CN218431388U - 一种带角度传感器转向柱的改良机构 - Google Patents

Abstract

一种带角度传感器转向柱的改良机构，包括转向杆、转向杆套、角度限位机构；转向杆可旋转地穿设于转向杆套，转向杆套的外周侧设置有一开口，转向杆于开口位置的杆体上沿其轴向开设有若干螺旋齿，角度限位机构包括壳体、扇形齿轮、转轴、以及两个限位件，壳体固设于转向杆套的开口位置，扇形齿轮具有穿透开口且与螺旋齿啮合的轮齿部、以及与轮齿部两端相邻的侧壁，扇形齿轮藉由转轴与壳体转动转接，两个限位件分别沿转向杆的轴向设置于壳体的两端；本实用新型的有益效果是，转向杆转动时，使螺旋齿驱动扇形齿轮旋转，当转向杆转至极限位置时，扇形齿轮的侧壁会与限位件相抵接，从而有效防止了转向过度，提高了行车安全性以及机构的使用寿命。

Description

一种带角度传感器转向柱的改良机构

技术领域

本申请涉及一种带角度传感器转向柱的改良机构。

背景技术

习用的电控转向方向机，一般会在转向柱上设置角度传感器来检测方向盘转向的角度信号,继而将该转向信号反馈至系统主控制器,再由主控制器通过控制相关的液压阀块来实现车辆的转向；但采用该种方案,需使角度传感器的输入信号在一定的范围内如从(-180°)-(+180°),此范围与车辆的转向角度按比例对应,当方向盘转动角度超出该范围则角度传感器的输出信号会发生素乱,这就需要方向盘要有角度限位功能；因此对于驾驶员,尤其是驾驶新手,在转动方向盘时过于轻飘,没有力感,不利于对方向盘的控制。当遇到一些突发的交通事件,需紧急转向时,容易将方向盘转向过度,一来过度的转向角度易对车辆的转向油缸产生瞬间油压冲击,降低转向油缸的使用寿命；二来驾驶员无法短时间判断转向的角度,即便转向过度也浑然不知,易造成行车安全事故。

有鉴于此，本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本申请目的是提出一种带角度传感器转向柱的改良机构，该改良机构可以简单有限地实现转向杆的最大转向角度控制，有效防止将方向盘转向过度。

为实现上述目的，本实用新型揭示了一种带角度传感器转向柱的改良机构，包括转向杆、转向杆套、角度限位机构；所述转向杆可旋转地穿设于转向杆套，所述转向杆的一端配置为与方向盘固接，另一端配置为与角度传感器传动连接，所述转向杆套的外周侧设置有一开口，所述转向杆于开口位置的杆体上沿其轴向开设有若干螺旋齿，所述角度限位机构包括壳体、扇形齿轮、内置于壳体的转轴、以及两个限位件，所述壳体固设于转向杆套的开口位置，所述扇形齿轮具有穿透开口且与螺旋齿啮合的轮齿部、以及与轮齿部两端相邻的侧壁，所述扇形齿轮藉由转轴与壳体转动转接，两个所述限位件分别沿转向杆的轴向设置于壳体的两端；通过转动方向盘带动转向杆旋转，使所述螺旋齿驱动轮齿部绕转轴顺时针或逆时针转动，从而使两侧壁分别在扇形齿轮的第一旋转位置处或第二旋转位置处与限位件相抵接。

采用上述结构，转向杆转动时，使螺旋齿驱动扇形齿轮旋转，当转向杆转至预设的极限位置时，扇形齿轮的侧壁会与限位件相抵接，从而锁住转向杆使其不再转动，有效防止了转向过度，提高了行车安全性以及机构的使用寿命。

