CN117485419A - 一种汽车用转向机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车用转向机，涉及电动转向机技术领域，包括：固定架，第一轴杆、第二轴杆共轴转动连接在固定架上，二者上分别开设有旋向相同的螺旋槽，二者上分别活动套设有滑环，两滑环上分别设置有球头，两球头与两螺旋槽一一对应地移动配合，空心轴分别与两个滑环沿轴向滑动连接；弹性单元的弹力沿两滑环相离的方向作用于两滑环上；伺服电机用于驱动一蜗杆转动；蜗轮转动连接在固定架上，蜗轮与蜗杆啮合配合；第一单向机构接受蜗轮沿第一方向的旋转的动力以使第一轴杆沿第二方向旋转；第二单向机构接受蜗轮沿第一方向的相反方向的动力驱动以使第一轴杆沿第二方向的相反方向旋转；输出轴、输入轴通过齿轮组分别与空心轴传动配合。
Description
技术领域
本发明涉及电动转向机技术领域，具体为一种汽车用转向机。
背景技术
转向机就是在司机打方向盘的同时，帮助司机用力，以减轻司机转向时的用力度，达到开车时司机轻松、方便的目的的机器。主要分为齿轮齿条式转向和蜗轮蜗杆式转向。市面上大致有三种助力转向装置：电动机电力助力转向、齿轮齿条式液压助力转向、电力液压助力转向。
如公开号为CN215284964U，名称为“一种大输出扭矩电动助力转向器”，其包括螺杆螺母总成、与螺杆螺母总成传动连接的传动轴蜗轮组件、与传动轴蜗轮组件传动连接的蜗杆传动组件；传动轴蜗轮组件包括蜗轮轴，该蜗轮轴上设置有与螺杆螺母总成连接的扇形齿轮；蜗轮轴上设置的蜗轮通过蜗杆传动组件连接向大输出扭矩电动助力转向器提供动力的伺服电机；螺杆螺母总成包括转向螺杆，该转向螺杆上套装有与扇形齿轮啮合的转向螺母，转向螺母内壁与转向螺杆的齿槽形成有用于钢球滚动的通道，转向螺母上设置有与该通道连通的导管；蜗杆传动组件包括蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，该蜗杆的一端设置有第一齿轮，该第一齿轮啮合有第二齿轮；第二齿轮通过内部设置行星轮系的减速器连接伺服电机。采用本螺杆螺母总成、传动轴蜗轮组件和蜗杆传动组件，电机的输出经过减速机构减速增扭后,驱动蜗轮蜗杆机构,产生大的转向助力，同时由于电动助力转向系统不依赖于发动机使得该方案中的转向器有着更为灵活的布置方式，更加适合于大型重载车辆中。
诸如上述专利的现有技术中，转向机的电机输出的动力经蜗轮蜗杆机机构传动后能够生产更大的扭转用于转向助力，但同时也存在局限性，一旦电机出现故障无法正常运作，如电机烧毁、电压波动或车辆断电等突发情况，蜗轮蜗杆机构的反向自锁的特性会使得蜗轮无法转动，驾驶人员即使用再大的力也完全无法转动方向盘，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车用转向机，以解决上述现有技术中的不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车用转向机，其特征在于，包括：固定架；第一轴杆、第二轴杆，其共轴转动连接在固定架上，第一轴杆、第二轴杆上分别开设有旋向相同的螺旋槽，第一轴杆、第二轴杆上分别活动套设有滑环，两滑环上分别设置有球头，两球头与两螺旋槽一一对应地移动配合；空心轴，其转动连接在固定架上，空心轴分别与两个滑环沿轴向滑动连接；弹性单元，其弹力沿两滑环相离的方向作用于两滑环上；伺服电机，其固定安装在固定架上，用于驱动一蜗杆转动；蜗轮，其转动连接在固定架上，蜗轮与蜗杆啮合配合；第一单向机构，其接受蜗轮沿第一方向的旋转的动力以使第一轴杆沿第二方向旋转；第二单向机构，其接受蜗轮沿第一方向的相反方向的动力驱动以使第一轴杆沿第二方向的相反方向旋转；输出轴、输入轴，其通过齿轮组分别与所述空心轴传动配合。
