CN202368637U - 一种自动转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车的转向设备领域，特别涉及一种自动转向机构。本实用新型的自动转向机构，应用于汽车，包括控制器、步进电机和霍尔传感器，所述控制器与所述步进电机连接，所述步进电机与汽车的转向轴连接，所述霍尔传感器分别与所述控制器和汽车的转向轴连接。与现有技术相比，本实用新型有以下优点：1、本实用新型采用低转速大扭矩的步进电机实现转向，能兼容自动模式与手动模式，无需切换，结构简单，安装使用方便，且可以降低成本；2、本实用新型采用霍尔传感器进行测量，结构简单，与步进电机互为一体，与转向角度传感器相比大大降低了成本；3、本实用新型的自动转向机构可用于所有具有转向轴的车辆，通用性强。

Description

一种自动转向机构

技术领域

本实用新型涉及汽车的转向设备领域，特别涉及一种能方便改装并安装于一般车辆上的自动转向机构。

背景技术

目前，在自动驾驶系统方面，都需要用到自动转向机构，该执行机构大都为电机带动转向杆完成转向动作，同时通过传感器实现转向角的检测，从而实现反馈控制，以提高转向精度。自动驾驶系统可实现两种驾驶模式，即自动模式和手动模式，并且要求能够切换。但是，现有的自动转向机构存在以下缺陷：

1、现有的自动转向机构大都通过离合器实现，结构复杂，安装不便；

2、转向角的检测大都是通过转向角度传感器进行测量，该传感器价格较为昂贵；

3、现有的自动转向机构只针对特定车辆进行特别设计和制造，通用性不强。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种自动转向机构，以解决现有技术中自动转向机构大都通过离合器实现，结构复杂，成本较高，安装不便的技术性问题。

本实用新型目的通过以下技术方案实现：

一种自动转向机构，应用于汽车，包括控制器、步进电机和霍尔传感器，所述控制器与所述步进电机连接，所述步进电机与汽车的转向轴连接，所述霍尔传感器分别与所述控制器和汽车的转向轴连接。

进一步地，所述步进电机包括驱动器和电机，所述驱动器分别与所述控制器和所述电机连接，所述电机和所述转向轴连接。

进一步地，所述电机与所述转向轴通过齿轮组连接，所述齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定在所述电机上，所述第二齿轮固定在所述转向轴上，所述第一齿轮和所述第二齿轮咬合。

进一步地，所述霍尔传感器设置在一转盘上，所述转盘设置在一带动轮上，所述带动轮通过传动皮带与固设在所述转向轴上的传动轮连接。

进一步地，所述转盘的一圈为360°，按照每个区域45°，将所述转盘均分为8个区域，在所述8个区域内各设置一个霍尔传感器。

与现有技术相比，本实用新型有以下优点：

1、本实用新型采用低转速大扭矩的步进电机实现转向，能在自动模式与手动模式下使用，无需切换，结构简单，安装使用方便，且可以降低成本；

2、本实用新型采用霍尔传感器进行测量，结构简单，与步进电机互为一体，与转向角度传感器相比大大降低了成本；

3、本实用新型的自动转向机构可用于所有具有转向轴的车辆，通用性强。

附图说明

图1为本实用新型的原理图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为本实用新型的霍尔传感器与带动轮的装配图。

具体实施方式

以下结合附图，详细说明本实用新型。

请参阅图1，本实用新型的自动转向机构，应用于汽车，包括控制器1、步进电机2和霍尔传感器5，控制器1与步进电机2连接，步进电机2与汽车的转向轴3连接，霍尔传感器5分别与控制器1和汽车的转向轴3连接。

进一步地，步进电机2包括驱动器和电机，驱动器分别与控制器1和电机连接，电机和转向轴3连接。

进一步地，电机与转向轴通过齿轮组连接，齿轮组包括第一齿轮23和第二齿轮24，第一齿轮23固定在电机上，第二齿轮24固定在转向轴3上，第一齿轮23和第二齿轮24咬合，如图2。

进一步地，霍尔传感器5设置在一转盘52上，转盘52设置在一带动轮51上，带动轮51通过传动皮带55与固设在转向轴3上的传动轮54连接，如图3、4。

进一步地，转盘52的一圈为360°，按照每个区域45°，将转盘52均分为8个区域，在8个区域内各设置一个霍尔传感器5，每个霍尔传感器都设有特定ID，因此，测量霍尔传感器信号可以得到转向机构的实时角度。

本实用新型的自动转向机构实现自动转向的过程分为两步，分别为转向角初始化过程和自动转向执行过程。

转向角初始化过程：

    在上电之初，自动转向机构需要一个初始化过程，完成车轮角度的定位，转向轴3转动通过传动轮54和传动皮带55带动带动轮51转动，传动轮54与带动轮51的变比为1:4，即转向轴旋转3.5圈时带动轮旋转一圈，按此分析可知，初始化过程中，转向轴最多旋转半圈就可获得一个霍尔传感器反馈信号，即可测得车轮的角度从而完成初始化。

转向执行过程：

初始化完成之后，控制器1接收到转向指令后，通过驱动器控制电机按照指令转动特定角度，电机通过第一齿轮23和第二齿轮24带动转向轴转动，转向轴通过齿条、转向臂等机构将转向动力传到车轮4上，实现车轮4的转动。带动轮上安装有8个霍尔传感器，转动一圈可以产生8个脉冲信号。控制器对该脉冲信号进行插值运算后，可以得到高精度的转向轴的转动角度，进而计算出车轮的实际转动角度，完成闭环控制，实现自动转向功能。

本实用新型采用低转速大扭矩的步进电机实现转向，能兼容自动模式与手动模式，无需切换，结构简单，安装使用方便，且可以降低成本；并且，本实用新型采用霍尔传感器进行测量，结构简单，与步进电机互为一体，与转向角度传感器相比大大降低了成本；此外，本实用新型的自动转向机构可用于所有具有转向轴的车辆，通用性强。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种自动转向机构，应用于汽车，其特征在于，包括控制器、步进电机和霍尔传感器，所述控制器与所述步进电机连接，所述步进电机与汽车的转向轴连接，所述霍尔传感器分别与所述控制器和汽车的转向轴连接。

2.如权利要求1所述的一种自动转向机构，其特征在于，所述步进电机包括驱动器和电机，所述驱动器分别与所述控制器和所述电机连接，所述电机和所述转向轴连接。

3.如权利要求2所述的一种自动转向机构，其特征在于，所述电机与所述转向轴通过齿轮组连接，所述齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定在所述电机上，所述第二齿轮固定在所述转向轴上，所述第一齿轮和所述第二齿轮咬合。

4.如权利要求1所述的一种自动转向机构，其特征在于，所述霍尔传感器设置在一转盘上，所述转盘设置在一带动轮上，所述带动轮通过传动皮带与固设在所述转向轴上的传动轮连接。

5.如权利要求4所述的一种自动转向机构，其特征在于，所述转盘的一圈为360°，按照每个区域45°，将所述转盘均分为8个区域，在所述8个区域内各设置一个霍尔传感器。

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