CN216580696U - 一种可手自切换的转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可手自切换的转向机构，包括：定向轮组件；电动机；同步带轮组，同步带轮组的输入端与电动机的输出端驱动连接；锥齿轮组；电磁离合器，其包括与同步带轮组的输出端传动连接的转子和与锥齿轮组的输入端传动连接的定子，转子和定子受电磁吸力而连接；转向轴，竖立设置在定向轮组件的上方；转向轴的轴向的一端穿设在锥齿轮组的输出端所对应的齿轮上，转向轴的轴向的另一端用于与定向轮组件驱动连接；方向盘，位于转向轴的上方，方向盘与转向轴驱动连接。通过所述电磁离合器的分离和连接，该可手自切换的转向机构可在电动驱动和人工手动驱动两种工作方式中进行切换。

Description

一种可手自切换的转向机构

技术领域

本实用新型涉及转向机构领域，尤其涉及一种可手自切换的转向机构。

背景技术

转向机构通常安装在车辆上，用于调整车辆的行驶方向。传统的转向机构通常是应用在驾驶型车辆上，以人力驱动为主，有的具有电动或液压助力机构。

转向机构是自动导航行驶设备中必不可少的部件，自动导航行驶设备现主要应用于制造、物流等行业，主要用于物料转运作业，因各种技术及安全制约，在全自动行驶的情况下，速度很难超过60m/min，因此自动导航行驶设备很难应对任务量波动较大的应用场景。自动导航行驶设备在任务量波动较大的场景下通常采取解除自动驾驶，改为人工驾驶，从而使自动导航行驶设备的速度可提升至120m/min以上，但是，该类型的自动导航行驶设备通常包括需要同时安装电动转向机构和手动转向机构，这将导致自动导航行驶设备的结构较为复杂。

因此，现有技术存在缺陷，有待改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可手自切换的转向机构，旨在解决现有技术中转向机构的功能较为单一的问题。

本实用新型解决技术问题所采用的一技术方案如下：

一种可手自切换的转向机构，包括：

定向轮组件；

电动机，设置在所述定向轮组件的上方；

同步带轮组，所述同步带轮组的输入端与所述电动机的输出端驱动连接；

锥齿轮组，设置在所述电动机的周侧；

电磁离合器，位于所述锥齿轮组和所述同步带轮组之间；所述电磁离合器包括与所述同步带轮组的输出端传动连接的转子和与所述锥齿轮组的输入端传动连接的定子，所述转子和所述定子受电磁吸力而连接；

转向轴，竖立设置在所述定向轮组件的上方；所述转向轴的轴向的一端穿设在所述锥齿轮组的输出端所对应的齿轮上，所述转向轴的轴向的另一端用于与所述定向轮组件驱动连接；

方向盘，位于所述转向轴的上方，所述方向盘与所述转向轴驱动连接。

进一步的，所述同步带轮组包括与所述电动机的输出端驱动连接的第一带轮、设置在所述第一带轮的径向一侧的第二带轮和套设在所述第一带轮和所述第二带轮上的同步带。

进一步的，所述可手自切换的转向机构还包括张紧轮、底板和侧板和第一紧固件；

所述张紧轮设置在所述第一带轮和所述第二带轮之间；

所述底板位于所述张紧轮轴向的一侧，所述张紧轮与所述底板转动连接；

所述侧板设置在所述底板背离所述张紧轮的一侧；所述侧板朝向所述底板的侧面开设有腰形孔，所述腰形孔沿竖直方向设置；

所述第一紧固件设置在所述侧板背离所述底板的一侧，所述第一紧固件穿过所述腰形孔并穿入所述底板内。

进一步的，所述锥齿轮组包括与所述第二带轮驱动连接的第一锥齿轮和与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮；所述第二锥齿轮的轴线竖直设置。

进一步的，所述可手自切换的转向机构还包括控制部和限位模块；

所述控制部与所述电动机电连接；

所述限位模块包括套设在所述转向轴上的凸轮和设置在所述凸轮外侧的限位件；所述凸轮和所述转向轴连接；所述限位件与所述控制部电连接，当所述转向轴的转动的角度超过阈值时，所述凸轮挤压所述限位件，从而导致所述限位件被触发。

进一步的，所述限位件包括限位体、压缩体和滚轮；

所述限位体固定设置；所述限位体与所述控制部电连接；

所述压缩体位于所述限位体朝向所述凸轮的一侧，所述压缩体沿所述转向轴的径向设置；所述压缩体与所述限位体连接，从而向所述限位体传递压缩量；

所述滚轮位于所述压缩体朝向所述凸轮的一侧，所述滚轮与所述压缩体转动连接，且所述滚轮的轴线与所述转向轴的轴线平行；当所述凸轮的边缘接触到所述滚轮时，所述滚轮转动。

进一步的，所述凸轮的周侧的边缘包括第一轮廓、第二轮廓和第三轮廓；所述第二轮廓位于所述第一轮廓和所述第三轮廓之间，所述第二轮廓的两端分别与所述第一轮廓以及所述第三轮廓连接；

