CN114537504B - 一种解耦机构、转向总成和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解耦机构、转向总成和车辆。所述解耦机构用于连接第一转动构件和第二转动构件，解耦机构包括驱动构件、接合构件和配合构件，接合构件与第一转动构件连接，配合构件与第二转动构件连接，其中，驱动构件驱动接合构件朝向配合构件的方向移动，以与配合构件连接，从而使得第一转动构件与第二转动构件耦合。这样，接合构件可移动，且接合构件能够与配合构件连接，从而使得第一转动构件和第二转动构件可以耦合在一起，第一转动构件和第二转动构件可以不同时转动，在恰当的使用场景下，转向性能不受影响，且降低了磨损，提高了安全性。

Description

一种解耦机构、转向总成和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言涉及一种解耦机构、转向总成和车辆。

背景技术

现有的车辆的转向总成通常包括转向器、管柱和机械连接结构，转向器通过机械连接结构与管柱连接。转向器用于与车轮连接，管柱用于与转向盘连接。驾驶员通过转动转向盘从而控制车轮的转动。现有的车辆的机械连接结构使得转向器与转向盘无法解耦，驾驶员转动转向盘时，车轮始终会跟随转动。

当车辆搭载有高级游戏娱乐系统时，驾驶员通过操纵转向盘等实车装置来沉浸式体验赛车游戏，但无法解耦的机械连接结构会导致车轮磨损加剧，带来安全隐患。

当车辆搭载有高级自动驾驶功能时，线控转向系统会对车辆主动施加合理的转向控制，但无法解耦的机械连接结构会引起转向“打手”的现象，从而导致驾驶员操作不适。尤其地在危险工况时，驾驶员的慌乱操作会通过无法解耦的机械连接结构传递，容易干扰线控转向系统的合理转向修正操作，导致严重事故的发生。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种解耦机构，用于连接第一转动构件和第二转动构件，所述解耦机构包括：

驱动构件；

接合构件，所述接合构件与所述第一转动构件连接，所述接合构件与所述驱动构件连接；

配合构件，所述配合构件与所述第二转动构件连接，

其中，所述驱动构件驱动所述接合构件朝向所述配合构件的方向移动，所述接合构件与所述配合构件连接，以使得所述第一转动构件与第二转动构件耦合。

根据本发明的解耦机构，解耦机构用于连接第一转动构件和第二转动构件，解耦机构包括驱动构件、接合构件和配合构件，接合构件与第一转动构件连接，且接合构件与驱动构件连接，配合构件与第二转动构件连接，其中，驱动构件驱动接合构件朝向配合构件的方向移动，接合构件与配合构件连接，以使得第一转动构件与第二转动构件耦合。这样，接合构件可移动，且接合构件能够与配合构件连接，从而使得第一转动构件和第二转动构件可以耦合在一起，第一转动构件和第二转动构件可以不同时转动，在恰当的使用场景下，转向性能不受影响，且降低了磨损，提高了安全性。

可选地，还包括第一移动构件，所述第一移动构件连接所述驱动构件和所述接合构件，所述驱动构件驱动所述第一移动构件移动以带动所述接合构件移动。由此便于接合构件移动。

可选地，还包括限位组件，所述限位组件包括：

太阳轮，所述太阳轮与所述第一转动构件连接；

行星轮，所述行星轮与所述太阳轮啮合；

齿圈，所述齿圈包括内表面和外表面，所述内表面与所述行星轮固定连接，所述外表面设置有第一限位件，所述齿圈可转动；以及

行星轮支架，所述行星轮支架设置有第二限位件，所述第二限位件与所述第一限位件可相抵或可分离。

根据本方案，防止第一转动构件转动过量。

可选地，还包括旋转构件，所述旋转构件包括第一旋转部和第二旋转部，所述第一旋转部相对于所述第二旋转部可转动，所述第一旋转部与所述接合构件连接，所述第二旋转部与所述第一移动构件连接，所述接合构件相对于所述第一移动构件可转动。由此，接合构件转动不影响第一移动构件。

可选地，所述第一旋转部设置有第一旋转台阶结构，所述接合构件设置有接合台阶结构，所述第一旋转台阶结构和所述接合台阶结构卡接，

所述第二旋转部设置有第二旋转台阶结构，所述第一移动构件设置有移动台阶结构，所述第二旋转台阶结构与所述移动台阶结构卡接。

根据本方案，增强了旋转构件与接合构件和第一移动构件之间的连接强度。

可选地，还包括位置传感器，所述第一移动构件设置有检测件，所述位置传感器用于检测所述检测件所在的位置。

可选地，还包括第二移动构件，所述驱动构件包括可转动的解耦轴，所述第二移动构件与所述第一移动构件连接，所述解耦轴的外周表面设置有螺纹，所述第二移动构件与所述螺纹啮合，所述第二移动构件相对于所述解耦轴可直线移动。由此便于移动第一移动构件。

