CN1762759A - 带把手车辆中的动力操纵装置以及带把手的车辆 - Google Patents

Abstract

一种动力操纵装置，被保护以免受泥浆、灰尘或雨水。与车辆动力操纵装置的扭矩传感器一起，提供副操纵组件。操纵轴部分包括输入轴和输出轴，每个轴被转动地支承。扭矩传感器被连接成把所述输入轴和所述输出轴连在一起，而该扭矩传感器部分感测扭矩量。动力辅助部分与所述输出轴接合，根据由所述扭矩传感器部分等感测的扭矩量，辅助增加操纵作用。副操纵部分被接合成把所述输入轴与所述输出轴连接，同时绕过所述扭矩传感器部分并降低扭矩量。所述动力操纵装置包括柱形罩，用于遮盖所述副操纵部分以及所述扭矩传感器部分。

Description

带把手车辆中的动力操纵装置 以及带把手的车辆

相关申请的交叉参照

本申请根据35USC 119要求在2004年9月30日申请的日本专利申请号为2004-289417、2004-289369和2004-289408的优先权，其整个内容引入这里作为参考。

技术领域

本发明涉及了一种动力操纵装置，用于辅助操纵带把手的车辆。

背景技术

例如，已知一种四轮轻便车作为骑马鞍式的车辆。对于四轮轻便车的构造，通过包括把手的操纵机构来操纵前轮。

在荷载较重的具有操纵轮的车辆中，采用预定的齿轮比相对于操纵轮的操纵角度来降低操纵前轮的速度，由此对操纵前轮提供辅助的动力。另一方面，如四轮轻便车等的轻型车辆，不需要通过齿轮减速来对前轮的操纵提供辅助动力。轻型车辆仅需要一个较小的输入来操纵前轮。另外，根据采用轻型车辆的车辆观念，把手更加适用。因此轻型车辆中引入了把手。

尽管如此，仍然需要更轻的操纵力来达到更好的舒适性。

为了更加舒适，建议引入电动操纵装置来辅助增加操纵作用。例如，建议在操纵轴的上支承部分(用于支承操纵轴的上侧部分)和操纵轴的下支承部分(用于支承操纵轴的下侧部分)之间，插入这种电动操纵装置。由上侧部分的框架管来支承电动操纵装置。

在这种电动操纵装置中，用扭杆把其轴颈均被转动地支承的输入轴和输出轴弹性地连接。根据扭杆的扭转量来检测扭矩量。电机根据扭矩量等来驱动与输出轴啮合的齿轮，由此辅助增加操纵作用。例如，参见日本专利号2663454(第2页，图1)。

如四轮轻便车的带把手的车辆经常在粗糙路面上运行，如砂路、泥路、草地等。因此这种车辆车身的不同部分会被泥浆、灰尘、雨水等污染。

上述电动操纵装置也不例外，会被泥浆、灰尘、雨水等污染。易受这种污染问题而需要解决的部分之一是用于检测扭矩量的扭矩传感器。

动力操纵装置具有许多凹凸表面，在其上面更容易沉积泥浆、灰尘和其他污染物。因此需要一种结构可以尽可能合理地减少凹凸表面的数目。

通常，带把手的车辆包括用于提高舒适性的电动操纵装置。但是，在如四轮轻便车的小型车辆中，安装操纵动力辅助装置的空间有限。因此，需要小型的装置。

发明内容

本发明的一个实施例包括称为副操纵组件的动力操纵装置，其连接输入轴和输出轴，以便于绕过扭矩传感器部分，目的是降低作用到扭矩传感器部分上的扭矩。

这种副操纵组件非常有效地降低了作用在扭矩传感器部分上的扭矩。但是，易于设想，副操纵组件更容易被泥浆、灰尘、雨水等污染，或者在操作时卡住被车轮抛出的物体。这是因为在常规动力操纵装置外面新添了构件。

本发明的一个实施例，在带把手车辆中包括一种动力操纵装置，其能够保护用于如四轮轻便车的车辆中的动力操纵装置的新颖副操纵组件以及扭矩传感器免受泥浆、灰尘或雨水。

为了解决先前技术的上述问题，按照本发明，对带把手车辆中的动力操纵装置采取以下技术措施。

具体地说，按照本发明的第一个实施例，在带把手车辆中提供一种动力操纵装置，它包括了具有输入轴和输出轴的操纵轴部分，每个轴由扭矩传感器部分转动地支承，扭矩传感器部分被连接成使得输入轴和输出轴连在一起。提供扭矩传感器部分用于感测扭矩量。动力辅助部分与输出轴接合。根据由扭矩传感器部分等感受的扭矩量，动力辅助部分提供辅助操纵力。在带把手车辆中的动力操纵装置除包括动力操纵装置之外，还包括柱形罩，用于遮盖扭矩传感器部分。

