CN104260776A - 一种动态转向系统的锁止装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种动态转向系统的锁止装置，包括固定在空心轴上的磁铁环，固定在转向柱上的滑腔，一端固定在滑腔底部的弹簧，以及一端置于滑腔内、且与弹簧的另一端相连的吸盘式电磁铁，所述吸盘式电磁铁的一面具有一橡胶层，吸盘式电磁铁的橡胶层的表面能够与磁铁环贴合、且所述吸盘式电磁铁的橡胶层表面与磁铁环表面的摩擦力起锁止作用，所述吸盘式电磁铁的电磁线圈与汽车电源连接。本发明的锁止动作是通过吸盘式电磁铁与磁铁环吸附并压紧、以及两者之间的摩擦力实现的，因此只要吸盘式电磁铁的电磁线圈断电，就能够及时的完成锁止动作，解决了现有锁止装置的滞后性，提高了工作可靠性，而且还使动态转向系统的结构更紧凑，减小安装空间。

Description

一种动态转向系统的锁止装置
技术领域
本发明涉及一种基于谐波齿轮可变传动比式动态转向系统的锁止装置，具体的说是一种可以迅速可靠地锁止动态转向系统的锁止新方法。
背景技术
转向系统是汽车底盘系统中的重要组成部分，其作用是根据方向盘的转动控制转向轮以一定大小和方向的角度转动，从而实现车辆转向。所以转向系统涉及到车辆的操纵稳定性，主动安全性和操纵舒适性。
现有的大部分转向系统的角传动比是固定不可调的，即当转向系统设计完成之后，转向角传动比也就固定不变了。但是随着现代汽车技术的进步与发展、汽车运行环境特别是道路条件的改善，这样的转向系统已不能满足车辆行驶对转向系统的要求。理想的转向系统是，在助力机构的协助下，低速时具有较小的转向角传动比，使转向轻便灵活；高速时具有较大的转向角传动比，保证车辆的高速稳定性。
谐波齿轮可变传动比式动态转向系统(例如奥迪A4、Q5等车型)很好的解决了上述问题，通过另加一套电动机械式驱动装置，由它产生与驾驶员转向动力并行存在的驱动力来实现。谐波齿轮可变传动比式动态转向系统的转向传动比能够根据车速的变化而变化。在停车或者在蜿蜒的路面上低速或中速行驶时，该系统提供一个直接的转向传动比，以提高汽车的转向精确性和反应能力；而在高速公路上高速行驶时，该系统在直接转向传动比的基础上增加一个附加转向传动比，使汽车操控更沉稳，并保持良好的直线行驶稳定性，避免传统机械转向系统选定恒定转向传动比时所需做出的妥协。
然而上述动态转向系统出现故障断电时，与电机转子固连的空心轴可以和电机的转子一起转动，使得由空心轴驱动的谐波齿轮椭圆转子跟着转动，整个转向系统处于自由无控的状态，存在功能失误的隐患。为了解决这个问题，谐波齿轮可变传动比式动态转向系统中设计了一个空心轴锁止装置，它通过机械方式将空心轴进行锁止。当系统出现严重故障时，与电机转子固连的空心轴就将被锁止，空心轴与转向柱成为一体，以避免产生功能失误。锁止是通过一块电磁铁和一个锁圈来完成的，电磁铁用螺栓拧在转向柱上，锁圈被安装在由电机驱动的空心轴的外围。锁圈的外侧设计有缺口，电磁铁圆筒状推杆顶端的齿在弹簧弹力作用下，就会进入到缺口中，起到锁止作用，空心轴就被固定住，电机和空心轴就无法转动。但是这种锁止装置只有推杆顶端的齿进入缺口时才能起锁住作用，所以存在一定的滞后性和不可靠性，不能快速可靠地将动态转向系统的空心轴锁止。在动态转向系统失去控制到锁止前这段时间内，空心轴和电机可以转动，车辆转向系统存在一定的安全隐患。