可选地，还包括连接构件，所述连接构件包括至少两个第一连接部和第二连接部，所述至少两个第一连接部间隔设置且均与所述第一移动构件连接，所述第二连接部与所述第二移动构件连接。由此便于移动第一移动构件。

可选地，所述接合构件包括第一接合部和第二接合部，所述第一接合部用于与所述第一转动构件连接，所述第二接合部设置有接合结构，

所述配合构件包括第一配合部和第二配合部，所述第一配合部设置有配合结构，所述第二配合部用于与所述第二转动构件连接，

其中，所述接合结构与所述配合结构配合连接。

根据本方案，能够实现接合构件和配合构件的解耦和耦合。

可选地，所述第一接合部设置有接合花键，所述接合花键与所述第一转动构件啮合，所述接合构件相对于所述第一转动构件可直线移动，

所述第二配合部设置有配合花键，所述配合花键与所述第二转动构件啮合。

根据本方案，能够实现接合构件和配合构件的解耦和耦合。

本发明还提供一种转向总成，所述转向总成包括第一转动构件、第二转动构件和上述的解耦机构。

根据本发明的转向总成，转向总成包括第一转动构件、第二转动构件和解耦机构，解耦机构用于连接第一转动构件和第二转动构件，解耦机构包括驱动构件、接合构件和配合构件，接合构件与第一转动构件连接，且接合构件与驱动构件连接，配合构件与第二转动构件连接，其中，驱动构件驱动接合构件朝向配合构件的方向移动，接合构件与配合构件连接，以使得第一转动构件与第二转动构件耦合。这样，接合构件可移动，且接合构件能够与配合构件连接，从而使得第一转动构件和第二转动构件可以耦合在一起，第一转动构件和第二转动构件可以不同时转动，在恰当的使用场景下，转向性能不受影响，且降低了磨损，提高了安全性。

可选地，第一转动构件用于与转向盘连接，第二转动构件用于与车轮连接。由此使得转向盘和车轮能够解耦和耦合。

可选地，所述接合构件设置有接合花键，所述第一转动构件设置有第一齿，所述第一齿与所述接合花键啮合，所述接合构件相对于所述第一转动构件可直线移动，

所述配合构件设置有配合花键，所述第二转动构件设置有第二齿，所述第二齿与所述配合花键啮合。

根据本方案，能够实现接合构件和配合构件的解耦和耦合。

本发明还提供一种车辆，所述车辆包括上述的解耦机构。

根据本发明的车辆，车辆包括解耦机构，解耦机构用于连接第一转动构件和第二转动构件，解耦机构包括驱动构件、接合构件和配合构件，接合构件与第一转动构件连接，且接合构件与驱动构件连接，配合构件与第二转动构件连接，其中，驱动构件驱动接合构件朝向配合构件的方向移动，接合构件与配合构件连接，以使得第一转动构件与第二转动构件耦合。这样，接合构件可移动，且接合构件能够与配合构件连接，从而使得第一转动构件和第二转动构件可以耦合在一起，第一转动构件和第二转动构件可以不同时转动，在恰当的使用场景下，转向性能不受影响，且降低了磨损，提高了安全性。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，

图1为根据本发明的一种优选的实施方式的转向总成的一个立体图；

图2为图1所示的转向总成的一部分的立体图，其中，示出了第一转动构件；

图3为图1所示的解耦机构的一个立体图；

图4为图3所示的解耦机构的另一立体图，其中，示出了第一移动构件；

图5为图4所示的解耦机构的局部剖视图；

图6为图5所示的解耦机构的主视图，其中，接合构件位于耦合位置；

图7为图5所示的解耦机构的主视图，其中，接合构件位于解耦位置；

图8为图4所示的解耦结构的俯视图，其中，第一限位件与第二限位件分离；和

图9为图4所示的解耦结构的俯视图，其中，第一限位件与第二限位件相抵。

附图标记说明：

100：解耦机构                  101：上壳体

102：下壳体                    103：驱动壳体

104：防尘罩                    105：位置传感器

110：驱动构件                  111：解耦轴

120：接合构件                  121：第一接合部

122：第二接合部                123：接合台阶结构

130：配合构件                  131：第一配合部

132：第二配合部                140：第一移动构件

141：移动台阶结构              142：检测件

150：限位组件                  151：太阳轮

152：行星轮                    153：齿圈

154：第一限位件                155：行星轮支架

156：第二限位件                160：旋转构件

161：第一旋转部                162：第二旋转部

163：滚珠                      164：第二旋转台阶结构

170：第二移动构件              180：连接构件

181：第一连接部                182：第二连接部

183：弧形部                    201：第一转动构件

202：第二转动构件              203：管柱

204：转向器                    211：第一齿

212：第二齿

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明。显然，本发明的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本发明的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本发明的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本发明的代表实施方式，并不是限定本发明。

如图1至图3所示，本发明提供一种解耦机构100，解耦机构100可以用于连接第一转动构件201和第二转动构件202(第二转动构件202在图5中示出)，使得第一转动构件201和第二转动构件202解耦在一起或者耦合在一起。