所述第一轮廓的直径恒定为第一距离；当所述定向轮组件直线行驶时，所述滚轮位于所述第一轮廓的外侧；

所述第二轮廓的直径由第一距离逐渐增大至第二距离；当所述定向轮组件转动时，所述滚轮的位置由所述第一轮廓的外侧逐渐变为所述第二轮廓的外侧；

当所述定向轮组件转动的角度达到阈值时，所述滚轮位于所述第一轮廓和所述第二轮廓的连接点处，且所述滚轮与所述凸轮接触，从而触发所述限位件；

所述第三轮廓的直径恒定为第二距离。

进一步的，所述可手自切换的转向机构还包括在所述转向轴外固定设置的凸起和随所述转向轴一起转动的挡块；所述凸起和所述挡块在垂直于高度方向的水平面内部分或完全重叠；所述挡块可拆卸地安装在所述转向轴的外侧。

进一步的，所述凸轮上开设有多个安装孔，多个所述安装孔环绕所述转向轴设置；

所述可手自切换的转向机构还包括第二紧固件，所述第二紧固件贯穿所述挡块并穿设在所述安装孔内，从而将所述挡块安装在所述凸轮上。

进一步的，所述挡块设有两个，两个所述挡块分别设置在所述定向轮组件的两侧。

由上述技术方案可知，本实用新型至少具有如下优点和积极效果：

本实用新型中，所述同步带轮组的输入端与所述电动机的输出端驱动连接，使得所述发动机输出的转矩传递到所述同步带轮组上。所述电磁离合器的转子与所述同步带轮组的输出端传动连接，使得所述转子能随所述同步带轮组的输出端一起转动。所述电磁离合器的定子与所述锥齿轮组的输入端传动连接，由于所述转向轴的轴向的一端穿设在所述锥齿轮组的输出端所对应的齿轮上，所述转向轴的轴向的另一端用于与所述定向轮组件驱动连接，因此，当所述转子和所述定子连接时，所述电动机传递到所述同步带轮组的转矩可通过所述电磁离合器传递到所述锥齿轮上，所述锥齿轮组驱动所述转向轴转动，进而驱动所述定向轮组件转动。又由于所述转向轴的顶端还连接有方向盘，因此，当所述电磁离合器的定子和转子分离后，可人工转动方向盘以驱动定向轮组件转动。该可手自切换的转向机构相对于现有技术中的转向机构具有电动驱动和人工手动驱动两种工作方式，且可快速在电动驱动和人工手动驱动两种模式中切换。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中可手自切换的转向机构的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例中可手自切换的转向机构的俯视图。

图3是本实用新型一实施例中可手自切换的转向机构的侧视图。

图4是本实用新型一实施例中可手自切换的转向机构的限位件的结构示意图。

图5是本实用新型一实施例中可手自切换的转向机构的凸轮的结构示意图。

图6是本实用新型一实施例中可手自切换的转向机构的剖视图。

附图标记说明：

100、可手自切换的转向机构；

1、电动机；2、同步带轮组；21、第一带轮；22、第二带轮；3、电磁离合器；31、转子；32、定子；4、锥齿轮组；41、第一锥齿轮；42、第二锥齿轮；51、转向轴；52、轴套；53、轴承；54、凸起；55、挡块；56、侧板；561、腰形孔；57、张紧轮；58、底板；59、螺栓；61、限位件；611、限位体；612、压缩体；613、滚珠；62、凸轮；621、第一轮廓；622、第二轮廓；623、第三轮廓；624、安装孔；63、安装座；64、固定板；65、第二紧固件；7、定向轮组件；71、肋板；72、连接板；73、轮子；81、磁导航模块；82、支架。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1、图2和图6，在本实用新型的一个实施例中，提供了一种可手自切换的转向机构100，该可手自切换的转向机构100包括竖立设置的转向轴51、位于所述转向轴51的顶端的一侧的电动机1、设置在所述转向轴51下方的定向轮组件7、设置在所述电动机1一侧的同步带轮组2、设置在所述电动机1周侧的锥齿轮组4、设置在所述同步带轮组2和所述锥齿轮组4之间的电磁离合器3以及设置在所述转向轴51上方的方向盘。