进一步地，所述第一单向机构包括：第一旋转盘，其同轴固定连接在第一轴杆上；第一棘轮，其转动连接在第一旋转盘上；第一棘爪，其弹性铰接在第一旋转盘上，第一棘爪与第一棘轮向配合；第一齿圈，其同轴固定连接在第一棘轮上；第一齿轮，其与蜗轮共轴固定连接，第一齿轮与第一齿圈啮合。
进一步地，所述第二单向机构包括：第二旋转盘，其同轴固定连接在第一轴杆上；第二棘轮，其转动连接在第一旋转盘上，第二棘轮的棘齿方向与第一棘轮的棘齿方向相逆；第二棘爪，其弹性铰接在第二旋转盘上，第二棘爪与第二棘轮向配合；第二齿圈，其同轴固定连接在第二棘轮上；第二齿轮，其与蜗轮共轴固定连接，第二齿轮与第二齿圈啮合。
进一步地，所述弹性单元包括至少一个压缩弹簧或恒定扭矩弹簧。
进一步地，所述齿轮组包括第三齿轮、第四齿轮以及第五齿轮，第三齿轮同轴固定连接在空心轴上，第四齿轮同轴固定连接在输入轴上，第五齿轮同轴固定连接在输出轴上，输入轴与输出轴均转动连接在固定架上，第三齿轮同时啮合于第四齿轮与第五齿轮。
进一步地，所述输入轴传动连接汽车的方向盘，所述输出轴传动连接汽车的方向轮。
进一步地，所述空心轴的内壁上开设有平行于轴向的滑槽，两滑环的周侧面上分别设置有滑块，滑块滑动连接于滑槽内。
进一步地，所述球头滚动嵌设在对应的滑环内壁上，球头沿对应的螺旋槽滚动配合。
在上述技术方案中，本发明提供的一种汽车用转向机，在伺服电机输出的动力经蜗轮蜗杆机构传动后大扭转的转向助力的基础上，当伺服电机出现故障无法正常运作时，在紧急情况下如果有必要的话，驾驶员大力转动方向盘仍可使车辆进行转向。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的结构示意图Ⅰ；
图2为本发明实施例提供的结构示意图Ⅱ；
图3为本发明实施例提供的沿图2中A-A线的结构剖视图。
附图标记说明：
1、固定架；2、第一轴杆；3、第二轴杆；4、螺旋槽；5、滑环；6、球头；7、空心轴；8、弹性单元；9、伺服电机；10、蜗杆；11、蜗轮；12、第一单向机构；12.1、第一旋转盘；12.2、第一棘轮；12.3、第一棘爪；12.4、第一齿圈；12.5、第一齿轮；13、第二单向机构；13.1、第二旋转盘；13.2、第二棘轮；13.3、第二棘爪；13.4、第二齿圈；13.5、第二齿轮；14、输入轴；15、输出轴；16、齿轮组；16.1、第三齿轮；16.2、第四齿轮；16.3、第五齿轮。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
请参阅图1-3，本发明实施例提供的一种汽车用转向机，包括固定架1、第一轴杆2、第二轴杆3、空心轴7、弹性单元8、伺服电机9、蜗轮11、蜗杆10、第一单向机构12、第二单向机构13、输出轴15、输入轴14以及齿轮组16；其中，第一轴杆2与第二轴杆3共轴转动连接在固定架1上，第一轴杆2与第二轴杆3的周侧面上分别开设有旋向相同的螺旋槽4，第一轴杆2与第二轴杆3上分别活动套设有滑环5，两滑环5上分别设置有球头6，两球头6与两螺旋槽4一一对应地移动配合，空心轴7转动连接在固定架1上，空心轴7分别与两个滑环5沿轴向滑动连接，弹性单元8的弹力沿两滑环5相离的方向作用于两滑环5上，伺服电机9固定安装在固定架1上，用于驱动蜗杆10转动，蜗轮11通过转轴转动连接在固定架1上，蜗轮11与蜗杆10啮合配合，第一单向机构12接受蜗轮11沿第一方向的旋转的动力以使第一轴杆2沿第二方向旋转，第二单向机构13，其接受蜗轮11沿第一方向的相反方向的动力驱动以使第一轴杆2沿第二方向的相反方向旋转，输出轴15与输入轴14通过齿轮组16分别与空心轴7传动配合。
