CN106080745B - 自动和手动随时切换的转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动和手动随时切换的转向装置，属于自动驾驶技术领域。本发明自动和手动随时切换的转向装置，包含车身转向机构、单向传矩总成、主动总成和支架总成；所述车身转向机构与所述单向传矩总成相连；所述单向传矩总成和所述主动总成均与所述支架总成相连；所述单向传矩总成和所述主动总成相啮合；所述车身转向机构包含转向轴和转向套筒。有益效果为：本汽车转向方案，提供了一种实现转向的新型机械结构，同时也可以满足自动转向和手动转向随时可以切换的功能，以便对汽车进行更灵活的操作，同时也增加了驾驶的可靠性。本机械结构可以安装在汽车转向柱上隐藏在主仪表板下，可以适应大多车型，并且不会影响原车的其他结构设计和外观。

Description

自动和手动随时切换的转向装置
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，特别是一种自动和手动随时切换的转向装置。
背景技术
随着汽车行业的迅速发展，自动驾驶技术应运而生。而自动转向将是自动驾驶技术中必不可少的功能。自动转向就是通过对路况的识别，利用机械结构来自动调节行驶方向的技术。现有可查的自动转向技术一般应用在农业机械领域，用来实现农用机械的自动驾驶。其机械操作机构都是通过操控方向盘，有的方案是利用机构的摩擦轮与方向盘通过磨擦作用来实现自动转向。但是由于摩擦力的不可控，大大降低了转向操作的可靠度。另一种方案是将方向盘改装成齿轮或者在方向盘上增加齿轮，这样不仅改变了原车的外观，操作机构也不易安装。而且目前所有可查的自动转向方式都不能实现自动转向和手动转向随时切换的特点。这样很容易降低车辆行驶的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，设计一种自动和手动随时切换的转向装置。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：自动和手动随时切换的转向装置，包含车身转向机构、单向传矩总成、主动总成和支架总成；所述车身转向机构与所述单向传矩总成相连；所述单向传矩总成和所述主动总成均与所述支架总成相连；所述单向传矩总成和所述主动总成相啮合；所述车身转向机构包含转向轴和转向套筒。
优选地，所述机构支架总成包含支架套筒、支架臂、支架上板、支架下板、上盖板以及下盖板；支架套筒与所述转向套筒连接，支架套筒、支架上板、支架臂固定连接在一起与上盖板转动连接，支架下板与下盖板转动连接，支架上板与支架下板连接。
优选地，所述单向传矩总成包含拨叉、滚柱、齿圈、爪轮以及弹簧；拨叉固定连接在所述转向轴上，爪轮与所述拨叉通过销柱滑动配合，并且销柱与爪轮之间留有间隙；滚柱通过弹簧与爪轮连接，齿圈与爪轮同轴配合；所述爪轮包含四个斜面，四个斜面与所述齿圈包围形成大空间与小空间；所述滚柱在所述大空间内与齿圈不接触在所述小空间内与齿圈接触；所述单向传矩总成与上盖板及下盖板连接，齿圈与所述主动总成啮合。
优选地，所述主动总成包含驱动电机、联轴器、主动轴以及主动齿轮；驱动电机固定在支架臂上，主动轴通过联轴器与驱动电机相连，主动轴与主动齿轮组合与所述支架总成组合成转动连接。
本发明还保护一种应用所述的自动和手动随时切换的转向装置的自动驾驶汽车，包含所述的自动和手动随时切换的转向装置。
本发明的优点和积极效果是：本发明所述的汽车转向方案，提供了一种实现转向的新型机械结构，同时也可以满足自动转向和手动转向随时可以切换的功能，以便对汽车进行更灵活的操作，同时也增加了驾驶的可靠性。本机械结构可以安装在汽车转向柱上隐藏在主仪表板下，可以适应大多车型，并且不会影响原车的其他结构设计和外观。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是支架总成结构示意图；
图3是单向传矩总成结构示意图；
图4是主动总成结构示意图。
附图标记说明：
1-车身转向机构、2-单向传矩总成、3-主动总成、4-支架总成、5-支架套筒、6-上盖板、7-下盖板、8-支架臂、9-支架上板、10-支架下板、11-滚柱a、12-弹簧、13-销柱、14-滚柱b、15-齿圈、16-滚柱b、17-拨叉、18-爪轮、19-滚柱a、20-驱动电机、21-联轴器、22-主动轴、23-主动齿轮。
具体实施方式
下面结合附图、通过具体实施例对本发明作进一步详述。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
如图1所示，本发明整个机械结构由四个部分组成，车身转向机构1、单向传矩总成2、主动总成3和支架总成4。原车的转向机构1包含转向轴和转向套筒。
如图2所示，机构支架总成4由支架套筒5、支架臂8、支架上板9、支架下板10、上盖板6、下盖板7构成。支架套筒5与所述转向套筒螺栓紧固连接，支架套筒5、支架上板9、支架臂8焊接固定在一起通过轴承与上盖板6组成转动连接，支架下板10和下盖板7通过轴承转动连接。支架上板9与支架下板10通过定位销和螺栓连接。这样整个系统的支架系统构成。
如图3所示，单向传矩总成2包含拨叉17、滚柱、齿圈15、爪轮18、弹簧12。所述爪轮18包含四个斜面，四个斜面与所述齿圈15包围形成大空间与小空间。所述滚柱在大空间内与所述齿圈15不接触在小空间内与齿圈15接触。在所述转向轴上固结一拨叉17，爪轮18与所述拨叉通过销柱13滑动配合，并且销柱13与爪轮18之间留有间隙，从而允许爪轮18与所述拨叉间有微小的相对转动。滚柱通过弹簧12与爪轮18连接。齿圈15与爪轮18同轴配合构成单向传矩总成2。整个所述单向传矩总成通过螺栓与上盖板6、下盖板7连接，齿圈15与主动齿轮23啮合，从而与整个系统组合。
如图4所示，主动总成3由驱动电机20、联轴器21、主动轴22、主动齿轮23构成。驱动电机20通过螺栓固定在支架臂8上(此处如图1、图2以及图4所示)，主动轴22通过联轴器21与驱动电机20相连，主动轴22与主动齿轮23组合，主动轴22通过轴承与支架上板9以及支架下板10组合成转动连接。
整个系统的工作过程为：当驱动电机20驱动主动齿轮23带动齿圈15顺时针方向转动时，由于齿圈15的摩擦作用使滚柱a11、滚柱a19沿爪轮18斜面由大空间进入小空间从而被楔紧，滚柱b14、滚柱b16沿爪轮18斜面由小空间进入大空间而被放松，齿圈15通过楔紧的滚柱a11、滚柱a19带动爪轮18沿顺时针方向转动。当驱动电机驱动20主动齿轮23带动齿圈15逆时针方向转动时，由于齿圈15的摩擦作用使滚柱b14、滚柱b16沿爪轮18斜面由大空间进入小空间而被楔紧，滚柱a11、滚柱a19沿爪轮18斜面由小空间进入大空间而被放松，齿圈15通过楔紧的滚柱b11、滚柱b16带动爪轮18逆时针方向转动。从而实现了齿圈15主动向爪轮18及所述转向轴的双向运动的传递，也就实现了自动转向的功能。
当所述转向轴主动并向顺时针方向转动时，由于拨叉17上的销柱13与爪轮18之间配合留有间隙，允许爪轮18与所述拨叉间有微小的相对转动，以使所述转向轴首先带动拨叉17将滚柱a11、滚柱a19沿爪轮18斜面推向大空间而被放松，滚柱b11、滚柱b16随着爪轮的旋转自然进入大空间也被放松，所有滚柱不再与齿圈15产生摩擦作用，而使齿圈15保持静止不动。拨叉17相对爪轮18转过微小角度后，拨叉17上的销柱13与爪轮18接触，再带动爪轮18顺时针方向转动。同理当所述转向轴反转时，拨叉17推动滚柱b14、滚柱b16进入大空间，滚柱a11、滚柱a19被自然放松，所有滚柱不再与齿圈15产生摩擦作用，而使齿圈15保持静止不动。拨叉17相对爪轮18转过微小角度后，带动爪轮18逆时针转动。从而实现转向轴与齿圈15的双向分离，也就实现了手动转向不会与自动转向机构发生干涉现象。

