CN219619203U - 一种方向控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种方向控制装置，包括底座、转动设置在所述底座上的齿盘、转动设置在所述底座上的转向轴，以及固定在所述转向轴上的齿轮和方向盘，所述齿轮与所述齿盘相啮合，还包括与所述齿盘同轴设置的第一拉板和第二拉板、连接所述第一拉板和第二拉板的第一弹性件、用于监测所述齿盘转动角度的角度传感器及用于所述方向盘回位缓冲的缓冲部件，所述齿盘上设有带动所述第一拉板/第二拉板转动的推动部，所述底座上设有限制所述第二拉板/第一拉板转动的限位件。本实用新型提供的方向控制装置，可以提高方向盘操作的操控性，避免方向盘回位反弹导致车辆不可预期的转弯。

Description

一种方向控制装置

技术领域

本实用新型涉及车辆方向控制技术领域，特别涉及一种方向控制装置。

背景技术

现有的割草机主要有手推式割草机和坐骑式割草机。其中，坐骑式割草机由于驾驶方便、乘坐舒适而受到广大消费者欢迎。

中国专利CN 111516747A公开一种零转角电动割草机的方向控制机构，通过所述方向盘的转动状态来促使霍尔传感机构传输不同状态的信号至主机控制器，主机控制器进而控制第一驱动电机和第二驱动电机的转速，使第一驱动电机和第二驱动电机之间形成转速差，从而控制割草机实现转向。其在转向齿盘的转轴上套设有扭簧作为方向盘回中的动力源。

上述结构存在以下缺点：

(1)对扭簧的尺寸要求高，扭簧的两个臂角度和长度有误差就可能造成方向盘在中位有大的间隙。

(2)扭簧提供的扭矩比较大，扭矩越大偏差值就越大，扭矩值误差就越大，对产品的一致性会产生影响。

(3)扭簧把方向杆(方向盘)拉回中之后，因为没有阻尼器的约束，会有过头现象之后再返回中(即反弹现象)，反弹现象有可能会让机器产生不可预期的转弯。

(4)扭簧的特性决定了不能旋转太大的角度，不方便进行转向操作。

为了解决上述问题，本实用新型因此而来。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型目的是提供一种方向控制装置，方便转向操作。

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供的技术方案之一是：

一种方向控制装置，包括底座、转动设置在所述底座上的齿盘、转动设置在所述底座上的转向轴，以及固定在所述转向轴上的齿轮和方向盘，所述齿轮与所述齿盘相啮合，还包括与所述齿盘同轴设置的第一拉板和第二拉板、连接所述第一拉板和第二拉板的第一弹性件、用于监测所述齿盘转动角度的角度传感器及用于所述方向盘回位缓冲的缓冲部件，所述齿盘上设有带动所述第一拉板/第二拉板转动的推动部，所述底座上设有限制所述第二拉板/第一拉板转动的限位件。

进一步的，所述缓冲部件为连接所述第一拉板和第二拉板的拉伸阻尼器。

进一步的，所述缓冲部件为与所述齿盘同轴安装的第一旋转阻尼器。

进一步的，所述缓冲部件为与所述转向轴同轴安装的第二旋转阻尼器。

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供的技术方案之二是：

一种方向控制装置，包括底座、转动设置在所述底座上的齿盘、转动设置在所述底座上的转向轴，以及固定在所述转向轴上的齿轮和方向盘，所述齿轮与所述齿盘相啮合，还包括与所述齿盘同轴设置的第一拉板和第二拉板、连接所述第一拉板和第二拉板的自复位缓冲机构、用于监测所述齿盘转动角度的角度传感器，所述齿盘上设有带动所述第一拉板/第二拉板转动的推动部，所述底座上设有限制所述第二拉板/第一拉板转动的限位件。

进一步的，所述自复位缓冲机构包括油缸、沿所述油缸轴向布置且部分延伸至所述油缸第一端外的活塞杆、与所述活塞杆连接的活塞及设置在所述油缸第二端内部的油气分离组件，所述油气分离组件与所述油缸的第一端之间的油腔内填充阻尼油，所述活塞上设有至少一个过油孔，所述活塞与所述油缸的第一端之间设有第二弹性件。