发明内容
为了解决现有的谐波齿轮可变传动比式动态转向系统的锁止装置存在的滞后性和不可靠性的问题，本发明提供了一种动态转向系统的锁止装置，不仅解决了锁止动作的滞后性，提高了工作的可靠性，而且还能使动态转向系统的结构变得简单紧凑，减小安装空间。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种动态转向系统的锁止装置，包括固定在空心轴上的磁铁环，固定在转向柱上的滑腔，一端固定在滑腔底部的弹簧，以及一端置于滑腔内、且与弹簧的另一端相连的吸盘式电磁铁，所述吸盘式电磁铁的一面具有一橡胶层，所述吸盘式电磁铁的橡胶层的表面能够与磁铁环贴合、且所述吸盘式电磁铁的橡胶层表面与磁铁环表面的摩擦力起锁止作用，所述吸盘式电磁铁的电磁线圈与汽车电源连接。
优选地，所述吸盘式电磁铁及橡胶层能够与磁铁环贴合的一面为凹圆弧形，所述凹圆弧的半径与磁铁环的外径相等。
优选地，所述吸盘式电磁铁与滑腔间隙配合。
优选地，所述吸盘式电磁铁置于滑腔内的部分的直径小于能够与磁铁环贴合部分的直径。
优选地，所述吸盘式电磁铁置于滑腔内的部分表面依次设有橡胶绝缘层、导电铜片，所述导电铜片与电磁线圈通过导线连接，所述滑腔壁上靠近自由端的位置设有螺孔，所述螺孔内从内到外依次设有与导电铜片接触的供电导体、压紧弹簧、螺母，所述供电导体通过穿过螺母的供电导线与汽车电源相连。
本发明所述的动态转向系统的锁止装置，当汽车出现故障断电时，吸盘式电磁铁没有磁性，被紧紧的吸附并压紧在磁铁环上，由于所述吸盘式电磁铁的橡胶层表面与磁铁环表面，在摩擦力的作用下，空心轴被锁住，受电机驱动的空心轴就无法转动，空心轴被锁止住。当汽车启动或电磁线圈通电后，吸盘式电磁铁产生磁性，此时吸盘式电磁铁与磁铁环的磁性相同，产生互相排斥的作用力，在排斥力的作用下，弹簧被压缩，吸盘式电磁铁与磁铁环分离，空心轴就能在电机的驱动下转动，动态转向系统可正常工作。
本发明所述的动态转向系统的锁止装置，锁止动作是通过吸盘式电磁铁与磁铁环吸附并压紧、即两者之间的摩擦力实现的，因此只要吸盘式电磁铁的电磁线圈断电，就能够及时的完成锁止动作，解决了现有锁止装置的锁止动作的滞后性，提高了工作的可靠性，而且还使动态转向系统的结构变得简单紧凑，减小安装空间。
附图说明
图1为本发明的动态转向系统转向锁止装置一实施例的剖面结构图。
附图标记说明如下：
1-空心轴，2-磁铁环，3-吸盘式电磁铁，4-弹簧，5-滑腔，6-电磁线圈，7-供电导体，8-压紧弹簧，9-供电导线，10-螺母，11-导电铜片，12-橡胶绝缘层。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1所示为本发明所述动态转向系统的锁止装置一个具体实施例的结构图。所述动态转向系统锁止装置，包括磁铁环2、滑腔5、弹簧4、吸盘式电磁铁3。磁铁环2固定在空心轴1上，滑腔5固定在转向柱上，弹簧4设置在滑腔5内，弹簧4的一端固定在滑腔5的底部，吸盘式电磁铁3的一部分位于滑腔5内，弹簧4的另一端与置于滑腔5内的吸盘式电磁铁3的一端相连。所述吸盘式电磁铁3与滑腔5间隙配合，使吸盘式电磁铁3能够在滑腔5能自由移动。