比如，第一转动构件201可以与转向盘连接，第二转动构件202可以与车轮连接，第一转动构件201可以通过解耦机构100与第二转动构件202耦合，转向盘与车轮连接在一起，从而使得转向盘控制车轮转动。可选地，第一转动构件201和第二转动构件202均可以构造为轴，以便于传递扭矩。第一转动构件201可以通过解耦机构100与第二转动构件202解耦，转向盘与车辆不连接在一起，转向盘转动不带动车轮转动。

下面对于解耦机构100的具体结构进行描述。

如图4和图5所示，解耦机构100包括驱动构件110、接合构件120和配合构件130，驱动构件110与接合构件120连接，接合构件120与第一转动构件201连接，接合构件120可以构造为圆筒状的结构，接合构件120可以包括中心孔，第一转动构件201可以延伸穿过中心孔且与中心孔连接。接合构件120的内表面可以与第一转动构件201的外表面连接。接合构件120和第一转动构件201同轴设置，接合构件120可以绕第一转动构件201的中心轴线可转动。

配合构件130与第二转动构件202连接。驱动构件110驱动接合构件120可移动，譬如驱动构件110可以驱动接合构件120沿第一方向移动。可选地，第一方向可以平行于第一转动构件201和第二转动构件202的轴向方向，以使得解耦机构100能够平滑顺畅地传递扭矩。后续将对驱动构件110驱动接合构件120的移动方式进行描述。

驱动构件110驱动接合构件120可以朝向配合构件130的方向移动，接合构件120可以与配合构件130连接，以使得第一转动构件201和第二转动构件202耦合。驱动构件110可以与控制器电连接，控制器可以控制驱动构件110运转。驱动构件110还可以驱动接合构件120朝远离配合构件130的方向移动，接合构件120可以与配合构件130分离，以使得第一转动构件201和第二转动构件202解耦。

根据本发明的解耦机构，解耦机构用于连接第一转动构件和第二转动构件，解耦机构包括驱动构件、接合构件和配合构件，接合构件与第一转动构件连接，且接合构件与驱动构件连接，配合构件与第二转动构件连接，其中，驱动构件驱动接合构件朝向配合构件的方向移动，接合构件与配合构件连接，以使得第一转动构件与第二转动构件耦合。这样，接合构件可移动，且接合构件能够与配合构件连接，从而使得第一转动构件和第二转动构件可以耦合在一起，第一转动构件和第二转动构件可以不同时转动，在恰当的使用场景下，转向性能不受影响，且降低了磨损，提高了安全性。

下面对于驱动机构的具体结构进行描述。

驱动机构可以构造为电机，电机包括解耦轴111，解耦轴111可以为电机的输出轴。控制器可以与电机电连接，以控制电机运转，从而控制接合构件120的移动，进而控制第一转动构件201和第二转动构件202的解耦和耦合，控制转向盘和车轮的解耦和耦合。电机运转使得解耦轴111可转动。解耦轴111可以绕解耦轴111的中心轴线旋转。解耦轴111可以与接合构件120连接，解耦轴111转动可以驱动接合构件120移动。优选地，解耦轴111转动可以驱动接合构件120直线移动。

解耦轴111的外周表面可以设置有螺纹，接合构件120可以与螺纹连接。比如解耦轴111正转，接合构件120可以朝向配合构件130的方向移动。解耦轴111反转，接合构件120可以朝远离配合构件130的方向移动。为了便于描述，“解耦轴111正转”可以为解耦轴111沿顺时针方向旋转，“解耦轴111反转”可以为解耦轴111沿逆时针方向旋转。当然，“解耦轴111正转”也可以为解耦轴111沿逆时针方向旋转，“解耦轴111反转”也可以为解耦轴111沿顺时针方向旋转，本实施方式对此不加以限定。

为了便于接合构件120移动，解耦机构100还包括第一移动构件140，第一移动构件140连接驱动构件110和接合构件120。第一移动构件140可以构造为圆筒状的结构，第一移动构件140的内表面可以与接合构件120的外表面连接。驱动构件110可以通过驱动第一移动构件140移动以带动接合构件120移动。第一移动构件140可以沿第一方向可移动。

第一移动构件140可以与解耦轴111连接，解耦轴111转动可以使得第一移动构件140移动，从而带动接合构件120移动。这样，接合构件120可以通过第一移动构件140与驱动构件110连接，可以减少驱动构件110直接输出的扭矩对接合构件120造成损坏。

更进一步地，解耦轴111正转，使得第一移动构件140沿第一方向朝向配合构件130的方向移动，从而带动接合构件120朝向配合构件130的方向移动，使得接合构件120与配合构件130连接，从而使得第一转动构件201和第二转动构件202耦合。解耦轴111反转，使得第一移动构件140沿第一方向朝远离配合构件130的方向移动，从而带动接合构件120朝远离配合构件130的方向移动，使得接合构件120和配合构件130分离，从而使得第一转动构件201和第二转动构件202解耦。