进一步的，所述油气分离组件包括与所述油缸密封滑动配合的堵头及设置在所述堵头与所述油缸第二端之间的第三弹性件。

进一步的，所述齿盘的转轴上设有安装限位槽，所述第一拉板、第二拉板经法兰隔套安装在安装限位槽内，所述法兰隔套轴向两端分别设有第一垫片，所述第一拉板与所述第二拉板呈上下布置，所述第二拉板与所述法兰隔套的法兰相抵接，所述第一拉板与所述第二拉板之间、所述第一拉板与位于上方的第一垫片之间分别设有第二垫片。

进一步的，所述底座上设有传感器安装板，所述角度传感器转动设置在所述传感器安装板上且与所述转轴相连接。

进一步的，所述底座上设有用于限制所述齿盘转动角度的限位柱。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、采用本实用新型的技术方案，在第一拉板和第二拉板之间连接第一弹性件用于方向盘回中，第一弹性件采用拉簧对方向盘在中位不会产生间隙，在相对固定的扭矩偏差范围内，力臂的长度由钣金件控制，精度高，可以给弹簧力值提供比较大的公差范围，拉簧制作精度相对扭簧来说就没那么高，易于掌控产品的一致性；

2、设置方向盘回位缓冲的缓冲部件，可以避免方向盘的反弹现象，防止车辆不可预期的转弯；

3、增加方向盘的旋转角度，现有技术中因扭簧旋转角度限制，方向盘只能打正反方向各300°，拉簧能打正反方向各60°甚至以上，设置减速比为1∶6，方向盘能打正反方向各360°，降低方向盘旋转角度对车辆转弯的灵敏性；

4、在第一拉板和第二拉板之间连接自复位缓冲机构，以起到方向盘回中和缓冲作用，提高转向的操控性，方便操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型方向控制装置实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例1中第一拉板和第二拉板的安装结构示意图；

图4为本实用新型实施例2的结构示意图；

图5为本实用新型实施例3的结构示意图；

图6为本实用新型实施例4的结构示意图；

图7为本实用新型实施例4中自复位缓冲机构的结构示意图；

其中：

1、底座；1-1、限位件；1-2、限位柱；2、齿盘；2-1、推动部；3、转向轴；3-1、安装座；4、齿轮；5、转轴；5-1、安装限位槽；6、第一拉板；6-1、连接柱；7、第二拉板；8、第一弹性件；9、拉伸阻尼器；10、角度传感器；11、传感器安装板；12、法兰隔套；13、第一垫片；14、第二垫片；15、卡簧；16、第一旋转阻尼器；17、第二旋转阻尼器；18、连接件；

100、自复位阻尼机构；101、油缸；101a、油腔；102、活塞杆；103、活塞；103a、过油孔；104、第二弹性件；105、堵头；106、第三弹性件；107、密封件；108、固定座；109、油封；110、第一安装环；111、第二安装环。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

参见图1和图2，为本实用新型实施例1的结构示意图，提供一种方向控制装置，用于后轮驱动的车辆，车辆包括用于控制左后轮的第一驱动电机、用于控制右后轮的第二驱动电机及万向安装在割草机前部的两个前轮。

该方向控制装置包括底座1、转动设置在底座1上的齿盘2、转动设置在底座1上的转向轴3，以及固定在转向轴3上的齿轮4和方向盘(未图示)，齿轮4与齿盘2相啮合，转动方向盘带动转向轴3转动，以带动齿轮4转动，从而带动齿盘2转动，通过监测齿盘2的转动角度，以向车辆的主机控制器发送转向信号。

为了提高转向的操控性，避免方向盘回中后反弹，该方向控制装置还包括与齿盘2同轴设置的第一拉板6和第二拉板7、连接第一拉板6和第二拉板7的第一弹性件8、用于监测齿盘2转动角度的角度传感器10及用于方向盘回位缓冲的缓冲部件，齿盘2上设有带动第一拉板6/第二拉板7转动的推动部2-1，底座1上设有限制第二拉板6/第一拉板7转动的限位件1-1，当齿轮4带动齿盘2往一个方向转动时，第一拉板6或第二拉板7中只有一个拉板随着转动。优选的，第一弹性件8采用拉簧。