所述转向轴51大致呈圆柱状。所述转向轴51用于传递扭矩。所述电动机1为该可手自切换的转向机构100的一种动力源，在本实施例中，该电动机1为伺服电动机1。所述电磁离合器3包括可分离的转子31和定子32，所述电磁离合器3通电后可产生电磁力，从而所述转子31和所述定子32受电磁吸力而连接，所述转子31和所述定子32吸合后通过齿牙啮合或摩擦片连接，从而所述转子31和所述定子32一起转动，以传递扭矩。所述转子31和所述定子32优先采用齿牙啮合，采用齿牙啮合可避免打滑，可避免车辆在自动行驶时出现累积误差，可保证自动行驶过程的转向精度。

当所述电磁离合器3的电源切断后，电磁力消失，所述转子31通过复位弹簧(图未示)和所述定子32分开，与所述锥齿轮组4的输入端连接的定子32停止转动。所述电磁离合器3的具体结构和工作原理可参照相关技术，本文不再详细描述。所述同步带轮组2的输入端与所述电动机1的输出端驱动连接，使得所述发动机输出的转矩传递到所述同步带轮组2上。所述电磁离合器3的转子31与所述同步带轮组2的输出端传动连接，使得所述转子31能随所述同步带轮组2的输出端一起转动。所述电磁离合器3的定子32与所述锥齿轮组4的输入端传动连接，由于所述转向轴51的轴向的一端穿设在所述锥齿轮组4的输出端所对应的齿轮上，所述转向轴51的轴向的另一端用于与所述定向轮组件7驱动连接，因此，当所述转子31和所述定子32连接时，所述电动机1传递到所述同步带轮组2的转矩可通过所述电磁离合器3传递到所述锥齿轮上，所述锥齿轮组4驱动所述转向轴51转动，进而驱动所述定向轮组件7转动。又由于所述转向轴51的顶端还设置有方向盘(图未示)，因此，当所述电磁离合器3的定子32和转子31分离后，可人工转动方向盘以驱动定向轮组件7转动。该可手自切换的转向机构100相对于现有技术中的转向机构具有电动驱动和人工手动驱动两种工作方式，且可快速在电动驱动和人工手动驱动两种模式中切换。

所述方向盘与所述转向轴51的驱动连接可通过万向节(图未示)来实现，即所述转向轴51的顶端与万向节连接，所述万向节再与所述方向盘连接，以实现通过转动所述方向盘来驱动所述转向轴51转动，进而驱动所述定向轮组件7转动。该万向节为可伸缩精密万向节，该种类的万向节由三部分组成，位于中间的部分与位于两端的部分铰接，每部分最大转动角度为30度，可实现方向盘轴心与转向轴51不同轴线或非平行布置。并且，采用可伸缩精密万向节可连接更大的轴间距，且可降低轴向的冲击，使得传动过程更加平稳。

具体地，请参阅图2，作为本实施例的一种具体实现方式，所述同步带轮组2包括与所述电动机1的输出端驱动连接的第一带轮21、设置在所述第一带轮21的径向一侧的第二带轮22和套设在所述第一带轮21和所述第二带轮22上的同步带(图未示)。所述第一带轮21为所述同步带轮组2的输入端，所述第二带轮22为所述同步带轮组2的输出端。所述第一带轮21的直径小于所述第二带轮22的直径，即所述同步带轮组2可起减速作用，可精确调整所述电动机1的输出速度。

所述同步带、所述第一带轮21以及所述第二带轮22上均设有齿，且所述同步带上的齿与所述第一带轮21上的齿以及所述第二带轮22上的齿啮合。所述第一带轮21安装在所述电动机1的输出轴上，随所述电动机1的输出轴转动。所述第一带轮21转动的同时带动所述同步带转动，所述同步带转动带动所述第二带轮22转动，可实现通过所述同步带轮组2输出所述电动机1输出的扭矩。同步带轮组2传动时，传动比准确，无滑动，可提高转向精度。并且，同步带轮组2具有缓冲、减震能力，使得该可手自切换的转向机构100可稳定运行。

具体地，请参阅图2和图3，作为本实施例的一种具体实现方式，所述可手自切换的转向机构100还包括张紧轮57、底板58和侧板56。所述张紧轮57设置在所述第一带轮21和所述第二带轮22之间。所述底板58位于所述张紧轮57轴向的一侧，所述底板58与所述张紧轮57连接，具体地，所述张紧轮57通过转轴可转动地安装在所述底板58朝向所述电动机1的一侧。所述底板58背离所述张紧轮57的一侧凸设有第一紧固件。在本实施例中，所述第一紧固件为螺栓59，但是，所述第一紧固件并不局限于螺栓59，示例性的，所述第一紧固件还可以为螺钉或铆钉。

