CN203111298U - 机动车辆方向盘限位机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机动车辆方向盘限位机构，旨在实现方向盘在任意位置时转向模式切换和准确限位。直线导轨固定安装在箱体上，滑块滑动联接在直线导轨上，槽口板与滑块固定联接在行程挡板两侧，行程挡板的下侧设置有长凹槽，长凹槽内设置短凹槽，拨销盘固定在主动齿轮轴上，拨销固定在拨销盘上，拨销盘与槽口板传动配合安装，挡块支撑座固定联接在箱体的底板上，限位挡块动配合安装在挡块支撑座的滑道内，弹簧安装在挡块支撑座的滑道内，从动架固定联接在限位挡块的下端，电机固定联接在挡块支撑座上，凸轮固定联接在电机的输出轴上，凸轮的外轮廓与从动架底部内表面动配合接触。本实用新型能实现方向盘在任意位置时转向模式切换和准确限位。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种限位机构，具体地说是一种机动车辆方向盘限位机构。
背景技术
转向系统的功用是操纵车辆的行驶方向，系统应能根据需要保持车辆稳定地沿直线行驶，并能根据要求灵活地改变行驶方向。对转向系统的基本要求是操纵轻便灵活、工作稳定可靠、使用经济耐久，转向性能是保证车辆安全行驶，减轻驾驶员的劳动强度，提高作业生产率的重要因素。
随着应用场合工况要求的提高和现代技术的发展，车辆各方面性能需要进一步提高，尤其是在转向系统方面，提出了转向稳定可靠、操作轻便灵活、转向功率足够大等的技术要求，而在工程车辆中原有的转向系统中存在着灵敏度不可调节、没有路感等问题。为提高车辆转向性能，科技工作者致力于研究线控转向技术。它是通过微电子技术连接并控制转向系统的各个元件来代替传统的机械或液压连接。由于取消了方向盘和转向轮之间的机械连接，完全摆脱了传统转向系统的各种限制，因此使车辆的设计、装配大为简化，而且还可以自由设计车辆转向的力传递特性和角传递特性，是车辆转向系统的重大革新。线控转向技术采用传感器记录驾驶者的转向数据，然后通过数据线将信号传递给车上的微控制单元MCU，MCU综合有关的信号做出判断，发出控制车辆转向的指令，然后MCU检测车辆转过的角度信号与给定指令比较，构成闭环反馈控制，实现稳定、安全高性能的转向动作。在一些工程车辆的线控转向系统中方向盘的转动角度范围可以根据实际工况进行调节，在高速行驶工况时，方向盘顺时针或逆时针转动范围为900°，单方向连续转动900°时，就达到车辆右全转向或左全转向的位置，在低速装载作业时，方向盘顺时针或逆时针转动范围为180°，单方向连续转动180°时，就达到车辆右全转向或左全转向的位置，当方向盘转到极限位置时需要有机械装置进行限位。现有的技术方案是方向盘带动齿轮转动，从而使与之啮合的齿条移动，通过在不同位置设置挡块来限定齿条的极限位置，来实现转向模式的切换。由于方向盘转动的角度大，故齿条的尺寸和所需的工作空间就会很大，然而驾驶室底板的空间有限，不易进行设计安装。在现有的技术方案中，方向盘必须回正到车辆可以直线行驶状态时的初始位置才能实现一种转向模式向另一种转向模式的切换，缺少了实用性和灵活性。
因此设计一种机动车辆方向盘限位机构变得非常有必要，有利于推动线控转向系统的开发、研制与应用。
发明内容
本实用新型提供的机动车辆方向盘限位机构，能够可靠地实现方向盘在任意位置时转向模式的切换，且限位准确，又能减少限位机构的长度，从而减小整个方向盘装置的体积，节省安装空间。