进一步地，所述扇形齿轮远离轮齿部的一端开设有过孔，所述过孔设置于轮齿部的中心线上，所述过孔套置于所述转轴上。

进一步地，所述壳体上贯通设置有第一定位孔，所述扇形齿轮于轮齿部与过孔之间贯通设置有第二定位孔，两所述限位件对称布置于壳体上，所述第一定位孔与第二定位孔配置为可穿设销轴，使第二定位孔与第一定位孔同心，以实现扇形齿轮相对于两限位件的对中安装。

进一步地，两所述侧壁从轮齿部的两端呈八字型往外延伸，使其分别在扇形齿轮的第一旋转位置处或第二旋转位置处与限位件以面接触的形式相抵接。

进一步地，所述限位件包括调节螺栓以及螺母，所述调节螺栓的头部位于壳体外，且杆部与壳体螺纹连接，所述螺母旋接于调节螺栓头部与壳体之间，且配置为固定调节螺栓。

进一步地，所述壳体呈分体式构造，包括四周的围壁以及盖板，各所述围壁合围形成容纳扇形齿轮的腔室，所述盖板可拆卸地盖合于围壁。

进一步地，还包括固定座，所述固定座具有基板，所述基板上设置有两侧板，两所述侧板间设置有安装板，所述安装板具有与基板平行的安装面，所述转向杆套固接于安装面上，所述转向杆的一端穿透安装面，所述固定座内还设置有传动杆，所述传动杆的一端通过联轴器与转向杆连接，另一端与基板转动连接，所述传动杆还与位于基板上的角度传感器相连接。

进一步地，所述基板上设置有阻尼器，所述传动杆与阻尼器相连接。

附图说明

作为非限制性例子给出的具体说明更好地解释本申请包括什么以及其可被实施，此外，该说明参考附图，在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的转向柱改良机构的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的转向杆与角度限位机构配合的局部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的角度限位机构的整体结构示意图及其爆炸图；

图4为本实用新型实施例提供的螺旋齿与扇形齿轮啮合的第一配合示意图，此时转向杆位于原点角度位置，同时扇形齿轮相较于两侧的限位件处于居中位置；

图5为本实用新型实施例提供的螺旋齿与扇形齿轮啮合的第二配合示意图，此时转向杆沿顺时针方向旋转至正向极限角度，同时扇形齿轮位于第一旋转位置且其侧壁与一侧的限位件相抵接；

图6为本实用新型实施例提供的螺旋齿与扇形齿轮啮合的第三配合示意图，此时转向杆沿逆时针方向旋转至反向极限角度，同时扇形齿轮位于第二旋转位置且其侧壁与另一侧的限位件相抵接；

图7为本实用新型实施例提供的基座及其内部机构的局部结构示意图，图中隐藏了左边的侧板。

标号说明：

1、转向杆；11、螺旋齿；2、角度传感器；3、转向杆套；31、开口；4、角度限位机构；41、壳体；411、第一定位孔；412、围壁；413、盖板；42、扇形齿轮；421、轮齿部；422、侧壁；423、过孔；424、第二定位孔；43、转轴；44、限位件；441、调节螺栓；442、螺母；5、固定座；51、基板；52、侧板；53、安装面；6、传动杆；7、阻尼器。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本申请做详细描述。

容易理解，根据本申请的技术方案，在不变更本申请实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本申请的技术方案的示例性说明，而不应当视为本申请的全部或者视为对本申请技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

请参考图1-图3，本实施例揭示了一种带角度传感器转向柱的改良机构，包括转向杆1、转向杆套3、角度限位机构4。所述转向杆1可旋转地穿设于转向杆套3，在本实施例中转向杆套3内部沿其轴向贯穿开设有一容纳转向杆1的内腔，所述转向杆1设置在转向杆套3内并且其两端分别凸出于转向杆套3的两端部，所述转向杆1与转向杆套3两端部之间可通过轴承等零件实现转动，所述转向杆1的一端配置为与方向盘固接，当方向盘转动时，所述转向杆1将随方向盘同步转动，进一步地，所述转向杆1预设一个原点角度位置，所述原点角度位置对应方向盘的回正位置，且以方向盘顺时针或逆时针方向为参考，转向杆1从原点角度位置沿顺时针方向预设正向极限角度如+180°，即转向杆1从原点角度位置沿顺时针方向最多旋转180°，同理所述转向杆1从原点角度位置沿逆时针方向预设反向极限角度如-180°，所述转向杆1另一端配置为与角度传感器2传动连接，所述角度传感器2藉由转向杆1的旋转可感测到方向盘转过的角度；

