CN220577349U - 一种用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，包括：转向电机，其可拆卸的固定在车架上；以及第一锥齿轮，其可选择的与转向电机或转向盘相连接；第二锥齿轮，其与所述第一锥齿轮相互啮合，且所述第二锥齿轮与转向柱固定连接。本实用新型具有减小转向间隙，提高传动效率的特点。

Description

一种用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器

技术领域

本实用新型涉及方程式赛车技术领域，更具体的是，本实用新型涉及一种用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器。

背景技术

一辆完整的无人驾驶方程式赛车应具有：手动/线控转向系统，从而实现赛车的无人驾驶功能，目前大多数无人驾驶方程式赛车都采用转向电机通过万向节带动齿轮齿条转向器的形式，但是这种形式会占用较大的驾驶舱内部空间，裸露转动的万向节易与驾驶员腿部发生碰撞。同时万向节工作角度大，受力不好，转向间隙大，不利于传感器采集数据的准确性。

实用新型内容

本实用新型设计开发了一种用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，通过转向电机和直角转向器的集成化设计，实现手动/线控转向功能，结合两个锥齿轮的直角转向器结构，进一步减小了转向间隙，提高了传动效率。

本实用新型提供的技术方案为：

一种用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，包括：

转向电机，其可拆卸的固定在车架上；以及

第一锥齿轮，其可选择的与转向电机或转向盘相连接；

第二锥齿轮，其与所述第一锥齿轮相互啮合，且所述第二锥齿轮与转向柱固定连接。

优选的是，还包括：

固定吊耳，其固定在所述车架上；

其中，所述转向电机可拆卸的设置在所述固定吊耳上。

优选的是，所述转向盘还包括：

快拆器，其固定在所述转向盘的后侧，且所述快拆器可拆卸的与转向电机的输入轴相连接，用于机械转向。

优选的是，还包括：

直角转向器壳体，其一端可拆卸的固定在所述转向电机上，另一端可拆卸的固定在车架上，且所述直角转向器壳体上设置有相互垂直的第一端口和第二端口；

其中，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮均设置在所述直角转向器壳体内，且转向电机的输出轴穿过第一端口与第一锥齿轮相连接。

优选的是，还包括：

至少一个限位轴承，其套设在所述转向柱的外侧，且所述至少一个限位轴承固定在直角转向器壳体内；

其中，所述转向柱的一端穿过第二端口和至少一个限位轴承与第二锥齿轮相连接。

优选的是，还包括：

转向器壳体，其可拆卸的固定在无人驾驶方程式赛车的底板上；

转向齿轮，其设置在所述转向器壳体内，且所述转向齿轮与转向柱的另一端相连接；

齿条，其设置在所述转向器壳体内，且所述齿条与所述转向齿轮相互啮合。

优选的是，还包括：

固定支架，其可拆卸的固定在所述底板上，且所述固定支架套设在齿条的两端；

两个拉杆吊耳，其分别固定在所述齿条的两端，用于连接转向车轮。

优选的是，还包括：

支撑轴，其一端固定在所述第一锥齿轮上，另一端可转动的设置在所述直角转向器壳体上。

本实用新型所述的有益效果：

本实用新型提供的用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，通过转向电机和直角转向器的集成化设计，实现手动/线控转向功能，通过相互啮合的两个锥齿轮实现直角转向，进一步减小了转向间隙，提高了传动效率。

附图说明

图1为本实用新型所述用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器的结构示意图。

图2为本实用新型所述EPS转向电机的结构示意图。

图3为本实用新型所述用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器的剖面结构示意图。

图4为本实用新型所述齿条装配结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本实用新型提供一种用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，包括：

