CN220180912U - 转向助力装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转向助力装置及车辆，其中，转向助力装置主要包括输入轴；输出轴与输入轴相连接；第一感应线圈和第二感应线圈沿输入轴的轴向相对间隔套设于输入轴外侧；传动件与输入轴相连接，部分传动件设置于第一感应线圈和第二感应线圈之间的内圈；传动件配置为在输入轴沿控制方向旋转阶段、沿输入轴的轴向移动并切割第一感应线圈或者第二感应线圈产生的磁感线；电磁助力件，套设于输出轴外侧；控制器连接并接收第一感应线圈、第二感应线圈并控制的磁场线信号并控制电磁助力件。本申请提供的实施例，利用移动件切割第一感应线圈或者第二感应线圈产生的磁感线产生的电流数据变化，确定输入轴的控制方向和旋转角度，提高了扭矩测量的精准度。

Description

转向助力装置及车辆

技术领域

本实用新型涉及转向助力技术领域，特别涉及一种转向助力装置及车辆。

背景技术

起初汽车方向盘是有机械齿轮来控制轮胎的行驶方向，后期发展到用液压助力改变行驶方向，再用电控液压助力来实现行驶方向，目前常用的汽车方向盘是电动方向助力器。

在电动助力转向系统中需要测量方向盘的扭矩，以实现对助力电机输出扭矩的控制，但是，现在采用滑块、电刷等机械部件测量方向盘的扭矩，存在精度较低的问题。

实用新型内容

本申请针对现有方式的缺点，提供一种转向助力装置及车辆，用以解决现有技术存在的采用滑块、电刷等机械部件测量方向盘的扭矩，存在精度较低的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种转向助力装置，包括：输入轴；输出轴，与所述输入轴相连接；第一感应线圈和第二感应线圈，沿所述输入轴的轴向相对间隔套设于所述输入轴外侧；传动件，与所述输入轴相连接，部分所述传动件设置于所述第一感应线圈和所述第二感应线圈之间的内圈；所述传动件配置为在所述输入轴沿控制方向旋转阶段、沿所述输入轴的轴向移动并切割所述第一感应线圈或者所述第二感应线圈产生的磁感线；电磁助力件，套设于所述输出轴外侧；控制器，连接并接收所述第一感应线圈和所述第二感应线圈的磁场线信号并控制所述电磁助力件，以驱动所述输出轴沿所述控制方向旋转。

作为一种可选地实施方式，所述传动件包括：套筒，具有中空结构，所述套筒套设于所述输入轴和所述输出轴连接处的外侧，与所述输入轴、以及所述输出轴连接；凸部，设置于所述套筒外侧、且沿与所述输入轴的轴向相交的方向凸出于所述套筒，至少部分所述凸部设置于所述第一感应线圈和所述第二感应线圈之间。

作为一种可选地实施方式，所述转向助力装置还包括：第一连接件，凸出于所述输入轴外侧，所述第一连接件远离所述输入轴的部分具有第一曲面；其中，所述套筒上设置有沿所述套筒轴向延伸的第一导向槽，所述第一连接件远离所述输入轴的部分伸入所述第一导向槽内，以引导所述套筒沿所述套筒轴向相对于所述输入轴移动；所述第一曲面与所述第一导向槽连接，以减少所述第一连接件和所述套筒的摩擦。

作为一种可选地实施方式，所述转向助力装置还包括：第二连接件，凸出于所述输出轴外侧，所述第二连接件远离所述输出轴的部分具有第二曲面；其中，所述套筒上设置有与所述输出轴的周向成角度设置的第二导向槽，所述第二连接件远离所述输出轴的部分伸入所述第二导向槽内，以引导所述套筒沿所述套筒轴向相对于所述输出轴移动；所述第二曲面与所述第二导向槽连接，以减少所述第二连接件和所述套筒的摩擦。

作为一种可选地实施方式，所述输入轴具有第一中空结构，所述第一中空结构的内壁设置有向外侧方向凹陷的限位凹部；所述输出轴的一端伸入所述第一中空结构内，所述输出轴的一端设置有向外侧方向凸出的限位凸起，所述限位凸起伸入所述限位凹部内、且与所述限位凹部之间形成设计距离的间隔。

