CN110606123B - 用于非独立悬架的转向装置以及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于非独立悬架的转向装置以及具有其的车辆，所述转向装置包括：转向管柱、齿轮齿条转向机、中间传动件以及拉杆组件，齿轮齿条转向机包括：转向机本体和连接杆，转向机本体的一端与转向管柱动力连接，转向机本体的另一端与连接杆动力连接；中间传动件为一体成型件且可转动地设置在车体上，中间传动件的一端与连接杆枢转连接；拉杆组件的两端分别与两侧的转向轮相连，拉杆组件与中间传动件的另一端枢转连接。这样，使齿轮齿条转向机同样适用于非独立悬架的狭小空间使用，通过齿轮齿条转向机替代机械循环球转向器，不仅可以有效地降低非独立悬架的转向装置的加工成本；而且可以提高转向装置的转向精准度。

Description

用于非独立悬架的转向装置以及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种用于非独立悬架的转向装置以及具有其的车辆。

背景技术

相关技术中，非独立悬架的车辆的空间较狭小，导致非独立悬架的车辆的转向装置只能采用机械循环球转向器。然而，机械循环球转向器的承载力较大、成本高，转向间隙较大、转向精准度低。

同时，基于齿轮齿条转向机为双向输出，导致齿轮齿条转向机的空间占用较大，使得空间较狭小的非独立悬架的转向装置无法采用齿轮齿条转向机。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于非独立悬架的转向装置，所述转向装置的空间占用小，且转向精准度高。

本发明还提出了一种采用上述转向装置的车辆。

根据本发明第一方面实施例的用于非独立悬架的转向装置包括：转向管柱、齿轮齿条转向机、中间传动件以及拉杆组件，齿轮齿条转向机包括：转向机本体和连接杆，所述转向机本体的一端与所述转向管柱动力连接，所述转向机本体的另一端与所述连接杆动力连接；所述中间传动件为一体成型件且可转动地设置在车体上，所述中间传动件的一端与所述连接杆枢转连接；所述拉杆组件的两端分别与两侧的转向轮相连，所述拉杆组件与所述中间传动件的另一端枢转连接。

根据本发明实施例的转向装置，使齿轮齿条转向机的一端形成为输出端，另一端直接与转向管柱连接，从而可以有效地降低齿轮齿条转向机的长度，以降低齿轮齿条转向机的空间占用，以使齿轮齿条转向机适用于非独立悬架。这样，使齿轮齿条转向机同样适用于非独立悬架的狭小空间使用，通过齿轮齿条转向机替代机械循环球转向器，不仅可以有效地降低非独立悬架的转向装置的加工成本；而且可以提高转向装置的转向精准度。

根据本发明的一些实施例，所述中间传动件构造为“L”形杆且包括，彼此连接的第一杆部和第二杆部，所述第一杆部的自由端与所述拉杆组件枢转连接，所述第二杆部的自由端与所述连接杆枢转连接。

在一些实施例中，所述中间传动件构造为转盘，所述转盘上具有第一枢转点和第二枢转点，所述第一枢转点与所述连接杆枢转连接，所述第二枢转点与所述拉杆组件枢转连接。

进一步地，所述第一枢转点与所述转盘的转动中心之间的连线与所述第二枢转点与所述转盘的转动中心之间的连线不重合。

可选地，所述转向机本体包括：彼此啮合的齿轮和齿条，所述齿条在长度方向上的一端与所述连接杆连接，所述齿轮与所述转向管柱动力连接。

在一些实施例中，所述齿条的延伸方向与所述拉杆组件的延伸方向不平行。

进一步地，所述齿轮齿条转向机还包括：壳体，所述齿条可滑动地设置在所述壳体内且所述齿条的所述一端可选择地伸出或缩回所述壳体。

根据本发明的一些实施例，所述中间传动件的所述一端与所述连接杆之间、所述中间传动件的所述另一端与所述拉杆组件之间通过球头销相连。

在一些实施例中，所述中间传动件的长度可调。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括：上述实施例中所述的转向装置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的转向装置的示意图；