所述侧板56设置在所述底板58背离所述张紧轮57的一侧。所述侧板56朝向所述底板58的侧面开设有腰形孔561，所述腰形孔561沿竖直方向设置，所述腰形孔561为通孔。所述紧固件穿过所述腰形孔561并穿入所述底板58内。由于紧固件可拆卸且所述腰形孔561沿竖直方向设置，因此，当需要调整所述张紧轮57的高度时，可先拆卸第一紧固件，再调整到合适的高度安装。设置所述张紧轮57可使得所述同步带张紧，可防止同步带轮组2因所述同步带松弛导致传动比发生变化。并且，所述张紧轮57具有不同的安装高度，通过调整所述张紧轮57的位置，可使所述同步带在所述张紧轮57的作用下一直处于张紧状态。

具体地，请参阅图2，作为本实施例的一种具体实现方式，述锥齿轮组4包括与所述第二带轮22驱动连接的第一锥齿轮41和与所述第一锥齿轮41啮合的第二锥齿轮42。所述第一锥齿轮41为所述锥齿轮组4的输入端，所述第一锥齿轮41与所述第二带轮22平行设置。所述第二锥齿轮42为所述锥齿轮组4的输入端，所述第二锥齿轮42的轴线竖直设置。所述第二锥齿轮42与所述转向轴51驱动连接，以通过所述转向轴51的转向改变所述定向轮组件7的旋转角度。所述第二锥齿轮42的齿数多于所述第一锥齿轮41的齿数，即所述锥齿轮组4可起减速作用，所述同步带轮组2的一次减速配合所述锥齿轮组4的二次减速，可精准的调整所述的转向角度，使得所述可手自切换的转向机构100具有较高的转向精准度。

所述第一锥齿轮41和所述第二锥齿轮42均为斜齿锥齿轮，斜齿锥齿轮啮合性能好、传动平稳，可使该可手自切换的转向机构100具有运行平稳的优点。

具体地，请参阅图1，作为本实施例的一种具体实现方式，所述可手自切换的转向机构100还包括控制部(图未示)和限位模块。所述控制部与所述电动机1电连接，从而控制所述电动机1输出的转矩的大小和方向，从而驱动所述定向轮组件7转向。在本实施例中，所述控制部为可编程逻辑控制器，但是所述控制部并不局限于可编程逻辑控制器，示例性地，所述控制部还可以为单片机。所述限位模块包括套设在所述转向轴51上的凸轮62和设置在所述凸轮62外侧的限位件61。所述凸轮62大致呈盘状，所述凸轮62的轴线与所述转向轴51的轴线重合，所述凸轮62和所述转向轴51连接，使得所述凸轮62可随所述转向轴51转动。当所述转向轴51的转动的角度超过阈值时，所述凸轮62挤压所述限位件61，从而导致所述限位件61被触发，阈值指的是预设的最大转向角度，该角度由人工设定。又由于所述限位件61与所述控制部电连接，当所述限位件61被触发后，所述控制部改变所述电动机1的输出，可使所述转向轴51往回转动，可避免转向角度过大。现对于现有技术中的转向机构，可避免出现转向角度过大的问题。

具体地，请参阅图4，作为本实施例的一种具体实现方式，所述限位件61为滚珠613柱塞型限位开关，所述限位件61包括限位体611、压缩体612和滚轮。所述限位体611大致呈块状，所述限位体611固定设置，所述限位体611与所述控制部电连接，以向所述控制部传输电信号。所述压缩体612位于所述限位体611朝向所述凸轮62的一侧，所述压缩体612沿所述转向轴51的径向设置，即所述压缩体612受到来自所述转向轴51径向的压力后，所述压缩体612可被压缩。所述压缩体612与所述限位体611连接，从而向所述限位体611传递压缩量。所述滚轮位于所述压缩体612朝向所述凸轮62的一侧，所述滚轮与所述压缩体612转动连接，且所述滚轮的轴线与所述转向轴51的轴线平行，因此当所述滚轮与所述凸轮62的侧面接触时，所述滚轮能够沿自身的轴线转动。

由于所述凸轮62随所述转向轴51一起转动，因此当所述转向轴51转动的角度超过阈值时，所述凸轮62挤压所述压缩体612，从而可触发所述限位件61，同时所述限位件61向所述控制部传递电信号，所述控制部改变所述电动机1的输出方向，形成一个闭环反馈系统，从而避免该可手自切换的转向机构100转向时的转向角度过大。

具体地，请参阅图5，作为本实施例的一种具体实现方式，所述凸轮62的周侧的边缘包括第一轮廓621、第二轮廓622和第三轮廓623，所述第二轮廓622位于所述第一轮廓621和所述第三轮廓623之间，所述第二轮廓622的两端分别与所述第一轮廓621以及所述第三轮廓623连接。

