CN111038573A - 一种双向旋转操控装置、制动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于制动控制系统技术领域，公开了一种双向旋转操控装置、制动系统，设置有用于提供减速的减速器，用于产生阻力以及自动回正的扭力器，所述扭力器与所述减速器配合安装。所述扭力器由扭力器外套、导杆上导套、导杆下导套、扭簧异形导杆拨盘部件、扭力弹簧转动上法兰盘等组成。所述拨盘的上下凸缘分别伸入上下转盘的内弧槽中，螺钉E伸入上转盘的外弧槽中，螺钉F伸入下转盘的外弧槽中。该装置实现双向大扭矩旋转控制操纵过程中的转向控制，在双向大扭矩旋转控制操纵过程中具备一定的阻力感，左右双向旋转一定角度后能够自动回复到旋转零位位置。通过减速装置，在旋转操控装置另一侧实现旋转轴转角的测量。
Description
技术领域
本发明属于制动控制系统技术领域，尤其涉及一种双向旋转操控装置、制动系统。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
现有的回位装置多采用拉簧和压缩弹簧结构，实现转动和回正不仅有滑动副，还需转动副，使其结构非常复杂，且体积大，在空间受限的应用场合安装时不便于实现。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)系统结构复杂不容易实现，且故障点多。
(2)系统体积庞大，不便于在狭窄空间进行布置。
解决上述技术问题的难度在于：
如何通过精密的机械元件，实现双向旋转操控装置的高效集成。
解决上述技术问题的意义在于：
通过简单和优化装置结构，实现了体积小，可靠性强的双向旋转操控装置。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双向旋转操控装置。
本发明是这样实现的，一种双向旋转操控装置设置有用于提供减速的减速器；
用于产生阻力以及自动回正的扭力器，所述扭力器与所述减速器配合安装。
进一步，所述减速器采用1:7的精密行星齿轮减速器。
进一步，所述扭力器由扭力器外套、导杆上导套、导杆下导套、扭簧异形导杆拨盘部件、扭力弹簧转动上法兰盘、扭力弹簧转动下法兰盘和扭力弹簧组成。
进一步，所述拨盘的上下凸缘分别伸入上下转盘的内弧槽中，螺钉E伸入上转盘的外弧槽中，螺钉F伸入下转盘的外弧槽中。
进一步，所述拨盘通过平键与减速器输出轴相连接，减速器的输入轴通过过渡轴经联轴器与方向盘传动轴相连接。
进一步，扭力器的转动盘上设置有内外弧槽。
本发明的另一目的在于提供一种安装有所述双向旋转操控装置的制动系统。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
该装置实现双向大扭矩旋转控制操纵过程中的转向控制，在双向大扭矩旋转控制操纵过程中具备一定的阻力感，左右双向旋转一定角度后能够自动回复到旋转零位位置。通过减速装置，在旋转操控装置另一侧实现旋转轴转角的测量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的外套上下转盘及扭簧组合图。
图2是本发明实施例提供的扭力器的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的上转盘轴向截面图。
图4是本发明实施例提供的下转盘轴向截面图。
图5是本发明实施例提供的扭力弹簧转动法兰盘结构图。
图6是本发明实施例提供的扭力弹簧转动法兰盘的A-A剖视图。
图7是本发明实施例提供的扭力弹簧转动法兰盘的B-B剖视图。
图8是本发明实施例提供的NⅢ型中心臂扭簧正面结构图。
图9是本发明实施例提供的NⅢ型中心臂扭簧侧面结构图。
1、扭力器外套；2、扭力弹簧转动上法兰盘；3、扭力弹簧；4、扭力弹簧转动下法兰盘；5、拨盘上凸缘；6、安装孔；7、扭簧异形导杆拨盘部件；8、减速器输出轴；9、导杆上导套；10、导杆下导套；11、拨盘下凸缘；12、内弧槽；13、外弧槽。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双向旋转操控装置，下面结合附图1至9对本发明作详细的描述。
转向阻力扭矩7Nm-14 Nm，旋转输入端能转动3圈，旋转输出轴测量转向角的旋转电位器转动1圈。为了实现输入端和输出端转动圈数不同这一矛盾，采用了减速器进行过渡，为了能实现自动回复到旋转零位功能，减速器的逆传动效率不能过大，选用1:7的精密行星齿轮减速器可以满足要求。自动旋转零位回复功能采用扭簧式扭力器结构实现，其最大特点是比使用拉簧和压缩弹簧结构相对简单，运动原理仅采用转动付即可实现，体积小，工作可靠。
双向旋转操控装置的总体结构设计为减速器标准件和自制扭力器两部分构成，减速器作用是当方向盘转动3圈1080°时，电位器转角为154°从而不超过电位器一圈的极限要求。设计的扭力器的功能是在转动方向盘时有阻力感和松开后能自动回正。
本发明在实现大转角、提供大扭矩和回正扭矩的情况下，扭簧变形量比较小，且在回转力矩的作用下使旋转装置有自动回正的功能。
扭力器的工作原理：
(1)扭力器的组成
