CN218449828U - 转向动力装置及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转向动力装置及具有其的车辆，转向动力装置包括：定子，定子具有腔体，定子的内壁上沿定子的轴向设置有多个定子凸极组，各定子凸极组包括多个沿定子周向间隔设置的定子凸极，定子凸极上均设置有通电线圈，定子与车辆的车架连接；动子，部分的动子位于腔体内，动子的外表面沿动子的轴向设置有多个动子凸极组，各动子凸极组包括多个沿定子周向间隔设置的动子凸极，动子凸极上均设置有通电线圈，动子与车辆的转向直拉杆连接；其中，通过对通电线圈施加第一预设脉冲电流可使定子与动子之间产生第一预设方向的磁引力，以使动子沿轴向方向相对于定子运动。采用本申请的技术方案，提高了转向动力装置的控制精度。

Description

转向动力装置及具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及转向动力装置设计技术领域，具体而言，涉及一种转向动力装置及具有其的车辆。

背景技术

现阶段正处于无人驾驶汽车的风口，无人驾驶催生了汽车转向自动控制的需求。市场上满足无人驾驶的转向动力装置多为液压式、伺服电机式，都是由转向助力装置演变而来，控制精度较差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种转向动力装置及具有其的车辆，以解决现有技术中的转向动力装置的控制精度低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种转向动力装置，包括：定子，定子具有腔体，定子的内壁上沿定子的轴向设置有多个定子凸极组，各定子凸极组包括多个沿定子周向间隔设置的定子凸极，定子凸极上均设置有通电线圈，定子与车辆的车架连接；动子，部分的动子位于腔体内，动子的外表面沿动子的轴向设置有多个动子凸极组，各动子凸极组包括多个沿定子周向间隔设置的动子凸极，动子凸极上均设置有通电线圈，动子与车辆的转向直拉杆连接；其中，通过对通电线圈施加第一预设脉冲电流可使定子与动子之间产生第一预设方向的磁引力，以使动子沿轴向方向相对于定子运动。

进一步地，动子包括动子轴和动子本体，动子轴与动子本体连接，多个动子凸极组沿动子本体的轴向方向间隔均匀地设置，各动子凸极组内的多个动子凸极沿动子本体的周向间隔均匀地设置。

进一步地，动子轴与动子本体一体成型地设置。

进一步地，多个定子凸极组沿定子的轴向间隔均匀地设置，各定子凸极组内的多个定子凸极沿定子的周向间隔均匀地设置。

进一步地，至少部分的定子凸极组中与多个动子凸极组一一对应地设置，定子凸极组中的各定子凸极的轴线与对应的动子凸极组中的多个动子凸极的轴线一一重合地设置。

进一步地，各定子凸极上的通电线圈绝缘设置，各动子凸极上的通电线圈绝缘设置。

进一步地，动子和定子中的至少一个由硅钢片堆叠制成。

进一步地，转向动力装置还包括电机控制器，电机控制器与车辆的整车控制器电性连接，电机控制器与各通电线圈电性连接，电机控制器用于根据整车控制器的转向角度控制动子沿轴向位移。

进一步地，通过对通电线圈施加第二预设脉冲电流可使定子与动子之间产生第二预设方向的磁引力，以使动子相对于定子保持锁止。

根据本实用新型的另一方面，提供了车辆，包括转向动力装置，转向动力装置为上述的转向动力装置。

应用本实用新型的技术方案，转向动力装置包括定子和动子，通过将定子与车辆的车架连接以及将所述动子与所述车辆的转向直拉杆连接，可使得转向动力装置通过定子和动子之间产生磁引力驱动动子沿轴向方向相对于所述定子运动，进而带动转向直拉杆运动，实现车辆转向。相比于现有的转向动力装置，采用本申请的技术方案，利用步进电机的原理，改变电机线圈的布置，实现了动子的轴向直线步进，改变了步进电机动力的传导方向，同时继承了步进电机对移动距离的控制精度，进而提高了转向动力装置的控制精度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的转向动力装置的第一实施例的结构示意图；

图2示出了图1中A-A处的剖面示意图；

图3示出了根据本实用新型的转向动力装置的第二实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、定子；11、腔体；12、定子凸极组；121、定子凸极；

