CN111186477A - 线控转向限位装置与线控转向系统以及线控转向式机动车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线控转向限位装置，基于该线控转向限位装置本发明还提供了一种线控转向系统以及一种线控转向式机动车。在线控转向限位装置中，本发明在转向轴套筒上设置有限位部件，限位部件可以将转向轴的旋转运动转换成自身的直线运动，限位部件在限位空间内运动，其受限位盘的限位，在限位部件限位后能够限制转向轴的转动。限位部件的移动距离与转向轴的旋转角度成正比，通过对限位部件的移动距离限定，就能够实现转向轴旋转角度的限定。本发明能够实现线控转向系统中方向盘旋转角度的限定。本发明结构简单，方向盘旋转角的限定精准、可调，本发明通过对线控转向系统进行机械结构优化，极大程度地提高了汽车驾驶的安全性。

Description

线控转向限位装置与线控转向系统以及线控转向式机动车

技术领域

本发明涉及汽车控制系统技术领域，更具体地说，特别涉及一种线控转向限位装置、一种线控转向系统以及一种线控转向式机动车。

背景技术

近些年来，随着互联网技术的快速发展，大数据的应用以及集成控制的发展，自动驾驶已经成为现在汽车的发展方向。在自动驾驶领域，线控作为集合多领域控制为一体的技术具有重要作用，线控转向作为转向系统发展的前沿趋势，在汽车行驶安全中具有重要的作用。

线控转向系统是指取消了机械连接结构的转向系统，其优势在于：一方面降低了系统的复杂程度，另一方面极大地提高了系统的响应性。

线控转向系统作为汽车控制的核心组成，其安全性就变得尤为重要。当前，保障线控转向系统安全性的措施一般都是在控制器层面以及控制算法方面，绝大部分的研究都没有针对机械部件进行。然而，线控转向系统由于取消了机械转向结构，其对于方向盘的转动没有了机械限制，就会使得线控转向系统存在方向盘转动超过一定圈数后不能回归零位的情况。由于方向盘转动缺失了转动限位，其对于汽车驾驶就存在非常大的安全隐患。

发明内容

(一)技术问题

综上所述，如何对线控转向系统进行机械结构优化，从而提高汽车驾驶的安全性，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

(二)技术方案

本发明提供了一种线控转向限位装置，在本发明中，该线控转向限位装置包括：

与方向盘联动的转向轴；

相对于车架固定安装的固定架，于所述固定架上设置有轴套，所述转向轴的一端插入至所述轴套内并与所述轴套转动配合；

用于对所述转向轴的旋转角度进行限位的限位盘，所述限位盘设置有两个，两个所述限位盘设置于所述轴套内并间隔设置形成限位空间，于所述限位空间内设置有限位部件，所述限位部件与所述转向轴配合、用于将所述转向轴的旋转运动转换成所述限位部件的直线运动，所述限位部件于所述限位空间内直线运动并可与所述限位盘相抵、用于对所述转向轴的旋转进行限位。

优选地，在本发明所提供的该线控转向限位装置中，所述转向轴位于所述限位空间内的部分为安装段，所述安装段上设置有外螺纹，所述限位部件与所述安装段螺纹连接；于所述轴套的内侧面设置有用于对所述限位部件的旋转进行限位的旋转限位结构。

优选地，在本发明所提供的该线控转向限位装置中，所述旋转限位结构为螺纹结构，所述限位部件与所述旋转限位结构螺纹配合。

优选地，在本发明所提供的该线控转向限位装置中，所述旋转限位结构为直滑槽或直滑轨，所述限位部件与所述旋转限位结构直线滑动配合。

优选地，在本发明所提供的该线控转向限位装置中，于所述转向轴用于插入至所述轴套内的一端设置有转向轴套筒，所述限位盘套设于所述转向轴套筒上，所述限位部件与所述转向轴套筒配合。

优选地，在本发明所提供的该线控转向限位装置中，于所述限位盘用于与所述限位部件相抵的一侧面上设置有弹簧，所述限位部件通过所述弹簧与所述限位盘弹性抵接。

本发明还提供了一种线控转向系统，包括有方向盘以及如上述的线控转向限位装置；所述方向盘与所述线控转向限位装置的转向轴联动。

优选地，在本发明所提供的线控转向系统中，所述方向盘与所述转向轴同轴设置，且所述方向盘与所述转向轴可拆卸连接。

本发明还提供了一种线控转向式机动车，在本发明中，该线控转向式机动车包括有如上述的线控转向系统。

(三)有益效果

本发明提供了一种线控转向限位装置，用于实现线控转向系统中方向盘的转动限位，基于该线控转向限位装置本发明还提供了一种线控转向系统以及一种线控转向式机动车。

在本发明中，该线控转向限位装置包括转向轴、固定架以及限位盘，固定架上设置有轴套，限位盘设置有两个，两个限位盘在轴套内间隔设置形成限位空间，在限位空间内设置有一个限位部件，限位部件与转向轴联动，可以在限位盘的作用下对转向轴，即方向盘，的转动进行限位。