作为一种可选地实施方式，所述第一中空结构的内壁还设置有向外侧方向凹陷的容置凹部，所述容置凹部和所述限位凹部不重合；所述输出轴的一端设置有向外凸出的第一弹性件，所述第一弹性件伸入所述容置凹部内；所述第一弹性件配置为在所述输入轴旋转阶段积攒弹性势能，所述第一弹性件配置为在所述输入轴旋转阶段结束后释放积攒的弹性势能，并使得所述输入轴复位。

作为一种可选地实施方式，所述输入轴具有第二中空结构，所述第二中空结构和所述第一中空结构相连通形成容置腔，所述容置腔内设置有沿所述输入轴的轴向延伸的第二弹性件，所述第二弹性件的两端分别与所述输入轴和所述输出轴连接，所述第二弹性件配置为在所述输入轴旋转阶段扭转、并积攒弹性势能，所述第二弹性件配置为在所述输入轴旋转阶段结束后释放积攒的弹性势能，并使得所述输入轴复位。

作为一种可选地实施方式，所述电磁助力件包括：转子，套设于至少部分所述输出轴外侧；定子，套设于所述转子外侧，且与所述控制器连接。

作为一种可选地实施方式，所述转向助力装置还包括：运行轨迹传感器，与输出轴、以及控制器连接，用于向所述控制器发送获取的所述输出轴的旋转数据。

第二个方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括：车辆主体；如本申请前述实施例中任一项所述的转向助力装置，与所述车辆主体相连接。

本申请提供了一种转向助力装置及车辆，本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

通过本申请实施例提供的转向助力装置，输入轴沿控制方向旋转，以驱动传动件沿输入轴的轴向移动并切割第一感应线圈或者第二感应线圈的磁感线，从而产生对应的电流数据，通过电流数据来确定输入轴的控制方向和旋转角度的方式，可以提高扭矩测量的精准度，控制器根据电流数据确定与电流数据对应的助力控制指令，并将助力控制指令输送给电磁助力件，以驱动输出轴沿控制方向旋转。

本申请实施例的转向助力装置可以应用范围较广，可以应用到传统燃油车，拖拉机，工程车，机械化农机车，新能源车和船等，并且可以直接用在自动驾驶的车船上。

通过控制器输出电量通过电磁助力件产生驱动输出轴的旋转的力，不再使用齿轮来传动扭力，减少了齿轮带来的摩擦和扭力消耗，从而减少在传动过程中的摩擦力，减少震动噪音的同时，大大提高方向控制精度和速度灵敏度，进而提高助力转向效率；同时也避免使用了液压马达/油管/液压油/电磁阀等材料，大大减少材料损耗，减少多余材料对环境的污染；另外，还大大减少生产材料成本和自身体积及重量，减少驾驶室安占用的空间，提高了驾驶员的舒适度和转向操作性，进而避免驾驶员过度操作带来的体力劳累。

转子和定子可以产生自吸的缓冲力作用，能把抵消轮胎振动传到方向盘上的力，从而让驾驶员感受不到轮胎上传送过来振动力，提高了驾驶过程中手握方向盘的舒适感。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种转向助力装置的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的一种转向助力装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种转向助力装置中去除部分输出轴的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种转向助力装置中传动件的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种转向助力装置中输入轴和输出轴相连接处的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种转向助力装置中输入轴、输出轴和第二弹性件的位置关系示意图；

图7为本申请另一实施例提供的一种转向助力装置中带有全部外壳的结构示意图。

附图标记即对应说明：

1：输入轴；11：限位凹部；12：容置凹部；

2：输出轴；21：限位凸起；22：第一弹性件；

3：第一感应线圈；

4：第二感应线圈；

5：传动件；51：套筒；52：凸部；53：第一导向槽；54：第二导向槽；

6：电磁助力件；61：转子；62：定子；

7：第一连接件；

8：第二连接件；

9：运行轨迹传感器；91：传感器主体；92：编码盘；

10：外壳；

100：第二弹性件；

200：输入轴穿孔。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的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部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