根据本发明的第二个实施例，在带把手车辆中的动力操纵装置还包括副操纵部分，被接合成把输入轴与输出轴连接，同时绕过扭矩传感器部分。提供副操纵部分用于降低扭矩量。动力操纵装置还包括也遮盖副操纵部分的柱形罩。

根据本发明的第三个实施例，在带把手车辆中的动力操纵装置包括副操纵部分，它包括用于降低扭矩量的连接杆，其一端与输入轴接合而另一端与输出轴接合。连接杆通过支承臂与输入轴和输出轴连接，支承臂沿着垂直于输入轴和输出轴的轴线的方向，从相应的输入轴和输出轴之一突出。

根据本发明的第四个实施例，在带把手车辆中的动力操纵装置的特征在于：柱形罩锁定在车身框或者车身框的一侧。

根据本发明的第五个实施例，在带把手车辆中的动力操纵装置包括扭矩传感器部分，它包括扭矩传感器，用于具有操纵轮的车辆。

根据本发明的第六个实施例，提供带把手的车辆，在带把手车辆中包括按照本发明第二到第五实施例任何一个的动力操纵装置。

按照本发明的第一个实施例，动力操纵装置包括了用于遮盖扭矩传感器部分的柱形罩。因此，可以保护在如四轮轻便车的车辆中采用的动力操纵装置的扭矩传感器部分免受泥浆、灰尘或雨水。

按照本发明的第二个和第三个实施例，柱形罩也遮盖了用于降低扭矩传感器部分中扭矩的副操纵部分。因此可以共同地和有效地保护动力操纵装置免受泥浆、灰尘或雨水。

按照本发明的第四个实施例，柱形罩锁定在车身框上，从而在把手操作时防止副操纵部分随其他部分转动。因此，载荷仅作用到扭矩传感器部分和副操纵部分，由此容许给出正确的动力辅助力。

按照本发明的第五个实施例，对具有操纵轮的车辆采用扭矩传感器，容许提供动力操纵装置，可以有助于抑制制造成本，以及保护扭矩传感器部分，或者扭矩传感器部分和副操纵部分免受泥浆、灰尘或雨水。

按照本发明的第六个实施例，把安装小型扭矩传感器的动力操纵装置引入四轮轻便车，易于把大的扭矩作用到操纵轴上。因此，可能提供一种四轮轻便车，其可以保护扭矩传感器部分和副操纵部分免受泥浆、灰尘或雨水，同时抑制了制造成本。

此外，尽管如上所述进一步提高了舒适性，如果要安装操纵动力辅助装置，如四轮轻便车的小尺寸车辆需要小型的装置，因为其中没有足够的空间。

因此本发明的另一个目的是在带把手车辆中提供一种动力操纵装置，它容许在如四轮轻便车的车辆中安装广泛应用的小型扭矩传感器。

为了解决上述相关技术问题，按照本发明，对动力操纵装置采取以下技术措施。

具体地说，按照本发明的一个实施例，在带把手车辆中提供一种动力操纵装置，它包括了具有输入轴和输出轴的操纵轴部分，每个轴被转动地支承。扭矩传感器部分被连接成把输入轴和输出轴连在一起，而扭矩传感器部分感测扭矩量。动力辅助部分与输出轴接合，根据由扭矩传感器部分等感测的扭矩量，动力辅助部分提供辅助操纵作用。动力操纵装置还包括副操纵部分，被接合成把输入轴与输出轴连接，同时绕过扭矩传感器部分，副操纵部分降低了扭矩量。

根据本发明的一个实施例，副操纵部分包括用于降低扭矩量的连接杆，其一端与输入轴接合而另一端与输出轴接合。

根据本发明的一个实施例，在带把手车辆中的动力操纵装置包括连接杆，它通过支承臂与输入轴和输出轴连接，支承臂沿着垂直于输入轴和输出轴的轴线的方向，从相应的输入轴和输出轴之一突出。

根据本发明的一个实施例，在带把手车辆中的动力操纵装置包括至少由单个连接杆形成的连接杆。

根据本发明的一个实施例，在带把手车辆中的动力操纵装置包括设置成跨过扭矩传感器部分而相互对向的连接杆。

根据本发明的一个实施例，在带把手车辆中的动力操纵装置包括扭矩传感器，用于具有操纵轮的车辆。

按照本发明的一个实施例，动力操纵装置包括副操纵部分，它连接成把输入轴与输出轴连接，同时绕过扭矩传感器部分，从而可以降低加载在扭矩传感器部分上的扭矩。因此可以在任何类型的车辆中安装小型的扭矩传感器。

按照本发明的一个实施例，采用连接杆来降低加载在扭矩传感器部分上的扭矩，其一端与输入轴接合而另一端与输出轴接合。因此，可以提供在带把手车辆中的一种动力操纵装置，其中可以安装获得高生产率的小型扭矩传感器。

