CN110304129A - 一种转向器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆转向系统技术领域，公开一种转向器及车辆。本发明提供的转向器，首先，通过左电机、左输入轴和左齿条的配合控制左车轮转向，并通过右电机、右输入轴和右齿条的配合控制右车轮转向，实现了对左右两个车轮的独立控制，使车辆转向更加灵活和顺畅；其次，当其中一套相配合的控制机构和齿条机构失效时，另一套相配合的控制机构和齿条机构仍能够保留转向功能，提高了车辆的安全性；最后，通过将左齿条和右齿条穿设于连接套筒中，实现了左侧机构与右侧机构之间以及左车轮与右车轮之间的机械连接，建立了机械转向机构，进一步提高了车辆的安全性。本发明提供的车辆，通过应用上述转向器，转向更加灵活和顺畅，安全性更高。

Description

一种转向器及车辆

技术领域

本发明涉及车辆转向系统技术领域，尤其涉及一种转向器及车辆。

背景技术

转向器是控制车辆转向的重要结构。但是，现有的转向器并不能很好地实现对车辆的灵活控制，安全可靠性较差。因此，亟需一种新型的转向器及车辆以解决上述技术问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的第一个目的在于提供一种转向器，与现有技术相比，其能够实现对车辆的灵活控制，使车辆能够进行原地转向和蟹型行走，并且安全性和可靠性高。

本发明的第二个目的在于提供一种车辆，通过应用上述转向器，可以实现高度的独立转向功能，使车辆转向更加灵活和顺畅，同时提高了车辆的安全性。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种转向器，包括：

左控制机构，包括左电机和左输入轴，所述左电机与所述左输入轴连接；

右控制机构，包括右电机和右输入轴，所述右电机与所述右输入轴连接；

左齿条机构，包括左齿条；

右齿条机构，包括右齿条；

连接套筒，所述左齿条和所述右齿条均可移动地穿设于所述连接套筒中，所述左输入轴能够伸入所述连接套筒中与所述左齿条啮合连接，所述右输入轴能够伸入所述连接套筒中与所述右齿条啮合连接。

进一步地，所述左齿条机构还包括左缓冲块，所述左缓冲块设置于所述左齿条靠近所述右齿条的端部；和/或

所述右齿条机构还包括右缓冲块，所述右缓冲块设置于所述右齿条靠近所述左齿条的端部。

进一步地，所述左齿条机构还包括左压块，所述左压块压设于所述左齿条上；和/或

所述右齿条机构还包括右压块，所述右压块压设于所述右齿条上。

进一步地，所述左齿条机构还包括左支撑轴承，两个所述左支撑轴承分别套设于所述左齿条的两端；和/或

所述右齿条机构还包括右支撑轴承，两个所述右支撑轴承分别套设于所述右齿条的两端。

进一步地，所述左控制机构还包括相配合的左蜗杆和左蜗轮，所述左蜗杆的一端与所述左电机的输出端连接，所述左蜗轮套设于所述左输入轴上；和/或

所述右控制机构还包括相配合的右蜗杆和右蜗轮，所述右蜗杆的一端与所述右电机的输出端连接，所述右蜗轮套设于所述右输入轴上。

进一步地，还包括连接轴，所述连接轴的一端被配置为与整车转向中间轴连接，另一端与所述左输入轴连接。

进一步地，还包括转角传感器，所述左电机和所述右电机均与所述转角传感器连接。

进一步地，还包括传感器信号输出端子，所述传感器信号输出端子与所述转角传感器连接，所述左控制机构还包括左传感信号端子，所述右控制机构还包括右传感信号端子，所述左传感信号端子和所述右传感信号端子分别与所述传感器信号输出端子连接。