如图1-4所示，本申请实施例提供了一种转向助力装置，主要包括输入轴1、输出轴2、第一感应线圈3、第二感应线圈4、传动件5、电磁助力件6和控制器。输出轴2与输入轴1相连接；第一感应线圈3和第二感应线圈4沿输入轴1的轴向相对间隔套设于输入轴1外侧；传动件5与输入轴1相连接，部分传动件5设置于第一感应线圈3和第二感应线圈4之间的内圈；传动件5配置为在输入轴1沿控制方向旋转阶段、沿输入轴1的轴向移动并切割第一感应线圈3或者第二感应线圈5产生的磁感线；电磁助力件6，套设于输出轴2外侧；控制器连接并接收第一感应线圈3、第二感应线圈4的磁场线信号并控制电磁助力件6，以驱动输出轴2沿控制方向旋转。

在一些可能的实施例中，输入轴1和输出轴2均为圆杆状结构，且同轴连接，相连接的输入轴1和输出轴2形成了转向轴结构。其中，输入轴1的第一端与输出轴2的第一端相连接，输出轴2的第二端用于与转向执行机构连接，输入轴1的第二端同轴连接有方向盘，驾驶员通过旋转方向盘带动输入轴1以其自身的轴线为旋转轴沿周向旋转。输入轴1的旋转方向为控制方向，该控制方向可以为顺时针旋转或者逆时针旋转。

输入轴1与传动件5滑动连接，旋转的输入轴1能够驱动传动件5沿输入轴1的轴向移动一定的距离；例如，输入轴1在逆时针旋转阶段驱动传动件5沿靠近输出轴2第二端的方向移动；输入轴1在顺时针旋转阶段驱动传动件5沿靠近输入轴1第二端的方向移动。又例如，输入轴1逆时针旋转的角度越大，传动件5沿靠近输出轴2第二端方向移动的距离越大；反之，输入轴1逆时针旋转的角度越小，传动件5沿靠近输出轴2第二端方向移动的距离越小；输入轴1顺时针旋转的角度越大，传动件5沿靠近输入轴1第二端方向移动的距离越大；反之，输入轴1顺时针旋转的角度越小，传动件5沿靠近输入轴1第二端方向移动的距离越小。

第一感应线圈3和第二感应线圈4设置在不同的高度上，且两者在输入轴1的轴向上形成间隔，两者在垂直于输入轴1的方向上与输入轴1间隔设置，以形成传动件5的移动控制。传动件5在沿靠近输入轴1第二端方向移动时切割第一感应线圈3产生的磁感线，形成电流数据；当传动件5沿靠近输入轴1第二端方向移动的距离越大，传动件5切割第一感应线圈3产生的磁感线而形成的电流数据越大；反之，当传动件5沿靠近输入轴1第二端方向移动的距离越小，传动件5切割第一感应线圈3产生的磁感线而形成的电流数据越小。传动件5在沿靠近输出轴2的第二端方向移动时切割第二感应线圈4产生的磁感线，形成电流数据；当传动件5沿靠近输出轴2第二端方向移动的距离越大，传动件5切割第二感应线圈4产生的磁感线而形成的电流数据越大；反之，当传动件5沿靠近输出轴2第二端方向移动的距离越小，传动件5切割第二感应线圈4产生的磁感线而形成的电流数据越小。

控制器如果获取到切割第一感应线圈3的磁感线而形成的电流数据，则说明传动件5在沿靠近输入轴1第二端方向移动，进一步说明输入轴1在沿顺时针旋转；如果切割第一感应线圈3的磁感线而形成的电流数据越大，则说明输入轴1顺时针旋转的角度越大；反之，如果切割第一感应线圈3的磁感线而形成的电流数据越小，则说明输入轴1顺时针旋转的角度越小。

控制器如果获取到切割第二感应线圈4的磁感线而形成的电流数据，则说明传动件5在沿靠近输出轴2第二端方向移动，进一步说明输入轴1在沿逆时针旋转；如果切割第二感应线圈4的磁感线而形成的电流数据越大，则说明输入轴1逆时针旋转的角度越大；反之，如果切割第二感应线圈4的磁感线而形成的电流数据越小，则说明输入轴1逆时针旋转的角度越小。