图2是根据本发明实施例的转向装置的拉杆组件、中间传动件以及连接杆的配合示意图；

图3是根据本发明实施例的转向装置的球头销与球销座的配合示意图。

附图标记：

转向装置100，

转向管柱10，

齿轮齿条转向机20，转向机本体21，连接杆22，

中间传动件30，第一杆部31，第二杆部32，

拉杆组件40，球头销50，方向盘60，球销座70，转动中心a。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的用于非独立悬架的转向装置100。

如图1所示，根据本发明的用于非独立悬架的转向装置100包括：转向管柱10、齿轮齿条转向机20、中间传动件30以及拉杆组件40，齿轮齿条转向机20包括：转向机本体21和连接杆22，转向机本体21的一端与转向管柱10动力连接，转向机本体21的另一端与连接杆22动力连接；中间传动件30为一体成型件且可转动地设置在车体上，中间传动件30的一端与连接杆22枢转连接；拉杆组件40的两端分别与两侧的转向轮相连，拉杆组件40与中间传动件30的另一端枢转连接。

具体而言，拉杆组件40的两端分别与车辆的转向轮连接且适于带动转向轮转动，以实现车辆的转向，齿轮齿条转向机20的转向间隙更小，可以有效地提高转向精准度，并使齿轮齿条转向机20的一端与拉杆组件40连接，另一端与转向管柱10连接，从而通过转向管柱10带动齿轮齿条转向机20的齿条做直线往复运动，齿轮齿条转向机20带动中间传动件30转动，中间传动件30的两端分别与连接杆22、拉杆组件40枢转连接，以通过齿轮齿条转向机20的转动带动转向轮改变转向角度。

其中，位于转向机本体21的一端的连接杆22适于朝向或者远离转向机本体21运动。

需要说明的是，现有的齿轮齿条转向机20的两端均为输出端，其空间占用较大，而本实施例中，使齿轮齿条转向机20的一端形成为输出端(即与连接杆22连接的一端)，并通过连接杆22带动中间传动件30进而带动拉杆组件40实现转向，相较现有的齿轮齿条转向机20，本实施例的齿轮齿条转向机20的空间占用更小，便于在狭小的空间内布置，尤其适用于非独立悬架的车辆使用。

可以理解的是，中间传动件30为一体成型件，可以降低中间传动件30的加工难度，提高中间传动件30的加工效率，进而提高转向装置100的加工效率。

根据本发明实施例的转向装置100，使齿轮齿条转向机20的一端形成为输出端，另一端直接与转向管柱10连接，从而可以有效地降低齿轮齿条转向机20的长度，以降低齿轮齿条转向机20的空间占用，以使齿轮齿条转向机20适用于非独立悬架。这样，使齿轮齿条转向机20同样适用于非独立悬架的狭小空间使用，通过齿轮齿条转向机20替代机械循环球转向器，不仅可以有效地降低非独立悬架的转向装置100的加工成本；而且可以提高转向装置100的转向精准度。

可以理解的是，本发明是基于非独立悬架的狭小空间难以使用齿轮齿条转向机20，而机械循环球式转向器的成本较高且转向精准度较低所做出的改进，一方面，使齿轮齿条转向机20适用于非独立悬架使用，可以降低生产成本；另一方面，齿轮齿条转向机20的转向精度远高于机械循环球式转向器，可以提高转向装置100的转向精准度。

参见图1和图2所示，中间传动件30构造为“L”形杆且包括，彼此连接的第一杆部31和第二杆部32，第一杆部31的自由端与拉杆组件40枢转连接，第二杆部32的自由端与连接杆22枢转连接。

具体而言，第一杆部31与第二杆部32的连接点构造为中间传动件30的转动中心a，第一杆部31和第二杆部32均可以绕转动中心a转动，且第一杆部31的自由端与拉杆组件40枢转连接，第二杆部32的自由端与连接杆22枢转连接。这样，在通过中间传动件30驱动拉杆组件40以实现转向的同时，使连接杆22、中间传动件30以及拉杆组件40的连接部分均枢转连接，还可以提高三者的配合稳定性，可以避免转向轮在逐渐运动至最大转向角度的过程中，连接杆22与中间传动件30之间、中间传动件30与拉杆组件40之间出现干涉。