20、动子；21、动子凸极组；211、动子凸极；22、动子轴；23、动子本体；

30、通电线圈。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图3所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种转向动力装置。

转向动力装置包括定子10、动子20。定子10具有腔体11。定子10的内壁上沿定子10的轴向设置有多个定子凸极组12。各定子凸极组12包括多个沿定子10周向间隔设置的定子凸极121。定子凸极121上均设置有通电线圈30。定子10与车辆的车架连接。部分的动子20位于腔体11内。动子20的外表面沿动子20的轴向设置有多个动子凸极组21。各动子凸极组21包括多个沿定子10周向间隔设置的动子凸极211。动子凸极211上均设置有通电线圈30。动子20与车辆的转向直拉杆连接。其中，通过对通电线圈30施加第一预设脉冲电流可使定子10与动子20之间产生第一预设方向的磁引力，以使动子20沿轴向方向相对于定子10运动。

应用本实施例的技术方案，转向动力装置包括定子10和动子20，通过将定子10与车辆的车架连接以及将所述动子20与所述车辆的转向直拉杆连接，可使得转向动力装置通过定子10和动子20之间产生磁引力驱动动子20沿轴向方向相对于所述定子10运动，进而带动转向直拉杆运动，实现车辆转向。相比于现有的转向动力装置，采用本申请的技术方案，利用步进电机的原理，改变电机线圈的布置，实现了动子的轴向直线步进，改变了步进电机动力的传导方向，同时继承了步进电机对移动距离的控制精度，进而提高了转向动力装置的控制精度。

具体地，图2中箭头所指引的方向即为第一预设方向。第一预设方向的磁引力具有动子20轴向方向的分量，由于定子10和动子20之间只能进行轴向相对运动，从而实现动子20的直线步进。

如图2所示，动子20包括动子轴22和动子本体23。动子轴22与动子本体23连接。多个动子凸极组21沿动子本体23的轴向方向间隔均匀地设置。各动子凸极组21内的多个动子凸极211沿动子本体23的周向间隔均匀地设置。这样设置可使动子本体23上各处均受到磁引力，提高动子20的运动平稳性。

在一个可选的实施例中，定子10的轴向方向的两端的侧壁设置有通孔，动子轴22的两端分别穿设于通孔内。

可选地，转向动力装置还包括壳体，壳体具有容纳腔，定子10和动子20均位于容纳腔内，壳体用于固定定子10和动子20，动子轴22通过轴承与壳体连接。

可选地，转向动力装置还包括限位装置，限位装置用于限制动子20的转动。或，定子10包括限位结构，限位结构用于对动子20施加运动限制，以使动子20仅能相对于定子10的轴线进行直线运动。

进一步地，动子轴22与动子本体23一体成型地设置。这样设置便于动子20的加工，保证动子轴22与动子本体23之间具有良好的同轴度，避免分体加工连接时产生的内应力。

如图1所示，多个定子凸极组12沿定子10的轴向间隔均匀地设置。各定子凸极组12内的多个定子凸极121沿定子10的周向间隔均匀地设置。

进一步地，至少部分的定子凸极组12中与多个动子凸极组21一一对应地设置。定子凸极组12中的各定子凸极121的轴线与对应的动子凸极组21中的多个动子凸极211的轴线一一重合地设置。实际上，采用本申请的技术方案，通过对定子凸极121、动子凸极211位置地合理布置，进而改变了线圈的布置形式，使得定子10和动子20之间产生预设方向的磁力，进而实现动子20的直线步进。

优选地，动子凸极211在动子20的径向为等角度分布，轴向为等距分布。

进一步地，各定子凸极121上的通电线圈30绝缘设置。各动子凸极211上的通电线圈30绝缘设置。

进一步地，动子20和定子10中的至少一个由硅钢片堆叠制成。

进一步地，转向动力装置还包括电机控制器，电机控制器与车辆的整车控制器电性连接，电机控制器与各通电线圈30电性连接，电机控制器用于根据整车控制器的转向角度控制动子20沿轴向位移。也就是说，电机控制器控制通电线圈30产生磁场，利用通电线圈30磁极组合变化形成斜向磁引力，令动子可以相对定子10右移、左移，实现动子直线步进。