所述转向杆套3的外周侧设置有一开口31，即转向杆套3的侧壁422上设有开口31使得外部能与转向杆套3的内腔相连通，所述转向杆1于开口31位置的杆体上沿其轴向开设有若干螺旋齿11，所述角度限位机构4包括壳体41、扇形齿轮42、内置于壳体41的转轴43、以及两个限位件44，所述壳体41固设于转向杆套3的开口31位置，所述扇形齿轮42具有穿透开口31且与螺旋齿11啮合的轮齿部421、以及与轮齿部421两端相邻的侧壁422，所述扇形齿轮42藉由转轴43与壳体41转动转接，两个所述限位件44分别沿转向杆1的轴向设置于壳体41的两端；通过转动方向盘带动转向杆1旋转，使所述螺旋齿11驱动轮齿部421绕转轴43顺时针或逆时针转动，从而使两侧壁422分别在扇形齿轮42的第一旋转位置处或第二旋转位置处与限位件44相抵接；如图4-6，可以理解的是，转向杆1从原点角度位置开始沿顺时针方向或逆时针方向旋转时，螺旋齿11将与转向杆1同步旋转，因而扇形齿轮42在螺旋齿11的驱动下将绕转轴43旋转，如图5所示，当转向杆1转至正向极限角度时，扇形齿轮42转至第一旋转位置并与限位件44相抵接以完成转向杆1正向限位，如图6所示，当转向杆1转至反向极限角度时，扇形齿轮42转至第二旋转位置并与另一限位件44相抵接以完成转向杆1反向限位。

需要说明的是，在螺旋齿11与扇形齿轮42啮合传动的过程中，所述螺旋齿11作为主动件，所述扇形齿轮42作为从动件，所述螺旋齿11与轮齿部421具有预设的传动比，具体的传动比数值可由扇形齿轮42预设的转动范围，配合转向杆1的转动极限角度来设计，又或者选取常用的传动比，在本实施例中，螺旋齿11与轮齿部421的传动比i＝10，即当转向杆1转动180°时，扇形齿轮42绕转轴43转18°，如图4-6所示，进一步地，两所述侧壁422从轮齿部421的两端呈八字型往外延伸，如此在预设好的传动比i下，当转向杆1转至正向极限角度+180或反向极限角度-180时，所述扇形齿轮42绕转轴43对应旋转+18°或-18°至第一旋转位置或第二旋转位置，且使侧壁422刚好处于水平状态，处于水平状态的侧壁422与限位件44相垂直抵接，即使其分别在扇形齿轮42的第一旋转位置处或第二旋转位置处与限位件44以面接触的形式相抵接，从而使侧壁422与限位件44具有更多的接触面积，有效限制了转向杆1转动，且减少了侧壁422与限位件44的接触压强，提高了扇形齿轮42的使用寿命。

采用上述结构，转向杆1转动时，使螺旋齿11驱动扇形齿轮42旋转，当转向杆1转至预设的正向极限角度或反向极限角度时，扇形齿轮42的侧壁422会与限位件44相抵接，从而锁住转向杆1使其不再转动，有效防止了转向过度，提高了行车安全性以及机构的使用寿命。