所述第一轮廓621为图5中的ab段，所述第一轮廓621的直径恒定为第一距离L1。当所述定向轮组件7直线行驶时，即所述转向轴51不转动时，所述滚轮位于所述第一轮廓621的外侧。此时所述滚轮与所述凸轮62的边缘呈间隔状态或所述滚轮与所述凸轮62的边缘处于接触但没有力的作用的状态。在本实施例中，所述滚轮与所述凸轮62的边缘处于接触但没有力的作用的状态，可避免所述压缩体612长期受到挤压导致损坏。

所述第二轮廓622为图5中的bc段，所述第二轮廓622的直径由第一距离L1逐渐增大至第二距离L2。当所述定向轮组件7转动时，所述滚轮的位置由所述第一轮廓621的外侧逐渐变为所述第二轮廓622的外侧，即所述凸轮62相对所述滚轮逐渐转动至bc段。

所述第三轮廓623为图5中的cd段，所述第三轮廓623的直径恒定为第二距离L2。当所述定向轮组件7转动的角度达到阈值时，所述滚轮位于所述第一轮廓621和所述第二轮廓622的连接点处，即所述第二轮廓622和所述第三轮廓623的连接点为预设的最大转向角度。当所述凸轮62的第二轮廓622刚转动至所述第一轮廓621与所述第二轮廓622的连接点处时，所述滚轮与所述凸轮62之间具有相互作用力，但此时所述限位件61没有被触发，当所述凸轮62转动至所述第二轮廓622和所述第三轮廓623的连接处时，所述限位件61被触发，此时所述控制部开始调整所述电动机1的输出，从而避免转动角度过大。

在本实施例中，所述限位件61设有两个，两个限位件61沿所述转向轴51的轴线对称分布，对应地，所述凸轮62的边缘沿两个所述限位件61的连线的中垂线对称分成左右两块，左右两块的边缘均设有所述第一轮廓621、所述第二轮廓622和所述第三轮廓623，且左右两块凸轮62上的所述第一轮廓621、所述第二轮廓622和所述第三轮廓623均沿两个所述限位件61的连线的中垂线对称分布，使得所述转向轴51沿顺时针或逆时针转动时都有限位功能。

所述第一轮廓621和所述第二轮廓622的连接处光滑过渡，可避免所述滚轮由与所述第一轮廓621接触变成与所述第二轮廓622接触时遭受冲击，可使转向过程更加平稳。

请参阅图5，所述滚轮与所述定向轮组件7之间的夹角为γ，所述第一轮廓621对应的弧段的夹角为α，所述第二轮廓622对应的弧段的夹角为β。γ小于α，使得所述定向轮组件7沿指向行驶时，所述滚轮位于所述第一轮廓621的外侧。通常45°≤α+β－γ≤90°，即所述转向轴51的转向角度的阈值大致为45°至90°。但所述转向轴51的转向角度并不局限于45°至90°。在一个具体的实施例中，γ＝45°，α＝90°，β＝45°。

所述压缩体612的最大压缩量大于所述滚轮在所述第一轮廓621和所述第二轮廓622的连接点处时所述压缩体612的压缩量，因此，当所述限位件61失效时，即使所述转向轴51转动的角度超过阈值时，所述限位件61不被压缩损坏，可延长所述限位件61的使用寿命。

具体地，请参阅图1和图5，作为本实施例的一种具体实现方式，所述可手自切换的转向机构100还包括在所述转向轴51外固定设置的凸起54和随所述转向轴51一起转动的挡块55；所述挡块55大致呈块状，所述凸起54大致呈块状。所述凸起54和所述挡块55在垂直于高度方向的水平面内部分或完全重叠，即所述凸起54和所述挡块55的一部分或全部位于同一高度。在本实施例中，所述凸起54和所述挡块55的一部分位于同一高度，因此，当所述挡块55随所述转向轴51一起转动到所述凸起54处时，所述挡块55会撞击到所述凸起54上，从而阻止发生所述转向轴51因持续转动造成转向角过大的问题。由于所述凸起54和所述挡块55的一部分或全部位于同一高度，因此所述凸起54和所述挡块55的接触为面接触，相对于现有技术中挡块55的撞击面为点接触或线接触，面接触具有较大的承载力。所述挡块55可拆卸地安装在所述转向轴51的外侧，即所述挡块55可安装在不同的位置，因此，当需要较大的转向角时，可调整所述挡块55至与定向轮组件7偏转角度较大处，当需要较小的转向角时，可调整所述挡块55至与定向轮组件7偏转角度较小处。因此，该可手自切换的转向机构100的限位角度可调，可增加该可手自切换的转向机构100的使用范围。相对于现有技术中的转向机构的限位角度恒定，该可手自切换的转向机构100的使用范围更广。