进一步地，通过对通电线圈30施加第二预设脉冲电流可使定子10与动子20之间产生第二预设方向的磁引力，以使动子20相对于定子10保持锁止。电机控制器也可控制通电线圈30产生垂直磁引力，使动子20相对定子锁止。具体实施参照已有步进电机的控制方式。第二预设方向即为垂直方向，也即动子20的径向。

具体地，电机控制器执行无人驾驶整车控制器转向角度指令，通过程序控制动子的步进距离。电机控制器通过检测定子10的位移换算出车轮所转角度，反馈给无人驾驶整车控制器，实现闭环控制。利用步进电机的控制方式，保证动子20的位移控制精度，并采用负反馈机制检测动子实际位移，为无人驾驶汽车整车控制器转向控制指令提供修正依据。由于动子和轮胎是刚性连接，间接提高了转向的控制精度。

根据本实用新型的另一具体实施例，提供了一种车辆，包括转向动力装置，转向动力装置为上述实施例中的转向动力装置。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转向动力装置，其特征在于，包括：

定子(10)，所述定子(10)具有腔体(11)，所述定子(10)的内壁上沿所述定子(10)的轴向设置有多个定子凸极组(12)，各所述定子凸极组(12)包括多个沿所述定子(10)周向间隔设置的定子凸极(121)，所述定子凸极(121)上均设置有通电线圈(30)，所述定子(10)与车辆的车架连接；

动子(20)，部分的所述动子(20)位于所述腔体(11)内，所述动子(20)的外表面沿所述动子(20)的轴向设置有多个动子凸极组(21)，各所述动子凸极组(21)包括多个沿所述定子(10)周向间隔设置的动子凸极(211)，所述动子凸极(211)上均设置有所述通电线圈(30)，所述动子(20)与所述车辆的转向直拉杆连接；

其中，通过对所述通电线圈(30)施加第一预设脉冲电流可使所述定子(10)与所述动子(20)之间产生第一预设方向的磁引力，以使所述动子(20)沿轴向方向相对于所述定子(10)运动。

2.根据权利要求1所述的转向动力装置，其特征在于，所述动子(20)包括动子轴(22)和动子本体(23)，所述动子轴(22)与所述动子本体(23)连接，多个所述动子凸极组(21)沿所述动子本体(23)的轴向方向间隔均匀地设置，各所述动子凸极组(21)内的多个所述动子凸极(211)沿所述动子本体(23)的周向间隔均匀地设置。

3.根据权利要求2所述的转向动力装置，其特征在于，所述动子轴(22)与所述动子本体(23)一体成型地设置。

4.根据权利要求1所述的转向动力装置，其特征在于，多个所述定子凸极组(12)沿所述定子(10)的轴向间隔均匀地设置，各所述定子凸极组(12)内的多个所述定子凸极(121)沿所述定子(10)的周向间隔均匀地设置。

5.根据权利要求1所述的转向动力装置，其特征在于，至少部分的所述定子凸极组(12)中与多个所述动子凸极组(21)一一对应地设置，所述定子凸极组(12)中的各所述定子凸极(121)的轴线与对应的所述动子凸极组(21)中的多个所述动子凸极(211)的轴线一一重合地设置。

6.根据权利要求1所述的转向动力装置，其特征在于，各所述定子凸极(121)上的通电线圈(30)绝缘设置，各所述动子凸极(211)上的通电线圈(30)绝缘设置。

7.根据权利要求1所述的转向动力装置，其特征在于，所述动子(20)和所述定子(10)中的至少一个由硅钢片堆叠制成。

8.根据权利要求1所述的转向动力装置，其特征在于，所述转向动力装置还包括电机控制器，所述电机控制器与所述车辆的整车控制器电性连接，所述电机控制器与各所述通电线圈(30)电性连接，所述电机控制器用于根据所述整车控制器的转向角度控制所述动子(20)沿轴向位移。

9.根据权利要求1所述的转向动力装置，其特征在于，通过对所述通电线圈(30)施加第二预设脉冲电流可使所述定子(10)与所述动子(20)之间产生第二预设方向的磁引力，以使所述动子(20)相对于所述定子(10)保持锁止。

10.一种车辆，包括转向动力装置，其特征在于，所述转向动力装置为权利要求1至9中任一项所述的转向动力装置。

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