如图3所示，在一些实施例中，所述扇形齿轮42远离轮齿部421的一端开设有过孔423，所述过孔423远离轮齿部421设置是为了预留侧壁422与限位件44的配合空间，所述过孔423设置于轮齿部421的中心线上，即扇形齿轮42呈现中心对称的结构以便于调节，所述过孔423套置于所述转轴43上，即过孔423的轴心与转轴43的轴心相重合，所述壳体41上贯通设置有第一定位孔411，所述扇形齿轮42于轮齿部421与过孔423之间贯通设置有第二定位孔424，两所述限位件44对称布置于壳体41上，所述第一定位孔411与第二定位孔424配置为可穿设销轴，使第二定位孔424与第一定位孔411同心，以实现扇形齿轮42相对于两限位件44的对中安装，即在扇形齿轮42的安装过程中，将转向杆1处于原点角度位置，使轮齿部421与螺旋齿11相啮合，将销轴依次穿过第一定位孔411与第二定位孔424，将转轴43穿过过孔423，可有效定位扇形齿轮42相对两限位件44的居中位置，亦即扇形齿轮42的初始位置，采用上述结构，简单精准地实现了扇形齿轮42的安装。

如图3或4所示，在一些实施例中，所述限位件44包括调节螺栓441以及螺母442，所述调节螺栓441的头部位于壳体41外，且杆部与壳体41螺纹连接，所述杆部远离头部的一端用于与扇形齿轮42的侧壁422相抵接，则通过旋转调节螺栓441改变杆部进入壳体41的深度，可以相应地限位扇形齿轮42的第一旋转位置或第二旋转位置，使扇形齿轮42的第一旋转位置或第二旋转位置与转向杆1预设的正向极限角度或反向极限角度相适配，所述螺母442旋接于调节螺栓441头部与壳体41之间，且配置为固定调节螺栓441，即当调节螺栓441设置好后，将螺母442拧紧使调节螺栓441与壳体41相互固定。

如图3所示，在一些实施例中，所述壳体41呈分体式构造，包括四周的围壁412以及盖板413，各所述围壁412合分别固接于转向杆套3，且围合形成容纳扇形齿轮42的腔室，所述盖板413通过螺丝可拆卸地盖合于围壁412，当需要安装或更换扇形齿轮42时，将盖板413拆离围壁412并露出一操作窗口，通过该操作窗口，装配员可轻松取出或放入扇形齿轮42，当安装或更换扇形齿轮42完毕后，将盖板413通过螺丝固接于围壁412，有效防止外界的异物落入壳体41内，从而对螺旋齿11与扇形齿轮42的啮合造成影响。

如图7所示，在一些实施例中，还包括固定座5，所述固定座5具有基板51，所述基板51上设置有两侧板52，两所述侧板52间设置有安装板，所述安装板具有与基板51平行的安装面53，所述转向杆套3固接于安装面53上，所述转向杆1的一端穿透安装面53，所述固定座5内还设置有传动杆6，所述传动杆6的一端通过联轴器如万向联轴器与转向杆1连接，如此即可实现传动杆6与转向杆1的同步转动，所述传动杆6的另一端与基板51转动连接，所述传动杆6还与位于基板51上的角度传感器2相连接，可以理解的是，由于方向盘与转向杆1固接，转向杆1与传动杆6通过联轴器实现同步转动，因而角度传感器2通过感测传动杆6转动的角度即可确定方向盘或转向杆1的转动角度。进一步地，所述基板51上设置有阻尼器7，所述传动杆6与阻尼器7相连接，所述阻尼器7给予传动杆6提供转动阻力，该转动阻力再依次经由传动杆6、联轴器、转向杆1，反馈至方向盘，使得操纵人员在转动方向盘时，方向盘旋转不会太过灵敏，有利于实现操作人员对方向盘的控制。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本申请的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本申请的法律保护范围内。

Claims (8)

