CN108528524A - 一种智能转向系统的角传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能转向系统的角传动装置，包括本体(9)，本体(9)中安装有输入轴总成、输出轴总成和助力总成，输入轴总成包括安装支架一(1)，其安装在本体(9)中，其内安装有扭力杆(3)，扭力杆(3)中套设有输入轴(2)，输入轴(2)的输出端套设有主动锥齿轮(5)，转向传感器(4)与扭力杆(3)相连，输出轴总成包括安装支架二(7)，其安装在本体(9)内，其上安装有输出轴(6)，输出轴(6)上安装有被动锥齿轮(8)，助力总成包括助力电机(13)，其输出轴上安装有主动直齿轮(12)，输出轴(6)上还安装有被动直齿轮(10)。其可实现三种工作模式，通过控制助力电机可实现方向盘转动助力、自动转动和主动回正。
Description
技术领域
本发明属于客车技术领域，涉及一种客车用智能转向系统的辅助设备，具体涉及一种智能转向系统的角传动装置。
背景技术
客车等车辆都需要转向系统，以辅助车辆转向等。目前，国内传统客车都是采用的液压助力转向系统(HPS)。但是，目前国内传统客车的液压助力转向系统(HPS)存在以下显著问题：第一、转向操纵在低速时转向较重；第二、转向操纵在高速时手感差，安全稳定性较差。
因此，鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的智能转向系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种智能转向系统的角传动装置，该角传动装置能够解决现有技术中存在的不足，能够让驾驶员轻松舒适地操纵客车，使得低速时转向轻便，高速时稳定安全。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能转向系统的角传动装置，其包括本体，其特征在于，所述本体中安装有输入轴总成、输出轴总成和助力总成，所述输入轴总成包括安装支架一，所述安装支架一安装在所述本体中，所述安装支架一内安装有扭力杆，所述扭力杆中套设有输入轴，所述输入轴的输出端套设有主动锥齿轮，转向传感器穿过所述安装支架一与所述扭力杆相连，所述输出轴总成包括安装支架二，所述安装支架二安装在所述本体内，所述安装支架二上安装有输出轴，所述输出轴上安装有与所述主动锥齿轮相啮合的被动锥齿轮，所述助力总成包括助力电机，所述助力电机的输出轴上安装有主动直齿轮，所述输出轴上还安装有与所述主动直齿轮相啮合的被动直齿轮。
进一步地，其中，所述主动锥齿轮与所述被动锥齿轮是一对成直角的1:1对等的锥齿轮副。
更进一步地，其中，所述被动直齿轮与所述主动直齿轮是可逆传动的直齿轮副。
再进一步地，其中，所述被动锥齿轮与所述输出轴以月牙键连接。
再更进一步地，其中，所述本体内具有右腔和左腔，所述右腔的上口处安装所述输入轴总成，所述右腔的右口处安装所述输出轴总成，所述左腔安装所述被动直齿轮与所述主动直齿轮。
此外，其中，所述左腔的开口处设有端盖。
进一步地，其中，所述助力电机为永磁有刷直流电机。
由以上技术方案可知，本发明的智能转向系统的角传动装置能实现三种工作模式，即机械传动与电动助力同时工作模式、电动单独传动工作模式和机械单独传动工作模式。并且，其中
1、机械传动与电动传动同时工作模式：当客车低速或原地转动时，转向阻力矩非常大，需要液压助力与电动助力共同来提供助力以满足转向轻便性要求；
2、电动单独传动工作模式：助力电机单独驱动液压助力方向机，由助力电机驱动主动直齿轮和被动直齿轮来驱动液压助力方向机，实现液压控制阀控制液压助力的大小，达到液压助力转向。如能采集方向盘转角信号、车速信号和助力电流信号，输送到转向系统电子控制单元MCU中，MCU综合判断，实现无人驾驶；
3、机械单独传动工作模式：通过人工操纵方向盘，实现机械式液压助力转向。
附图说明
图1是本发明的智能转向系统的角传动装置的结构示意图。
图2是输入轴总成的结构示意图。
图3是输入轴总成的分解示意图。
图4是输出轴总成的结构示意图。
图5是本体的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的具体实施方式，但是，附图和具体实施方式的内容不作为对本发明的限制。