按照本发明的一个实施例，连接杆设置成悬吊跨过支承臂，支承臂沿着垂直于输入轴和输出轴的轴线的方向，从相应的输入轴和输出轴之一突出。由于以下理由，这种设置提高了设计的容易程度。具体地说，根据支承臂的长度、连接杆的机械强度(包括轴的直径和长度)等，可以容易地计算出从作用在扭矩传感器上的初始载荷(即，当不提供副操纵部分时作用在扭矩传感器上的载荷)降低的载荷量。

按照本发明的一个实施例，在副操纵部分中引入至少一个连接杆，可以达到上述效果。如果跨过扭矩传感器部分设置一对相互对着的连接杆，则载荷以很好的平衡方式作用到输入轴、输出轴、连接杆等。因此，可以引入提供良好耐久性的副操纵部分。

按照本发明的一个实施例，对具有操纵轮的车辆采用扭矩传感器，容许动力操纵装置提供良好的生产率。

按照本发明的一个实施例，引入了装有小型扭矩传感器的动力操纵装置。因此，有可能提供具有高生产率的带把手车辆。

本发明的另一个目的是提供在带把手车辆中的一种动力操纵装置，容许广泛采用的小型扭矩传感器安装在如四轮轻便车的车辆中。

为了解决先前技术的上述问题，按照本发明，对动力操纵装置采取以下技术措施。

具体地说，按照本发明的一个实施例，在带把手车辆中提供一种动力操纵装置，它包括了具有输入轴和输出轴的操纵轴部分，每个轴被转动地支承。在输入轴和输出轴之间设置扭矩传感器部分。扭矩传感器部分包括感测输入轴和感测输出轴，用于感测扭矩量。动力辅助部分与输出轴接合，根据由扭矩传感器部分等感测的扭矩量，动力辅助部分提供辅助的操纵作用。带把手车辆的动力操纵装置包括扭矩降低机构部分，其与输入轴和感测输入轴接合，该扭矩降低机构部分降低作用到输入轴的扭矩，并且把最终被降低的扭矩作用到敏感轴。

根据本发明的一个实施例，带把手车辆中的动力操纵装置还包括扭矩升高机构部分，其与感测输出轴和输出轴接合。该扭矩升高机构部分升高作用到感测输出轴的扭矩，并且把最终升高的扭矩作用到输出轴。

根据本发明的一个实施例，带把手车辆中的动力操纵装置包括以下几点。具体地说，扭矩降低机构部分包括安装在输入轴上的第一齿轮，而输入侧的副轴与输入轴并列设置和被转动地支承。第二齿轮安装在输入侧的副轴上，并且设置成与第一齿轮啮合。第三齿轮安装在输入侧的副轴上，而第四齿轮安装在感测输入轴上，并且设置成与第三齿轮啮合。带把手车辆中的动力操纵装置包括扭矩降低机构部分，其设置成提供齿轮比，以使得第四齿轮相对于第一齿轮达到所需的速度增加。

根据本发明的一个实施例，带把手车辆中的动力操纵装置包括扭矩升高机构部分，其具有安装在感测输出轴上的第五齿轮。输出侧的副轴与输出轴并列地设置和被转动地支承。第六齿轮安装在输出侧的副轴上，并且设置成与第五齿轮啮合。第七齿轮安装在输出侧的副轴上，而第八齿轮安装在感测输出轴上，并且设置成与第七齿轮啮合。带把手车辆中的动力操纵装置还包括扭矩升高机构部分，其设置成提供齿轮比，使得第八齿轮相对于第五齿轮达到所需的速度降低。

根据本发明的一个实施例，带把手车辆中的动力操纵装置包括扭矩升高机构部分，其设置成提供与扭矩降低机构部分的齿轮比相反的齿轮比，使得扭矩升高机构部分的齿轮比被扭矩降低机构部分的齿轮比抵消。

根据本发明的一个实施例，带把手车辆中的动力操纵装置包括扭矩传感器部分，其具有扭矩传感器，用于具有操纵轮的车辆。

按照本发明的一个实施例，动力操纵装置包括扭矩降低机构部分，其降低了作用到输入轴上的扭矩，并且把最终降低的扭矩作用到敏感轴。这容许把小型扭矩传感器安装在任何类型车辆中。

按照本发明的一个实施例，动力操纵装置包括扭矩升高机构部分，其升高了作用到感测输出轴上的扭矩，并且把最终被升高的扭矩作用到输出轴。因此动力操纵装置可以恢复被扭矩降低机构部分降低的扭矩，而不会产生任何机械损失。

按照本发明的一个实施例，扭矩降低机构部分和扭矩升高机构部分由所需的齿轮系形成。因此，可以提供动力操纵装置，其达到具有很小摩擦损失的机械稳定的扭矩降低或升高，由于采用简单的齿轮系方式，提供了很高的生产率。