1.一种带角度传感器转向柱的改良机构，其特征在于，包括转向杆(1)、转向杆套(3)、角度限位机构(4)；所述转向杆(1)可旋转地穿设于转向杆套(3)，所述转向杆(1)的一端配置为与方向盘固接，另一端配置为与角度传感器(2)传动连接，所述转向杆套(3)的外周侧设置有一开口(31)，所述转向杆(1)于开口(31)位置的杆体上沿其轴向开设有若干螺旋齿(11)，所述角度限位机构(4)包括壳体(41)、扇形齿轮(42)、内置于壳体(41)的转轴(43)、以及两个限位件(44)，所述壳体(41)固设于转向杆套(3)的开口(31)位置，所述扇形齿轮(42)具有穿透开口(31)且与螺旋齿(11)啮合的轮齿部(421)、以及与轮齿部(421)两端相邻的侧壁(422)，所述扇形齿轮(42)藉由转轴(43)与壳体(41)转动转接，两个所述限位件(44)分别沿转向杆(1)的轴向设置于壳体(41)的两端；通过转动方向盘带动转向杆(1)旋转，使所述螺旋齿(11)驱动轮齿部(421)绕转轴(43)顺时针或逆时针转动，从而使两侧壁(422)分别在扇形齿轮(42)的第一旋转位置处或第二旋转位置处与限位件(44)相抵接。

2.如权利要求1所述的一种带角度传感器转向柱的改良机构，其特征在于，所述扇形齿轮(42)远离轮齿部(421)的一端开设有过孔(423)，所述过孔(423)设置于轮齿部(421)的中心线上，所述过孔(423)套置于所述转轴(43)。

3.如权利要求2所述的一种带角度传感器转向柱的改良机构，其特征在于，所述壳体(41)上贯通设置有第一定位孔(411)，所述扇形齿轮(42)于轮齿部(421)与过孔(423)之间贯通设置有第二定位孔(424)，两所述限位件(44)对称布置于壳体(41)上，所述第一定位孔(411)与第二定位孔(424)配置为可穿设销轴，使第二定位孔(424)与第一定位孔(411)同心，以实现扇形齿轮(42)相对于两限位件(44)的对中安装。

4.如权利要求1所述的一种带角度传感器转向柱的改良机构，其特征在于，两所述侧壁(422)从轮齿部(421)的两端呈八字型往外延伸，使其分别在扇形齿轮(42)的第一旋转位置处或第二旋转位置处与限位件(44)以面接触的形式相抵接。

5.如权利要求1-4任一所述的一种带角度传感器转向柱的改良机构，其特征在于，所述限位件(44)包括调节螺栓(441)以及螺母(442)，所述调节螺栓(441)的头部位于壳体(41)外，且杆部与壳体(41)螺纹连接，所述螺母(442)旋接于调节螺栓(441)头部与壳体(41)之间，且配置为固定调节螺栓(441)。

6.如权利要求1-4任一所述的一种带角度传感器转向柱的改良机构，其特征在于，所述壳体(41)呈分体式构造，包括四周的围壁(412)以及盖板(413)，各所述围壁(412)合围形成容纳扇形齿轮(42)的腔室，所述盖板(413)可拆卸地盖合于围壁(412)。

7.如权利要求1所述的一种带角度传感器转向柱的改良机构，其特征在于，还包括固定座(5)，所述固定座(5)具有基板(51)，所述基板(51)上设置有两侧板(52)，两所述侧板(52)间设置有安装板，所述安装板具有与基板(51)平行的安装面(53)，所述转向杆套(3)固接于安装面(53)上，所述转向杆(1)的一端穿透安装面(53)，所述固定座(5)内还设置有传动杆(6)，所述传动杆(6)的一端通过联轴器与转向杆(1)连接，另一端与基板(51)转动连接，所述传动杆(6)还与位于基板(51)上的角度传感器(2)相连接。

8.如权利要求7所述的一种带角度传感器转向柱的改良机构，其特征在于，所述基板(51)上设置有阻尼器(7)，所述传动杆(6)与阻尼器(7)相连接。

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