接合构件120与第一转动构件201连接，第一转动构件201可以与转向盘连接。转向盘可转动，以使得第一转动构件201可转动。第一转动构件201可以绕第一转动构件201的中心轴线转动。第一转动构件201与接合构件120连接，也可以带动接合构件120转动。

为了避免接合构件120与驱动构件110发生干涉，解耦机构100还包括旋转构件160，旋转构件160连接接合构件120和驱动构件110。接合构件120可以相对于驱动构件110可转动。转动的接合构件120不影响驱动构件110。

旋转构件160可以将接合构件120和第一移动构件140连接在一起。第一移动构件140沿第一方向移动可以带动旋转构件160移动，从而带动接合构件120移动。第一移动构件140可以带动旋转构件160朝向配合构件130的方向移动，也可以带动旋转构件160朝远离配合构件130的方向移动。旋转构件160的结构还可以使得接合构件120相对于第一移动构件140可转动。第一移动构件140自身可以不转动，仅沿第一方向直线移动。

旋转构件160的内表面可以与接合构件120的外表面连接，旋转构件160的外表面可以与第一移动构件140的内表面连接。具体地，旋转构件160可以包括第一旋转部161和第二旋转部162，第一旋转部161可以相对于第二旋转部162可转动。旋转构件160可以构造为轴承。优选地，第一旋转部161和第二旋转部162均可以构造为圆环状的结构。第一旋转部161和第二旋转部162之间可以设置有滚珠163，以使得第一旋转部161和第二旋转部162之间可相对转动。

第一旋转部161和第二旋转部162可以同轴设置。优选地，第一旋转部161、第二旋转部162的中心轴线可以与接合构件120(第一转动构件201)的中心轴线相重合，第一旋转部161、第二旋转部162的轴向方向还可以与第一方向相平行，以保证转动的稳定性。第一旋转部161可以与接合构件120连接。接合构件120可以沿第一方向延伸穿过第一旋转部161且位于第一旋转部161的内侧。第一旋转部161与接合构件120连接，第一旋转部161可以与接合构件120共同旋转。优选地，第一旋转部161的内表面可以与接合构件120的外表面连接。

旋转构件160的中心轴线还可以与第一移动构件140的中心轴线相重合。旋转构件160可位于第一移动构件140的内侧。第二旋转部162与第一移动构件140连接，第二旋转部162可以与第一移动构件140共同移动。第一移动构件140沿第一方向移动，可以带动第二旋转部162沿第一方向移动，进而带动第一旋转部161沿第一方向移动，使得接合构件120沿第一方向移动。

第一转动构件201转动，可以带动接合构件120转动，从而带动第一旋转部161相对于第二旋转部162转动。第二旋转部162和第一移动构件140本身并不发生转动。由此，接合构件120相对于第一移动构件140可转动而不影响第一移动构件140和驱动构件110的运行。

根据上述的方案，旋转构件160可以实现对接合构件120和第一移动构件140的轴向定位，并且接合构件120可以相对于第一移动构件140可转动。接合构件120既可以沿第一方向朝向配合构件130的方向移动或者朝远离配合构件130的方向移动，又可以绕第一转动构件201的中心轴线旋转。接合构件120既能够实现解耦和耦合功能，又能够传递扭矩，保证转向盘和车轮正常工作。

更进一步地，为了增强旋转构件160与接合构件120的连接强度，第一旋转部161设置有第一旋转台阶结构，第一旋转台阶结构可以设置在第一旋转部161的内表面。第一旋转台阶结构可以构造为凸出部，第一旋转台阶结构可以沿第一转动构件201的径向方向朝向接合构件120的方向凸出。接合构件120设置有接合台阶结构123，接合台阶结构123可以设置在接合构件120的外表面。接合台阶结构123可以构造为凹陷部，接合台阶结构123可以沿第一转动构件201的径向方向朝远离第一旋转部161的方向凹陷。第一旋转台阶结构和接合台阶结构123卡接，由此，第一旋转部161和接合构件120的连接强度较好，并且便于拆装。

同样地，第二旋转部162设置有第二旋转台阶结构164，第二旋转台阶结构164可以设置在第二旋转部162的外表面。第二旋转台阶结构164可以构造为凸出部，第二旋转台阶结构164可以沿第一转动构件201的径向方向朝向第一移动构件140的方向凸出。第一移动构件140设置有移动台阶结构141，移动台阶结构141可以设置在第一移动构件140的内表面。移动台阶结构141可以构造为凹陷部，移动台阶结构141可以沿第一转动构件201的径向方向朝远离第二旋转部162的方向凹陷。第二旋转台阶结构164和移动台阶结构141卡接，由此，第二旋转部162和第一移动构件140的连接强度较好，并且便于拆装。

