本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向裝置，具體涉及一種由旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)、箱體及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)組成的車輛線控轉(zhuǎn)向裝置。

背景技術(shù)：

線控轉(zhuǎn)向技術(shù)通過(guò)微電子技術(shù)連接并控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各個(gè)元件來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械或液壓連接，解決原有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在的轉(zhuǎn)向靈敏度不可調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜及噪音高等問(wèn)題。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)預(yù)設(shè)兩種運(yùn)行模式：工作模式和行駛模式。當(dāng)車輛在工作模式時(shí)，為了降低駕駛操作人員的工作負(fù)荷，方向盤只需轉(zhuǎn)動(dòng)180度便能夠完成車輛左右方向的全轉(zhuǎn)向；當(dāng)車輛在行駛模式時(shí)，為了確保駕駛操作人員的行駛安全穩(wěn)定性，此時(shí)方向盤需要轉(zhuǎn)動(dòng)900度，以完成車輛左右方向的全轉(zhuǎn)向。車輛線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，減少多余的油路，節(jié)能降耗，降低污染,故對(duì)提高我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義，將成為未來(lái)的發(fā)展方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的一種車輛線控轉(zhuǎn)向裝置，使用微電子技術(shù)控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，取代了傳統(tǒng)復(fù)雜的機(jī)械或液壓連接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的角度的限位，以提供工作和行駛兩種運(yùn)行模式，保證車輛行駛安全的同時(shí)降低駕駛操作人員的工作負(fù)荷。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種車輛線控轉(zhuǎn)向裝置，包括旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)、箱體及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)由直線式步進(jìn)電機(jī)、螺母、連接鏈、旋轉(zhuǎn)支桿、掛鉤物、支撐板、突起物組成，所述箱體及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由端蓋、第一傳動(dòng)軸、第一齒輪軸、第二齒輪、第二傳動(dòng)軸、箱體組成，所述安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)由力矩傳感器、角位移傳感器組成，所述第一傳動(dòng)軸上端通過(guò)軸承與軸承座固定連接，所述軸承座與所述箱體固定連接，所述箱體與所述端蓋固定連接，所述第一傳動(dòng)軸下端有花鍵槽，所述第一齒輪軸通過(guò)軸上花鍵與所述第一傳動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)連接，所述第一齒輪軸與力矩傳感器的一端的輸出軸固定連接，所述力矩傳感器另一端的輸出軸與第一傳動(dòng)軸固定連接，所述第一齒輪軸下端通過(guò)軸承與軸承座固定連接，所述軸承座與箱體固定連接，所述第一齒輪軸與所述第二齒輪嚙合配合安裝，所述第二齒輪通過(guò)平鍵與所述第二傳動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)連接，所述第二傳動(dòng)軸通過(guò)軸承與軸承座固定連接，所述軸承座與所述箱體固定連接，所述第二齒輪與所述第一齒輪軸的傳動(dòng)比為6：1，所述角位移傳感器與第二傳動(dòng)軸的上端固定連接，所述角位移傳感器與所述箱體固定連接。

所述突起物通過(guò)焊接固定在所述第二傳動(dòng)軸上，所述突起物兩端突出面在過(guò)所述第二傳動(dòng)軸軸心線的垂直平面上，當(dāng)該面與所述箱體前面或后面平行時(shí)為安裝初始位置，所述支撐板與所述箱體焊接固定并與所述箱體底板平行，所述直線式步進(jìn)電機(jī)通過(guò)螺栓固定在所述支撐板上，所述直線式步進(jìn)電機(jī)輸出軸配合有所述螺母，所述螺母與所述連接鏈一端鉸接，所述連接鏈另一端與所述掛鉤物的右端鉸接，所述掛鉤物中心與所述旋轉(zhuǎn)支桿同心，所述掛鉤物與所述第二傳動(dòng)軸上固定的所述突起物在同一水平面上，所述旋轉(zhuǎn)支桿的軸線與所述第二傳動(dòng)軸的軸線平行且兩平行軸線所確定平面與所述箱體的側(cè)面平行，所述掛鉤物處在垂直于所述箱體側(cè)面的位置時(shí)為方向盤未轉(zhuǎn)向時(shí)的初始位置。

所述角位移傳感器的軸心線、第二傳動(dòng)軸的軸心線同心安裝，所述第一傳動(dòng)軸的軸心線、力矩傳感器的軸心線、第一齒輪軸的軸心線同心安裝。

本發(fā)明的有益效果是：預(yù)設(shè)兩種運(yùn)行模式，在保證行駛安全穩(wěn)定的情況下降低操作人員的工作負(fù)荷。采用微電子技術(shù)控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通過(guò)各傳感器和旋轉(zhuǎn)限位裝置保證該方案的安全性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，節(jié)能降耗。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述車輛線控轉(zhuǎn)向裝置主剖視圖；