可以理解的是，在一些实施例中，拉杆组件40包括：左拉杆和右拉杆，第一杆部31的自由端分别与左拉杆和右拉杆枢转连接；在另一些实施例中，拉杆组件40构造为横拉杆，横拉杆的两端分别与两侧的转向轮相连，第一杆部31的自由端与横拉杆枢转连接。

进而，在拉杆组件40构造为分体对称结构，进而通过左拉杆和右拉杆分别控制左右两侧的两个转向轮时，使中间传动件30位于左拉杆与右拉杆之间(参见图1)，使左拉杆与右拉杆的受力一致，从而提高转向效果；在拉杆组件40构造为整体结构时，中间传动件30可选择地位于拉杆组件40的任意位置上，使中间传动件30的位置选取更加简单、方便转向装置100对周围部件进行避让。

当然，本实施例的中间传动件30的结构不限于此，在另一些实施例中，中间传动件30构造为转盘，转盘上具有第一枢转点和第二枢转点，第一枢转点与连接杆22枢转连接，第二枢转点与拉杆组件40枢转连接。

其中，第一枢转点与转盘的转动中心a之间的连线与第二枢转点与转盘的转动中心a之间的连线不重合。第一枢转点与转盘的转动中心a之间的连线和第二枢转点与转盘的转动中心a的连线构成“L”形。

换言之，转盘结构的中间传动件30以可以达到与上述“L”形杆相同的技术效果，在这里不再赘述。

此外，可以理解的是，转盘的转动中心a与“L”形杆的转动中心a为同一轴线。

在一些实施例中，转向机本体21包括：彼此啮合的齿轮和齿条，齿条在长度方向上的一端与连接杆22连接，齿轮与转向管柱10动力连接。

具体而言，齿轮齿条转向机20还包括：壳体，齿条可滑动地设置在壳体内且齿条的一端可选择地伸出或缩回壳体以带动连接杆22运动，与齿条啮合的齿轮在转向管柱10的带动下转动，进而带动齿条运动。

这样，在齿条伸出壳体时，驱动拉杆组件40以使两个转向轮均朝向一侧倾斜，在齿条缩回壳体时，驱动拉杆组件40以使两个转向轮均朝向另一侧倾斜，从而实现左转弯以及右转弯，通过齿轮齿条转向机20一端同时控制两个转向轮作动，使本实施例的转向装置100对转向轮的控制更加简单、方便，且进一步地简化了齿轮齿条转向机20的结构，使齿轮齿条转向机20的结构更加简单。

如图1所示，齿条的延伸方向与拉杆组件40的延伸方向不平行。换言之，使齿轮齿条转向机20倾斜设置在拉杆组件40的前侧，从而降低齿轮齿条转向机20在左右方向上的空间占用，使齿轮齿条转向机20在非独立悬架上的布置更加简单、方便。

如图3所示，中间传动件30的一端与连接杆22之间、中间传动件30的另一端与拉杆组件40之间通过球头销50相连。由此，通过设置球头销50，以使中间传动件30与拉杆组件40之间、中间传动件30与连接杆22之间均形成为球销转动副，在提高三者的配合稳定性的前提下，使中间传动件30以及拉杆组件40的转动均更加平稳、可靠。

需要说明的是，拉杆组件40邻近中间传动件30的一端上设置有球销座70，通过穿过中间传动件30的球头销50与球销座70配合，以实现拉杆组件40与中间传动件30的枢转配合；对应的，连接杆22上也设置有球销座70，通过穿过中间传动件30邻近连接杆22的一端的球头销50与球销座70配合，以实现中间传动件30与连接杆22的枢转连接。

在一些实施例中，中间传动件30的长度可调。

也就是说，不同规格尺寸的车辆的转向参数不同，进而可以调整中间传动件30的长度，以使本实施例的转向装置100可以满足不同转向参数的车辆使用。这样，在提高本实施例的转向装置100的通用性的前提下，无需针对不同规格尺寸的车辆重新开发齿轮齿条转向机20，可以降低开发周期、降低开发成本，同时中间传动件30仅仅是在长度上做出改变，开发难度较低，可以进一步地降低开发成本以及研发时间。