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：双向液压泵固定安装在箱体的底部，主动齿轮轴的下端通过联轴器与双向液压泵的输入轴固定联接，主动齿轮固定安装在主动齿轮轴上，从动齿轮轴通过轴承安装在箱体上部的轴承座内，从动齿轮固定安装在从动齿轮轴上，主动齿轮与从动齿轮啮合传动安装，角位移传感器固定安装在箱体的底部，角位移传感器的输入轴通过联轴器与从动齿轮轴的下端固定联接，该装置主要包括拨销盘、直线导轨、行程挡板、槽口板、挡块支撑座、从动架、凸轮、弹簧、限位挡块、电机、滑块和拨销，所述直线导轨固定安装在箱体上，所述滑块滑动联接在直线导轨上，所述行程挡板与槽口板的背面固定联接，所述行程挡板与滑块固定联接，所述行程挡板的下侧设置有一个长凹槽，又在长凹槽的长度方向中心位置对称设置一个短凹槽，所述长凹槽的长度方向中心位置与短凹槽的长度方向中心位置重叠，所述拨销盘固定联接在主动齿轮轴上，所述拨销固定安装在拨销盘上，所述拨销盘与槽口板传动配合安装，拨销盘转动的过程中拨销可以进入槽口板的槽口内带动槽口板移动，当拨销退出槽口板的槽口时，拨销盘转动但不带动槽口板移动，拨销盘径向外端的圆柱面与槽口板的圆柱面相切合使槽口板定位保持不动，所述挡块支撑座固定联接在箱体的底板上，所述限位挡块动配合安装在挡块支撑座上端的滑道内，所述限位挡块为阶梯形状，所述弹簧为压缩弹簧，所述弹簧安装在挡块支撑座上端的滑道内，所述弹簧的下端与滑道内的环台接触、另一端与限位挡块的阶梯面接触，所述弹簧使限位挡块向上移动伸出挡块支撑座上端的滑道，所述从动架固定联接在限位挡块的下端，所述电机固定联接在挡块支撑座上，所述凸轮固定联接在电机的输出轴上，所述凸轮的外轮廓与从动架底部内表面动配合接触。
所述电机为舵机电机。O-O线是一条与主动齿轮轴轴心线垂直相交、且平行于槽口板的安装标志线，所述拨销盘上有一个拨销，安装时经过拨销轴心线的拨销盘的径向线垂直于槽口板，且拨销与槽口板分居O-O线的两侧。当方向盘处于车辆可以直线行驶状态的位置时，槽口板和行程挡板处于初始位置，此时所述行程挡板下侧短凹槽长度方向的中心位置处于限位挡块的轴心线上。所述限位挡块上端为长方体形状，下端为圆柱体形状，所述弹簧套装在限位挡块下端为圆柱体形状的部位。所述直线导轨是T型直线导轨也可以是方型直线导轨。
采用本实用新型的有益效果是，能很好地实现方向盘在任意位置时转向模式的切换，且限位准确，又能减少限位机构的长度，从而减小整个方向盘装置的体积，节省安装空间，有很好的推广应用价值。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型所述机动车辆方向盘限位机构的主视图；
图2是本实用新型所述机动车辆方向盘限位机构的左视图；
图3是图1中的A-A剖视图。
图中：箱体1主动齿轮2 拨销盘3 主动齿轮轴4 从动齿轮5 从动齿轮轴6 直线导轨7 角位移传感器8 行程挡板9 槽口板10 挡块支撑座11 从动架12 双向液压泵13 凸轮14 弹簧15 限位挡块16 电机17 滑块18 拨销19
具体实施方式
在图1、图2和图3中，双向液压泵13通过螺栓固定安装在箱体1的底部，主动齿轮轴4的下端通过联轴器与双向液压泵13的输入轴固定联接，主动齿轮2通过键固定安装在主动齿轮轴4上，从动齿轮轴6通过轴承安装在箱体1上部的轴承座内，从动齿轮5通过键固定安装在从动齿轮轴6上，主动齿轮2与从动齿轮5啮合传动安装，角位移传感器8通过螺栓固定安装在箱体1的底部，角位移传感器8的输入轴通过联轴器与从动齿轮轴6的下端固定联接，装置主要由拨销盘3、直线导轨7、行程挡板9、槽口板10、挡块支撑座11、从动架12、凸轮14、弹簧15、限位挡块16、电机17、滑块18和拨销19组成，所述直线导轨7通过螺栓固定安装在箱体1上，所述滑块18滑动联接在直线导轨7上，所述行程挡板9与槽口板10的背面通过螺栓固定联接，所述行程挡板9与滑块18通过螺栓固定联接，所述行程挡板9的下侧铣削加工出一个长凹槽，又在长凹槽的长度方向中心位置对称铣削加工出一个短凹槽，所述长凹槽的长度方向中心位置与短凹槽的长度方向中心位置重叠，所述拨销盘3通过键固定联接在主动齿轮轴4上，所述拨销19焊接在拨销盘3上，所