圖2是本發(fā)明所述車輛線控轉(zhuǎn)向裝置方向盤未轉(zhuǎn)向時(shí)的初始位置的A-A視圖；

圖3是本發(fā)明所述車輛線控轉(zhuǎn)向裝置工作模式的極限位置A-A視圖；

圖4是本發(fā)明所述車輛線控轉(zhuǎn)向裝置行駛模式的極限位置A-A視圖。

具體實(shí)施方式

在圖1、圖2、圖3、圖4中，一種車輛線控轉(zhuǎn)向裝置，包括旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)、箱體及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)由直線式步進(jìn)電機(jī)(3)、螺母(4)、連接鏈(5)、旋轉(zhuǎn)支桿(6)、掛鉤物(7)、支撐板(8)、突起物(13)組成，所述箱體及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由端蓋(1)、第一傳動(dòng)軸(2)、第一齒輪軸(10)、第二齒輪(11)、第二傳動(dòng)軸(12)、箱體(14)組成，所述安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)由力矩傳感器(9)、角位移傳感器(15)組成，所述第一傳動(dòng)軸(2)上端通過(guò)軸承與軸承座固定連接，所述軸承座與所述箱體(14)固定連接，所述箱體(14)與所述端蓋(1)固定連接，所述第一傳動(dòng)軸(2)下端有花鍵槽，所述第一齒輪軸(10)通過(guò)軸上花鍵與所述第一傳動(dòng)軸(2)實(shí)現(xiàn)連接，所述第一齒輪軸(10)與力矩傳感器(9)的一端的輸出軸固定連接，所述力矩傳感器(9)另一端的輸出軸與第一傳動(dòng)軸(2)固定連接，所述第一齒輪軸(10)下端通過(guò)軸承與軸承座固定連接，所述軸承座與箱體(14)固定連接，所述第一齒輪軸(10)與所述第二齒輪(11)嚙合配合安裝，所述第二齒輪(11)通過(guò)平鍵與所述第二傳動(dòng)軸(12)實(shí)現(xiàn)連接，所述第二傳動(dòng)軸(12)通過(guò)軸承與軸承座固定連接，所述軸承座與所述箱體(14)固定連接，所述第二齒輪(11)與所述第一齒輪軸(10)的傳動(dòng)比為6：1，所述角位移傳感器(15)與第二傳動(dòng)軸(12)的上端固定連接，所述角位移傳感器(15)與所述箱體(14)固定連接。

所述突起物(13)通過(guò)焊接固定在所述第二傳動(dòng)軸(12)上，所述突起物(13)兩端突出面在過(guò)所述第二傳動(dòng)軸(12)軸心線的垂直平面上，當(dāng)該面與所述箱體(14)前面或后面平行時(shí)為安裝初始位置，所述支撐板(8)與所述箱體(14)焊接固定并與所述箱體(14)底板平行，所述直線式步進(jìn)電機(jī)(3)通過(guò)螺栓固定在所述支撐板(8)上，所述直線式步進(jìn)電機(jī)(3)輸出軸配合有所述螺母(4)，所述螺母(4)與所述連接鏈(5)一端鉸接，所述連接鏈(5)另一端與所述掛鉤物(7)的右端鉸接，所述掛鉤物(7)中心與所述旋轉(zhuǎn)支桿(6)同心，所述掛鉤物(7)與所述第二傳動(dòng)軸(12)上固定的所述突起物(13)在同一水平面上，所述旋轉(zhuǎn)支桿(6)的軸線與所述第二傳動(dòng)軸(12)的軸線平行且兩平行軸線所確定平面與所述箱體(14)的側(cè)面平行，所述掛鉤物(7)處在垂直于所述箱體(14)側(cè)面的位置時(shí)為方向盤未轉(zhuǎn)向時(shí)的初始位置。

所述角位移傳感器(15)的軸心線、第二傳動(dòng)軸(12)的軸心線同心安裝，所述第一傳動(dòng)軸(2)的軸心線、力矩傳感器(9)的軸心線、第一齒輪軸(10)的軸心線同心安裝。

當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)向時(shí)，方向盤桿驅(qū)動(dòng)所述第一傳動(dòng)軸(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一傳動(dòng)軸(2)帶動(dòng)所述第一齒輪軸(10)旋轉(zhuǎn)，所述第一齒輪軸(10)與所述第二齒輪(11)嚙合，所述第二齒輪(11)帶動(dòng)所述第二傳動(dòng)軸(12)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二傳動(dòng)軸(12)上的所述突起物(7)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)不同的運(yùn)行模式，所述角位移傳感器(15)實(shí)時(shí)檢測(cè)所述第二傳動(dòng)軸(12)的旋轉(zhuǎn)角度，并將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至電控單元ECU，控制所述直線式步進(jìn)電機(jī)(3)帶動(dòng)所述螺母(4)移動(dòng)，所述螺母(4)帶動(dòng)所述連接鏈(5)移動(dòng)，所述連接鏈(5)使所述掛鉤物(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)所述突起物(13)達(dá)到要求角度時(shí)與所述掛鉤物(7)一端發(fā)生干涉，從而限定所述第二傳動(dòng)軸(12)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述直線式步進(jìn)電機(jī)(3)接收ECU發(fā)來(lái)的信號(hào)停止工作，完成對(duì)方向盤旋轉(zhuǎn)角度的限制。

