CN114506381B - 一种转向限位机构及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种转向限位机构及车辆。该转向限位机构用于对车辆的转向器进行限位，该转向限位机构包括壳体、原动轮及从动限位轮，原动轮可转动地设置于壳体内，原动轮在车辆的转向器的驱动下转动，原动轮具有沿周向延伸的第一齿段；从动限位轮可转动地设置于壳体内，从动限位轮具有沿周向延伸的第二齿段，第二齿段可与第一齿段相啮合；从动限位轮上还设置有第一限位件；壳体在从动限位轮附近设置有第二限位件；在第一限位件与第二限位件脱离且第一齿段与第二齿段相啮合的状态下，从动限位轮在原动轮的驱动下转动；在第一限位件与第二限位件相抵接且第一齿段与第二齿段相啮合的状态下，从动限位轮阻挡原动轮的转动。

Description

一种转向限位机构及车辆

技术领域

本申请涉及车辆转向控制装置技术领域，更具体地，涉及一种转向限位机构及车辆。

背景技术

限位机构是车辆必须配备的结构，限位机构用于对车辆转弯时的角度进行限制，其一方面提高了行车时操控方向盘的舒适度，另一方面增强了行车中的安全性。在车辆的某些应用领域，例如游戏车领域，为了实现一些游戏功能，会对车辆的转向器进行解耦，这样车辆原有的限位结构将无法再对方向盘进行角度限位，进而有可能会造成方向盘内部的时钟弹簧组件由于转动圈数超过限制而损坏，从而引起不必要的损失及安全风险。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种转向限位机构及车辆的新技术方案。

根据本申请的第一方面，提供了一种转向限位机构，该转向限位机构用于对车辆的转向器进行限位，该转向限位机构包括：

壳体；

原动轮，所述原动轮可转动地设置于所述壳体内，所述原动轮在车辆的转向器的驱动下转动，所述原动轮具有沿周向延伸的第一齿段；

从动限位轮，所述从动限位轮可转动地设置于所述壳体内，所述从动限位轮具有沿周向延伸的第二齿段，所述第二齿段可与所述第一齿段相啮合；所述从动限位轮上还设置有第一限位件；

所述壳体在所述从动限位轮附近设置有第二限位件；

在所述第一限位件与所述第二限位件脱离且所述第一齿段与所述第二齿段相啮合的状态下，所述从动限位轮在所述原动轮的驱动下转动；

在所述第一限位件与所述第二限位件相抵接且所述第一齿段与所述第二齿段相啮合的状态下，所述从动限位轮阻挡所述原动轮的转动。

可选地，所述原动轮具有沿周向延伸的平滑段；所述从动限位轮具有沿周向延伸的锁止弧；在所述平滑段与所述锁止弧相抵接的状态下，所述原动轮转动且所述从动限位轮静止。

可选地，所述平滑段与所述第一齿段首尾相接。

可选地，所述第二齿段设置多个，且每两个相邻的所述第二齿段之间均设置一个所述锁止弧。

可选地，所述从动限位轮包括沿其轴向设置的两层结构，所述第二齿段与所述锁止弧位于其中一层结构上，所述第一限位件位于另外一层结构上。

可选地，所述壳体包括第一壳体及第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体相互扣合并围合形成用于容纳所述原动轮及所述从动限位轮的容置空间。

可选地，所述第一壳体与所述第二壳体之间设置有密封垫圈。

可选地，所述原动轮开设有用于与车辆的转向器相连接的第一通孔，所述壳体在与所述第一通孔相对应的位置处开设有第二通孔，所述第二通孔内套接有油封。

可选地，所述从动限位轮开设有第三通孔，所述第三通孔内套接有卡环，所述壳体内固定设置有连接轴，所述卡环套接在所述连接轴上。

根据本申请的第二方面，提供了一种车辆，所述车辆包括转向器及如第一方面所述的转向限位机构；所述转向器的输出轴与所述原动轮固定连接。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例提供的转向限位机构可以保证在车辆原有的转向系统解耦后实现对方向盘转角的限制，避免了车辆原有的转向系统解耦后方向盘内部的时钟弹簧组件发生损坏。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1是根据本申请的一个实施例的转向限位机构的分解结构示意图；