控制器的数据模块可以预存电流数据源、控制方向、电流数据大小、控制方向旋转角度大小、以及控制指令的对应关系，使得控制器在获取到第一感应线圈3或者第二感应线圈4的电流数据后，可以确定出向电磁助力件6发出的控制指令，该控制指令为供电电流，该供电电流可以使得电磁助力件6产生用于驱动输出轴2旋转的驱动力，该驱动力的方向与控制方向相同方向，驱动力的大小与控制方向的旋转角度相对应。

控制器可以导通或者断开电源向第一感应线圈3、以及第二感应线圈4的提供的电流，以控制第一感应线圈3和第二感应线圈4形成对应的磁场。

通过本申请实施例提供的转向助力装置，输入轴1沿控制方向旋转，以驱动传动件5沿输入轴1的轴向移动并切割第一感应线圈3或者第二感应线圈4的磁感线，从而产生对应的电流数据，通过电流数据来确定输入轴1的控制方向和旋转角度的方式，可以提高扭矩测量的精准度，控制器根据电流数据确定与电流数据对应的助力控制指令，并将助力控制指令输送给电磁助力件6，以驱动输出轴2沿控制方向旋转。

如图4所示，作为一种可选地实施方式，传动件5主要包括套筒51和凸部52。套筒51具有中空结构，套筒51套设于输入轴1和输出轴2连接处的外侧，与输入轴1、以及输出轴2连接；凸部52设置于套筒51外侧、且沿与输入轴1的轴向相交的方向凸出于套筒51，至少部分凸部52设置于第一感应线圈3和第二感应线圈4之间。

基于前述实施例，提供一些可能的实施例，套筒51具有沿套筒51轴向延伸的中空结构。套筒51与输入轴1同轴设置。凸部52可以为板状结构，凸部52可以沿垂直于输入轴1轴向的方向凸出于套筒51。第一感应线圈3和第二感应线圈4分别设置于凸部52的相对两侧。

如图1-3所示，作为一种可选地实施方式，转向助力装置还包括第一连接件7，该第一连接件7凸出于输入轴1外侧，第一连接件7远离输入轴1的部分具有第一曲面；其中，套筒51上设置有沿套筒51轴向延伸的第一导向槽53，第一连接件7远离输入轴1的部分伸入第一导向槽53内，以引导套筒51沿套筒51轴向相对于输入轴1移动；第一曲面与第一导向槽53连接，以减少第一连接件7和套筒51的摩擦。

基于前述实施例，提供一些可能的实施例，第一导向槽53可以贯穿套筒51的筒壁设置；第一导向槽53也可以不贯穿套筒51的筒壁，第一导向槽53的开口朝向输入轴1。可以设置多个第一导向槽53、且均匀分布于套筒51。

可选地，第一连接件7为圆柱状结构，第一连接件7的一端与输入轴1连接，例如，输入轴1上开设有安装孔，第一连接件7插入安装孔内；又例如，输入轴1的一端与输入轴1焊接连接。第一连接件7的轴向与输入轴1的轴向相垂直。第一连接件7远离输入轴1的端部伸入第一导向槽53内，第一连接件7的侧面为前述第一曲面，该第一曲面与第一导向槽53的槽壁滑动连接，以减少第一连接件7和套筒51的摩擦。

可选地，第一连接件7为球状结构，输入轴1上设置有沿输入轴1轴向延伸的球状结构容置凹部12，第一连接件7夹设在输入轴1的球状结构容置凹部12和第一导向槽53之间，第一连接件7的球面包括前述第一曲面，该第一曲面与第一导向槽53的槽壁滑动连接，以减少第一连接件7和套筒51的摩擦。

如图2所示，作为一种可选地实施方式，转向助力装置还包括第二连接件8，该第二连接件8凸出于输出轴2外侧，第二连接件8远离输出轴2的部分具有第二曲面；其中，套筒51上设置有与输出轴2的周向成角度设置的第二导向槽54，第二连接件8远离输出轴2的部分伸入第二导向槽54内，以引导套筒51沿套筒51轴向相对于输出轴2移动；第二曲面与第二导向槽54连接，以减少第二连接件8和套筒51的摩擦。