Claims (5)

1.自动和手动随时切换的转向装置，其特征在于，包含车身转向机构(1)、单向传矩总成(2)、主动总成(3)和支架总成(4)；
所述车身转向机构(1)与所述单向传矩总成(2)相连；所述单向传矩总成(2)和所述主动总成(3)均与所述支架总成(4)相连；所述单向传矩总成(2)和所述主动总成(3)相啮合；
所述车身转向机构(1)包含转向轴和转向套筒。
2.根据权利要求1所述的自动和手动随时切换的转向装置，其特征在于，所述支架总成(4)包含支架套筒(5)、支架臂(8)、支架上板(9)、支架下板(10)、上盖板(6)以及下盖板(7)；
支架套筒(5)与所述转向套筒连接，支架套筒(5)、支架上板(9)、支架臂(8)固定连接在一起与上盖板(6)转动连接，支架下板(10)与下盖板(7)转动连接，支架上板(9)与支架下板(10)连接。
3.根据权利要求1所述的自动和手动随时切换的转向装置，其特征在于，所述单向传矩总成包含拨叉(17)、滚柱、齿圈(15)、爪轮(18)以及弹簧(12)；
拨叉(17)固定连接在所述转向轴上，爪轮(18)与所述拨叉(17)通过销柱(13)滑动配合，并且销柱(13)与爪轮(18)之间留有间隙；滚柱通过弹簧(12)与爪轮(18)连接，齿圈(15)与爪轮(18)同轴配合；
所述爪轮(18)包含四个斜面，四个斜面与所述齿圈(15)包围形成大空间与小空间；所述滚柱在所述大空间内与齿圈(15)不接触在所述小空间内与齿圈(15)接触；
所述单向传矩总成与上盖板(6)以及下盖板(7)连接，齿圈(15)与所述主动总成啮合。
4.根据权利要求1所述的自动和手动随时切换的转向装置，其特征在于，所述主动总成包含驱动电机(20)、联轴器(21)、主动轴(22)以及主动齿轮(23)；
驱动电机(20)固定在支架臂(8)上，主动轴(22)通过联轴器(21)与驱动电机(20)相连，主动轴(22)与主动齿轮(23)相连，主动轴(22)与主动齿轮(23)组合与所述支架总成组合成转动连接。
5.一种应用权利要求1-4中任一权利要求所述的自动和手动随时切换的转向装置的自动驾驶汽车，其特征在于包含权利要求1-4中任一权利要求所述的自动和手动随时切换的转向装置。
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