按照本发明的一个实施例，扭矩升高机构部分设置成提供与扭矩降低机构部分的齿轮比相反的齿轮比，使得扭矩升高机构部分的齿轮比被扭矩降低机构部分的齿轮比抵消。这容许恢复被扭矩降低机构部分降低的扭矩。也不需要改变与动力操纵装置连接的车轮一侧的机构，因为输出轴转动的角度与输入轴转动的角度完全相同。

按照本发明的一个实施例，对具有操纵轮的车辆采用扭矩传感器，容许提供动力操纵装置，可以有助于抑制制造成本。

按照本发明的一个实施例，在四轮轻便车中引入装有小型扭矩敏感器的动力操纵装置，易于把大的扭矩作用到操纵轴上。因此，可以提供能抑制制造成本的四轮轻便车。

从以下给出的详细描述，本发明的进一步适用的范围将会变得更明显。但是，应该理解到，详细的描述和具体的实施例，尽管表示了本发明的优选实施例，均仅以举例说明的方式给出，因为从这个详细描述中，本领域的技术人员显然可在本发明的精神和范围内的进行各种变化和修改。

附图说明

从以下给出的详细描述和附图，将会更充分地理解本发明，附图仅以举例说明方式给出，因此并不限制本发明，其中：

图1是前侧透视图，示意地表示了按照本发明的一个实施例的四轮轻便车；

图2是纵向正剖视图，表示动力操纵装置，其作为按照本发明的一个实施例的四轮轻便车的主要部分；

图3是沿图2的线X-X部分地切出的水平剖视图；

图4是一个纵向正剖视图，表示动力操纵装置，其作为按照本发明的一个实施例的四轮轻便车的主要部分；

图5是平面视图，示意地表示了扭矩降低机构部分；以及

图6是正视图，示意地表示了扭矩降低机构部分。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明采用的动力操纵装置的一个具体实施例。用引入了本发明动力操纵装置的称为马鞍式四轮轻便车A来举例说明本发明的实施例。略去了对主要动力操纵装置以外结构的详细描述。在附图中，符号A代表四轮轻便车，符号7代表动力操纵装置。

如图1所示，按照本发明实施例的四轮轻便车A包括车身框1、悬挂系统2、一对前轮3、一对后轮4、发动机部分(未表示)、座位部分5、动力操纵装置7、以及把手8。车身框1作为骨架结构。悬挂系统2的底部与车身框1相连接。前轮3和后轮4支承在悬挂系统2和车身框1上。其中装有减速机构(未表示)的发动机部分通过传动机构(未表示)与后轮4连接。驾驶员以骑马鞍方式坐在座位部分5上。动力操纵装置7支承在车身框1上，并且通过传动机构6与前轮3连接。把手8设在动力操纵装置7的顶部。由坐在座位部分5上的驾驶员完成对把手、油门、齿轮等的操作，自动推进四轮轻便车A。

以下描述作为本发明主要部分的动力操纵装置7。

如图2所示，按照本发明实施例的动力操纵装置7包括操纵轴部分7a、扭矩传感器部分7b、副操纵部分7c、动力辅助部分7d、以及柱形罩7f。

操纵轴部分7a包括第一输入轴701、输入轴704和输出轴705。第一输入轴701是空心轴，由操纵支座7e转动地支承，支座7e基本上为U形状，支承在车身框1上。输入轴704包括第二输入轴702和第三输入轴703。第二输入轴702固定在第一输入轴701的下部。第三输入轴703用插入方式和肩部配合到第二输入轴702上。设在输入轴704轴线下方的输出轴705通过传动机构6与前轮3连接，传动机构6转动地安装在动力辅助部分7d上，动力辅助部分7d被支承在车身框1上，以后将详细描述。

扭矩传感器部分7b是一种用于具有操纵轮的车辆的扭矩传感器。扭矩传感器部分7b包括第一系杆708、扭杆709、第二系杆711、被检测体712、上壳716、以及下壳718。第一系杆708设置成与细齿孔706啮合，该细齿孔706具有所需的深度并设置在第三输入轴703的下端表面上。第一系杆708还包括连通孔707。扭杆709通过第一系杆708中的连通孔707。扭杆709的上部通过等直径销(未表示)可转动地支承在第一系杆708的上部。另外，扭杆709中心部分的直径做得比其两端的直径小，从而中心部分不与第一系杆708中的连通孔707周边表面接触。第二系杆711安装如下。具体地说，第一系杆708的下部松插在第二系杆711中，而扭杆709的下部配合连接在第二系杆711中。另外，第二系杆711在其下端表面设有具备所需深度的细齿孔710，输出轴705的上部设置成与其啮合。被检测体712是环形件，松插在第一系杆708的中间部分。被检测体712通过等直径销不可动地连接到第二系杆711的上部。另外，被检测体712具有向着第一系杆708方向延伸的感测槽等，槽沿周向设置。上壳716包括环绕上壳716内周面设置的感测线圈713和与线圈713连接的连接器部分714。上壳716通过轴承715和刮板S支承第一系杆708的上部。与上壳716螺接的下壳718通过轴承717转动地支承第二系杆711的中间部分。