基于前述实施例，提供一些可能的实施例，第二导向槽54可以贯穿套筒51的筒壁设置；第二导向槽54也可以不贯穿套筒51的筒壁，第二导向槽54的开口朝向输出轴2。可以设置多个第二导向槽54、且均匀分布于套筒51。

可选地，第二连接件8为圆柱状结构，该第二连接件8的一端与输入轴1连接，例如，输出轴2上开设有安装孔，第二连接件8插入安装孔内；又例如，输出轴2的一端与输入轴1焊接连接。第二连接件8的轴向与输出轴2的轴向垂直。第二连接件8远离输入轴1的端部伸入第二导向槽54，第二连接件8的侧面为前述第二曲面，该第二曲面与第二导向槽54的槽壁滑动连接，以减少第二连接件8和套筒51的摩擦。

可选地，第二连接件8为球状结构，输出轴2上设置有沿输出轴2轴向延伸的球状结构容置凹部12，第二连接件8夹设在输出轴2的球状结构容置凹部12和第二导向槽54之间，第二连接件8的球面包括前述第二曲面，该第二曲面与第二导向槽54的槽壁滑动连接以减少第二连接件8和套筒51的摩擦。

本申请实施例中，在输入轴1沿控制方向旋转阶段，输入轴1带动第一连接件7沿周向同步旋转，使得第一连接件7在周向上形成对套筒51产生的作用力，该作用力使得第二导向槽54和第二连接件8在输出轴2的周向、以及输入轴1轴向上发生相对移动，第一导向槽53引导移动的套筒51沿输入轴1轴向移动，进而带动凸部52同步移动，形成对第一感应线圈3或者第二感应线圈4的磁感线切割。

如图5所示，作为一种可选地实施方式，输入轴1具有第一中空结构，第一中空结构的内壁设置有向外侧方向凹陷的限位凹部11；输出轴2的一端伸入第一中空结构内，输出轴2的一端设置有向外侧方向凸出的限位凸起21，限位凸起21伸入限位凹部11内、且与限位凹部11之间形成设计距离的间隔。

基于前述实施例，提供一些可能的实施例，输入轴1沿控制方向旋转，控制器即可获取传动件5切割第一感应线圈3或者第二感应线圈4磁感线而产生的电流数据，并根据获取的电流数据控制输出轴2同向旋转，其中，在输入轴1和输出轴2的旋转过程中，输入轴1的限位凹部11和输出轴2的限位凸起21在周向上无连接，限位凸起21与限位凹部11之间形成有设计距离的间隔，这样可以避免沿输入轴1通过接触的方式推动输出轴2旋转，防止增加驱动输入轴1旋转阶段的助力，降低用户体验。

为了便于理解限位凹部11和限位凸起21之间设计距离的间隔大小，可以通过旋转角度限定间隔大小。其中，当输出轴2相对于输入轴1不旋转、固定不同的情况下，输入轴1旋转设计角度后，输入轴1的限位凹部11和输出轴2的限位凸起21在粥向上接触。可选地，设计角度大于等于0度、且小于等于3度。

如图5所示，作为一种可选地实施方式，第一中空结构的内壁还设置有向外侧方向凹陷的容置凹部12，容置凹部12和限位凹部11不重合；输出轴2的一端设置有向外凸出的第一弹性件22，第一弹性件22伸入容置凹部12内；第一弹性件22配置为在输入轴1旋转阶段积攒弹性势能，第一弹性件22配置为在输入轴1旋转阶段结束后释放积攒的弹性势能，并使得输入轴1复位。

基于前述实施例，提供一些可能的实施例，在输入轴1沿周向旋转阶段，输入轴1的容置凹部12在周向方向推动第一弹性件22并产生形变，使得第一弹性件22起到缓冲的作用，并积攒弹性势能；在输入轴1停止旋转后，不再对第一弹性件22施加弹性形变的力，第一弹性件22释放积攒的弹性势能，通过推动容置凹部12使得输入轴1复位。