所述挡块55可拆卸地安装使得所述挡块55的限位角度可调。所述挡块55的可拆卸可通过限位槽卡设所述挡块55实现或通过螺栓59固定所述挡块55实现。所述挡块55和所述凸起54形成的限位角度大于所述限位模块的限位角度，当所述限位件61失灵后，所述所述挡块55和所述凸起54可进一步保证所述定向轮组件7转动的角度不超过阈值。

具体地，请参阅图5，作为本实施例的一种具体实现方式，所述凸轮62上开设有安装孔624，所述第二紧固件65贯穿所述挡块55并穿设在所述安装孔624内，从而将所述挡块55安装在所述凸轮62上。所述安装孔624设有多个，多个所述安装孔624环绕所述转向轴51设置，使得所述挡块55具有多个安装位置，通过调整所述挡块55的安装位置，可实现调整可手自切换的转向机构100的限位角度。当需要较大的转向角时，可调整所述挡块55至与所述凸起54的夹角较大处，当需要较小的转向角时，可调整所述挡块55至与所述凸起54的夹角较小处。

具体地，请参阅图5，作为本实施例的一种具体实现方式，所述第二紧固件65和所述安装孔624通过螺纹连接，即所述安装孔624的孔壁设有内螺纹，所述第二紧固件65的外侧设有外螺纹，且所述安装孔624的内螺纹和所述第二紧固件65上的外螺纹相适配，当所述第二紧固件65拧入到所述安装孔624内时，所述第二紧固件65与所述安装孔624螺纹连接。

在本实施例中，所述第二紧固件65为螺栓59，螺栓59具有较高的连接强度且便于拆卸。但是，所述第二紧固件65并不局限于螺栓59，例如，所述第二紧固件65还可以为螺钉或开设有螺纹的轴。

具体地，请参阅图5，作为本实施例的一种具体实现方式，所述多个所述安装孔624沿所述转向轴51的径向间隔设置，使得所述挡块55沿所述转向轴51的径向具有不同的安装位置，因此挡块55可配合多种不同厚度的所述凸起54使用。当所述凸起54的厚度较大时，可适当将所述挡块55远离所述凸起54安装，以防止所述挡块55与其他组件的干涉。当所述凸起54的厚度较小时，可适当将所述挡块55靠近所述凸起54安装，以保证所述挡块55转动到预设转向角度时能与所述凸起54碰撞，从而起到限位作为。

具体地，请参阅图5，作为本实施例的一种具体实现方式，所述挡块55设有两个，两个所述挡块55分别设置在所述定向轮组件7的两侧。由于所述挡块55设有两个，可实现左右限位，因此，当车辆向左或向右转向时，都有挡块55与凸起54碰撞。

在本实施例中，两个所述挡块55对称设置，即两个所述挡块55对应的限位角度一致。

在其他的实施例中，两个所述挡块55非对称设置，即两个所述挡块55对应的限位角度不同，因此，所述转向轴51向左和向右时具有不同的限位角度，可使得该可手自切换的转向机构100具有更大的使用范围，可更便于使用。

具体地，请参阅图5，作为本实施例的一种具体实现方式，所述挡块55朝向所述转向轴51一侧的侧面为弧面，可避免所述挡块55绕所述转向轴51的轴线转动时与其他组件发生干涉。

具体地，请参阅图6，作为本实施例的一种具体实现方式，所述可手自切换的转向机构100还包括轴承53和轴套52。所述轴套52大致呈圆筒状，所述轴套52套设在所述转向轴51上。所述限位模块位于所述轴套52的外侧。所述轴套52固定设置，所述轴套52相对于所述转向轴51固定设置。所述转向轴51位于所述轴套52内，因此所述轴套52可起到保护其内部的转向轴51的作用。所述轴承53设置在所述轴套52内，且套设在所述转向轴51上，使得所述轴套52和所述转向轴51之间形成转动连接，以保证所述轴套52不干涉所述转向轴51转动。

所述轴套52相对所述转向轴51固定设置，由于所述轴套52位于所述轴承53的外圈外，因此，所述轴套52相对所述转向轴51固定设置。所述凸起54安装在所述轴套52的外表面，因为所述轴套52固定设置，因此可实现所述凸起54固定安装在所述转向轴51的外侧。

所述可手自切换的转向机构100还包括固定板64，所述固定板64大致呈板状。所述固定板64位于所述凸轮62上方。所述固定板64开有通孔，所述固定板64通过该通孔套设在所述轴套52上。所述固定板64与所述轴套52焊接连接，以固定所述固定板64。所述固定板64可用于安装所述转向轴51的驱动件。