扭矩传感器部分7b的操作如下。具体地说，上壳716或下壳718不可动地连接到车身框1上。在把输入轴704连接到输出轴705的扭杆709的减小直径部分上，产生由于前轮3等阻力引起的输入轴704和输出轴705之间转角的差别，即扭曲变形。然后第一系杆708(可操作地与输入轴704连接)和被检测体712(可操作地与输出轴705连接)之间转角的差别被确定为电压的改变。然后产生输出信号(扭矩量)，它代表了输入轴704转动方向的信息以及电压的改变。

副操纵部分7c包括一对支承臂721和一对连接杆722。每个支承臂721包括设在其中心部分的配合孔719。基本上为C形的凹陷部分720形成在每个支承臂721的两个前端。另外，形成每个支承臂721使得其中间部分的上表面为倾斜的，从而在正视图中，相对于中心部分的宽度，支承臂向着前端逐渐变窄。每个连接杆722构造如下。具体地说，该棒料基本上弯曲成在正视图中的C形，棒料具有降低加载在扭矩传感器部分7b上的扭矩所需的机械性能。每个连接杆722的两端被压扁成扁平表面。

一对支承臂721安装如下。具体地说，第三输入轴703和第二系杆711分别用插入方式配合在配合孔719中，使得一对支承臂721的每个平面相互面对。支承臂721沿着相应的正确方向夹持在第三输入轴703的肩部和第二输入轴702的下端表面之间，以及第二系杆711的下端表面和输出轴705的肩部之间。一对支承臂721的每一个从输入轴704和输出轴705中相应的一个沿水平方向突出。

一对连接杆722设置如下。具体地说，用插入方式把每个连接杆722的直部分的端部连接到每个支承臂721的凹陷部分720中。平的压扁端部螺接到靠近支承臂721中心部分的区域。安装一对连接杆722，使其越过上下支承臂721地平行悬挂，从而使得它们相互对向并绕过扭矩传感器部分7b。

动力辅助部分7d包括控制组件(未表示)和壳体726，用于辅助增加操纵效果。具体地说，根据从扭矩传感器部分7b输出的信号和包括车速信号的各种信号，控制组件确定驱动信号，并且把该驱动信号作用到电机723上。尽管具有电机723，壳体726还包含与电机723连接的蜗杆724和与蜗杆724啮合并且插入配合在输出轴705上的蜗轮725。

柱形罩7f包括上表面和下表面，形成的形状使得其不与第二输入轴702以及形成动力辅助部分7d一部分的壳体726的上部相干涉。中心部分729为凹形，使得柱形罩7f在最大操纵时不与支承臂721相干涉。柱形罩7f还包括第一罩727和第二罩728。第一罩727基本上为半柱形，其具有不与支承臂721相干涉的直径。第二罩728与第一罩727相对称。第二罩728具有上下表面和凹陷的中心部分731。对准沿纵向从端表面伸出的凸缘部分730、732并且采用螺栓733，把基本上为半柱形的第二罩728和第一罩727螺接在一起。

通过未表示的支架把柱形罩7f连接到作为骨架结构的车身框1上。这种设置防止了在把手操作时柱形罩7f随第二输入轴702和副操纵部分7c转动。

如上所述，按照本发明实施例的柱形罩7f设置成遮盖了包括扭矩传感器部分7b的副操纵部分7c。

在不具有副操纵部分7c的动力操纵装置中，柱形罩7f设置成仅遮盖扭矩传感器部分。

在按照本发明实施例的四轮轻便车A中，当驾驶员以骑马鞍方式坐在座位部分5上操纵把手8时，由于与输出轴705可操作地连接的前轮3等的阻力，在把输入轴704连接到输出轴705的扭杆709的减小直径部分上，产生扭转应力。同时，在扭杆709受载时，载荷也同时作用到每个连接杆722的直部分。由此力被分散，使得在扭杆709中产生的扭曲变形量被降低。

然后根据按照扭杆709中的扭曲变形量从扭矩传感器部分7b输出的信号(也指示了输入轴704转动方向的信息)以及指示当前车速等的各种类型信号，控制组件完成计算。根据计算结果，控制组件产生对电机723的驱动信号输出。由此驱动蜗杆724和蜗轮725，通过输出轴705辅助增加操纵作用。

在粗糙路面，如砂路、泥路、草地等上操作时，具有如上所述的改进操纵性能的四轮轻便车A可以被保护以使之免受泥浆、灰尘或雨水的影响。副操纵部分7c包括了具有柱形罩7f的扭矩传感器部分7b，在运行时可不会卡住被车轮抛出的物体地操作该柱形罩。