图1示出了本发明的智能转向系统的角传动装置的结构示意图。如图1所示，本发明的智能转向系统的角传动装置包括本体9。所述本体9用于为其它零部件提供安装和支撑。
如图5所示，在本发明中，所述本体9内具有右腔9.1和左腔9.2，以便于其它零件的安装。
在本发明中，所述本体9中安装有输入轴总成、输出轴总成和助力总成。
其中，如图2和3所示，所述输入轴总成包括安装支架一1。所述安装支架一 1安装在所述本体9中。也就是，如图1所示，所述安装支架一1安装在所述本体9 的右腔9.1的上口处，也就是上部开口处。
所述安装支架一1内安装有扭力杆3。所述扭力杆3中套设有输入轴2。所述输入轴2的输出端套设有主动锥齿轮5。所述转动锥齿轮5位于所述本体9的右腔 9.1内。
转向传感器4穿过所述安装支架一1与所述扭力杆3相连。当然，所述转向传感器4也与所述输入轴2和主动锥齿轮5相连，为了简化和清楚，在图中未示出这种连接。这属于现有技术，汽车转向系统领域的技术人员都懂得和了解该技术，在此不进行详细描述。
在本发明中，所述转向传感器4可以是LH3转向传感器。
如图4所示，所述输出轴总成包括安装支架二7。所述安装支架二7安装在所述本体9内。也就是，如图1所示，所述安装支架二7安装在所述本体9的右腔9.1 的右口处，也就是右侧开口处。
所述安装支架二7上安装有输出轴6。所述输出轴6上安装有与所述主动锥齿轮5相啮合的被动锥齿轮8。
在本发明中，优选地，所述被动锥齿轮8与所述输出轴6以月牙键连接，以便于将所述被动锥齿轮8更好地安装在所述输出轴6上。
更优选地，所述的主动锥齿轮5与所述被动锥齿轮8是一对成直角的1:1对等的锥齿轮副。这样，便于力的传递。
如图1所示，所述助力总成包括助力电机13。所述助力电机13的输出轴上安装有主动直齿轮12。所述输出轴6上还安装有与所述主动直齿轮12相啮合的被动直齿轮10。
在本发明中，优选地，所述被动直齿轮10与所述主动直齿轮12是可逆传动的直齿轮副。这样，也便于力的传递。
并且，在本发明中，所述左腔9.2安装所述被动直齿轮10与所述主动直齿轮 12。
如图1所示，优选地，所述左腔9.2的开口处设有端盖11，以更好地保护所述被动直齿轮10和所述主动直齿轮12。
更优选地，所述助力电机13为永磁有刷直流电机，这样，其是低压电机，使用方便。
在本发明中，所述转向传感器4用于采集方向盘转矩与转角信号，并输送到转向系统电子控制单元MCU。结合MCU同时采集的车速信号、助力电机13电流信号来控制助力电机13电流实现对助力电机13输出力矩和方向盘主动回正的调节。
在使用时，所述输入轴2与方向管柱下轴连接，用于传递方向盘的输入力矩。所述输出轴6的输出端通过花键与角传动轴连接。所述角传动轴连接液压助力方向机，使方向盘的输入力矩和助力电机13的输入力矩传递到液压助力方向机内，打开高压油阀门，产生液压助力转向。
这样，当驾驶员转动方向盘时，带动所述输入轴2旋转，使所述扭力杆3将产生变形，该变形由分别与所述输入轴2和所述主动锥齿轮5相连的所述转向传感器4测得，即采集了方向盘转矩与转角信号，并输送到转向系统电子控制单元 MCU。经计算后获得了所述助力电机13助力扭矩大小。所述助力电机13的输出力矩经所述被动直齿轮10与主动直齿轮12输出到所述被动直齿轮10相连接的输出轴6上。驾驶员的手力矩经所述主动锥齿轮5与被动锥齿轮8也传递到所述被动锥齿轮8相连接的输入轴6上。这两个力矩相耦合后，共同传递到液压助力方向机，实现液压助力转向。
其中，所述被动直齿轮10与主动直齿轮12的齿轮副为可逆传动，转向阻力由三个力来克服：驾驶员手力、助力电机13助力和液压助力，并且液压助力的大小由驾驶员手力和助力电机13助力共同确定。当助力电机13故障时，驾驶员的手力矩经所述主动锥齿轮5与被动锥齿轮8传递到所述被动锥齿轮8相连接的输入轴6上，进而传递到液压助力方向机，实现液压助力转向，这时驾驶员的手力矩较大，方向盘手感较重，即机械单独传动工作模式。当采用无人驾驶时，由助力电机13驱动所述主动直齿轮12和被动直齿轮10来驱动液压助力方向机，实现液压控制阀控制液压助力的大小，达到液压助力转向。当采集到方向盘转角信号、车速信号和助力电机电流号，输送到转向系统电子控制单元MCU中， MCU综合判断，实现无人驾驶。当采集到方向盘转角信号、车速矢量信号，输送到转向系统电子控制单元MCU中，MCU综合判断，实现方向盘主动回正的调节。