图2是根据本申请的一个实施例的转向限位机构的部分结构示意图一；

图3是根据本申请的一个实施例的转向限位机构的部分结构示意图二；

图4是根据本申请的一个实施例的转向限位机构的部分结构示意图三；

图5是根据本申请的一个实施例的转向限位机构的部分结构示意图四；

图6是根据本申请的一个实施例的车辆的部分结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参照图1-图5所示，根据本申请的一个实施例，提供了一种转向限位机构。该转向限位机构用于对车辆的转向器进行限位，所述车辆例如可以是游戏车。该转向限位机构包括壳体11、原动轮12及从动限位轮13；所述原动轮12可转动地设置于所述壳体11内，所述原动轮12在车辆的转向器的驱动下转动，所述原动轮12具有沿周向延伸的第一齿段121；所述从动限位轮13可转动地设置于所述壳体11内，所述从动限位轮13具有沿周向延伸的第二齿段131，所述第二齿段131可与所述第一齿段121相啮合；所述从动限位轮13上还设置有第一限位件130；所述壳体11在所述从动限位轮13附近设置有第二限位件110；在所述第一限位件130与所述第二限位件110脱离且所述第一齿段121与所述第二齿段131相啮合的状态下，所述从动限位轮13在所述原动轮12的驱动下转动；在所述第一限位件130与所述第二限位件110相抵接且所述第一齿121段与所述第二齿131段相啮合的状态下，所述从动限位轮13阻挡所述原动轮12的转动。

本申请实施例所述的转向限位机构是在车辆的转向器解耦机构上额外安装的限位机构，该转向限位机构可以保证在车辆原有的转向系统解耦后实现对方向盘转角的限制，避免了车辆原有的转向系统解耦后方向盘内部的时钟弹簧组件发生损坏。在具体应用中，车辆的转向器转动并带动原动轮12一起同步转动，其中，车辆的转向器与车辆的方向盘同步转动。当原动轮12的第一齿段121与从动限位轮13的第二齿段131相啮合时，原动轮12带动从动限位轮13一起同步转动；当从动限位轮13转动到其上设置的第一限位件130与壳体11上设置的第二限位件110相抵接的位置处时，从动限位轮13被第二限位件110阻挡住无法再继续转动，与此同时，由于从动限位轮13的第二齿段131与原动轮12的第一齿段121相啮合的作用力，第二齿段131对第一齿段121进行卡接，于是原动轮12被从动限位轮13阻挡住无法再继续转动；又由于原动轮12与车辆的转向器一起同步转动，因此原动轮12停止转动后对转向器的转动起到了阻挡的作用，从而最终限制方向盘的转动。本申请实施例的转向限位机构结构简单，能够有效实现对方向盘转角的限制。可以理解的是，由于该转向限位机构通过第一限位件130与第二限位件110的相互作用实现对从动限位轮13转动的阻挡，因此第一限位件130与第二限位件110需要满足一定的强度要求，第一限位件130与第二限位件110具体的强度设计根据实际的应用需要而定，本申请对此不作特别限制。

参照图2-图3所示，在一个实施例中，进一步地，所述原动轮12具有沿周向延伸的平滑段122；所述从动限位轮13具有沿周向延伸的锁止弧132；在所述平滑段122与所述锁止弧132相抵接的状态下，所述原动轮12转动且所述从动限位轮13静止。

在该具体的例子中，原动轮12与从动限位轮13均为不完全齿轮，即第一齿段121在原动轮12的周向并非设置一整周，同样地，第二齿段131在从动限位轮13的周向也并非设置一整周。沿着原动轮12的周向除了设置有第一齿段121外，还设置有平滑段122；沿着从动限位轮13的周向除了设置有第二齿段131外，还设置有锁止弧132。这样的设置使得从动限位轮13并非一直跟随原动轮12一起同步转动，参照图3所示，当平滑段122与锁止弧132相抵接时，尽管原动轮12在车辆的转向器带动下保持转动，但是从动限位轮13不会跟随原动轮12一起同步转动。因此从动限位轮13呈现出间歇运动的状态，这样可以使该转向限位机构实现较大的传动比，且空间利用率较高。