述拨销盘3与槽口板10传动配合安装，拨销盘3转动的过程中拨销19可以进入槽口板10的槽口内带动槽口板10移动，当拨销19退出槽口板10的槽口时，拨销盘3转动但不带动槽口板10移动，拨销盘3径向外端的圆柱面与槽口板10的圆柱面相切合使槽口板10定位保持不动，所述挡块支撑座11通过螺栓固定联接在箱体1的底板上，所述限位挡块16动配合安装在挡块支撑座11上端的滑道内，所述限位挡块16为阶梯形状，所述弹簧15为压缩弹簧，所述弹簧15安装在挡块支撑座11上端的滑道内，所述弹簧15的下端与滑道内的环台接触、另一端与限位挡块16的阶梯面接触，所述弹簧15使限位挡块16向上移动伸出挡块支撑座11上端的滑道，所述从动架12通过螺栓固定联接在限位挡块16的下端，所述电机17通过螺栓固定联接在挡块支撑座11上，所述凸轮14通过键固定联接在电机17的输出轴上，所述凸轮14的外轮廓与从动架12底部内表面动配合接触。
另外，所述电机17为舵机电机。划出一条线O-O与主动齿轮轴4轴心线垂直相交、且平行于槽口板10作为安装标志线，所述拨销盘3上有一个拨销19，安装时经过拨销19轴心线的拨销盘3的径向线垂直于槽口板10，且拨销19与槽口板10分居O-O线的两侧。当方向盘处于车辆可以直线行驶状态的位置时，槽口板10和行程挡板9处于初始位置，此时所述行程挡板9下侧短凹槽长度方向的中心处于限位挡块16的轴心线上。所述限位挡块16上端为长方体形状，下端为圆柱体形状，所述弹簧15套装在限位挡块16下端为圆柱体形状的部位。所述直线导轨7是T型直线导轨也可以是方型直线导轨。
方向盘带动主动齿轮轴4上的主动齿轮2旋转，从而使与之啮合的从动齿轮5转过一定角度，由于角位移传感器8的输入轴通过联轴器与从动齿轮轴6固定联接，故角位移传感器8就可以检测到从动齿轮5的旋转角度并输出电信号，根据传动比可得到方向盘的转动角度。车辆的其它执行机构根据此角度信号完成车辆的转向，双向液压泵13通过与其它控制元件的配合为驾驶员提供路感。当车辆转向需要切换到高速行驶模式时，电机17带动凸轮14转动，使得凸轮14的最高点作用到从动架12底部内表面上，从而使限位挡块16向下移动克服弹簧力退回到行程挡板9上的长凹槽内，限制行程挡板9在长凹槽的范围内移动，实现模式切换，当方向盘处于车辆可以直线行驶状态的位置时，方向盘可以在顺时针或逆时针900°范围内转动，单方向连续转动900°时，达到车辆右全转向或左全转向位置，方向盘转动过程中使得与主动齿轮轴4固定联接的拨销盘3转过相应角度，带动与槽口板10通过螺栓固定联接的行程挡板9间歇移动到极限位置，限位挡块16与行程挡板9上的长凹槽的一个侧壁面接触，限制行程挡板9继续移动，方向盘亦不能继续向前转动，但可以反方向回转，此时方向盘的灵敏度较低以保证高速转场行驶过程的安全性。当车辆转向需要切换到装载作业模式时，电机17带动凸轮14转动，使得凸轮14的最低点作用到从动架12底部内表面上，若此时限位挡块16在行程挡板9的短凹槽范围内时，在弹簧15的作用下限位挡块16伸出，直接进入短凹槽，实现模式切换；若此时限位挡块16不在行程挡板9的短凹槽范围内，弹簧15使得限位挡块16压在长凹槽的顶部，当在方向盘的作用下行程挡板9的短凹槽到达限位挡块16所在位置时，弹簧15将限位挡块16弹入短凹槽，实现模式切换，此时，方向盘可以在顺时针或逆时针180°范围内转动，单方向连续转动180°时，达到车辆右全转向或左全转向位置，方向盘转动过程中使得与主动齿轮轴4固定联接的拨销盘3转过相应角度，带动与槽口板10通过螺栓固定联接的行程挡板9间歇移动到极限位置，限位挡块16与行程挡板9上的短凹槽的一个侧壁面接触，限制行程挡板9继续移动，方向盘亦不能继续向前转动，但可以反方向回转，此时方向盘的灵敏度较高，可以降低装载过程中频繁转向的作业强度，提高作业效率。