扭力器主要由扭力器外套、导杆上导套、导杆下导套、扭簧异形导杆拨盘部件、扭力弹簧转动上法兰盘、扭力弹簧转动下法兰盘和扭力弹簧组成。导杆上导套和导杆下导套对拨盘有轴径向定位作用，拨盘可以转动，上下转盘通过外套和上下导套进行轴径向定位，通过伸入上下转盘内弧槽的拨盘凸缘带动上下转盘转动，上下转盘之间装有扭簧，拨盘对扭簧在轴向有导向作用，扭簧产生的扭力矩通过转盘的内弧槽的侧面作用在拨盘上。
(2)拨盘初始位置保持及扭力矩
参见图1至图4所示，扭力器装配后，拨盘的初始位置应使凸缘中心线处于XX线见图1)。拨盘的上下凸缘分别伸入上下转盘的内弧槽中，通过凸缘可带动转盘转动见图1和图3；螺钉E伸入上转盘的外弧槽中，限定上转盘的转动范围，转角范围为78度见图1和图3；螺钉F伸入下转盘的外弧槽中，限定下转盘的转动范围，转角范围为78度见图1和图4；扭簧装在上下转盘之间，产生的扭力矩使上转盘逆时针转动直至上转盘的外弧槽的侧面靠上限位螺钉E停止转动，使下转盘顺时针转动直至下转盘的外弧槽的侧面靠上限位螺钉F停止转动，与此同时上转盘内弧槽侧面对拨盘凸缘施加逆向扭力M1，下转盘内弧槽侧面对拨盘凸缘施加顺向扭力M8，且M1＝M8，故此如拨盘无外力作用下，拨盘将在扭簧扭力矩的作用下保持如图1所示的初始位置。此时扭簧的扭转角是37o*2＝740，见图8、图9扭簧产生的初始扭矩约为6Nm。这时再逆或顺时针转动拨盘都会因扭力弹簧的扭角增大而增大扭矩。
(3)双向旋转操控装置工作原理
扭力器拨盘通过普通平键与减速器输出轴相连接，减速器的输入轴通过过渡轴经联轴器与方向盘传动轴相连接，安装时在扭力器拨盘处于初始位置时旋转输入端处于零位位置，这时转动拨盘也将随之转动。
当旋转输入端从摆正位置顺时针转动时，拨盘下凸缘侧面通过下转盘内弧槽侧面带动下转盘顺时针转动直至下转盘的外弧槽侧面靠紧限位螺钉F并被限位，自由转动范围为780(见图1和图4)；上转盘外弧槽侧面被限位螺钉E限位不能顺时针转动，拨盘的上凸缘在上转盘的内弧槽中转动直至到上转盘内弧槽的侧面处被限位，自由转动范围为780(见图1和图3)，因此旋转输入端从摆正位置顺时针转动的最大转角为780*7(减速器传动比)/3600≈1.5圈，扭簧最大扭转角为740+780＝1520，产生的最大回转扭矩约为13Nm(见图8、图9)，松开旋转输入端在回转扭矩的作用下旋转装置将自动回正。
当旋转输入端从摆正位置逆时针转动时，拨盘上凸缘侧面通过上转盘内弧槽侧面带动上转盘逆时针转动直至下转盘的外弧槽侧面靠紧限位螺钉E并被限位，自由转动范围为780(见图1和图3)；下转盘外弧槽侧面被限位螺钉F限位不能逆时针转动，拨盘的下凸缘在下转盘的内弧槽中转动直至到下转盘内弧槽的侧面处被限位，自由转动范围为780(见图1和图3)，因此旋转输入端从摆正位置逆时针转动的最大转角为780*7(减速器传动比)/3600≈1.5圈，扭簧最大扭转角为740+780＝1520，产生的最大回转扭矩约为13Nm(见图8、图9)，松开旋转输入端在回转扭矩的作用下旋转装置将自动回正。
综合顺、逆时针转动原理的说明，扭力器最大转动范围为2-7号线的范围，转动范围角为1560，即扭力器从一个极限位置2或7转到另一个极限位置7或2时(见图1)，相当于方向盘转动1560*7/360≈3圈。
由于扭力器的转动盘设计了内外弧槽，虽然扭力器的最大转角是1560，但是扭簧的最大变形角不是1560，仅是其一半780，从而减小了扭簧的变形量，使扭簧的使用寿命更长，稳定性更好，也使扭力器的整体结构更简单和体积更小，根据扭簧的设计过程可知，在产生同样大小的扭力矩的情况下，扭簧变形量越大，需要的扭簧圈数越多，扭簧就越长，扭力器的体积就越大，结构也越复杂。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种双向旋转操控装置，其特征在于，所述双向旋转操控装置设置有用于提供减速的减速器；
用于产生阻力以及自动回正的扭力器，所述扭力器与所述减速器配合安装。
2.如权利要求1所述的双向旋转操控装置，其特征在于，所述减速器采用1:7的精密行星齿轮减速器。
3.如权利要求1所述的双向旋转操控装置，其特征在于，所述扭力器由扭力器外套、导杆上导套、导杆下导套、扭簧异形导杆拨盘部件、扭力弹簧转动上法兰盘、扭力弹簧转动下法兰盘和扭力弹簧组成。
4.如权利要求3所述的双向旋转操控装置，其特征在于，所述拨盘的上下凸缘分别伸入上下转盘的内弧槽中，螺钉E伸入上转盘的外弧槽中，螺钉F伸入下转盘的外弧槽中。
5.如权利要求3所述的双向旋转操控装置，其特征在于，所述拨盘通过平键与减速器输出轴相连接，减速器的输入轴通过过渡轴经联轴器与方向盘传动轴相连接。
6.如权利要求1所述的双向旋转操控装置，其特征在于，扭力器的转动盘上设置有内外弧槽。
7.一种安装有如权利要求1至6任意一项所述双向旋转操控装置的制动系统。
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| CN207517214U (zh) * | 2017-09-27 | 2018-06-19 | 瑞安市奔翔教学设备有限公司 | 一种模拟驾驶器转向盘自动回正装置 |
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