此外，可以理解的是，转向管柱10构造为电动助力转向管柱10，转向管柱10包括：自上向下依次连接的第一管柱、第二管柱、第三管柱、第四管柱，第一管柱与第二管柱之间设置有电动助力件，第二管柱与第三管柱之间设置有第一万向节，第三管柱与第四管柱之间设置有第二万向节，第四管柱与齿轮齿条转向机20的齿轮同轴设置。

具体而言，第一管柱转动，电动助力件进行助力进而带动第二管柱转动，第二管柱带动与之通过第一万向节连接的第三管柱转动，第三管柱带动与之通过第二万向节连接的第四管柱转动，第四管柱与齿轮同轴设置以带动齿轮转动，齿轮带动与之啮合的齿条平移，齿条带动竖直推臂运动，竖直推臂推动拉杆本体左移或右移以实现转向。

这样，通过设置多个万向节，使转向管柱10的转动更加稳定、可靠；通过设置电动助力件使驾驶员的操作更加省力，从而可以有效地提高操作体验。

需要说明的是，本实施例中所提到的左右、前后与车辆的左右、前后方向一致。

当然，本实施例的转向装置100的结构不限于此，在另一些实施例中，齿轮齿条转向机20上设置有电动助力件(即电动助力式齿轮齿条转向机)，与在转向管柱10上设置电动助力件的效果一致，在这里不再赘述。

如图1所示，转向装置100还包括：方向盘60，方向盘60与转向管柱10连接，且适于带动转向管柱10转动。由此，驾驶员转动方向盘60，以带动转向管柱10转动，且在方向盘60转动过程中，电动助力件可以在控制器的控制下，提供合理的辅助力矩，以进一步地提高操作体验。

根据本发明实施例的车辆包括：上述实施例中的转向装置100。

根据本发明实施例的车辆，采用上述转向装置100，所具有的技术效果与上述转向装置100一致，在这里不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于非独立悬架的转向装置（100），其特征在于，包括：

转向管柱（10）；

齿轮齿条转向机（20），齿轮齿条转向机（20）包括：转向机本体（21）和连接杆（22），所述转向机本体（21）的一端与所述转向管柱（10）动力连接，所述转向机本体（21）的另一端与所述连接杆（22）动力连接；

中间传动件（30），所述中间传动件（30）为一体成型件且可转动地设置在车体上，所述中间传动件（30）的一端与所述连接杆（22）枢转连接；

拉杆组件（40），所述拉杆组件（40）的两端分别与两侧的转向轮相连，所述拉杆组件（40）的中间区域与所述中间传动件（30）的另一端枢转连接；

所述中间传动件（30）构造为“L”形杆且包括，彼此连接的第一杆部（31）和第二杆部（32），所述第一杆部（31）的自由端与所述拉杆组件（40）枢转连接，所述第二杆部（32）的自由端与所述连接杆（22）枢转连接；或

所述中间传动件（30）构造为转盘，所述转盘上具有第一枢转点和第二枢转点，所述第一枢转点与所述连接杆（22）枢转连接，所述第二枢转点与所述拉杆组件（40）枢转连接，所述第一枢转点与所述转盘的转动中心（a）之间的连线与所述第二枢转点与所述转盘的转动中心（a）之间的连线不重合。

2.根据权利要求1所述的用于非独立悬架的转向装置（100），其特征在于，所述转向机本体（21）包括：彼此啮合的齿轮和齿条，所述齿条在长度方向上的一端与所述连接杆（22）连接，所述齿轮与所述转向管柱（10）动力连接。

3.根据权利要求2所述的用于非独立悬架的转向装置（100），其特征在于，所述齿条的延伸方向与所述拉杆组件（40）的延伸方向不平行。

4.根据权利要求2所述的用于非独立悬架的转向装置（100），其特征在于，所述齿轮齿条转向机（20）还包括：壳体，所述齿条可滑动地设置在所述壳体内且所述齿条的所述一端可选择地伸出或缩回所述壳体。

5.根据权利要求1所述的用于非独立悬架的转向装置（100），其特征在于，所述中间传动件（30）的所述一端与所述连接杆（22）之间、所述中间传动件（30）的所述另一端与所述拉杆组件（40）之间通过球头销（50）相连。

6.根据权利要求1所述的用于非独立悬架的转向装置（100），其特征在于，所述中间传动件（30）的长度可调。

7.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求1-6中任一项所述的转向装置（100）。

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