尽管按照本发明优选实施例结合四轮轻便车描述了本发明，但显然，对于本领域的技术人员来说，许多替代、修改和变化是很明显的。因此，应该想到，所有这些替代、修改和变化均在所附权利要求的精神和范围之内。

如图4所示，按照本发明的该实施例的动力操纵装置7包括操纵轴部分17a、扭矩降低机构部分17b、扭矩传感器部分17c、扭矩升高机构部分17d、以及动力辅助部分17e。

操纵轴部分17a包括输入轴1701和一个输出轴1705。输入轴1701是空心轴，由操纵支座17f和将在以下描述的第一齿轮箱1707转动地支承，支座17f基本上为U形状，支承在车身框11上。输出轴1705设在输入轴1701轴线下方，并且通过传动机构6与前轮3连接，传动机构6可转动地支承在动力辅助部分17e上，动力辅助部分7e以下将详细描述并且支承在车身框1上。输出轴1705包括通过联轴器1704而连接的两个轴1702、1703。

扭矩降低机构部分17b包括第一齿轮1706、输入侧的副轴1708、一第二齿轮1709、第三齿轮1710、以及第四齿轮1711。第一齿轮1706装在输入轴1701上，具有所需的齿数和所需的节圆直径。输入侧的副轴1708可转动地支承在适于开闭的第一齿轮箱1707中。输入侧的副轴1708与输入轴1701并列。第二齿轮1709装在输入侧的副轴1708上，设置成与第一齿轮1706啮合。第二齿轮1709具有所需的齿数和所需的节圆直径(小于第一齿轮1706的节圆直径)。第三齿轮1710装在输入侧的副轴1708上，具有所需的齿数和所需的节圆直径(大于第一齿轮1706的节圆直径)。第四齿轮1711装在以下将描述的感测输入轴1713上，并且设置成与第三齿轮1710啮合。第四齿轮1711具有所需的齿数和所需的节圆直径(小于第二齿轮1709的节圆直径)。设定一个齿轮比，使得第四齿轮1711相对于第一齿轮1706达到所需的速度增加。由此作用到输入轴1701的扭矩被降低，最终被降低的扭矩作用到将在以下描述的感测输入轴1713上。

如图5和图6所示，例如，假设作用到输入轴1701的扭矩为20kg·cm，第一齿轮1706具有10cm的节圆半径，第二齿轮1709具有4cm的节圆半径，第三齿轮1710具有12cm的节圆半径，第四齿轮1711具有2cm的节圆半径。由以下方程，即F＝T(扭矩)/L(长度)可以得到沿垂直于第一齿轮1706节圆方向的力F。所以力F为2kg。由T＝F·L可以得到在输入侧的副轴1708中产生的扭矩，因此为8kg·cm。相似地，可以得到沿垂直于第三齿轮1710节圆方向的力F为2/3kg。然后可以得到在感测输入轴1713中产生的扭矩为4/3kg·cm。

从上述可知，相对于作用在输入轴1701的扭矩，设置扭矩降低机构部分17b来降低感测输入轴1713中产生的扭矩。

引入用于具有操纵轮的车辆的扭矩敏感器来设置扭矩传感器部分17c。扭矩传感器部分17c包括感测输入轴1713、第一系杆1716、扭杆1717、第二系杆1718、感测输出轴1720、被检测体1721、以及上壳1725和下壳1727。通过与输入轴1701相独立的轴承1712可转动地连接感测输入轴1713。第一系杆1716设置成与细齿孔1714啮合，孔1714具有所需的深度，设在感测输入轴1713的下端表面。第一系杆1716还包括连通孔1715。扭杆1717通过在第一系杆1716中的连通孔1715。扭杆1717的上部通过等直径销(未表示)可转动地支承在第一系杆1716的上部。另外，扭杆1717中心部分的直径做得比其两端的直径小，从而中心部分不与第一系杆1716中的连通孔1715周边表面接触。第二系杆1718安装如下。具体地说，第一系杆1716的下部松插在第二系杆1718中，而扭杆1717的下部配合连接在第二系杆1718中。另外，第二系杆1718在其下部包括细齿花键面。通过与输入轴1705相独立的轴承1719可转动地连接感测输出轴1720。被检测体1721是环形件，松插在第一系杆1716的中间部分。被检测体1721通过等直径销不动地连接到第二系杆1718的上部。另外，被检测体1721具有沿着第一系杆1716方向突出的感测槽等，槽沿周向设置。上壳1725包括环绕上壳1725内周面设置的感测线圈1722和与线圈1722连接的连接器部分1723。上壳1725通过轴承1724支承第一系杆1716的上部。与上壳1725螺接的下壳1727通过轴承1726可转动地支承第二系杆1718的中间部分。