参照图2-图3所示，在一个实施例中，进一步地，所述平滑段122与所述第一齿段121首尾相接。

在该具体的例子中，在原动轮12上设置一段第一齿段121及一段平滑段122，平滑段122与第一齿段121首尾相接在原动轮12的周向围合一周。至于第一齿段121与平滑段122的长度比例可根据实际应用需要进行设计调整。此外，根据实际应用需要，第一齿段121在原动轮12上也可以设置多段。

参照图2-图3所示，在一个实施例中，进一步地，所述第二齿段131设置多个，且每两个相邻的所述第二齿段131之间均设置一个所述锁止弧132。

在该实施例中，在从动限位轮13上设置有多段第二齿段131，以确保当原动轮12的第一齿段121转动到靠近从动限位轮13的位置时，从动限位轮13上总有一段第二齿段131可以与第一齿段121相啮合，这样就保证了从动限位轮13在经过间歇停止后，当第一齿段121再次转动回来后原动轮12可以有效驱动从动限位轮13再次转动，直至从动限位轮13上的第一限位件130与壳体11上的第二限位件110相抵接。此外，为了确保原动轮12可以有效驱动从动限位轮13，第二齿段131的长度大于锁止弧132的长度。

下面以一个具体的例子对从动限位轮13的间歇转动进行详细说明：

参考图2、图3所示，在该具体的例子中，对于原动轮12，第一齿段121在原动轮12上占据1/4，即原动轮12的周向1/4的长度设置为第一齿段121、另外3/4的长度设置为平滑段122；对于从动限位轮13，在从动限位轮13的周向均匀分布四段第二齿段131，且每两段相邻的第二齿段131之间均设置一段锁止弧132。这样，原动轮12每转动360°，从动限位轮13会转动90°，根据车辆的方向盘的转动需要，可以设计允许方向盘单方向可转动540°，方向盘转动540°即原动轮12转动540°，于是从动限位轮13会旋转135°，根据这一角度关系，在将原动轮12与从动限位轮13安装到壳体11中时，预先调整好安装的初始零点位置，使从动限位轮13在转动135°后，从动限位轮13上的第一限位件130正好与壳体11上的第二限位件110相抵接，此时从动限位轮13即转动到目标锁止角度，第二限位件110阻止从动限位轮13的转动，进而阻止原动轮12的转动，从而实现对方向盘转动极限角度的限制功能。以上仅是一个具体的实施例，需要说明的是该实施例中的原动轮12的传动比选用为4:1，在实际应用中可以根据需要调整该传动比；此外，从动限位轮13的锁止弧132也可以采用非均匀分布的设置方式。

使用间歇转动结构的优势在于，例如上述例子中所述，可以将方向盘540°的转动转化为从动限位轮135°的转动，要达到同样的传动效果，如果使用完全齿轮，则从动轮的尺寸至少为原动轮尺寸的3倍以上。因此使用间歇转动结构大大节省了径向尺寸；同时轴向空间仅使用保证必要啮合强度的齿轮厚度即可，可靠性及空间利用率均较高、装配较为简单。

参照图1所示，在一个实施例中，进一步地，所述从动限位轮13包括沿其轴向设置的两层结构，所述第二齿段131与所述锁止弧132位于其中一层结构上，所述第一限位件130位于另外一层结构上。

