CN114684255B - 一种转向装置、转向系统和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转向装置、转向系统和汽车。转向系统包括两个转向装置和一个离合器装置，转向系统与车轮对应设置；转向装置包括转向节、转向横拉杆、行星滚柱丝杠、中空无刷电机。转向系统通过中空无刷电机驱动行星滚柱丝杠中的输出丝杠运动进而带动车轮转向，并且不同车轮的转向装置可以通过离合器装置连接或断开。此外，本发明提供的汽车包括该转向装置或转向系统。由于本发明的转向装置比较简单，且通过离合器装置将不同车轮之间的转向装置连接为整体转向系统，使车辆具有较强的行驶稳定性，同时也提高了车辆行驶的安全可靠性。

Description

一种转向装置、转向系统和汽车

技术领域

本发明涉及新型线控汽车转向领域，具体涉及一种转向装置、转向系统和汽车。

背景技术

汽车转向系统的功能是用来改变或保持车辆的行驶方向，对汽车的行驶安全至关重要。目前，汽车的传统转向系统发展已经非常成熟，应用于各种现代车辆，但是随着汽车行业的发展和人们生活水平的提高，传统转向系统已经不能满足人们对汽车转向性能的要求，因此独立转向系统的出现满足了人们对汽车转向的不同幻想，其不仅克服了传统转向系统中转弯半径大的技术问题，还提高了汽车操纵稳定性和机动性，具有很大的发展前景和市场潜力。

现有的四轮独立转向系统技术中，多采用电机通过减速装置直接驱动转向主销，且需要将转向主销和减速装置等都设置在转向节上，造成车辆转向系统结构复杂、零部件多等以及布置困难等问题，同时也增加了悬架系统的惯性质量，影响车辆行驶的舒适性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种转向装置、转向系统和汽车。

根据第一方面，本申请提供了一种转向系统，转向系统用于与车轮对应设置，包括两个转向装置和一个离合器装置；

转向装置包括：

转向节，转向节用于与车轮连接；

转向横拉杆，转向横拉杆的一端与转向节铰接；

行星滚柱丝杠，行星滚柱丝杠包括输入螺母和输出丝杠，输出丝杠的一端与转向横拉杆的另一端铰接；

中空无刷电机，用于为转向装置的转向提供动力；输出丝杠的另一端插入到中空无刷电机的中空转子轴内，并可在中空转子轴内做轴向往复运动；

以及离合器装置，离合器装置安装于两转向装置之间，用于连接或断开两个转向装置。

根据第二方面，本申请提供了一种转向装置，转向装置与车轮一一对应设置，转向装置包括：

转向节，转向节用于与车轮连接；

转向横拉杆，转向横拉杆的一端与转向节铰接；

行星滚柱丝杠，行星滚柱丝杠包括输入螺母和输出丝杠，输出丝杠的一端与转向横拉杆的另一端铰接；

以及中空无刷电机，用于为转向装置的转向提供动力；输出丝杠的另一端插入到中空无刷电机的中空转子轴内，并可在中空转子轴内做轴向往复运动。

根据第三方面，本申请提供了一种汽车，包括上述第一方面保护的转向系统，或第二方面保护的转向装置。

本发明提供一种转向系统，该转向系统采用中空无刷电机驱动行星滚柱丝杠的输出丝杠做轴向运动，进而达到驱动车轮转向的目的。本发明的转向系统中的中空无刷电机与行星滚柱丝杠的输入螺母连接，通过中空无刷电机带动输出丝杠做轴向运动，进而驱动车轮转向。该中空无刷电机与行星滚柱丝杠的连接结构简单，在原有设计改动不大的情况下，方便安装布置，可靠性高，不会增加非簧载质量，对车辆行驶的舒适性没有影响。

附图说明

图1为一种实施例的左右车轮整体转向系统的结构示意；

图2为一种实施例的左右车轮的独立转向系统的结构示意图；

图3为一种实施例的独立转向装置的结构示意图；

图4为图3中的独立转向装置的爆炸示意图；

图5为一种实施例中行星滚柱丝杠的剖视图；

图6为图5中A区域的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

在本发明的实施例中，一种转向系统的设计关键在于两点，一是通过中空无刷电机与行星滚柱丝杠连接，可以达到驱动车轮转向的目的，该种设计可以简化转向系统的结构，二是将不同车轮之间的转向装置通过离合器装置连接或者断开，可以解决因为单个转向装置出现故障进而导致整个转向系统失效的问题。该转向系统可同时提高车辆机动性、行驶稳定性和安全可靠性能。