进一步地，所述左控制机构还包括左整车信号端子，所述右控制机构还包括右整车信号端子，所述左整车信号端子和所述右整车信号端子均被配置为与整车CAN连接。

一种车辆，包括如上所述的转向器。

本发明的有益效果为：

本发明提供的转向器，首先，通过左电机、左输入轴和左齿条的配合控制左车轮转向，并通过右电机、右输入轴和右齿条的配合控制右车轮转向，实现了对左右两个车轮高度的独立控制，避免发生干涉，进而使车辆转向更加灵活和顺畅，并且使车辆能够进行原地转向和蟹型行走；其次，通过两套控制机构分别与两套齿条机构配合，当其中一套相配合的控制机构和齿条机构失效时，另一套相配合的控制机构和齿条机构仍能够保留转向功能，从而使车辆能够跛行靠边停车，提高了转向器工作的可靠性和车辆的安全性；最后，通过将左齿条和右齿条可移动地穿设于连接套筒中，实现了转向器的左侧机构与右侧机构之间的机械连接，以及左车轮与右车轮之间的机械连接，从而建立了机械转向机构，有利于进一步提高车辆的安全性。

本发明提供的车辆，通过应用上述转向器，可以实现高度的独立转向功能，使车辆转向更加灵活和顺畅，同时提高了车辆的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的转向器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的转向器的局部爆炸图；

图3是本发明实施例提供的转向器中左控制机构的爆炸图；

图4是本发明实施例提供的转向器中右控制机构的爆炸图。

图中：

1-左控制机构；11-左电机；12-左输入轴；13-左蜗杆；14-左蜗轮；15-左传感信号端子；16-左整车信号端子；17-左电源端子；18-左壳体；19-左上盖；

2-右控制机构；21—右电机；22-右输入轴；23-右蜗杆；24-右蜗轮；25-右传感信号端子；26-右整车信号端子；27-右电源端子；28-右壳体；29-右上盖；

3-左齿条机构；31-左齿条；32-左缓冲块；33-左压块；34-左支撑轴承；

4-右齿条机构；41-右齿条；42-右缓冲块；43-右压块；44-右支撑轴承；

5-连接套筒；

6-连接轴；

7-转角传感器；

8-传感器信号输出端子。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、仅用于描述目的，或者用于区分不同结构或部件，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

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“安装”、“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；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，可以是两个元件内部的连通。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。

如图1-图4所示，本实施例提供一种转向器，其能够与左车轮和右车轮连接，实现左车轮和右车轮的转向。具体地，转向器包括左控制机构1、右控制机构2、左齿条机构3、右齿条机构4和连接套筒5，通过左控制机构1与左齿条机构3配合控制左轮转向，通过右控制机构2与右齿条机构4配合控制右轮转向，通过连接套筒5实现转向器左侧机构和右侧机构之间的机械连接。

具体地，左控制机构1包括左电机11和左输入轴12，左电机11与左输入轴12连接。右控制机构2包括右电机21和右输入轴22，右电机21与右输入轴22连接。左齿条机构3包括左齿条31，右齿条机构4包括右齿条41。左齿条31和右齿条41均可移动地穿设于连接套筒5中，左输入轴12能够伸入连接套筒5中与左齿条31啮合连接，右输入轴22能够伸入连接套筒5中与右齿条41啮合连接。

本实施例提供的转向器，首先，通过左电机11、左输入轴12和左齿条31的配合控制左车轮转向，并通过右电机21、右输入轴22和右齿条41的配合控制右车轮转向，实现了对左右两个车轮高度的独立控制，避免发生干涉，进而使车辆转向更加灵活和顺畅，并且使车辆能够进行原地转向和蟹型行走；其次，通过两套控制机构分别与两套齿条机构配合，当其中一套相配合的控制机构和齿条机构失效时，另一套相配合的控制机构和齿条机构仍能够保留转向功能，从而使车辆能够跛行靠边停车，提高了转向器工作的可靠性和车辆的安全性；最后，通过将左齿条31和右齿条41可移动地穿设于连接套筒5中，实现了转向器的左侧机构与右侧机构之间的机械连接，以及左车轮与右车轮之间的机械连接，从而建立了机械转向机构，有利于进一步提高车辆的安全性。

优选地，如图1和图2所示，左齿条机构3还包括左压块33，左压块33压设于左齿条31上。优选地，如图1和图2所示，右齿条机构4还包括右压块43，右压块43压设于右齿条41上。利用左压块33压设左齿条31，能够使左齿条31与左输入轴12之间压紧，从而有利于保证左齿条31与左输入轴12之间啮合的稳定性和可靠性。同样地，利用右压块43压设右齿条41，能够使右齿条41与右输入轴22之间压紧，从而有利于保证右齿条41与右输入轴22之间啮合的稳定性和可靠性。