在一个具体的实施例中，在输入轴1的周向上均匀、且交替设置有四个限位凹部11和四个容置凹部12，在输出轴2的周向上均匀、且交替设置有四个限位凸起21和四个第一弹性件22。其中，第一弹性件22为弹性片，沿输入轴1的轴向上，相邻两个弹性片之间形成的夹角为90度，这样保证弹性片均匀受力，进而提高输入轴1复位效率。可选地，夹角成180度的两个弹性片可以为一整片弹性片。

如图6所示，作为一种可选地实施方式，输入轴1具有第二中空结构，第二中空结构和第一中空结构相连通形成容置腔，容置腔内设置有沿输入轴1的轴向延伸的第二弹性件100，第二弹性件100的两端分别与输入轴1和输出轴2连接，第二弹性件100配置为在输入轴1旋转阶段扭转、并积攒弹性势能，第二弹性件100配置为在输入轴1旋转阶段结束后释放积攒的弹性势能，并使得输入轴1复位。

基于前述实施例，提供一些可能的实施例，第一中空结构和第二中空结构均沿输入轴1的轴向延伸，第二弹性件100可以为弹性板，该弹性板的两端分别与输入轴1和输出轴2连接。在输入轴1沿周向旋转阶段，输入轴1同步带动第二弹性件100沿周向扭转变形，起到缓冲的作用的同时积攒弹性势能；在输入轴1停止旋转后，不再对第二弹性件100施加扭转变形的力，第二弹性件100释放积攒的弹性势能，带动输入轴1复位。

输入轴1的上部沿径向设置有贯穿的输入轴1的输入轴穿孔200，第二弹性件100与输入轴穿孔200的对应位置处设置有贯穿第二弹性件100的第一贯穿孔，插销穿过输入轴穿孔200和第一贯穿孔，以实现输入轴1和第二弹性件100连接；类似的，输出轴的下部沿径向设置有贯穿的输入轴1的输出轴穿孔，第二弹性件100与输出轴穿孔的对应位置处设置有贯穿第二弹性件100的第二贯穿孔，插销穿过输出轴穿孔和第二贯穿孔，以实现输出轴2和第二弹性件100连接。

如图3所示，作为一种可选地实施方式，电磁助力件6包括转子61和定子62。转子61套设于至少部分输出轴2外侧；定子62套设于转子61外侧，且与控制器连接。

基于前述实施例，提供一些可能的实施例，定子62包括有磁线圈，转子61可以为永磁体，定子62和转子61间隔设置。定子62接收控制器输送的供电电流并产生磁场，以驱动转子61转动，转子61与输出轴2固定连接，以实现定子62驱动转子61时实现对输出轴2的控制。其中，控制器输送的供电电流大小与切割磁感线产生的电流数据相对应，避免浪费电量。

可选地，定子62和转子61的间隔可以为1毫米。

本申请实施例中的电磁助力件6结构，可以减少其它传动结构的材料和装置，通过通电的定子62和具有磁性的转子61产生推力，来实现助力功能，可以彻底消除传统助力方向盘在传动摩擦时所造成内部扭力消耗，彻底解决了在使用过程中由于机械装置所引起的卡死风险，提高驾驶的安全性。

作为一种可选地实施方式，控制器包括自动驾驶信号接入端子，用于与车辆的自动驾驶控制模块或者辅助驾驶控制模块连接。

当车辆切换为自动驾驶模式或者辅助驾驶模式后，通过自动驾驶信号接入端子接受转向指令，控制器接收到转向指令后，向电磁助力件6发送相对应的控制信号，控制输出轴2转向。

如图3所示，作为一种可选地实施方式，助力转向装置还包括运行轨迹传感器9，该运行轨迹传感器9与输出轴2、以及控制器连接，用于向控制器发送获取的输出轴2的旋转数据。

基于前述实施例，提供一些可能的实施例，运行轨迹传感器9为编码器，该编码器包括传感器主体91和编码盘92，该编码盘92套设于输出轴2外侧，以与输出轴2同步旋转。传感器主体91设置于编码盘92一侧、且与控制器连接。编码盘92上均匀开设有等分孔或槽，编码盘92每转一个孔或槽，传感器主体91会收到一次信号，传感器主体91向控制器发送获取的信号，以记录输出轴2的旋转角度或者旋转圈数，以作为驾驶员在行驶过程中的转向记录，该转向记录可以作为交通事故分析有效的数据。