本实施例提供一种转向装置、转向系统和汽车。

请参考图1和图6，在第一方面，本申请提供一种转向系统，该转向系统用于与车轮1对应设置。转向系统包括两个转向装置和一个离合器装置7。转向装置包括转向节2、转向横拉杆3、行星滚柱丝杠4、中空无刷电机6。转向节2用于与车轮1连接，转向横拉杆3的一端与转向节2铰接，行星滚柱丝杠4包括输入螺母42和输出丝杠41，输出丝杠41的一端与转向横拉杆3的另一端铰接，中空无刷电机6用于为转向装置的转向提供动力，输出丝杠41的另一端插入到中空无刷电机6的中空转子轴内，并可在中空转子轴内做轴向往复运动。离合器装置7安装于两个转向装置之间，用于连接或断开两个转向装置。

本发明中行星滚柱丝杠4中的输出丝杠41伸入到中空无刷电机6的中空转子轴内，中空无刷电机6通过与行星滚柱丝杠4中的输入螺母42连接，进而驱动输出丝杠41做轴向运动。中空无刷电机6与行星滚柱丝杠4连接结构简单，在原有设计改动不大的情况下，方便安装布置，且不会增加汽车非簧载质量，对车辆行驶的舒适性没有影响。

由于两个车轮1的转向装置之间设置有离合器装置7，当车辆在高速运行或颠簸路面运行时，离合器装置7处于连接状态，左右车轮1的转向装置连接为整体转向系统，使车辆具有较强的行驶稳定性。如果车辆转向系统中的某个独立转向装置出现故障，也可通过离合器装置7将左右车轮1的转向装置连接成为整体转向系统，使车辆仍可正常转向，也就是说，离合器装置7可将不同车轮1的转向装置机械连接或断开，实现车辆不同车轮1整体转向和独立转向的切换，提高车辆抗干扰能力、行驶稳定性和安全可靠性。

需要说明的是，用于连接两转向装置的离合器装置7不仅仅限定为离合器，还可以为能将两个转向装置连接和断开的其他装置，对此不做具体限定。

一种实施例中，中空无刷电机6通过第一连接件5与输入螺母42连接，通过带动输入螺母42转动进而使输出丝杠41做轴向运动。

一种实施例中，第一连接件5为联轴器或套筒，设置第一连接件5的目的是将输入螺母42与中空无刷电机6进行连接，从而能达到中空无刷电机6驱动行星滚柱丝杠4的输出丝杠41做轴向往复运动，进而实现车轮1转向的目的。因此，第一连接件5还可以为其他能达到相同目的的连接装置，对此不做具体限定。

一种实施例中，请参考图5、6，行星滚柱丝杠4还包括滚柱43、内齿圈44、行星架45和弹簧挡圈46。内齿圈44、行星架45和弹簧挡圈46设置于滚柱43的两端。弹簧挡圈46用于固定行星架45，以防止行星架45沿轴向窜动。行星架45用于将滚柱43沿输出丝杠41的圆周布置于输出丝杠41和输入螺母42之间。滚柱43两端还设置有直齿轮结构，直齿轮结构与内齿圈44啮合，用于确保滚柱43与输出丝杠41轴向平行。

本实施例中使用行星滚柱丝杠4与中空无刷电机6连接，能够提高转向系统的刚度和抗冲击能力，具有较长的使用寿命。

一种实施例中，请参考图1、2，所述离合器装置7将两个转向装置的中空无刷电机6连接，或者是将两个转向装置中的行星滚柱丝杠4的输出丝杠41连接。

一种实施例中，转向节2与转向横拉杆3通过球副铰接，转向横拉杆3与输出丝杠41通过球副铰接。此外，转向节2与转向横拉杆3的连接装置，以及转向横拉杆3与输出丝杠41的连接装置不限于球副，还可以选用其他能达到相同效果的装置，对此不做具体限定。