工作模式時(shí)，方向盤的左右全轉(zhuǎn)向角度均為180度。當(dāng)方向盤左轉(zhuǎn)時(shí)，方向盤桿驅(qū)使所述第一傳動(dòng)軸(2)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，所述第一傳動(dòng)軸(2)帶動(dòng)所述第一齒輪軸(10)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，所述第二傳動(dòng)軸(12)帶動(dòng)其上的所述突起物(13)在所述第一齒輪軸(10)與所述第二齒輪(11)的嚙合作用下順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，由于所述第二齒輪(11)與所述第一齒輪軸(10)的傳動(dòng)比為6：1，所以當(dāng)方向盤向左旋轉(zhuǎn)180極限位置時(shí)，即所述第二傳動(dòng)軸(12)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)30度即達(dá)極限位置，所述第二傳動(dòng)軸(12)上的所述突起物(13)也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)到該位置，與此同時(shí)，所述角位移傳感器(15)實(shí)時(shí)檢測(cè)所述第二傳動(dòng)軸(12)的旋轉(zhuǎn)角度，并將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至電控單元ECU，電控單元ECU發(fā)出信號(hào)使所述直線式步進(jìn)電機(jī)(3)工作，使其輸出軸帶動(dòng)其上的所述螺母(4)向后移動(dòng)，所述螺母(4)帶動(dòng)所述連接鏈(5)水平面上移動(dòng)，所述連接鏈(5)帶動(dòng)所述掛鉤物(7)圍繞所述旋轉(zhuǎn)支桿(6)中心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述突起物(13)達(dá)到要求角度時(shí)與所述掛鉤物(7)的左端發(fā)生干涉，從而限定所述第二傳動(dòng)軸(12)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述直線式步進(jìn)電機(jī)(3)接收ECU發(fā)來(lái)的信號(hào)停止工作，完成工作模式時(shí)對(duì)方向盤左轉(zhuǎn)限位。當(dāng)方向盤右轉(zhuǎn)時(shí)，做出與左轉(zhuǎn)向相反的動(dòng)作即可完成對(duì)方向盤右轉(zhuǎn)限位。

行駛模式時(shí)，方向盤的左右全轉(zhuǎn)向角度均為900度。當(dāng)方向盤左轉(zhuǎn)時(shí)，方向盤桿驅(qū)使所述第一傳動(dòng)軸(2)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，所述第一傳動(dòng)軸(2)帶動(dòng)所述第一齒輪軸(10)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，所述第二傳動(dòng)軸(12)帶動(dòng)其上的所述突起物(13)在所述第一齒輪軸(10)與所述第二齒輪(11)的嚙合作用下順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，由于所述第二齒輪(11)與所述第一齒輪軸(10)的傳動(dòng)比為6：1，所以當(dāng)方向盤向左旋轉(zhuǎn)900極限位置時(shí)，即所述第二傳動(dòng)軸(12)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)150度即達(dá)極限位置，所述第二傳動(dòng)軸(12)上的所述突起物(13)也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)該角度，與此同時(shí)，所述角位移傳感器(15)實(shí)時(shí)檢測(cè)所述第二傳動(dòng)軸(12)的旋轉(zhuǎn)角度，并將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至電控單元ECU，電控單元ECU發(fā)出信號(hào)使所述直線式步進(jìn)電機(jī)(3)工作，使其輸出軸帶動(dòng)其上的所述螺母(4)向前移動(dòng)，所述螺母(4)帶動(dòng)所述連接鏈(5)水平面上移動(dòng)，所述連接鏈(5)帶動(dòng)所述掛鉤物(7)圍繞所述旋轉(zhuǎn)支桿(6)中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述突起物(13)達(dá)到要求角度時(shí)與所述掛鉤物(7)右端發(fā)生干涉，從而限定了所述第二傳動(dòng)軸(12)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述直線式步進(jìn)電機(jī)(3)接收ECU發(fā)來(lái)的信號(hào)停止工作，完成了對(duì)方向盤左轉(zhuǎn)限位。當(dāng)方向盤右轉(zhuǎn)時(shí)，做出與左轉(zhuǎn)向相反的動(dòng)作即可完成對(duì)方向盤右轉(zhuǎn)限位。

在兩種模式下，為了避免駕駛員在方向盤到達(dá)極限位置后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)旋轉(zhuǎn)限位裝置造成破壞，所述力矩傳感器(9)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述第一傳動(dòng)軸(2)上的力矩，一旦力矩高于預(yù)設(shè)值，將會(huì)發(fā)送信號(hào)至所述ECU，提示駕駛員已經(jīng)到達(dá)極限位置。