具体地，请参阅图6，作为本实施例的一种具体实现方式，所述轴承53为圆锥滚子轴承53。所述圆锥滚子轴承53抗压能力更高，使得该可手自切换的转向机构100可适用于重型自动导航行驶设备中。

具体地，请参阅图1，作为本实施例的一种具体实现方式，所述电动机1水平设置，即所述电动机1平躺设置，可使所述电动机1与所述同步带轮组2之间紧密布置，可使所述可手自切换的转向机构100的结构更加紧凑。所述电动机1的输出轴朝向所述同步带轮组2设置，可便于所述同步带轮组2与所述电动机1连接输出所述电动机1的转矩。

具体地，请参阅图6，作为本实施例的一种具体实现方式，所述可手自切换的转向机构100还包括定向轮组件7，所述定向轮组件7设置在所述电动机1的下方，所述定向轮组件7与所述转向轴51背离所述电动机1的一端驱动连接，具体地，所述定向轮组件7包括竖立设置的轮子73、设置在所述轮子73两侧的肋板71和设置在所述轮子73上方的连接板72。所述轮子73使用转轴与两所述肋板71连接，使得所述轮子73可转动。所述连接板72的两端分别与两个所述肋板71连接。

所述转向轴51的底部还设有安装座63。所述安装座63大致呈板状，所述安装座63位于所述转向轴51和所述连接板72之间，所述安装座63与所述转向轴51的底端焊接连接。所述安装座63与所述连接板72通过螺栓59连接，以实现所述安装座63与所述定向轮组件7的连接。当所述转向轴51转动时，所述转向轴51带动所述安装座63和所述定向轮组件7转动，以实现所述转向轴51与所述定向轮组件7的驱动连接。由于所述安装座63与所述定向轮组件7的连接板72通过螺栓59连接，因此所述定向轮组件7具有便于安装和拆卸的优点。

所述凸轮62通过螺栓59安装在所述安装座63的上表面。

具体地，请参阅图2，作为本实施例的一种具体实现方式，所述可手自切换的转向机构100还包括设置在所述定向轮组件7上方的固定板64。所述固定板64大致呈板状，所述固定板64为基础安装平台，所述电动机1、所述同步带轮组2和所述锥齿轮组4均设置在所述固定板64上。所述限位件61通过螺钉固定在所述固定板64的底面上。

具体地，请参阅图1和图3，作为本实施例的一种具体实现方式，所述可手自切换的转向机构100还包括用于探测磁场的磁导航模块81。所述磁导航模块81设置在所述定向轮组件7的前方，具体地，所述单轮转向机构还包括用于安装所述磁导航模块81的支架82，所述支架82的顶端与所述连接板72连接。所述支架82的中部呈竖直状态，且位于所述轮子73的前方。所述支架82的底端水平弯折以用于安装所述磁导航模块81。所述磁导航模块81与所述控制部电连接，所述磁导航模块81通过内置的磁导航传感器(图未示)探测使用环境中的预埋磁场，并将探测到的磁场信号反馈给所述控制部，所述控制部根据接收到的信号实时调整所述电动机1的输出，以控制所述定向轮组件7的转动角度，以实现自动导航。

综上所述，本实用新型提供了一种可手自切换的转向机构100，可手自切换的转向机构100的同步带轮组2的输入端与所述电动机1的输出端驱动连接，使得所述发动机输出的转矩传递到所述同步带轮组2上。所述电磁离合器3的转子31与所述同步带轮组2的输出端传动连接，使得所述转子31能随所述同步带轮组2的输出端一起转动。所述电磁离合器3的定子32与所述锥齿轮组4的输入端传动连接，由于所述转向轴51的轴向的一端穿设在所述锥齿轮组4的输出端所对应的齿轮上，所述转向轴51的轴向的另一端用于与所述定向轮组件7驱动连接，因此，当所述转子31和所述定子32连接时，所述电动机1传递到所述同步带轮组2的转矩可通过所述电磁离合器3传递到所述锥齿轮上，所述锥齿轮组4驱动所述转向轴51转动，进而驱动所述定向轮组件7转动。又由于所述转向轴51的顶端还连接有方向盘，因此，当所述电磁离合器3的定子32和转子31分离后，可人工转动方向盘以驱动定向轮组件7转动。该可手自切换的转向机构100相对于现有技术中的转向机构具有电动驱动和人工手动驱动两种工作方式，且可快速在电动驱动和人工手动驱动两种模式中切换。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

当然，本实用新型上述实施例的描述较为细致，但不能因此而理解为对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围，本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种可手自切换的转向机构，其特征在于，包括：

