CN110843905A - 一种自动回正转向系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动回正转向系统，包括通过方向盘控制的全液压转向器，方向盘与全液压转向器通过传动轴连接；所述传动轴包括丝杆；丝杠通过其两端可转动地支撑在固定基座上，丝杠上螺合有仅可移动的螺母，螺母移动方向的前后两端与固定基座对应的相向侧之间设有弹性元件。优选，弹性元件由圆柱螺旋压缩弹簧、圆柱螺旋拉伸弹簧或气体弹簧中的一种构成。本发明的有益效果是，方向能够自动回正，消除方向不能回正的安全隐患；同时，可给驾驶员带来转向角度大小的直观感受，利于驾驶员主动实施安全控制。其结构简单、功能可靠，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及车辆行驶控制技术，特别是一种用于全液压转向的自动回正转向系统。
背景技术
在传统的使用全液压转向系统的车辆上，由于转向系统构造的限制，驾驶员松开方向盘后，方向盘是不能自动转回到中间位置的，车轮也不会自动回到直线行驶位置。如在下一次操作时，不清楚方向位置，或者忘记方向位置，极易导致行车事故。另外，无论方向盘转角多大，驾驶员用手打方向盘的力度都是一样的，这造成车辆的转向角度大小不能及时回馈给驾驶员，导致转向角度难以把控，其操作性差，并容易导致安全事故。为此，需要进行改进。
发明内容
本发明的目的就是针对现有中全液压转向车辆的转向操作性差，且存在安全隐患的不足，提供一种自动回正转向系统，该系统通过在转向传动构件上设置随转向方向对应移动的移动构件，以及在移动构件与相对固定的构件之间设置弹性元件，利用弹性元件的储能特性进行转向动力储备，以在转向动力撤出后，利用弹性元件自动回正，同时，通过弹性元件形成转向阻力，使驾驶员获得转向角度越大方向盘越重的力度反馈，从而提高警觉性，减少事故隐患。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。
一种自动回正转向系统，包括通过方向盘控制的全液压转向器，方向盘与全液压转向器通过传动轴连接；所述传动轴包括丝杆；所述丝杠通过其两端可转动地支撑在固定基座上，丝杠上螺合有仅可移动的螺母，螺母移动方向的前后两端与固定基座对应的相向侧之间设有弹性元件。
采用前述技术方案的本发明，通过在转向传动构件上设置丝杠螺母副结构，并在移动螺母与相对固定的基座之间对称设置弹性元件，在转向过程中螺母的运动与转向的方向和转向角度大小相关联，利用弹性元件的储能特性，在驾驶员通过方向盘打方向的转向过程中螺母向弹性元件施加载荷使弹性元件储备能量。在驾驶员松开方向盘即转向外力撤出后，螺母在弹性元件作用下自动回位，螺母驱动丝杠反向转动，继而使方向回正，消除方向不正导致的下一次操作的安全隐患；并在转向过程中，通过弹性元件储能形成阻力，使驾驶员明显感受到转向角度越大，大方向越吃力，以形成转向角度大小的直观反馈，从而对驾驶员起到明显的警示作用，利于驾驶员主动进行安全管控，消除安全隐患。本方案适用于所有采用全液压转向器的车辆和工程机械。
优选的，所述弹性元件由圆柱螺旋压缩弹簧、圆柱螺旋拉伸弹簧或气体弹簧中的一种构成。以形成多种可供选择的方案，并根据具体应用环境、可靠性要求、生产成本和使用寿命等因素综合考虑进行选择。其中，在回正状态弹性元件均应处于预紧状态；如压缩弹簧和气体弹簧均应处于适量的压缩状态，并具有进一步压缩的压缩储备量，拉伸弹簧应处于适量的拉伸状态，并具有足够的拉伸储备量，以在转向极限位置时，两根弹簧也都处于拉伸状态。
优选的，所述螺母与固定基座之间形成防转结构。以通过防转结构确保螺母保持仅可移动的状态；其中防转结构包括导轨副结构、凸凹配合结构等常用结构。
进一步优选的，所述防转结构包括由防转销和防转条形槽相互配合形成，防转条形槽的长度方向与所述丝杠的轴线平行。以通过简单的销和槽构成的凸凹配合结构防止螺母转动，降低制造成本；其中，防转销可设在螺母上，也可设在固定基座上，防转条形槽设螺母和固定基座中设置防转销之外的另一构件上。
优选的，所述丝杠和螺母均采用滚珠结构。以降低丝杠螺母副运行阻力，降低方向盘操作力度，提高转向操控性。