在第二方面，请参考图3、4，本申请提供一种转向装置，转向装置与车轮1一一对应设置，该转向装置包括:转向节2、转向横拉杆3、行星滚柱丝杠4和中空无刷电机6。转向节2用于与车轮1连接，转向横拉杆3的一端与转向节2铰接，行星滚柱丝杠4包括输入螺母42和输出丝杠41，输出丝杠41的一端与转向横拉杆3的另一端铰接。中空无刷电机6用于为转向装置的转向提供动力，输出丝杠41的另一端插入到中空无刷电机6的中空转子轴内，并可在中空转子轴内做轴向往复运动。

一种实施例中，请参考图3、图5和图6，中空无刷电机6通过第一连接件5与输入螺母42连接，通过带动输入螺母42转动进而使输出丝杠41做轴向运动。

需要说明的是，由于左右车轮1的转向装置之间互不干扰，车轮1可进行大角度转向，能够实现车辆的原地转向和横向行驶等功能，同时左右车轮1的转向装置可满足阿克曼转向，减少轮胎磨损。

一种实施例中，第一连接件5包括但不限于联轴器或套筒，设置第一连接件5的目的是将输入螺母42与中空无刷电机6进行连接，从而能达到中空无刷电机6驱动行星滚柱丝杠4的输出丝杠41做轴向往复运动，进而实现车轮1转向的目的，因此，第一连接件5还可以为其他能达到相同目的的连接装置，对此不做具体限定。

一种实施例中，请参考图5、6，行星滚柱丝杠4还包括滚柱43、内齿圈44、行星架45和弹簧挡圈46。内齿圈44、行星架45和弹簧挡圈46设置于滚柱43的两端。弹簧挡圈46用于固定行星架45，以防止行星架45沿轴向窜动。行星架45用于将滚柱43沿输出丝杠41的圆周布置于输出丝杠41和输入螺母42之间。滚柱43两端还设置有直齿轮结构，直齿轮结构与内齿圈44啮合，用于确保滚柱43与输出丝杠41轴向平行。

本实施例中使用行星滚柱丝杠4与中空无刷电机6连接，能够提高转向系统的刚度和抗冲击能力，具有较长的使用寿命。

一种实施例中，请参考图3，转向节2与转向横拉杆3通过球副铰接。转向横拉杆3与输出丝杠41通过球副铰接。此外，转向节2与转向横拉杆3的连接装置，以及转向横拉杆3与输出丝杠41的连接装置不限于球副，还可以选用其他能达到相同效果的装置，对此不做具体限定。

在第三方面，本申请提供一种汽车，该汽车包括第一方面保护的转向系统，或第二方面保护的转向装置。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (5)

1.一种转向系统, 其特征在于，所述转向系统用于与车轮对应设置，所述转向系统包括：两个转向装置和一个离合器装置；

所述转向装置包括：

转向节，所述转向节用于与车轮连接；

转向横拉杆，所述转向横拉杆的一端与所述转向节铰接；

行星滚柱丝杠，所述行星滚柱丝杠包括输入螺母和输出丝杠，所述输出丝杠的一端与所述转向横拉杆的另一端铰接；

中空无刷电机，用于为所述转向装置的转向提供动力；所述输出丝杠的另一端插入到所述中空无刷电机的中空转子轴内，并可在所述中空转子轴内做轴向往复运动；以及

离合器装置，所述离合器装置安装于两个所述转向装置之间，用于连接或断开两个所述转向装置中的行星滚柱丝杠的输出丝杠；

离合器为断开状态时，两个转向装置相互独立设置，以使车辆能够原地转向和横向行驶；

所述行星滚柱丝杠还包括滚柱、内齿圈、行星架和弹簧挡圈；所述内齿圈、行星架和弹簧挡圈设置于所述滚柱的两端；所述弹簧挡圈用于固定所述行星架，以防止所述行星架沿轴向窜动；所述行星架用于将所述滚柱沿所述输出丝杠的圆周布置于所述输出丝杠和所述输入螺母之间；所述滚柱两端还设置有直齿轮结构，所述直齿轮结构与所述内齿圈啮合，用于确保所述滚柱与所述输出丝杠轴向平行。

2.如权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述中空无刷电机通过第一连接件与所述输入螺母连接，通过带动所述输入螺母转动进而使所述输出丝杠做轴向运动。

3.如权利要求2所述的转向系统，其特征在于，所述第一连接件为联轴器或套筒。

4.如权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述转向节与所述转向横拉杆通过球副铰接；所述转向横拉杆与所述输出丝杠通过球副铰接。

5.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1-4任一项所述的转向系统。

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