更进一步地，解耦机构100还包括第二移动构件170，第二移动构件170可以连接驱动构件110和第一移动构件140。具体地，解耦轴111可以构造为丝杠轴，第二移动构件170可以构造为丝杠螺母，第二移动构件170可以与解耦轴111的螺纹相啮合。当然，本实施方式的驱动构件110还可以采用其他结构传递运动，比如采用蜗轮蜗杆副或齿轮齿条副，将电机的旋转运动转化为第一移动构件140所需的直线运动。

驱动构件110可以设置在第一移动构件140的侧方，第二移动构件170套设在解耦轴111上。解耦轴111转动可以带动第二移动构件170移动。第二移动构件170相对于解耦轴111可直线移动。由此解耦轴111的旋转运动可以转为直线运动。第二移动构件170的移动方向可以与第一移动构件140和接合构件120的移动方向相平行。第二移动构件170可以沿第一方向朝向配合构件130的方向移动，也可以沿第一方向朝远离配合构件130的方向移动。

解耦机构100还包括连接构件180，连接构件180连接第一移动构件140和第二移动构件170。连接构件180的长度方向可以与第一转动构件201的轴向方向相垂直。连接构件180可以构造为夹臂，从而实现轴向移动的传递。

连接构件180包括至少两个第一连接部181，至少两个第一连接部181均与第一移动构件140连接。至少两个第一连接部181可以沿第一移动构件140的周向方向间隔设置，以均匀分散受力。第二移动构件170沿第一方向移动以带动连接构件180移动，连接构件180带动第一移动构件140移动。至少两个第一连接部181均与第一移动构件140的外表面连接。由此，可以防止连接构件180对第一移动构件140施加的作用力集中于一点而造成第一移动构件140在沿第一方向移动过程中倾斜。第一连接部181可以与第一移动构件140可拆卸地连接，以便于拆装。

连接构件180可以包括两个第一连接部181，两个第一连接部181沿第一移动构件140的径向方向相对设置，以均匀平衡作用力。当然，连接构件180可以包括更多个第一连接部181，多个第一连接部181沿第一移动构件140的周向方向间隔设置，本实施方式对第一连接部181的数量无意加以限定。

连接构件180还包括一个第二连接部182，第二连接部182可以与第二移动构件170连接。这样，第二移动构件170能够稳定地带动连接构件180移动。第二连接部182可以与第二移动构件170的外表面连接，优选地，第二连接部182可以通过焊接的方式与第二移动构件170在一起，以保证第二移动构件170和连接构件180连接的强度。

进一步地，连接构件180还包括弧形部183，弧形部183的形状可以匹配第一移动构件140的形状，以避免连接构件180与第一移动构件140之间产生干涉。弧形部183可以将至少两个第一连接部181连接在一起。具体地，弧形部183的一端与第二连接部182相连。可选地，弧形部183的一端可以与第二连接部182一体成型。弧形部183的另一端可以构造为圆环状的结构，弧形部183的另一端均与至少两个第一连接部181相连。可选地，弧形部183的另一端可以与第一连接部181一体成型。由此，便于第二移动构件170带动连接构件180直线移动，并且第二移动构件170可以通过连接构件180将作用力施加至第一移动构件140，以使得第一移动构件140平稳地直线移动。

如图4所示，为了定位第一移动构件140所在的位置，解耦机构100还包括位置传感器105，位置传感器105设置在第一移动构件140的侧方，且位置传感器105与第一移动构件140间隔开。位置传感器105可以为霍尔式传感器或者是其他接触式测量的传感器，以确保能够可靠检测位置，并且能够在车辆的前舱中可靠工作。

如图6和图7所示，第一移动构件140设置有检测件142，检测件142沿第一移动构件140的径向方向的投影位于位置传感器105之内。检测件142可以构造为磁钢，检测件142可以设置至第二旋转台阶结构164。位置传感器105用于检测检测件142所在的位置，尤其地，位置传感器105可以检测检测件142所在的轴向位置，从而判断第一移动构件140所在的位置，进而判断接合构件120和配合构件130处于解耦状态还是耦合状态。

为了使得接合构件120能够将转矩传递至配合构件130，结合图5所示，接合构件120包括第一接合部121和第二接合部122，第一接合部121用于与第一转动构件201连接。可选地，第一接合部121设置至接合构件120的内表面，以与第一转动构件201的外表面连接。第二接合部122可以位于接合构件120的底部。第二接合部122设置有接合结构，以用于与配合构件130连接。

配合构件130包括第一配合部131和第二配合部132，第一配合部131可以位于配合构件130的顶部。第一配合部131设置有配合结构，以用于与接合构件120连接。第二配合部132用于与第二转动构件202连接。第二配合部132可以设置至配合构件130的内表面，以与第二转动构件202的外表面连接。

接合结构和配合结构可以配合连接。第一移动构件140可以沿第一方向带动接合构件120移动，接合构件120沿第一方向可直线移动。接合结构和接合结构沿第一方向(第一转动构件201的轴向方向)相对设置。接合结构可以朝向配合结构的方向移动，也可以朝远离配合结构的方向移动。

