力，因此，尤其適合于對皮卡、輕卡等質(zhì)量較大的汽車進行轉(zhuǎn)向助力傳動。此外，車輛高速行駛時，蝸輪和蝸桿之間的摩擦力和電機81轉(zhuǎn)子的慣性還能阻止車輪產(chǎn)生擺動，從而提高了汽車高速行駛的穩(wěn)定性。
[0024]傳感器5和電動助力器8分別通過導(dǎo)線7與控制器6電連接。將傳感器5設(shè)置于電動助力器8的上方，從而能使傳感器5能直接地檢測出轉(zhuǎn)向盤1施加于轉(zhuǎn)向管柱2上的第一扭矩11。轉(zhuǎn)向盤1直接施加在轉(zhuǎn)向管柱2的第一扭矩11在傳輸?shù)睫D(zhuǎn)向管柱2的同時，也會被傳感器5檢測到，傳感器5將檢測到的第一扭矩11轉(zhuǎn)化為電壓信號傳輸至控制器6，控制器6根據(jù)接收到的電壓信號和瞬時車速等信息進行數(shù)據(jù)處理，向電動助力器8發(fā)出指令，電動助力器8根據(jù)指令對轉(zhuǎn)向管柱2施加第二扭矩12，第一扭矩11和第二扭矩12合成為第三扭矩冊，第三扭矩冊依次通過萬向傳動軸3、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器4傳遞到轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的其他傳動機構(gòu)中，并最終控制車輪轉(zhuǎn)向。此外，由于電動助力器8在汽車高速行駛時，控制器6獲得汽車的瞬時速度值后指令電動助力器8減少輔助轉(zhuǎn)向力，也就是使第二扭矩12的輸出減少，從而使司機感覺轉(zhuǎn)向盤1的轉(zhuǎn)向較重，這樣就能使司機較好地捕捉路面的感覺。
[0025]優(yōu)選的，所述蝸桿的齒廓兩側(cè)為凹弧形，蝸輪齒形與蝸桿的齒廓弧形共軛，以使蝸輪蝸桿機構(gòu)具有較高的傳動效率和較大的承載力，并且使蝸輪蝸桿機構(gòu)體積小和結(jié)構(gòu)緊湊。
[0026]傳感器5為扭應(yīng)力式轉(zhuǎn)矩傳感器或扭轉(zhuǎn)角式轉(zhuǎn)矩傳感器。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)以下教導(dǎo)及實際需要進行具體選擇。扭應(yīng)力式轉(zhuǎn)矩傳感器適合于以中低速行駛為主、質(zhì)量較大的汽車上；而扭轉(zhuǎn)角式轉(zhuǎn)矩傳感器，則適合于以中高速行駛為主、質(zhì)量較小的汽車。相對而言，扭轉(zhuǎn)角式轉(zhuǎn)矩傳感器比扭應(yīng)力式轉(zhuǎn)矩傳感器價格要高，安裝復(fù)雜。
[0027]實施例二
[0028]本實施例與實施例一的不同之處在于:扭轉(zhuǎn)機構(gòu)82上設(shè)置有第一錐齒輪，芯軸21上設(shè)置有與第一錐齒輪相配合的第二錐齒輪。優(yōu)選的，第一錐齒輪和第二錐齒輪的軸線相互垂直，從而使循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)更為緊湊。
[0029]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而并非對其進行限制，凡未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤(1)、轉(zhuǎn)向管柱(2)、萬向傳動軸(3)和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器(4)，轉(zhuǎn)向盤(1)固設(shè)于轉(zhuǎn)向管柱(2)的頂端，轉(zhuǎn)向管柱(2)與循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器⑷之間連接有所述萬向傳動軸⑶；其特征在于:還包括傳感器(5)、控制器(6)和電動助力器(8)，傳感器(5)和電動助力器(8)均固設(shè)于轉(zhuǎn)向管柱(2)上，傳感器(5)設(shè)置于電動助力器⑶的上方，傳感器(5)和電動助力器⑶分別通過導(dǎo)線(7)與控制器(6)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)向管柱(2)包括呈筒狀的套管(22)和套裝在套管(22)內(nèi)的桿狀芯軸(21);所述電動助力器(8)包括輔助芯軸(21)轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)機構(gòu)(82)和對扭轉(zhuǎn)機構(gòu)(82)進行驅(qū)動的電機(81)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述電動助力器(8)的扭轉(zhuǎn)機構(gòu)(82)以齒輪傳動的方式來驅(qū)動轉(zhuǎn)向管柱(2)的芯軸(21)進行轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述扭轉(zhuǎn)機構(gòu)(82)上設(shè)置有蝸桿，所述芯軸(21)上設(shè)置有與所述蝸桿相配合的蝸輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述蝸桿的齒廓兩側(cè)為凹弧形，所述蝸輪齒形與蝸桿的齒廓弧形共軛。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述扭轉(zhuǎn)機構(gòu)(82)上設(shè)置有第一錐齒輪，所述芯軸(21)上設(shè)置有與第一錐齒輪相配合的第二錐齒輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述第一錐齒輪和第二錐齒輪的軸線相互垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述電機(81)為永磁同步電機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)球式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器(5)為扭應(yīng)力式轉(zhuǎn)矩傳感器或扭轉(zhuǎn)角式轉(zhuǎn)矩傳感器。
【文檔編號】B62D5/04GK204236555SQ201420625508
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】閔志憲, 蔣叢生, 楊常清, 容建壯, 肖國明 申請人:江門市興江轉(zhuǎn)向器有限公司