优选的，所述传动轴还包括第一万向传动轴，第一万向传动轴的一端与所述方向盘的方向柱连接，第一万向传动轴的一端与所述丝杠的一端连接，丝杠的另一端与所述全液压转向器连接。以适应安装需要，提高安装方便性。
进一步优选的，所述丝杠与所述全液压转向器通过第二万向传动轴连接。以进一步适应安装需要，提高安装方便性。
本发明的有益效果是，方向能够自动回正，消除方向不能回正的安全隐患；同时，可给驾驶员带来转向角度大小的直观感受，利于驾驶员主动实施安全控制。其结构简单、功能可靠，适用范围广。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
参见图1，一种自动回正转向系统，包括通过方向盘5控制的全液压转向器9，方向盘5与全液压转向器9通过传动轴连接；传动轴包括丝杠7，丝杠7通过其两端可转动地支撑在固定基座1上，丝杠7上螺合有仅可移动的螺母3，螺母3移动方向的前后两端与固定基座1对应的相向侧之间设有弹性元件4；且丝杠7和螺母3均采用滚珠结构，二者形成滚珠丝杠螺母副结构。
其中，所述弹性元件4由圆柱螺旋压缩弹簧、圆柱螺旋拉伸弹簧或气体弹簧中的一种构成。所述螺母3与固定基座1之间形成防转结构。防转结构包括由防转销2和防转条形槽相互配合形成，防转条形槽的长度方向与所述丝杠7的轴线平行；其中，防转销2固定连接固定基座1上，或者与基座相对固定的静止构件上，防转条形槽设螺母上。
其中，传动轴还包括第一万向传动轴6和第二万向传动轴10，第一万向传动轴6的一端与所述方向盘5的方向柱连接，第一万向传动轴6的一端与所述丝杠7的一端连接，丝杠7的另一端通过第二万向传动轴10与所述全液压转向器9连接。全液压转向器9为典型的现有结构，其具有进油口P、回油口T，以及控制用端口A和端口B。全液压转向器9的端口A和端口B分别与转向车桥8上的双作用油缸的左右两个油腔连接，双作用油缸构成转向油缸。当方向盘向右打时，端口A向油缸的左油腔供油，右油腔通过端口B回油，车辆向右转向；当方向盘向左打时，端口B向油缸的右油腔供油，左油腔通过端口A回油，车辆向左转向。其中，左右方向与附图1中所展示的车轮方向一致。
本实施例中，防转销2也可设在螺母3上，相应防转条形槽设在固定基座1上，或者与基座相对固定的静止构件上，以替代防转条形槽设螺母上的方案。
本实施例中，也可采用导轨副结构替代销轴与条形槽构成的凸凹配合导向结构。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种自动回正转向系统，包括通过方向盘(5)控制的全液压转向器(9)，方向盘(5)与全液压转向器(9)通过传动轴连接；其特征在于，所述传动轴包括丝杠(7)；丝杠(7)通过其两端可转动地支撑在固定基座(1)上，丝杠(7)上螺合有仅可移动的螺母(3)，螺母(3)移动方向的前后两端与固定基座(1)对应的相向侧之间设有弹性元件(4)。
2.根据权利要求1所述的自动回正转向系统，其特征在于，所述弹性元件(4)由圆柱螺旋压缩弹簧、圆柱螺旋拉伸弹簧或气体弹簧中的一种构成。
3.根据权利要求1所述的自动回正转向系统，其特征在于，所述螺母(3)与固定基座(1)之间形成防转结构。
4.根据权利要求3所述的自动回正转向系统，其特征在于，所述防转结构包括由防转销(2)和防转条形槽相互配合形成，防转条形槽的长度方向与所述丝杠(7)的轴线平行。
5.根据权利要求1所述的自动回正转向系统，其特征在于，所述丝杠(7)和螺母(3)均采用滚珠结构。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的自动回正转向系统，其特征在于，所述传动轴还包括第一万向传动轴(6)，第一万向传动轴(6)的一端与所述方向盘(5)的方向柱连接，第一万向传动轴(6)的一端与所述丝杠(7)的一端连接，丝杠(7)的另一端与所述全液压转向器(9)连接。
7.根据权利要求6所述的自动回正转向系统，其特征在于，所述丝杠(7)与所述全液压转向器(9)通过第二万向传动轴(10)连接。
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