在上述技术方案中，本发明提供的一种汽车用转向机，在伺服电机9输出的动力经蜗轮11蜗杆10机构传动后大扭转的转向助力的基础上，当伺服电机9出现故障无法正常运作时，在紧急情况下如果有必要的话，驾驶员大力转动方向盘仍可使车辆进行转向。
作为本发明优选的技术方案，第一单向机构12包括第一旋转盘12.1、第一棘轮12.2、第一棘爪12.3、第一齿圈12.4以及第一齿轮12.5，其中，第一旋转盘12.1同轴固定连接在第一轴杆2上，第一棘轮12.2转动连接在第一旋转盘12.1上，第一棘爪12.3弹性铰接在第一旋转盘12.1上，第一棘爪12.3与第一棘轮12.2向配合，第一齿圈12.4同轴固定连接在第一棘轮12.2上，第一齿轮12.5与蜗轮11共轴固定连接，第一齿轮12.5与第一齿圈12.4啮合。
第二单向机构13包括第二旋转盘13.1、第二棘轮13.2、第二棘爪13.3、第二齿圈13.4以及第二齿轮13.5，其中，第二旋转盘13.1同轴固定连接在第一轴杆2上，第二棘轮13.2转动连接在第一旋转盘12.1上，第二棘轮13.2的棘齿方向与第一棘轮12.2的棘齿方向相逆，第二棘爪13.3弹性铰接在第二旋转盘13.1上，第二棘爪13.3与第二棘轮13.2向配合，第二齿圈13.4同轴固定连接在第二棘轮13.2上，第二齿轮13.5与蜗轮11共轴固定连接，第二齿轮13.5与第二齿圈13.4啮合。
作为发明优选的技术方案，弹性单元8包括至少一个压缩弹簧或恒定扭矩弹簧，压缩弹簧或恒定扭矩弹簧的弹力能够阻止两个滑环5滑动靠近，具体可采用本领域常规的安装方式，例如压缩弹簧的两端各抵接一个滑环5。
作为发明优选的技术方案，齿轮组16包括第三齿轮16.1、第四齿轮16.2以及第五齿轮16.3，第三齿轮16.1同轴固定连接在空心轴7上，第四齿轮16.2同轴固定连接在输入轴14上，第五齿轮16.3同轴固定连接在输出轴15上，输入轴14与输出轴15均转动连接在固定架1上，第三齿轮16.1同时啮合于第四齿轮16.2与第五齿轮16.3。
作为补充说明的，输入轴14传动连接汽车的方向盘，输出轴15传动连接汽车的方向轮。空心轴7的内壁上开设有平行于轴向的滑槽，两滑环5的周侧面上分别设置有滑块，滑块滑动连接于滑槽内。
更进一步的，球头6滚动嵌设在对应的滑环5内壁上，球头6沿对应的螺旋槽4滚动配合。
在本发明中，在正常转向时，驾驶人员通过方向盘与输出轴15驱动空心轴7转动，同时伺服电机9通过蜗轮11、蜗杆10、第一单向传动机构、第二单向传动机构助力空心轴7转动，从而空心轴7通过齿轮组16带动输出轴15转动，使汽车的方向轮转向；当伺服电机9出现故障无法正常运作时，此时伺服电机9的转动轴不再主动转动，即蜗杆10失去旋转动力，在紧急情况下如果有转向需求的话，驾驶人员对方向盘施加一个更大的扭转力后使空心轴7转动，从而驱使方向轮转向，假设驾驶人员对方向盘施加左转力矩使空心轴7往第二方向转动时，空心轴7带动两个滑环5同步转动，其中与第一转轴对应的滑环5上的球头6通过与螺旋槽4端部的抵接带动第一轴杆2旋转，第一轴杆2带动第一旋转盘12.1与第一棘爪12.3空转，第一棘爪12.3不与第一棘轮12.2卡合，不会使第一棘轮12.2、第一齿圈12.4、第一齿轮12.5以及蜗轮11转动，而另一滑环5上的球头6则克服弹性单元8的弹力与第二轴杆3上的螺旋槽4滑动配合，从而不会带动第二轴杆3转动，即也不会使第二旋转盘13.1、第二棘爪13.3、第二棘轮13.2、第二齿圈13.4、第二齿轮13.5以及蜗轮11转动，从而空心轴7能够往第二方向转动，驱动汽车紧急左转；当驾驶人员对方向盘施加右转力矩使空心轴7往第二方向的反方向转动时，空心轴7带动两个滑环5同步转动，其中与第二转轴对应的滑环5上的球头6通过与螺旋槽4端部的抵接带动第二轴杆3旋转，第二轴杆3带动第二旋转盘13.1与第二棘爪13.3空转，第二棘爪13.3不与第二棘轮13.2卡合，不会使第二棘轮13.2、第二齿圈13.4、第二齿轮13.5以及蜗轮11转动，而另一滑环5上的球头6则克服弹性单元8的弹力与第一轴杆2上的螺旋槽4滑动配合，从而不会带动第一轴杆2转动，即也不会使第一旋转盘12.1、第一棘爪12.3、第一棘轮12.2、第一齿圈12.4、第一齿轮12.5以及蜗轮11转动，从而空心轴7能够往逆于第二方向的方向转动，驱动汽车紧急右转。