[发明专利]车辆线控转向方向盘装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆转向装置，具体地说是一种车辆线控转向方向盘装置。

背景技术

转向系统的功用是操纵车辆的行驶方向，系统应能根据需要保持车辆稳定地沿直线行驶，并能根据要求灵活地改变行驶方向。对转向系统的基本要求是操纵轻便灵活、工作稳定可靠、使用经济耐久，转向性能是保证车辆安全行驶，减轻驾驶员的劳动强度，提高作业生产率的重要因素。转向系统是决定车辆安全性和作业效率的关键总成。

随着应用场合工况要求的提高，车辆转向系统的性能需要进一步提高，为解决原有的转向系统中存在的转向灵敏度和路感不可调节、结构复杂、噪音高等问题，科技工作者致力于研究线控转向技术，它是通过微电子技术连接并控制转向系统的各个元件来代替传统的机械或液压连接。线控转向技术采用传感器记录驾驶者的转向数据，然后通过数据线将信号传递给车上的电控制单元(ECU)，ECU综合这些和其它信号做出判断后，再控制车辆的转向角度。由于取消了方向盘和转向轮之间的机械连接，因此使车辆的设计、装配大为简化，而且还可以自由设计车辆转向的力传递特性和角传递特性，是车辆转向系统的重大革新。特别是在工程机械上，尤其是装载机对转向系统要求更高，现有主要的技术方案是在方向盘底部安装一个全液压转向器，通过转动方向盘控制通往转向油缸的流量。首先，由于选择的转向器固定，转向时从一个极限位置到另一个极限位置的方向盘所需的转动圈数也就固定了，在进行装载作业时，需要频繁的大角度的转向才能完成工作，这时操作者的劳动强度是很大的；其次，驾驶员在驾驶过程中没有合适的路感；再次，由于全液压转向器需要安装在方向盘的下端，必须把管路引到驾驶室附近，增加了装配的复杂程度和驾驶室内的噪音。

因此设计一种车辆线控转向方向盘装置变得非常有必要，有利于推动线控转向系统的开发、研制与应用。

发明内容

本发明提供的车辆线控转向方向盘装置，能够准确检测方向盘的旋转角度，能为驾驶员提供可调、合适的路感，且能在不同的工况下改变工作模式、调整方向盘完成全转向的转动圈数。

为了解决上述的技术问题，本发明采用下述技术方案：装置主要由电机、箱体、第一齿轮轴、第二齿轮轴、第二单向离合器、第三齿轮轴、第一单向离合器、齿轮、第四齿轮轴、力矩传感器、传动螺母、第一传动轴、角位移传感器、第二传动轴、轴承端盖、行程挡板、限位挡块、挡块支撑座、电磁铁以及接近开关组成；所述电机与箱体固定联接，所述电机的输出轴通过联轴器与第三齿轮轴的下端固定联接，所述第三齿轮轴通过轴承安装在箱体的轴承座内，所述第二齿轮轴通过轴承安装在箱体的轴承座内，所述第三齿轮轴与第二齿轮轴的齿轮啮合传动配合安装，所述第二单向离合器固定安装在第二齿轮轴的轴孔内，所述第二单向离合器的内圈与第四齿轮轴的下端固定联接，所述力矩传感器的一端固定安装在第四齿轮轴的轴孔内，所述力矩传感器的另一端固定安装在第二传动轴的轴孔内，所述第二传动轴通过轴承安装在箱体的轴承座内，所述轴承端盖固定安装在箱体上部的轴承座上，所述第一齿轮轴通过轴承安装在箱体的轴承座内，所述第三齿轮轴与第一齿轮轴的齿轮啮合传动配合安装，所述第一单向离合器固定安装在第一齿轮轴轴孔内，所述第一单向离合器的内圈与第一传动轴的下端固定联接，所述齿轮与第一传动轴的下侧固定联接，所述齿轮与第四齿轮轴的齿轮啮合传动配合安装，所述第一传动轴通过轴承安装在箱体的轴承座内，所述角位移传感器的输入轴与第一传动轴的上端固定联接，所述角位移传感器的壳体与箱体固定联接，所述第一传动轴中间部位加工有传动螺纹，所述传动螺母与第一传动轴的螺纹部分传动配合安装，所述传动螺母上设置有一凸台，所述接近开关与箱体固定联接，所述接近开关的感应头与传动螺母的凸台对应安装，所述行程挡板与传动螺母固定联接，所述行程挡板相对限位挡块的侧面设置有一个长凹槽，在长凹槽的长度方向中心对称位置设置有一个短凹槽，所述限位挡块与电磁铁的活动铁芯固定联接，所述电磁铁的壳体与箱体固定联接，所述限位挡块在电磁铁的驱动下可以伸入行程挡板的长凹槽或短凹槽内，所述挡块支撑座与箱体固定联接，所述挡块支撑座两侧的护板与行程挡板的两外侧壁动配合安装，所述限位挡块与挡块支撑座的内壁动配合安装，所述第一单向离合器和第二单向离合器采用相同的传动方向安装。