在该具体的例子中，从动限位轮13在其轴向方向上，即在从动限位轮13的厚度方向上可以分为两层结构，其中一层结构上设置所述的第二齿段131及锁止弧132，该层结构与原动轮12相对应；另外一层结构上设置所述的第一限位件130，该层结构上无需加工出轮齿，只需要凸出设置一块凸台作为第一限位件130即可。这样的设置方式在从动限位轮13与原动轮12配合转动时，第一限位件130完全不会对原动轮12造成干涉；并且设置于壳体11中的第二限位件110的位置也完全不会与从动限位轮13的第二齿段131及锁止弧132发生干涉，从动限位轮13在壳体11内的装配更加方便。此外，这样的设置方式便于对从动限位轮13进行加工制造。进一步可选地，从动限位轮13的另外一层结构的圆周侧壁处朝向远离轴心的方向一体成型凸出形成所述的第一限位件130，这样第一限位件130的成型方式简单、便于加工制造，并且第一限位件130在从动限位轮13上非常坚固牢靠。进一步可选地，第一限位件130的位置及尺寸与其中一条锁止弧132相对应；进一步可选地，第二限位件110是一段弧形凸台，并且第二限位件110的长度可以与第二齿段131的长度相同。当然，第一限位件130的设置位置并不限于上述实施例。例如，第一限位件130的位置还可以与任意一个第二齿段131的位置相对应。此外，第一限位件130的设置数量也并不限于一个，例如可以设置两个第一限位件130，其中一个用于原动轮12正向转动时限位，另外一个用于原动轮12反向转动时限位。第一限位件130的设置数量根据具体需要多少距离锁合而定，本申请并不具体限定第一限位件130设置的数量。

参照图1所示，在一个实施例中，进一步地，所述壳体11包括第一壳体111及第二壳体112，所述第一壳体111与所述第二壳体112相互扣合并围合形成用于容纳所述原动轮12及所述从动限位轮13的容置空间。

进一步具体地，第一壳体111是一个具有所述容置空间的盒状结构，原动轮12及从动限位轮13均位于第一壳体111内；而第二壳体112是一个盖状结构，其盖设于第一壳体111上。这样的设置方式便于对原动轮12及从动限位轮13进行装配。参照图4、图5所示，进一步可选地，第二限位件110可以一体成型于第二壳体112上。

参照图1所示，在一个实施例中，进一步地，所述第一壳体111与所述第二壳体112之间设置有密封垫圈14。

在该具体的例子中，设置密封垫圈14可以使第一壳体111与第二壳体112的连接更为紧密，避免第一壳体111与第二壳体112之间发生松动。进一步具体地，第一壳体111、密封垫圈14及第二壳体112可以通过紧固螺栓相连接。

参照图1所示，在一个实施例中，进一步地，所述原动轮12开设有用于与车辆的转向器相连接的第一通孔120，所述壳体11在与所述第一通孔120相对应的位置处开设有第二通孔113，所述第二通孔113内套接有油封15。

具体安装时，油封15通过压装的方式固定于第二通孔113内，油封15上也开设有通孔结构，车辆的转向器输出轴21穿过油封15的通孔设置。油封15的设置确保了转向器输出轴21安装的密封性，防止外部的水、油以及其他杂质进入到壳体11内。在壳体11包括第一壳体111与第二壳体112的实施例中，第二通孔113具体是开设在第二壳体112上的，即油封15与第二壳体112配合连接。可以理解的是，第一壳体111在与第二通孔113相对应的位置处也开设有一个通孔结构，以确保转向器输出轴21可以穿过第一壳体111。

参照图1所示，在一个实施例中，进一步地，所述从动限位轮13开设有第三通孔133，所述第三通孔133内套接有卡环16，所述壳体11内固定设置有连接轴114，所述卡环16套接在所述连接轴114上。

具体安装时，将卡环16套设在从动限位轮13的第三通孔133内，卡环16上也开设有通孔结构，再将卡环16的通孔套接在壳体11内的连接轴114上，这样便实现了从动限位轮13在壳体11内的安装，从动限位轮13不仅安装稳定，并且可以自由转动。连接轴114及卡环16对从动限位轮13的转动起到了限位的作用，确保从动限位轮13可以始终绕同一轴线转动，防止从动限位轮13在转动时发生偏移。在壳体11包括第一壳体111与第二壳体112的实施例中，连接轴114具体是固定设置在第一壳体111内。