结合图3，为了便于安装第一拉板6和第二拉板7，在齿盘2的转轴5上设有安装限位槽5-1，第一拉板6、第二拉板7经法兰隔套12安装在安装限位槽5-1内，法兰隔套12轴向两端分别设有第一垫片13，第一拉板6与第二拉板7呈上下布置，第二拉板7与法兰隔套12的法兰相抵接，第一拉板6与第二拉板7之间、第一拉板6与位于上方的第一垫片13之间分别设有第二垫片14。其中，法兰隔套12、第二垫片14采用尼龙制成，减噪耐磨，第一垫片13采用铁制成，起到支撑加强作用。在位于上方的第一垫片13与安装限位槽5-1之间设置卡簧15限位。

其中，在第一拉板6厚度方向的一端设有用于连接第一弹性件8的连接柱6-1，第二拉板6与第一拉板7的结构相同，安装时，第一拉板6的连接柱6-1朝上延伸，第二拉板7的连接柱朝下延伸，第一弹性件8连接在两个连接柱之间。

为了便于安装角度传感器10，在底座1上设有传感器安装板11，角度传感器10转动设置在传感器安装板11上且与转轴5相连接，当齿盘2转动时，转轴5带动角度传感器10转动，以监测齿盘2的转动角度。角度传感器10与车辆的主机控制器相连接，以将转动角度的信号传动至主机控制器，主机控制器控制第一驱动电机和第二驱动电机的转速，进而实现转向。

为了限制齿盘2的转动角度，在底座1上设有限位柱1-2。

本例中，缓冲部件为连接在第一拉板6和第二拉板7之间的拉伸阻尼器9。

本实施例的工作原理为：

操作者转动方向盘以带动转向轴3转动，转向轴3带动齿轮4转动，齿轮4带动齿盘2转动，角度传感器10监测齿盘2的转动角度并将信号传送至主机控制器，主机控制器控制第一驱动电机和第二驱动电机的转速，使两者产生转速差实现转向；由于第一拉板6与第二拉板7之间的第一弹性件8处于绷紧状态，弹簧力较大，操作者释放方向盘的瞬间，第一弹性件8将第一拉板6或第二拉板7拉回原位，保持车辆的直线行驶；而缓冲部件可对方向盘回位起到缓冲作用，避免方向盘回弹。

参见图4，为本实用新型实施例2的结构示意图，其他与实施例1相同，不同之处在于：缓冲部件为与齿盘2同轴安装的第一旋转阻尼器16，具体的，第一旋转阻尼器16安装在齿盘2的转轴5的下部，并经螺栓固定在底座1上，第一旋转阻尼器16为现有技术，本实用新型不做赘述。

参见图5，为本实用新型实施例3的结构示意图，其他与实施例1相同，不同之处在于：缓冲部件为与齿轮4同轴安装的第二旋转阻尼器17，具体的，第二旋转阻尼器17安装在转向轴3的下部，并经连接件18固定在转向轴3的安装座3-1上，第二旋转阻尼器17为现有技术，本实用新型不做赘述。应该理解，在其他的实施方式中，连接件18还可以固定在底座1上。

参见图6，为本实用新型实施例3的结构示意图，其他与实施例1相同，不同之处在于：在第一拉板6和第二拉板7之间连接自复位缓冲机构100，用于方向盘的回位和缓冲。

具体地，自复位缓冲机构100包括油缸101、沿油缸101轴向布置且部分延伸至油缸101第一端外的活塞杆102、与活塞杆102连接的活塞103及设置在油缸101第二端内部的油气分离组件，油气分离组件与油缸101的第一端之间的油腔101a内填充阻尼油，活塞103上设有至少一个过油孔103a，活塞103与油缸101的第一端之间设有第二弹性件104，其中，第二弹性件104采用弹簧且套设在活塞杆102上。

油气分离组件包括与油缸101密封滑动配合的堵头105及设置在堵头105与油缸101第二端之间的第三弹性件106，其中，第三弹性件106采用弹簧。在堵头105上设有连通至油腔101a的加油口，该加油口设有密封件107密封，密封件107与堵头105螺纹连接。