可以注意到，感测输入轴1713可以与第一系杆1716整体形成(作为单轴)。相似地，感测输出轴1720也可以与第二系杆1718整体形成(作为单轴)。

该扭矩传感器部分17c操作如下。具体地说，上壳1725或下壳1727不可动地连接到车身框11上。在把输入轴1701连接到输出轴1705的扭杆1717的减小直径部分上，产生由于前轮3等阻力引起的输入轴1701和输出轴1705之间转角的差别，即扭曲变形。然后第一系杆1716(可操作地与输入轴1701连接)和被检测体1721(可操作地与输出轴1705连接)之间转角的差别被确定为电压的改变。然后产生输出信号(扭矩量)，其代表了输入轴1701转动方向的信息和电压的改变。

扭矩升高机构部分17d包括第五齿轮1728、第二齿轮箱1737、输出侧的副轴1729、第六齿轮1730、第七齿轮1731、以及第八齿轮1732。第五齿轮1728装在感测输出轴1720上，并具有所需的齿数和所需的节圆直径(与第四齿轮1711相同)。第二齿轮箱1737通过横拉杆1738连接到第一齿轮箱1707，并且适于开闭。输出侧的副轴1729可转动地支承在第二齿轮箱1737中，与输出轴1705并列。第六齿轮1730装在输出侧的副轴1729上，设置成与第五齿轮1728啮合。第六齿轮1730具有所需的齿数和所需的节圆直径(与第三齿轮1710相同)。第七齿轮1731装在输出侧的副轴1729上，具有所需的齿数和所需的节圆直径(与第二齿轮1709相同)。第八齿轮1732通过与感测输出轴1720相独立的轴承被转动地连接在输出轴1705上，并且设置成与第七齿轮1731啮合。第八齿轮1732具有所需的齿数和所需的节圆直径(与第一齿轮1706相同)。设定与扭矩降低机构部分17b齿轮比相反的齿轮比，以便于抵消扭矩降低机构部分17b的齿轮比。由此作用到感测输出轴1720的扭矩被升高，最终升高的扭矩作用到输出轴1705上。

动力辅助部分17e包括控制组件(未表示)和一壳体1736，用于辅助增加操纵作用。具体地说，根据从扭矩传感器部分17c输出的信号和包括车速信号的各种信号，控制组件确定驱动信号，并且把该驱动信号作用到电机1733上。尽管具有电机1733，壳体1736还包含与电机1733连接的蜗杆1734和与蜗杆1734啮合并且插入配合在输出轴1705上的蜗轮1735。另外，外壳1736通过支架1739连接到第二齿轮箱1739。

在按照本发明实施例的四轮轻便车A中，当驾驶员以骑马鞍方式坐在座位部分5上操纵把手8时，由于与输出轴1705连接的前轮3等的阻力，在通过扭矩降低机构部分17b和扭矩升高机构部分17d把输入轴1701连接到输出轴1705的扭杆1717的减小直径部分上，产生扭转应力。同时，扭矩降低机构部分17b降低作用到扭杆1717上的扭矩。同时，扭矩升高机构部分17d把输入轴1701的转动位移和扭矩恢复到原始状态。

然后根据按照扭杆1717的扭曲变形量从扭矩传感器部分17c输出的信号(也指示了输入轴1701转动方向的信息)以及指示当前车速等的各种类型信号，控制组件完成计算。根据计算结果，控制组件产生对电机1733的驱动信号输出。由此驱动蜗杆1734和蜗轮1735，通过输出轴1705辅助增加操纵作用。

如上所述，在四轮轻便车A中引入包括扭矩传感器部分17b的动力操纵装置17，该扭矩降低机构部分17b降低了载荷，否则在车辆的常规扭矩传感器中，这个载荷将大十倍左右。所以有可能对大量生产的车辆安装小型扭矩传感器，由此提供在降低制造成本下制造的四轮轻便车A。

尽管按照本发明优选实施例结合四轮轻便车来描述本发明，但显然，对于本领域的技术人员来说，许多替代、修改和变化是很明显的。因此，应该想到，所有这种些替代、修改和变化均在所附权利要求的精神和范围之内。

至此描述了本发明，但显然它可以以许多方式变化。这种变化不被认为是偏离本发明的精神和范围，所有这些修改对本领域的技术人员来说是很明显的，它们均包括在以下权利要求的范围之内。

Claims (21)

1.一种带把手车辆中的动力操纵装置，包括：

操纵轴部分，具有输入轴和输出轴，每个轴被转动地支承；

扭矩传感器部分，用于把所述输入轴和所述输出轴连在一起，该扭矩传感器部分感测扭矩量；以及

动力辅助部分，与所述输出轴接合，根据由所述扭矩传感器部分感测的扭矩量，该动力辅助部分提供辅助操纵作用；

其中，所述动力操纵装置还包括柱形罩，用于遮盖所述扭矩传感器部分。

2.按照权利要求1所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，还包括副操纵部分，被接合成把所述输入轴与所述输出轴连接，同时绕过所述扭矩传感器部分，该副操纵部分降低扭矩量，其中所述柱形罩也遮盖该副操纵部分。