通过上述结构设计，本发明在转向轴套筒上设置有限位部件，限位部件可以将转向轴的旋转运动转换成自身的直线运动，限位部件在限位空间内运动，其受限位盘的限位，在限位部件限位后能够限制转向轴的转动。限位部件的移动距离与转向轴的旋转角度成正比，因此，通过对限位部件的移动距离限定，就能够实现转向轴旋转角度的限定。本发明通过非常简单的机械结构，就能够实现线控转向系统中方向盘旋转角度的限定，并且，本发明对方向盘进行任意角度的限定。本发明结构简单，方向盘旋转角的限定精准、可调，本发明通过对线控转向系统进行机械结构优化，极大程度地提高了汽车驾驶的安全性。

附图说明

图1为本发明一种实施例中线控转向系统的结构示意简图；

图2为本发明另一种实施例中线控转向系统的结构示意简图；

在图1和图2中，部件名称与附图编号的对应关系为：

方向盘1、转向轴2、固定架3、轴套4、限位盘5、限位部件6、转向轴套筒7、弹簧8。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1和图2，其中，图1为本发明一种实施例中线控转向系统的结构示意简图；图2为本发明另一种实施例中线控转向系统的结构示意简图。

本发明提供了一种线控转向限位装置，用于机动车上转向控制。

在本发明中，该线控转向限位装置包括：与方向盘1联动的转向轴2；相对于车架固定安装的固定架3，于固定架3上设置有轴套4，转向轴2的一端插入至轴套4内并与轴套4转动配合；用于对转向轴2的旋转角度进行限位的限位盘5，限位盘5设置有两个，两个限位盘5设置于轴套4内并间隔设置形成限位空间，于限位空间内设置有限位部件6，限位部件6与转向轴2配合、用于将转向轴2的旋转运动转换成限位部件6的直线运动，限位部件6于限位空间内直线运动并可与限位盘5相抵、用于对转向轴2的旋转进行限位。

在上述的结构设计中，转向轴2采用金属轴结构设计，这样能够保证转向轴2具有较高的结构强度。在本发明的一个具体实施方式中，转向轴2包括有轴主体，在轴主体的一端设置有键结构，用于与方向盘1实现键连接，从而可以随方向盘1联动，同时还具有方便拆卸的优点。在轴主体的另一端设置有一个转向轴套筒7，转向轴套筒7为圆筒结构，转向轴套筒7与轴主体同轴设置，转向轴套筒7采用金属制成，转向轴套筒7优选采用焊接方式固定设置在转向轴2的轴端。本发明在转向轴2上还设置有轴承座，转向轴2通过轴承座可转动地安装在车架上，从而实现方向盘1在车架上的安装。固定架3可以为一个平板，也可以为一个架体结构，固定架3的作用为实现本发明其他组件的安装，并可实现这些组件在车架上的固定。在本发明的一个优选实施方式中，固定架3采用平板结构，在固定架3上开设有孔洞，转向轴2的一端穿过孔洞后，通过轴承安装在固定架3上，这样能够实现转向轴2与固定架3之间的转动配合。在固定架3上固定设置有轴套4，轴套4采用金属圆管结构设计，轴套4的一端设置有法兰盘，轴套4通过法兰盘固定设置在固定架3上。在轴套4内部设置有限位盘5，限位盘5为圆环盘状结构，限位盘5设置在轴套4内与轴套4同轴设置。限位盘5在轴套4内可以通过强力胶胶粘固定，也可以在轴套4上开设螺栓孔，从轴套4外插入螺栓，螺栓与限位盘5螺纹连接，通过螺栓实现限位盘5在轴套4上的固定安装。此外，通过结构设计，还能够保证限位盘5在轴套4内部固定安装位置的调整，由两个限位盘5间隔设置形成限位空间，由于限位盘5能够在轴套4内进行位置调节，从而能够实现限位空间的限位长度调整。转向轴2设置有转向轴套筒7的一端自安装架穿过插入至轴套4中，转向轴套筒7能够穿过两个限位盘5。在转向轴套筒7上设置有限位部件6，限位部件6可以将转向轴2的旋转运动转换成自身的直线运动，限位部件6在限位空间内运动，其受限位盘5的限位，在限位部件6限位后能够限制转向轴2的转动。限位部件6的移动距离与转向轴2的旋转角度成正比，因此，通过对限位部件6的移动距离限定，就能够实现转向轴2旋转角度的限定。通过上述结构设计，本发明通过非常简单的机械结构，就能够实现线控转向系统中方向盘1旋转角度的限定，并且，本发明对方向盘1进行任意角度的限定。本发明结构简单，方向盘1旋转角的限定精准、可调，本发明通过对线控转向系统进行机械结构优化，极大程度地提高了汽车驾驶的安全性。

具体地，转向轴2位于限位空间内的部分为安装段，安装段上设置有外螺纹，限位部件6与安装段螺纹连接；于轴套4的内侧面设置有用于对限位部件6的旋转进行限位的旋转限位结构。