参照图6所示，根据本申请的另一个实施例，提供了一种车辆，所述车辆包括转向器及如上所述的转向限位机构；所述转向器的输出轴21与所述原动轮12固定连接。

进一步具体地，在原动轮12上设置有平键123，平键123与转向器的输出轴21配合连接并传递转向器的输出轴21的转动扭矩；此外，在转向器的输出轴21上设置有轴肩结构，并且所述的转向限位机构还包括卡箍17，卡箍17与转向器的输出轴21的轴肩结构配合连接进行轴向定位。进一步具体地，在安装时，壳体11通过螺钉直接紧固在转向器或转向解耦机构的外壳01上，在壳体11包括第一壳体111与第二壳体112的实施例中，具体是第一壳体111与转向器或转向解耦机构的外壳01固定连接。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种转向限位机构，其特征在于，用于对车辆的转向器进行限位，包括：

壳体(11)；

原动轮(12)，所述原动轮(12)可转动地设置于所述壳体(11)内，所述原动轮(12)在车辆的转向器的驱动下转动，所述原动轮(12)具有沿周向延伸的第一齿段(121)；

从动限位轮(13)，所述从动限位轮(13)可转动地设置于所述壳体(11)内，所述从动限位轮(13)具有沿周向延伸的第二齿段(131)，所述第二齿段(131)可与所述第一齿段(121)相啮合；所述从动限位轮(13)上还设置有第一限位件(130)；

所述壳体(11)在所述从动限位轮(13)附近设置有第二限位件(110)；

在所述第一限位件(130)与所述第二限位件(110)脱离且所述第一齿段(121)与所述第二齿段(131)相啮合的状态下，所述从动限位轮(13)在所述原动轮(12)的驱动下转动；

在所述第一限位件(130)与所述第二限位件(110)相抵接且所述第一齿段 (121)与所述第二齿段 (131)相啮合的状态下，所述从动限位轮(13)阻挡所述原动轮(12)的转动。

2.根据权利要求1所述的转向限位机构，其特征在于，所述原动轮(12)具有沿周向延伸的平滑段(122)；所述从动限位轮(13)具有沿周向延伸的锁止弧(132)；在所述平滑段(122)与所述锁止弧(132)相抵接的状态下，所述原动轮(12)转动且所述从动限位轮(13)静止。

3.根据权利要求2所述的转向限位机构，其特征在于，所述平滑段(122)与所述第一齿段(121)首尾相接。

4.根据权利要求2所述的转向限位机构，其特征在于，所述第二齿段(131)设置多个，且每两个相邻的所述第二齿段(131)之间均设置一个所述锁止弧(132)。

5.根据权利要求4所述的转向限位机构，其特征在于，所述从动限位轮(13)包括沿其轴向设置的两层结构，所述第二齿段(131)与所述锁止弧(132)位于其中一层结构上，所述第一限位件(130)位于另外一层结构上。

6.根据权利要求1所述的转向限位机构，其特征在于，所述壳体(11)包括第一壳体(111)及第二壳体(112)，所述第一壳体(111)与所述第二壳体(112)相互扣合并围合形成用于容纳所述原动轮(12)及所述从动限位轮(13)的容置空间。

7.根据权利要求6所述的转向限位机构，其特征在于，所述第一壳体(111)与所述第二壳体(112)之间设置有密封垫圈(14)。

8.根据权利要求1所述的转向限位机构，其特征在于，所述原动轮(12)开设有用于与车辆的转向器相连接的第一通孔(120)，所述壳体(11)在与所述第一通孔(120)相对应的位置处开设有第二通孔(113)，所述第二通孔(113)内套接有油封(15)。

9.根据权利要求1所述的转向限位机构，其特征在于，所述从动限位轮(13)开设有第三通孔(133)，所述第三通孔(133)内套接有卡环(16)，所述壳体(11)内固定设置有连接轴(114)，所述卡环(16)套接在所述连接轴(114)上。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括转向器及如权利要求1-9中任一项所述的转向限位机构；所述转向器的输出轴(21)与所述原动轮(12)固定连接。

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