优选地，如图2所示，左齿条机构3还包括左缓冲块32，左缓冲块32设置于左齿条31靠近右齿条41的端部。优选地，如图2所示，齿条机构4还包括右缓冲块42，右缓冲块42设置于右齿条41靠近左齿条31的端部。通过设置左缓冲块32和右缓冲块42，可以防止左齿条31和右齿条41之间发生刚性碰撞，起到保护左齿条31和右齿条41的作用，同时能够起到降噪的作用。

可选地，如图2所示，左齿条机构3还包括左支撑轴承34，两个左支撑轴承34分别套设于左齿条31的两端。可选地，如图2所示，右齿条机构4还包括右支撑轴承44，两个右支撑轴承44分别套设于右齿条41的两端。两个左支撑轴承34可以起到对左齿条31的支撑作用，便于左齿条31在连接套筒5内移动。两个右支撑轴承44可以起到对右齿条41的支撑作用，便于右齿条41在连接套筒5内移动。

可选地，如图3所示，左控制机构1还包括相配合的左蜗杆13和左蜗轮14，左蜗杆13的一端与左电机11的输出端连接，左蜗轮14套设于左输入轴12上。可选地，如图4所示，右控制机构2还包括相配合的右蜗杆23和右蜗轮24，右蜗杆23的一端与右电机21的输出端连接，右蜗轮24套设于右输入轴22上。左电机11输出的动力能够通过左蜗杆13和左蜗轮14传递至左输入轴12，使左输入轴12转动，并带动左齿条31移动，从而带动左车轮转向。同样地，右电机21输出的动力能够通过右蜗杆23和右蜗轮24传递至右输入轴22，使右输入轴22转动，并带动右齿条41移动，从而带动右车轮转向。

可选地，如图3所示，本实施例提供的转向器还包括连接轴6，连接轴6的一端被配置为与整车转向中间轴连接，另一端与左输入轴12连接。通过设置连接轴6，实现了整车转向中间轴与左输入轴12之间的连接，当转动方向盘时，转向力矩和转向角可以通过整车转向中间轴以及连接轴6传递至左控制机构1和右控制机构2。可选地，连接轴6与整车转向中间轴之间通过花键连接。

可选地，如图3所示，本实施例提供的转向器还包括转角传感器7，左电机11和右电机21均与转角传感器7连接。左电机11和右电机21能够同时接收转角传感器7的转角信号，并根据工作模式判断转角信号的使用情况。在车辆正常行驶模式下，左电机11和右电机21将根据识别到的转角信号进行同向处理，实现正常的转向功能；在车辆原地泊车工作模式下，左电机11和右电机21将根据识别到的转角信号进行异向处理，左电机11驱动左齿条31向左移动，右电机21驱动右齿条41向右移动，配合前后悬架结构形式，使左车轮和右车轮实现同向或平行的工作状态，从而车辆可实现原地转向或蟹型行走功能。可选地，转角传感器7固定于连接轴6上。

如图3-图4所示，本实施例提供的转向器还包括传感器信号输出端子8，传感器信号输出端子8与转角传感器7连接，左控制机构1还包括左传感信号端子15，左传感信号端子15与左电机11连接，右控制机构2还包括右传感信号端子25，右传感信号端子25与右电机21连接，左传感信号端子15和右传感信号端子25分别与传感器信号输出端子8连接。通过传感器信号输出端子8与左传感信号端子15和右传感信号端子25的配合，能够将转角传感器7的转角信号传递给左控制机构1和右控制机构2，进而使左电机11和右电机21根据工作模式使用转角信号。

进一步地，如图3-图4所示，左控制机构1还包括左整车信号端子16，右控制机构2还包括右整车信号端子26，左整车信号端子16和右整车信号端子26均被配置为与整车CAN连接。通过左整车信号端子16和右整车信号端子26能够实现左控制机构1和右控制机构2与整车CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)之间的信号连接。