定向轮组件；

电动机，设置在所述定向轮组件的上方；

同步带轮组，所述同步带轮组的输入端与所述电动机的输出端驱动连接；

锥齿轮组，设置在所述电动机的周侧；

电磁离合器，位于所述锥齿轮组和所述同步带轮组之间；所述电磁离合器包括与所述同步带轮组的输出端传动连接的转子和与所述锥齿轮组的输入端传动连接的定子，所述转子和所述定子受电磁吸力而连接；

转向轴，竖立设置在所述定向轮组件的上方；所述转向轴的轴向的一端穿设在所述锥齿轮组的输出端所对应的齿轮上，所述转向轴的轴向的另一端用于与所述定向轮组件驱动连接；

方向盘，位于所述转向轴的上方，所述方向盘与所述转向轴驱动连接。

2.根据权利要求1所述的可手自切换的转向机构，其特征在于，所述同步带轮组包括与所述电动机的输出端驱动连接的第一带轮、设置在所述第一带轮的径向一侧的第二带轮和套设在所述第一带轮和所述第二带轮上的同步带。

3.根据权利要求2所述的可手自切换的转向机构，其特征在于，所述可手自切换的转向机构还包括张紧轮、底板和侧板和第一紧固件；

所述张紧轮设置在所述第一带轮和所述第二带轮之间；

所述底板位于所述张紧轮轴向的一侧，所述张紧轮与所述底板转动连接；

所述侧板设置在所述底板背离所述张紧轮的一侧；所述侧板朝向所述底板的侧面开设有腰形孔，所述腰形孔沿竖直方向设置；

所述第一紧固件设置在所述侧板背离所述底板的一侧，所述第一紧固件穿过所述腰形孔并穿入所述底板内。

4.根据权利要求2所述的可手自切换的转向机构，其特征在于，所述锥齿轮组包括与所述第二带轮驱动连接的第一锥齿轮和与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮；所述第二锥齿轮的轴线竖直设置。

5.根据权利要求1所述的可手自切换的转向机构，其特征在于，所述可手自切换的转向机构还包括控制部和限位模块；

所述控制部与所述电动机电连接；

所述限位模块包括套设在所述转向轴上的凸轮和设置在所述凸轮外侧的限位件；所述凸轮和所述转向轴连接；所述限位件与所述控制部电连接，当所述转向轴的转动的角度超过阈值时，所述凸轮挤压所述限位件，从而导致所述限位件被触发。

6.根据权利要求5所述的可手自切换的转向机构，其特征在于，所述限位件包括限位体、压缩体和滚轮；

所述限位体固定设置；所述限位体与所述控制部电连接；

所述压缩体位于所述限位体朝向所述凸轮的一侧，所述压缩体沿所述转向轴的径向设置；所述压缩体与所述限位体连接，从而向所述限位体传递压缩量；

所述滚轮位于所述压缩体朝向所述凸轮的一侧，所述滚轮与所述压缩体转动连接，且所述滚轮的轴线与所述转向轴的轴线平行；当所述凸轮的边缘接触到所述滚轮时，所述滚轮转动。

7.根据权利要求6所述的可手自切换的转向机构，其特征在于，所述凸轮的周侧的边缘包括第一轮廓、第二轮廓和第三轮廓；所述第二轮廓位于所述第一轮廓和所述第三轮廓之间，所述第二轮廓的两端分别与所述第一轮廓以及所述第三轮廓连接；

所述第一轮廓的直径恒定为第一距离；当所述定向轮组件直线行驶时，所述滚轮位于所述第一轮廓的外侧；

所述第二轮廓的直径由第一距离逐渐增大至第二距离；当所述定向轮组件转动时，所述滚轮的位置由所述第一轮廓的外侧逐渐变为所述第二轮廓的外侧；

当所述定向轮组件转动的角度达到阈值时，所述滚轮位于所述第一轮廓和所述第二轮廓的连接点处，且所述滚轮与所述凸轮接触，从而触发所述限位件；

所述第三轮廓的直径恒定为第二距离。

8.根据权利要求7所述的可手自切换的转向机构，其特征在于，所述可手自切换的转向机构还包括在所述转向轴外固定设置的凸起和随所述转向轴一起转动的挡块；所述凸起和所述挡块在垂直于高度方向的水平面内部分或完全重叠；所述挡块可拆卸地安装在所述转向轴的外侧。

9.根据权利要求8所述的可手自切换的转向机构，其特征在于，所述凸轮上开设有多个安装孔，多个所述安装孔环绕所述转向轴设置；

所述可手自切换的转向机构还包括第二紧固件，所述第二紧固件贯穿所述挡块并穿设在所述安装孔内，从而将所述挡块安装在所述凸轮上。

10.根据权利要求9所述的可手自切换的转向机构，其特征在于，所述挡块设有两个，两个所述挡块分别设置在所述定向轮组件的两侧。

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