如图7所示，作为一种可选地实施方式，助力转向装置还包括外壳10，该外壳10可以设置于转子61、传动件5、部分输入轴1和部分输出轴2外侧，并与车辆的车架相连接，以间接将输入轴1和输出轴2安装在车辆的车架上，这样可以不再另外增加其它安装结构安装输入轴1和输出轴2，可以减少生产材料的成本和驾驶室占用的空间。

第二个方面，本申请实施例提供了一种车辆，主要包括车辆主体和如本申请前述实施例中任一项的转向助力装置，该转向助力装置与车辆主体相连接。

作为一种可选地实施方式，车辆还包括速度传感器，该速度传感器设置于车辆主体、且与转向助力装置连接的控制器连接，配置为获取车辆主体的当前行驶速度，并向转向助力装置发送获取的当前行驶速度。

基于前述实施例，提供一些可能的实施例，速度传感器用于获取车辆主体的当前行驶速度，当前行驶速度发生变化时，轮胎和地面摩擦力也会随着变动，其中，当前行驶速度较快时，轮胎和地面摩擦力减少，这时驾驶员会感觉方向盘比较轻，车辆主体容易出现不稳的飘移现象；

控制器上可以预设电流数据源、控制方向、电流数据大小、控制方向旋转角度大小、控制指令、以及当前行驶速度的对应关系。控制器可以根据当前行驶速度以及前述相关参数输出相对应的控制指令，以提高驾驶的安全性和舒适度。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

输入轴1沿控制方向旋转，以驱动传动件5沿输入轴1的轴向移动并切割第一感应线圈3或者第二感应线圈4的磁感线，从而产生对应的电流数据，通过电流数据来确定输入轴1的控制方向和旋转角度的方式，可以提高扭矩测量的精准度，控制器根据电流数据确定与电流数据对应的助力控制指令，并将助力控制指令输送给电磁助力件6，以驱动输出轴2沿控制方向旋转。

本申请实施例的转向助力装置可以应用范围较广，可以应用到传统燃油车，拖拉机，工程车，机械化农机车，新能源车和船等，并且可以直接用在自动驾驶的车船上。

通过控制器输出电量通过电磁助力件6产生驱动输出轴2的旋转的力，不再使用齿轮来传动扭力，减少了齿轮带来的摩擦和扭力消耗，从而减少在传动过程中的摩擦力，减少震动噪音的同时，大大提高方向控制精度和速度灵敏度，进而提高助力转向效率；同时也避免使用了液压马达/油管/液压油/电磁阀等材料，大大减少材料损耗，减少多余材料对环境的污染；另外，还大大减少生产材料成本和自身体积及重量，减少驾驶室安占用的空间，提高了驾驶员的舒适度和转向操作性，进而避免驾驶员过度操作带来的体力劳累。

转子61和定子62可以产生自吸的缓冲力作用，能把抵消轮胎振动传到方向盘上的力，从而让驾驶员感受不到轮胎上传送过来振动力，提高了驾驶过程中手握方向盘的舒适感。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种转向助力装置，其特征在于，包括：

输入轴(1)；

输出轴(2)，与所述输入轴(1)相连接；

第一感应线圈(3)和第二感应线圈(4)，沿所述输入轴(1)的轴向相对间隔套设于所述输入轴(1)外侧；

传动件(5)，与所述输入轴(1)相连接，部分所述传动件(5)设置于所述第一感应线圈(3)和所述第二感应线圈(4)之间的内圈；所述传动件(5)配置为在所述输入轴(1)沿控制方向旋转阶段、沿所述输入轴(1)的轴向移动并切割所述第一感应线圈(3)或者所述第二感应线圈(4)产生的磁感线；