在本发明所提供的线控转向系统中，整个系统的输入为方向盘1，方向盘1的旋转带动转向柱的转动。转向柱套筒直接和转向柱固结在一起，限位盘5(上端的)和轴套4固定在一起，在转向柱套筒的外表面加工有外螺纹，转向柱套筒的外螺纹与限位部件6(滚动齿轮)的内螺纹进行啮合，同时限位部件6的外侧面所加工的外螺纹和轴套4的内螺纹相啮合，另一个限位盘5(下端的)卡紧在轴套4的底部。当方向盘1转动时，带动转向柱旋转，相应地，转向柱带动转向柱套筒进行旋转，由于摩擦力的存在，与转向柱套筒啮合的限位部件6会上下移动，当方向盘1左转达到极限时，限位部件6会到达上限位的限位盘5位置，方向盘1右转达到极限时，限位部件6会到达下限位的限位盘5位置，这样整个过程实现了了转向柱的限位。

在本发明的一个实施方式中，旋转限位结构为直滑槽或直滑轨，限位部件6与旋转限位结构直线滑动配合。

具体地，本发明在轴套4的内侧面上开设有滑槽，在限位部件6上设置有与滑槽滑动配合的滑块，由滑槽与滑块配合，能够实现对限位部件6的旋转限位，同时还能够使得限位部件6沿直线(滑槽)方向移动。此外，本发明可以在限位部件6上设置滑槽，在轴套4的内侧面上设置直线滑轨，由滑槽与滑块配合，能够实现对限位部件6的旋转限位，同时还能够使得限位部件6沿直线(滑槽)方向移动。

为了在方向盘1旋转至极限角度时进行限位缓冲，本发明于限位盘5用于与限位部件6相抵的一侧面上设置有弹簧8，限位部件6通过弹簧8与限位盘5弹性抵接。当然，本发明所设置的弹簧8其一端能够与限位部件6连接，其另一端能够与限位盘5连接，这样能够使得限位部件6在移动时始终受到弹簧8作用力，在方向转转向时，会受到弹簧8弹力的反馈，使得转向更加有“手感”，提高驾驶的舒适性。

基于上述的线控转向限位装置本发明还提供了一种线控转向系统，该线控转向系统包括有方向盘1以及如上述的线控转向限位装置；方向盘1与线控转向限位装置的转向轴2联动。

进一步地，方向盘1与转向轴2同轴设置，且方向盘1与转向轴2可拆卸连接。

基于上述的线控转向系统，本发明还提供了一种线控转向式机动车，该线控转向式机动车采用了如上述的线控转向系统。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (9)

1.一种线控转向限位装置，其特征在于，包括：

与方向盘(1)联动的转向轴(2)；

相对于车架固定安装的固定架(3)，于所述固定架上设置有轴套(4)，所述转向轴的一端插入至所述轴套内并与所述轴套转动配合；

用于对所述转向轴的旋转角度进行限位的限位盘(5)，所述限位盘设置有两个，两个所述限位盘设置于所述轴套内并间隔设置形成限位空间，于所述限位空间内设置有限位部件(6)，所述限位部件与所述转向轴配合、用于将所述转向轴的旋转运动转换成所述限位部件的直线运动，所述限位部件于所述限位空间内直线运动并可与所述限位盘相抵、用于对所述转向轴的旋转进行限位。

2.根据权利要求1所述的线控转向限位装置，其特征在于，

所述转向轴位于所述限位空间内的部分为安装段，所述安装段上设置有外螺纹，所述限位部件与所述安装段螺纹连接；

于所述轴套的内侧面设置有用于对所述限位部件的旋转进行限位的旋转限位结构。

3.根据权利要求2所述的线控转向限位装置，其特征在于，

所述旋转限位结构为螺纹结构，所述限位部件与所述旋转限位结构螺纹配合。

4.根据权利要求2所述的线控转向限位装置，其特征在于，

所述旋转限位结构为直滑槽或直滑轨，所述限位部件与所述旋转限位结构直线滑动配合。

5.根据权利要求1所述的线控转向限位装置，其特征在于，

于所述转向轴用于插入至所述轴套内的一端设置有转向轴套筒(7)，所述限位盘套设于所述转向轴套筒上，所述限位部件与所述转向轴套筒配合。

6.根据权利要求1至5任一项所述的线控转向限位装置，其特征在于，

于所述限位盘用于与所述限位部件相抵的一侧面上设置有弹簧(8)，所述限位部件通过所述弹簧与所述限位盘弹性抵接。

7.一种线控转向系统，包括有方向盘，其特征在于，

还包括有如权利要求1至6任一项所述的线控转向限位装置；

所述方向盘与所述线控转向限位装置的转向轴联动。

8.根据权利要求7所述的线控转向系统，其特征在于，

所述方向盘与所述转向轴同轴设置，且所述方向盘与所述转向轴可拆卸连接。

9.一种线控转向式机动车，其特征在于，

包括有如权利要求7或8所述的线控转向系统。

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