优选地，接合结构可以构造为花键，配合结构也可构造为花键。第二接合部122的花键和第二配合部132的花键可以配合连接。接合构件120和配合构件可以共同构成牙嵌离合器的型式，通过啮合的方式实现扭矩传递。当然，接合构件120和配合构件130之间还可以采用其他型式的离合器，比如摩擦式离合器、液压离合器等，本实施方式对此无意加以限定。

进一步地，接合构件120和配合构件130之间还可以采用电磁离合器的型式，通过直接驱动电磁铁实现接合构件120的移动，从而使得接合构件120和配合构件130解耦和耦合，这样不采用电机便可以使得接合构件120移动。

如图6所示，位于耦合位置的接合结构和配合结构可以连接，第一转动构件201转动可以带动接合结构和配合结构共同转动，从而带动第二转动构件202转动。如图7所示，处于解耦位置的接合结构和配合结构可以间隔开，第一转动构件201转动可以带动接合结构转动，但配合结构和第二转动构件202不转动。采用此方案，结构简单且便于拆装。

现返回图5，第一接合部121还设置有接合花键，接合花键设置至接合构件120的内表面。第一转动构件201可以设置有第一齿211，第一齿211可以为直齿。第一齿211的延伸方向与第一转动构件201的轴向方向相平行。接合花键可以与第一转动构件201啮合，尤其地，接合花键与第一齿211相啮合。第一齿211可以对接合构件120的移动起到导向作用，接合构件120沿第一齿211的延伸方向可直线移动，从而使得接合构件120相对于第一转动构件201可直线移动。

同样地，第二配合部132设置有配合花键，配合花键设置至配合构件130的内表面。第二转动构件202可以设置有第二齿212，第二齿212可以为直齿。第二齿212的延伸方向与第二转动构件202的轴向方向相平行。第二转动构件202的轴向方向与第一转动构件201的轴向方向相平行。配合花键可以与第二转动构件202啮合，尤其地，配合构件130与第二齿212相啮合。配合构件130相对于第二转动构件202不沿第一方向直线移动。配合构件130转动可以带动第二转动构件202转动。

优选地，为了防止第一转动构件201转动过量，如图8和图9所示，解耦机构100还包括限位组件150，限位组件150用于限制第一转动构件201的转动角度。限位组件150包括太阳轮151、行星轮152、齿圈153和行星轮支架155，太阳轮151与第一转动构件201连接。第一转动构件201可以与太阳轮151的中心连接，第一转动构件201转动可以带动太阳轮151同步转动。可选地，太阳轮151可以与第一转动构件201压装或加工为一体的齿轮轴。

行星轮152可以与太阳轮151啮合，太阳轮151转动以带动行星轮152移动。行星轮152可以绕太阳轮151(第一转动构件201)的中心轴线转动。行星轮152还与齿圈153固定连接。行星轮152沿行星轮152的径向方向的一端与太阳轮151啮合，行星轮152沿行星轮152的径向方向另一端与齿圈153固定连接。限位组件150可以包括多个行星轮152，多个行星轮152沿太阳轮151的周向方向间隔布置。多个行星轮152均与齿圈153固定连接。

齿圈153包括内表面和外表面，齿圈153的内表面可以与行星轮152固定连接。优选地，齿圈153的内表面可以通过焊接的方式与行星轮152固定连接。这样，齿圈153可转动。行星轮152绕太阳轮151的中心轴线转动，从而带动齿圈153绕太阳轮151的中心轴线转动。齿圈153的外表面设置有第一限位件154，第一限位件154随着齿圈153的转动而转动。

行星轮支架155可以与齿圈153间隔开，以保证齿圈153能够转动。行星轮支架155设置有第二限位件156，第二限位件156可以沿太阳轮151的径向方向朝向齿圈153的方向凸出。第一限位件154与第二限位件156可相抵或者可分离。

如图9所示，第一限位件154转动至与第二限位件156相抵的位置。这样，第二限位件156可以阻止齿圈153继续转动，以阻止第一转动构件201继续转动，从而将第一转动构件201定位至第一旋转角度。当然，第一限位件154也可以反向转动，第一限位件154可以反向转动至与第二限位件156相抵的位置。这样，第二限位件156可以阻止齿圈153继续反向转动，以阻止第二转向构件继续反向转动，从而将第二转动构件202定位至第二旋转角度。由此，第一转动构件201可以不会转动过量，转向盘的转动也不会过量，这样避免破坏转向盘内置的始终弹簧，防止转向盘的转角传感器的线束被破坏。

限位组件150可以通过调整适当的传动比，可将第一转动构件201(转向盘)三圈左右的转动角度需求转化为限位组件150单圈的角度限制，从而实现空间尺寸的优化。当然，本实施方式的限位组件150的结构也不限于行星齿轮组件，还可以为齿差减速结构、螺母丝杠限位等结构，以节约空间，满足强度校核。