3.按照权利要求2所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述副操纵部分包括连接杆，用于降低扭矩量，其一端与所述输入轴接合而另一端与所述输出轴接合；

其中，所述连接杆通过支承臂与所述输入轴和所述输出轴连接，该支承臂沿着垂直于所述输入轴和所述输出轴的轴线的方向、从相应的所述输入轴和所述输出轴之一突出。

4.按照权利要求2所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述柱形罩锁定在车身框或者车身框的一侧。

5.按照权利要求3所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述柱形罩锁定在车身框或者车身框的一侧。

6.按照权利要求2所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述扭矩传感器部分包括用于具有操纵轮的车辆的扭矩传感器。

7.按照权利要求3所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述扭矩传感器部分包括用于具有操纵轮的车辆的扭矩传感器。

8.按照权利要求4所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述扭矩传感器部分包括用于具有操纵轮的车辆的扭矩传感器。

9.按照权利要求5所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，扭矩传感器部分包括用于具有操纵轮的车辆的扭矩传感器。

10.一种带把手车辆中的动力操纵装置，包括：

操纵轴部分，具有输入轴和输出轴，每个轴被转动地支承；

扭矩传感器部分，用于把所述输入轴和所述输出轴连在一起，该扭矩传感器部分感测扭矩量；以及

动力辅助部分，与所述输出轴接合，根据由所述扭矩传感器部分感测的扭矩量，该动力辅助部分提供辅助操纵作用；

其中，所述动力操纵装置还包括副操纵部分，其被接合成把所述输入轴与所述输出轴连接，同时绕过所述扭矩传感器部分，该副操纵部分降低扭矩量。

11.按照权利要求10所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述副操纵部分包括连接杆，用于降低扭矩量，其一端与所述输入轴接合而另一端与所述输出轴接合。

12.按照权利要求11所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述连接杆通过支承臂与所述输入轴和所述输出轴连接，该支承臂沿着垂直于所述输入轴和所述输出轴的轴线的方向、从相应的所述输入轴和所述输出轴之一突出。

13.按照权利要求11所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述连接杆为至少单个连接杆。

14.按照权利要求11所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述连接杆设置成跨过扭矩传感器部分，从而相互对向。

15.按照权利要求10所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述扭矩传感器部分包括用于具有操纵轮的车辆的扭矩传感器。

16.一种带把手车辆中的动力操纵装置，包括：

操纵轴部分，具有输入轴和输出轴，每个轴被转动地支承；

扭矩传感器部分，设置在所述输入轴和所述输出轴之间，该扭矩传感器部分包括感测输入轴和感测输出轴，用于感测扭矩量；以及

动力辅助部分，与所述输出轴接合，根据由所述扭矩传感器部分感测的扭矩量，该动力辅助部分提供辅助操纵作用；

其中，所述动力操纵装置还包括扭矩降低机构部分，其与所述输入轴和所述感测输入轴接合，该扭矩降低机构部分降低作用到所述输入轴的扭矩，并且把最终降低的扭矩作用到所述感测轴。

17.按照权利要求16所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，还包括扭矩升高机构部分，其与所述感测输出轴和所述输出轴接合，该扭矩升高机构部分升高作用到感测输出轴上的扭矩，并且把最终升高的扭矩作用到所述输出轴。

18.按照权利要求16所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述扭矩降低机构部分包括：

第一齿轮，安装在所述输入轴上；

输入侧的副轴，与所述输入轴并列地设置并被转动地支承；

第二齿轮，安装在所述输入侧的副轴上，并且设置成与所述第一齿轮啮合；

第三齿轮，安装在所述输入侧的副轴上；以及

第四齿轮，安装在所述感测输入轴上，并且设置成与所述第三齿轮啮合，

其中，所述扭矩降低机构部分设置成提供齿轮比，使得所述第四齿轮相对于所述第一齿轮达到所需的速度增加。

19.按照权利要求16所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述扭矩升高机构部分包括：

第五齿轮，安装在所述感测输出轴上；

输出侧的副轴，与输出轴并列地设置并被转动地支承；

第六齿轮，安装在所述输出侧的副轴上，并且设置成与所述第五齿轮啮合；

第七齿轮，安装在所述输出侧的副轴上；

第八齿轮，安装在所述感测输出轴上，并且设置成与所述第七齿轮啮合；

其中所述扭矩升高机构部分设置成提供齿轮比，使得所述第八齿轮相对于所述第五齿轮达到所需的速度降低。

20.按照权利要求19所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述扭矩升高机构部分设置成提供与所述扭矩降低机构部分的齿轮比相反的齿轮比，使得所述扭矩升高机构部分的齿轮比被所述扭矩降低机构部分的齿轮比抵消。

21.按照权利要求16所述的带把手车辆中的动力操纵装置，其特征在于，所述扭矩传感器部分包括用于具有操纵轮的车辆的扭矩传感器。

Images