进一步地，如图3-图4所示，左控制机构1还包括左电源端子17，右控制机构2还包括右电源端子27，左电源端子17和右电源端子27均被配置为与整车电源连接。通过左电源端子17和右电源端子27能够实现左控制机构1和右控制机构2与整车电源之间的连接。

可选地，如图3-图4所示，左控制机构1还包括左壳体18和左上盖19，左壳体18和左上盖19围设形成左容纳空间，转角传感器7、左蜗杆13和左蜗轮14设置于左容纳空间中。可选地，左壳体18和左上盖19通过紧固件连接。可选地，右控制机构2还包括右壳体28和右上盖29，右壳体28和右上盖29围设形成右容纳空间，右蜗杆23和右蜗轮24设置于右容纳空间中。可选地，右壳体28和右上盖29通过紧固件连接。

本实施例还提供一种车辆，包括上述的转向器。本实施例提供的车辆，通过应用上述转向器，可以实现高度的独立转向功能，使车辆转向更加灵活和顺畅，同时提高了车辆的安全性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种转向器，其特征在于，包括：

左控制机构(1)，包括左电机(11)和左输入轴(12)，所述左电机(11)与所述左输入轴(12)连接；

右控制机构(2)，包括右电机(21)和右输入轴(22)，所述右电机(21)与所述右输入轴(22)连接；

左齿条机构(3)，包括左齿条(31)；

右齿条机构(4)，包括右齿条(41)；

连接套筒(5)，所述左齿条(31)和所述右齿条(41)均可移动地穿设于所述连接套筒(5)中，所述左输入轴(12)能够伸入所述连接套筒(5)中与所述左齿条(31)啮合连接，所述右输入轴(22)能够伸入所述连接套筒(5)中与所述右齿条(41)啮合连接。

2.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述左齿条机构(3)还包括左缓冲块(32)，所述左缓冲块(32)设置于所述左齿条(31)靠近所述右齿条(41)的端部；和/或

所述右齿条机构(4)还包括右缓冲块(42)，所述右缓冲块(42)设置于所述右齿条(41)靠近所述左齿条(31)的端部。

3.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述左齿条机构(3)还包括左压块(33)，所述左压块(33)压设于所述左齿条(31)上；和/或

所述右齿条机构(4)还包括右压块(43)，所述右压块(43)压设于所述右齿条(41)上。

4.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述左齿条机构(3)还包括左支撑轴承(34)，两个所述左支撑轴承(34)分别套设于所述左齿条(31)的两端；和/或

所述右齿条机构(4)还包括右支撑轴承(44)，两个所述右支撑轴承(44)分别套设于所述右齿条(41)的两端。

5.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述左控制机构(1)还包括相配合的左蜗杆(13)和左蜗轮(14)，所述左蜗杆(13)的一端与所述左电机(11)的输出端连接，所述左蜗轮(14)套设于所述左输入轴(12)上；和/或

所述右控制机构(2)还包括相配合的右蜗杆(23)和右蜗轮(24)，所述右蜗杆(23)的一端与所述右电机(21)的输出端连接，所述右蜗轮(24)套设于所述右输入轴(22)上。

6.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，还包括连接轴(6)，所述连接轴(6)的一端被配置为与整车转向中间轴连接，另一端与所述左输入轴(12)连接。

7.根据权利要求6所述的转向器，其特征在于，还包括转角传感器(7)，所述左电机(11)和所述右电机(21)均与所述转角传感器(7)连接。

8.根据权利要求7所述的转向器，其特征在于，还包括传感器信号输出端子(8)，所述传感器信号输出端子(8)与所述转角传感器(7)连接，所述左控制机构(1)还包括左传感信号端子(15)，所述右控制机构(2)还包括右传感信号端子(25)，所述左传感信号端子(15)和所述右传感信号端子(25)分别与所述传感器信号输出端子(8)连接。

9.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述左控制机构(1)还包括左整车信号端子(16)，所述右控制机构(2)还包括右整车信号端子(26)，所述左整车信号端子(16)和所述右整车信号端子(26)均被配置为与整车CAN连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的转向器。