现返回图3，解耦机构100还包括上壳体101，上壳体101可以设置在接合构件120的外部，以保护接合构件120。第一转动构件201可以沿第一转动构构件的轴向方向延伸穿过上壳体101的顶部。第一转动构件201可以通过轴承定位至上壳体101中，并且第一齿211与接合构件120连接，从而传递扭矩。上壳体101还可以与限位组件150固定连接，比如上壳体101可以与行星轮支架155固定连接，以固定限位组件150。

解耦机构100还包括下壳体102，下壳体102可以设置在配合构件130的外部，以保护配合构件130。第二转动构件202可以沿第二转动构件202的轴向方向延伸穿过下壳体102的底部。第二转动构件202可以通过轴承定位至下壳体102中，并且第二齿212与配合构件130连接，从而传递扭矩。

可选地，位置传感器105可以与下壳体102连接，以便于固定位置传感器105。解耦机构100还包括驱动壳体103，驱动壳体103可以设置在解耦轴111的外部，以保护解耦轴111。解耦轴111在驱动壳体103的内部且相对于驱动壳体103可转动，第二移动构件170在驱动壳体103的内部且相对于驱动壳体103可直线移动。

本发明提供的解耦机构100可以实现对传统转向总成的解耦，可以应用于游戏车或者车载娱乐设备中，特别是游戏功能的使用场景。

本发明还提供一种转向总成，转向总成包括第一转动构件201、第二转动构件202和上述的解耦机构100。

根据本发明的转向总成，转向总成包括第一转动构件、第二转动构件和解耦机构，解耦机构用于连接第一转动构件和第二转动构件，解耦机构包括驱动构件、接合构件和配合构件，接合构件与第一转动构件连接，且接合构件与驱动构件连接，配合构件与第二转动构件连接，其中，驱动构件驱动接合构件朝向配合构件的方向移动，接合构件与配合构件连接，以使得第一转动构件与第二转动构件耦合。这样，接合构件可移动，且接合构件能够与配合构件连接，从而使得第一转动构件和第二转动构件可以耦合在一起，第一转动构件和第二转动构件可以不同时转动，在恰当的使用场景下，转向性能不受影响，且降低了磨损，提高了安全性。

进一步地，如图1至图3所示，第一转动构件201可以与转向盘连接，第二转动构件202可以与车轮连接。优选地，转向总成还包括管柱203和转向器204，第一转动构件201可以通过管柱203与转向盘连接，第二转动构件202可以通过转向器204与车轮连接。

第一转动构件201和第二转动构件202通过解耦机构100可以耦合在一起，转向盘转动可以通过解耦机构100带动车轮转动。第一转动构件201和第二转动构件202可以通过解耦机构100解耦，转向盘转动不带动车轮转动。由此减少车轮的磨损。

正如上述所描述的，如图5所示，接合构件120还设置有接合花键，接合花键设置至接合构件120的内表面。第一转动构件201可以设置有第一齿211，第一齿211可以为直齿。第一齿211的延伸方向与第一转动构件201的轴向方向相平行。接合花键可以与第一转动构件201啮合，尤其地，接合花键与第一齿211相啮合。第一齿211可以对接合构件120的移动起到导向作用，接合构件120沿第一齿211的延伸方向可直线移动，从而使得接合构件120相对于第一转动构件201可直线移动。

同样地，配合构件130设置有配合花键，配合花键设置至配合构件130的内表面。第二转动构件202可以设置有第二齿212，第二齿212可以为直齿。第二齿212的延伸方向与第二转动构件202的轴向方向相平行。第二转动构件202的轴向方向与第一转动构件201的轴向方向相平行。配合花键可以与第二转动构件202啮合，尤其地，配合构件130与第二齿212相啮合。配合构件130相对于第二转动构件202不沿第一方向直线移动。配合构件130转动可以带动第二转动构件202转动。

进一步地，第一转动构件201可以构造为管柱203的输出轴。第一转动构件201可以为C-EPS(Column Drive Electric Power Steering，管柱助力式电动助力转向系统)管柱的输出轴。第二转动构件202可以构造为转向器204的输入轴。解耦机构100可以通过诸如螺栓等连接件与转向器204固定连接在一起。这样，管柱203和转向器204无需更改结构，采用传统的管柱203和转向器204即可，并且转向总成的性能不会受到影响。

如图4所示，控制器可以与驱动构件110电连接，以控制接合构件120移动，从而控制第一转动构件201和第二转动构件202的解耦和耦合，进而控制管柱203和转向器204的解耦和耦合，控制转向盘和车轮的解耦和耦合。解耦机构100的上壳体101的顶部的外表面还设置有支架，以支撑转向器204的防尘罩104，防尘罩104可以通过与前围板配合以实现防尘防水的功能。