在方向盘连续旋转的过程中，行程挡板9是间歇运动的，所以只需要较小长度的行程挡板9即可完成限位工作，减小了长度尺寸，从而减小整个方向盘装置的体积，节省安装空间，同时实现方向盘在任意位置时转向模式切换和准确限位的目的。
Claims (7)
1.一种机动车辆方向盘限位机构，双向液压泵(13)固定安装在箱体(1)的底部，主动齿轮轴(4)的下端通过联轴器与双向液压泵(13)的输入轴固定联接，主动齿轮(2)固定安装在主动齿轮轴(4)上，从动齿轮轴(6)通过轴承安装在箱体(1)上部的轴承座内，从动齿轮(5)固定安装在从动齿轮轴(6)上，主动齿轮(2)与从动齿轮(5)啮合传动安装，角位移传感器(8)固定安装在箱体(1)的底部，角位移传感器(8)的输入轴通过联轴器与从动齿轮轴(6)的下端固定联接，其特征是，主要由拨销盘(3)、直线导轨(7)、行程挡板(9)、槽口板(10)、挡块支撑座(11)、从动架(12)、凸轮(14)、弹簧(15)、限位挡块(16)、电机(17)、滑块(18)和拨销(19)组成，所述直线导轨(7)固定安装在箱体(1)上，所述滑块(18)滑动联接在直线导轨(7)上，所述行程挡板(9)与槽口板(10)的背面固定联接，所述行程挡板(9)与滑块(18)固定联接，所述行程挡板(9)的下侧设置有一个长凹槽，又在长凹槽的长度方向中心位置对称设置一个短凹槽，所述长凹槽的长度方向中心位置与短凹槽的长度方向中心位置重叠，所述拨销盘(3)固定联接在主动齿轮轴(4)上，所述拨销(19)固定安装在拨销盘(3)上，所述拨销盘(3)与槽口板(10)传动配合安装，拨销盘(3)转动的过程中拨销(19)可以进入槽口板(10)的槽口内带动槽口板(10)移动，当拨销(19)退出槽口板(10)的槽口时，拨销盘(3)转动但不带动槽口板(10)移动，拨销盘(3)径向外端的圆柱面与槽口板(10)的圆柱面相切合使槽口板(10)定位保持不动，所述挡块支撑座(11)固定联接在箱体(1)的底板上，所述限位挡块(16)动配合安装在挡块支撑座(11)上端的滑道内，所述限位挡块(16)为阶梯形状，所述弹簧(15)为压缩弹簧，所述弹簧(15)安装在挡块支撑座(11)上端的滑道内，所述弹簧(15)的下端与滑道内的环台接触、另一端与限位挡块(16)的阶梯面接触，所述弹簧(15)使限位挡块(16)向上移动伸出挡块支撑座(11)上端的滑道，所述从动架(12)固定联接在限位挡块(16)的下端，所述电机(17)固定联接在挡块支撑座(11)上，所述凸轮(14)固定联接在电机(17)的输出轴上，所述凸轮(14)的外轮廓与从动架(12)底部内表面动配合接触。
2.根据权利要求1所述的机动车辆方向盘限位机构，其特征是：所述电机(17)为舵机电机。
3.根据权利要求1所述的机动车辆方向盘限位机构，其特征是：O-O线是一条与主动齿轮轴(4)轴心线垂直相交、且平行于槽口板(10)的安装标志线，所述拨销盘(3)上设置有一个拨销(19)，安装时经过拨销(19)轴心线的拨销盘(3)的径向线垂直于槽口板(10)，且拨销(19)与槽口板(10)分居O-O线的两侧。
4.根据权利要求1所述的机动车辆方向盘限位机构，其特征是：当方向盘处于车辆可以直线行驶状态的位置时，槽口板(10)和行程挡板(9)处于初始位置，此时所述行程挡板(9)下侧短凹槽长度方向的中心位置处于限位挡块(16)的轴心线上。
5.根据权利要求1所述的机动车辆方向盘限位机构，其特征是：所述限位挡块(16)上端为长方体形状，下端为圆柱体形状，所述弹簧(15)套装在限位挡块(16)下端为圆柱体形状的部位。
6.根据权利要求1所述的机动车辆方向盘限位机构，其特征是：所述直线导轨(7)为T型直线导轨。
7.根据权利要求1所述的机动车辆方向盘限位机构，其特征是：所述直线导轨(7)为方型直线导轨。
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