在油缸101的第一端内部设有用于支撑活塞杆102的固定座108，在固定座108与油缸101第一端之间设有油封109。为了便于安装该自复位缓冲机构100，在活塞杆102的外端固定有第一安装环110，在油缸101的第二端固定有第二安装环111，第二安装环111与油缸101螺纹连接。

本实施例的工作原理为：

操作者转动方向盘以带动转向轴3转动，转向轴3带动齿轮4转动，齿轮4带动齿盘2转动，角度传感器10监测齿盘2的转动角度并将信号传送至主机控制器，主机控制器控制第一驱动电机和第二驱动电机的转速，使两者产生转速差实现转向；在转动方向盘的同时，活塞杆102被拉出，第二弹性件104被压缩，此时释放方向盘，活塞杆102在第二弹性件104作用下被推进油缸101内，使得方向盘回中，油腔101a内的阻尼油经活塞103上的过油孔103a在活塞102两侧的腔体内流动，产生阻尼力，避免方向盘在回位时出现反弹现象。

综上，该方向控制装置可提高方向盘操作的操控性，避免方向盘回位反弹，防止车辆不可预期的转弯。

上述实例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种方向控制装置，包括底座、转动设置在所述底座上的齿盘、转动设置在所述底座上的转向轴，以及固定在所述转向轴上的齿轮和方向盘，所述齿轮与所述齿盘相啮合，其特征在于：还包括与所述齿盘同轴设置的第一拉板和第二拉板、连接所述第一拉板和第二拉板的第一弹性件、用于监测所述齿盘转动角度的角度传感器及用于所述方向盘回位缓冲的缓冲部件，所述齿盘上设有带动所述第一拉板/第二拉板转动的推动部，所述底座上设有限制所述第二拉板/第一拉板转动的限位件。

2.根据权利要求1所述的方向控制装置，其特征在于：所述缓冲部件为连接所述第一拉板和第二拉板的拉伸阻尼器。

3.根据权利要求1所述的方向控制装置，其特征在于：所述缓冲部件为与所述齿盘同轴安装的第一旋转阻尼器。

4.根据权利要求1所述的方向控制装置，其特征在于：所述缓冲部件为与所述转向轴同轴安装的第二旋转阻尼器。

5.一种方向控制装置，包括底座、转动设置在所述底座上的齿盘、转动设置在所述底座上的转向轴，以及固定在所述转向轴上的齿轮和方向盘，所述齿轮与所述齿盘相啮合，其特征在于：还包括与所述齿盘同轴设置的第一拉板和第二拉板、连接所述第一拉板和第二拉板的自复位缓冲机构、用于监测所述齿盘转动角度的角度传感器，所述齿盘上设有带动所述第一拉板/第二拉板转动的推动部，所述底座上设有限制所述第二拉板/第一拉板转动的限位件。

6.根据权利要求5所述的方向控制装置，其特征在于：所述自复位缓冲机构包括油缸、沿所述油缸轴向布置且部分延伸至所述油缸第一端外的活塞杆、与所述活塞杆连接的活塞及设置在所述油缸第二端内部的油气分离组件，所述油气分离组件与所述油缸的第一端之间的油腔内填充阻尼油，所述活塞上设有至少一个过油孔，所述活塞与所述油缸的第一端之间设有第二弹性件。

7.根据权利要求6所述的方向控制装置，其特征在于：所述油气分离组件包括与所述油缸密封滑动配合的堵头及设置在所述堵头与所述油缸第二端之间的第三弹性件。

8.根据权利要求1或5所述的方向控制装置，其特征在于：所述齿盘的转轴上设有安装限位槽，所述第一拉板、第二拉板经法兰隔套安装在安装限位槽内，所述法兰隔套轴向两端分别设有第一垫片，所述第一拉板与所述第二拉板呈上下布置，所述第二拉板与所述法兰隔套的法兰相抵接，所述第一拉板与所述第二拉板之间、所述第一拉板与位于上方的第一垫片之间分别设有第二垫片。

9.根据权利要求8所述的方向控制装置，其特征在于：所述底座上设有传感器安装板，所述角度传感器转动设置在所述传感器安装板上且与所述转轴相连接。

10.根据权利要求8所述的方向控制装置，其特征在于：所述底座上设有用于限制所述齿盘转动角度的限位柱。