本发明还提供一种车辆，车辆包括上述的解耦机构100。

根据本发明的车辆，车辆包括解耦机构，解耦机构用于连接第一转动构件和第二转动构件，解耦机构包括驱动构件、接合构件和配合构件，接合构件与第一转动构件连接，且接合构件与驱动构件连接，配合构件与第二转动构件连接，其中，驱动构件驱动接合构件朝向配合构件的方向移动，接合构件与配合构件连接，以使得第一转动构件与第二转动构件耦合。这样，接合构件可移动，且接合构件能够与配合构件连接，从而使得第一转动构件和第二转动构件可以耦合在一起，第一转动构件和第二转动构件可以不同时转动，在恰当的使用场景下，转向性能不受影响，且降低了磨损，提高了安全性。

当然，车辆还包括上述的第一转动构件、第二转动构件、转向盘和车轮，第一转动构件与转向盘连接，第二转动构件与车辆连接。第一转动构件和第二转动构件通过解耦机构可以耦合在一起，转向盘转动可以通过解耦机构带动车轮转动。第一转动构件和第二转动构件可以通过解耦机构解耦，转向盘转动不带动车轮转动。由此减少车轮的磨损。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (13)

1.一种解耦机构，用于连接第一转动构件和第二转动构件，其特征在于，所述解耦机构包括：

驱动构件；

接合构件，所述接合构件与所述第一转动构件连接，所述接合构件与所述驱动构件连接；

配合构件，所述配合构件与所述第二转动构件连接，

其中，所述驱动构件驱动所述接合构件朝向所述配合构件的方向移动，所述接合构件与所述配合构件连接，以使得所述第一转动构件与第二转动构件耦合；

所述解耦机构还包括限位组件，所述限位组件包括：

太阳轮，所述太阳轮与所述第一转动构件连接；

行星轮，所述行星轮与所述太阳轮啮合；

齿圈，所述齿圈包括内表面和外表面，所述内表面与所述行星轮固定连接，所述外表面设置有第一限位件，所述齿圈可转动；以及

行星轮支架，所述行星轮支架设置有第二限位件，所述第二限位件与所述第一限位件可相抵或可分离。

2.根据权利要求1所述的解耦机构，其特征在于，还包括第一移动构件，所述第一移动构件连接所述驱动构件和所述接合构件，所述驱动构件驱动所述第一移动构件移动以带动所述接合构件移动。

3.根据权利要求2所述的解耦机构，其特征在于，还包括旋转构件，所述旋转构件包括第一旋转部和第二旋转部，所述第一旋转部相对于所述第二旋转部可转动，所述第一旋转部与所述接合构件连接，所述第二旋转部与所述第一移动构件连接，所述接合构件相对于所述第一移动构件可转动。

4.根据权利要求3所述的解耦机构，其特征在于，所述第一旋转部设置有第一旋转台阶结构，所述接合构件设置有接合台阶结构，所述第一旋转台阶结构和所述接合台阶结构卡接，

所述第二旋转部设置有第二旋转台阶结构，所述第一移动构件设置有移动台阶结构，所述第二旋转台阶结构与所述移动台阶结构卡接。

5.根据权利要求2所述的解耦机构，其特征在于，还包括位置传感器，所述第一移动构件设置有检测件，所述位置传感器用于检测所述检测件所在的位置。

6.根据权利要求2所述的解耦机构，其特征在于，还包括第二移动构件，所述驱动构件包括可转动的解耦轴，所述第二移动构件与所述第一移动构件连接，所述解耦轴的外周表面设置有螺纹，所述第二移动构件与所述螺纹啮合，所述第二移动构件相对于所述解耦轴可直线移动。

7.根据权利要求6所述的解耦机构，其特征在于，还包括连接构件，所述连接构件包括至少两个第一连接部和第二连接部，所述至少两个第一连接部间隔设置且均与所述第一移动构件连接，所述第二连接部与所述第二移动构件连接。

8.根据权利要求1所述的解耦机构，其特征在于，所述接合构件包括第一接合部和第二接合部，所述第一接合部用于与所述第一转动构件连接，所述第二接合部设置有接合结构，

所述配合构件包括第一配合部和第二配合部，所述第一配合部设置有配合结构，所述第二配合部用于与所述第二转动构件连接，

其中，所述接合结构与所述配合结构配合连接。

9.根据权利要求8所述的解耦机构，其特征在于，所述第一接合部设置有接合花键，所述接合花键与所述第一转动构件啮合，所述接合构件相对于所述第一转动构件可直线移动，

所述第二配合部设置有配合花键，所述配合花键与所述第二转动构件啮合。

10.一种转向总成，其特征在于，所述转向总成包括第一转动构件、第二转动构件和根据权利要求1-9中的任一项所述的解耦机构。

11.根据权利要求10所述的转向总成，其特征在于，第一转动构件用于与转向盘连接，第二转动构件用于与车轮连接。

12.根据权利要求10所述的转向总成，其特征在于，所述接合构件设置有接合花键，所述第一转动构件设置有第一齿，所述第一齿与所述接合花键啮合，所述接合构件相对于所述第一转动构件可直线移动，

所述配合构件设置有配合花键，所述第二转动构件设置有第二齿，所述第二齿与所述配合花键啮合。

13.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1-9中的任一项所述的解耦机构。

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