所述吸盘式电磁铁3的端面上具有一橡胶层，所述吸盘式电磁铁3上的橡胶层表面能够与磁铁环2贴合，所述吸盘式电磁铁3与磁铁环2在吸附及压紧时，橡胶层与磁铁环2两者之间的摩擦力能够阻止空心轴1随电机转动，以达到锁止的目的。较佳地，本实施例中，所述吸盘式电磁铁3及橡胶层能够与磁铁环2贴合的表面为凹圆弧形，所述凹圆弧的半径与磁铁环2的外径相等。所述吸盘式电磁铁3置于滑腔5内的部分的直径小于能够与磁铁环2贴合部分的直径。电磁线圈6组装在吸盘式电磁铁3内，吸盘式电磁铁3置于滑腔5内的部分外部依次组装有橡胶绝缘层12和导电铜片11，所述铜片与电磁线圈6通过导线连接，作为电磁线圈6供电的部分线路。所述滑腔5壁上靠近自由端的位置设有螺孔，所述螺孔内从内到外依次设有与铜片接触的供电导体7、压紧弹簧8、螺母10，所述供电导体7通过穿过螺母10的供电导线9与汽车电源相连，形成电磁线圈6供电的电路。
当汽车故障断电时，吸盘式电磁铁3断电，失去磁性，在弹簧4的弹力和磁铁环2对断电后吸盘式电磁铁3产生吸引的磁力共同作用下，将吸盘式电磁铁3及橡胶层紧贴在磁铁环2表面，吸盘式电磁铁3的橡胶层表面与磁铁环2紧密的接触，由此产生摩擦力，从而使空心轴1不能转动，实现对动态转向系统的锁止功能。
当汽车启动后，吸盘式电磁铁3通电，产生磁力，其磁性与磁铁环2的磁性相同，吸盘式电磁铁3与磁铁环2相互排斥，在这个排斥力的作用下，弹簧4被压缩，吸盘式电磁铁3与磁铁环2分离，摩擦力消失，空心轴1在电机的驱动下可以转动，动态转向起作用。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种动态转向系统的锁止装置，包括固定在空心轴(1)上的磁铁环(2)，固定在转向柱上的滑腔(5)，一端固定在滑腔(5)底部的弹簧(4)，以及一端置于滑腔(5)内、且与弹簧(4)的另一端相连的吸盘式电磁铁(3)，其特征在于，所述吸盘式电磁铁(3)的一面具有一橡胶层，所述吸盘式电磁铁(3)的橡胶层的表面能够与磁铁环(2)贴合、且所述吸盘式电磁铁(3)的橡胶层表面与磁铁环(2)表面的摩擦力起锁止作用，所述吸盘式电磁铁(3)的电磁线圈(6)与汽车电源连接。
2.根据权利要求1所述的动态转向系统的锁止装置，其特征在于，所述吸盘式电磁铁(3)及橡胶层能够与磁铁环(2)贴合的一面为凹圆弧形，所述凹圆弧的半径与磁铁环(2)的外径相等。
3.根据权利要求1所述的动态转向系统的锁止装置，其特征在于，所述吸盘式电磁铁(3)与滑腔(5)间隙配合。
4.根据权利要求1所述的动态转向系统的锁止装置，其特征在于，所述吸盘式电磁铁(3)置于滑腔(5)内的部分的直径小于能够与磁铁环(2)贴合部分的直径。
5.根据权利要求1所述的动态转向系统的锁止装置，其特征在于，所述吸盘式电磁铁(3)置于滑腔(5)内的部分表面依次设有橡胶绝缘层(12)、导电铜片(11)，所述导电铜片(11)与电磁线圈(6)通过导线连接，所述滑腔(5)壁上靠近自由端的位置设有螺孔，所述螺孔内从内到外依次设有与导电铜片(11)接触的供电导体(7)、压紧弹簧(8)、螺母(10)，所述供电导体(7)通过穿过螺母(10)的供电导线(9)与汽车电源相连。
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