电磁助力件(6)，套设于所述输出轴(2)外侧；

控制器，连接并接收所述第一感应线圈(3)和所述第二感应线圈(4)的磁场线信号并控制所述电磁助力件(6)，以驱动所述输出轴(2)沿所述控制方向旋转。

2.根据权利要求1所述的转向助力装置，其特征在于，所述传动件(5)包括：

套筒(51)，具有中空结构，所述套筒(51)套设于所述输入轴(1)和所述输出轴(2)连接处的外侧，与所述输入轴(1)、以及所述输出轴(2)连接；

凸部(52)，设置于所述套筒(51)外侧、且沿与所述输入轴(1)的轴向相交的方向凸出于所述套筒(51)，至少部分所述凸部(52)设置于所述第一感应线圈(3)和所述第二感应线圈(4)之间。

3.根据权利要求2所述的转向助力装置，其特征在于，还包括：

第一连接件(7)，凸出于所述输入轴(1)外侧，所述第一连接件(7)远离所述输入轴(1)的部分具有第一曲面；

其中，所述套筒(51)上设置有沿所述套筒(51)轴向延伸的第一导向槽(53)，所述第一连接件(7)远离所述输入轴(1)的部分伸入所述第一导向槽(53)内，以引导所述套筒(51)沿所述套筒(51)轴向相对于所述输入轴(1)移动；所述第一曲面与所述第一导向槽(53)连接，以减少所述第一连接件(7)和所述套筒(51)的摩擦。

4.根据权利要求3所述的转向助力装置，其特征在于，还包括：

第二连接件(8)，凸出于所述输出轴(2)外侧，所述第二连接件(8)远离所述输出轴(2)的部分具有第二曲面；

其中，所述套筒(51)上设置有与所述输出轴(2)的周向成角度设置的第二导向槽(54)，所述第二连接件(8)远离所述输出轴(2)的部分伸入所述第二导向槽(54)内，以引导所述套筒(51)沿所述套筒(51)轴向相对于所述输出轴(2)移动；所述第二曲面与所述第二导向槽(54)连接，以减少所述第二连接件(8)和所述套筒(51)的摩擦。

5.根据权利要求1所述的转向助力装置，其特征在于，

所述输入轴(1)具有第一中空结构，所述输入轴(1)内壁设置有向外侧方向凹陷的限位凹部(11)；

所述输出轴(2)的一端伸入所述第一中空结构内，所述输出轴(2)的一端设置有向外侧方向凸出的限位凸起(21)，所述限位凸起(21)伸入所述限位凹部(11)内、且与所述限位凹部(11)之间形成设计距离的间隔。

6.根据权利要求5所述的转向助力装置，其特征在于，

所述输入轴(1)的内壁还设置有向外侧方向凹陷的容置凹部(12)，所述容置凹部(12)和所述限位凹部(11)不重合；

所述输出轴(2)的一端设置有向外凸出的第一弹性件(22)，所述第一弹性件(22)伸入所述容置凹部(12)内；所述第一弹性件(22)配置为在所述输入轴(1)旋转阶段积攒弹性势能，所述第一弹性件(22)配置为在所述输入轴(1)旋转阶段结束后释放积攒的弹性势能，并使得所述输入轴(1)复位。

7.根据权利要求5所述的转向助力装置，其特征在于，

所述输入轴(1)具有第二中空结构，所述第二中空结构和所述第一中空结构相连通形成容置腔，所述容置腔内设置有沿所述输入轴(1)的轴向延伸的第二弹性件(100)，所述第二弹性件(100)的两端分别与所述输入轴(1)和所述输出轴(2)连接，所述第二弹性件(100)配置为在所述输入轴(1)旋转阶段扭转、并积攒弹性势能，所述第二弹性件(100)配置为在所述输入轴(1)旋转阶段结束后释放积攒的弹性势能，并使得所述输入轴(1)复位。

8.根据权利要求1所述的转向助力装置，其特征在于，所述电磁助力件(6)包括：

转子(61)，套设于至少部分所述输出轴(2)外侧；

定子(62)，套设于所述转子(61)外侧，且与所述控制器连接。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的转向助力装置，其特征在于，还包括：

运行轨迹传感器(9)，与输出轴(2)、以及控制器连接，用于向所述控制器发送获取的所述输出轴(2)的旋转数据。

10.一种车辆，其特征在于，包括：

车辆主体；

如权利要求1-9中任一项所述的转向助力装置，与所述车辆主体相连接。