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (8)
1.一种汽车用转向机，其特征在于，包括：
固定架；
第一轴杆、第二轴杆，其共轴转动连接在固定架上，第一轴杆、第二轴杆上分别开设有旋向相同的螺旋槽，第一轴杆、第二轴杆上分别活动套设有滑环，两滑环上分别设置有球头，两球头与两螺旋槽一一对应地移动配合；
空心轴，其转动连接在固定架上，空心轴分别与两个滑环沿轴向滑动连接；
弹性单元，其弹力沿两滑环相离的方向作用于两滑环上；
伺服电机，其固定安装在固定架上，用于驱动一蜗杆转动；
蜗轮，其转动连接在固定架上，蜗轮与蜗杆啮合配合；
第一单向机构，其接受蜗轮沿第一方向的旋转的动力以使第一轴杆沿第二方向旋转；
第二单向机构，其接受蜗轮沿第一方向的相反方向的动力驱动以使第一轴杆沿第二方向的相反方向旋转；
输出轴、输入轴，其通过齿轮组分别与所述空心轴传动配合。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用转向机，其特征在于，所述第一单向机构包括：
第一旋转盘，其同轴固定连接在第一轴杆上；
第一棘轮，其转动连接在第一旋转盘上；
第一棘爪，其弹性铰接在第一旋转盘上，第一棘爪与第一棘轮向配合；
第一齿圈，其同轴固定连接在第一棘轮上；
第一齿轮，其与蜗轮共轴固定连接，第一齿轮与第一齿圈啮合。
3.根据权利要求2所述的一种汽车用转向机，其特征在于，所述第二单向机构包括：
第二旋转盘，其同轴固定连接在第一轴杆上；
第二棘轮，其转动连接在第一旋转盘上，第二棘轮的棘齿方向与第一棘轮的棘齿方向相逆；
第二棘爪，其弹性铰接在第二旋转盘上，第二棘爪与第二棘轮向配合；
第二齿圈，其同轴固定连接在第二棘轮上；
第二齿轮，其与蜗轮共轴固定连接，第二齿轮与第二齿圈啮合。
4.根据权利要求1所述的一种汽车用转向机，其特征在于，所述弹性单元包括至少一个压缩弹簧或恒定扭矩弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种汽车用转向机，其特征在于，所述齿轮组包括第三齿轮、第四齿轮以及第五齿轮，第三齿轮同轴固定连接在空心轴上，第四齿轮同轴固定连接在输入轴上，第五齿轮同轴固定连接在输出轴上，输入轴与输出轴均转动连接在固定架上，第三齿轮同时啮合于第四齿轮与第五齿轮。
6.根据权利要求5所述的一种汽车用转向机，其特征在于，所述输入轴传动连接汽车的方向盘，所述输出轴传动连接汽车的方向轮。
7.根据权利要求1所述的一种汽车用转向机，其特征在于，所述空心轴的内壁上开设有平行于轴向的滑槽，两滑环的周侧面上分别设置有滑块，滑块滑动连接于滑槽内。
8.根据权利要求1所述的一种汽车用转向机，其特征在于，所述球头滚动嵌设在对应的滑环内壁上，球头沿对应的螺旋槽滚动配合。
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|---|---|---|---|
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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