本发明的智能转向系统的角传动装置能实现三种工作模式，即机械传动与电动助力同时工作模式、电动单独传动工作模式和机械单独传动工作模式。并且，其中，当客车低速或原地转动时，转向阻力矩非常大，需要液压助力与电动助力共同来提供助力以满足转向轻便性要求；助力电机单独驱动液压助力方向机，由助力电机驱动主动直齿轮和被动直齿轮来驱动液压助力方向机，实现液压控制阀控制液压助力的大小，达到液压助力转向。如能采集方向盘转角信号、车速信号和助力电流信号，输送到转向系统电子控制单元MCU中，MCU综合判断，实现无人驾驶；通过人工操纵方向盘，实现机械式液压助力转向。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种智能转向系统的角传动装置，其包括本体(9)，其特征在于，所述本体(9)中安装有输入轴总成、输出轴总成和助力总成，所述输入轴总成包括安装支架一(1)，所述安装支架一(1)安装在所述本体(9)中，所述安装支架一(1)内安装有扭力杆(3)，所述扭力杆(3)中套设有输入轴(2)，所述输入轴(2)的输出端套设有主动锥齿轮(5)，转向传感器(4)穿过所述安装支架一(1)与所述扭力杆(3)相连，所述输出轴总成包括安装支架二(7)，所述安装支架二(7)安装在所述本体(9)内，所述安装支架二(7)上安装有输出轴(6)，所述输出轴(6)上安装有与所述主动锥齿轮(5)相啮合的被动锥齿轮(8)，所述助力总成包括助力电机(13)，所述助力电机(13)的输出轴上安装有主动直齿轮(12)，所述输出轴(6)上还安装有与所述主动直齿轮(12)相啮合的被动直齿轮(10)。
2.根据权利要求1所述的智能转向系统的角传动装置，其特征在于，所述的主动锥齿轮(5)与所述被动锥齿轮(8)是一对成直角的1:1对等的锥齿轮副。
3.根据权利要求2所述的智能转向系统的角传动装置，其特征在于，所述被动直齿轮(10)与所述主动直齿轮(12)是可逆传动的直齿轮副。
4.根据权利要求3所述的智能转向系统的角传动装置，其特征在于，所述被动锥齿轮(8)与所述输出轴(6)以月牙键连接。
5.根据权利要求4所述的智能转向系统的角传动装置，其特征在于，所述本体(9)内具有右腔(9.1)和左腔(9.2)，所述右腔(9.1)的上口处安装所述输入轴总成，所述右腔(9.1)的右口处安装所述输出轴总成，所述左腔(9.2)安装所述被动直齿轮(10)与所述主动直齿轮(12)。
6.根据权利要求5所述的智能转向系统的角传动装置，其特征在于，所述左腔(9.2)的开口处设有端盖(11)。
7.根据权利要求6所述的智能转向系统的角传动装置，其特征在于，所述助力电机(13)为永磁有刷直流电机。
Priority Applications (1)
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| CN201810581056.9A CN108528524A (zh) | 2018-06-07 | 2018-06-07 | 一种智能转向系统的角传动装置 |
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| CN (1) | CN108528524A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110884564A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-03-17 | 北京理工大学 | 一种电动伺服角转向器 |
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2018
- 2018-06-07 CN CN201810581056.9A patent/CN108528524A/zh active Pending
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