转向电机110、固定吊耳120、转向盘130、直角转向器壳体140、转向柱150、转向器壳体160和固定支架170。

所述转向电机110用螺栓安装在固定吊耳120上，所述固定吊耳120焊接在无人驾驶方程式赛车车架上。

如图2所示，在本实施例中，所述转向电机110为EPS转向电机，用于提供线控转向时的动力，精确控制转向角度。

所述转向盘130的前侧为功能按钮，后侧设置有快拆器131，通过花键安装在转向电机110的输入轴上，与转向电机分别实现手动转向和线控转向功能。

所述直角转向器壳体140的一端用螺栓固定在转向电机110上，另一端通过螺栓安装在车架上，且所述直角转向器壳体140上设置有相互垂直的第一端口和第二端口，其内部设置有直角转向器，用于固定和保护直角转向器，防尘防水，存储润滑脂。

所述转向柱150的一端与直角转向器相连接，另一端与转向齿轮相连接，用于传递转向的动力。

其中，如图3所示，所述直角转向器包括：第一锥齿轮141和第二锥齿轮142，所述转向电机110的输出轴穿过第一端口与第一锥齿轮141相连接，第一锥齿轮141用于接收转向盘130或转向电机110输出的转向动力，同时第一锥齿轮141固定有支撑轴143，支撑轴143可转动的设置在所述直角转向器壳体140上，便于支撑；第二锥齿轮142固定在转向柱150的一端，同时第二锥齿轮142与第一锥齿轮141相互啮合，用于将转向盘130和转向电机110输出轴的传动方向由水平改为竖直方向。

所述转向柱150的一端穿过第二端口与第二锥齿轮142相连接，同时在在直角转向器壳体140中设置有至少一个限位轴承151，所述至少一个限位轴承151套设在转向柱150的一端外侧，用于限制转向柱150的运动范围。

在本实施例中，所述限位轴承151的数量为两个，其间隔套设在转向柱150的外侧。

转向器壳体160用螺栓安装在底板上，防尘防水，存储润滑脂，转向齿轮161和齿条162均设置在转向器壳体160内，且所述转向齿轮161与转向柱150的另一端相连接，齿条162与转向齿轮161相互啮合，将转向柱150的旋转运动转化为齿条162的直线运动，实现转向功能。

如图4所示，所述齿条162的两端通过螺栓与两个拉杆吊耳180相连接，用于连接转向车轮，同时齿条162的两端通过固定支架170固定安装到无人驾驶方程式赛车上。

在本实施例中，在所述转向器壳体160的内设置有转角传感器(图中未示出)，用于监测转向齿轮161的转动角度，并将采集到的数据传输至整车ECU，用于修正车辆的实际转角。

本实用新型的工作过程为：

手动转向时，EPS转向电机不供电，不提供动力，其输入轴可以靠外力转动，并带动输出轴转动，使得转向的动力全部来自于转向盘，转向盘的旋转运动通过啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮转变方向，再通过齿条转化为直线运动，通过拉杆吊耳将力传递到转向车轮实现转向。

线控转向时，手动转向盘不提供动力，转向的动力全部来自于EPS转向电机，其输入轴无法靠外力转动，EPS转向电机直接带动第一锥齿轮转动，通过啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮转变方向，再通过齿条将旋转运动转化为直线运动，通过拉杆吊耳将力传递到转向车轮实现转向。

本实用新型提供的用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，通过转向电机和直角转向器的集成化设计，实现手动/线控转向功能；将手动转向器通过花键固定在转向电机的输入轴上，转向电机输出轴通过花键连接第一锥齿轮，第一锥齿轮与转向柱上的第二锥齿轮垂直啮合，锥齿轮啮合部分装有直角转向器壳体，转向柱通过双轴承限位固定在直角转向器壳体内，转向柱另一端垂直连接齿轮齿条转向系统，进一步减小了转向间隙，提高了传动效率。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，其特征在于，包括：

转向电机，其可拆卸的固定在车架上；以及

第一锥齿轮，其可选择的与转向电机或转向盘相连接；

第二锥齿轮，其与所述第一锥齿轮相互啮合，且所述第二锥齿轮与转向柱固定连接。

2.如权利要求1所述的用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，其特征在于，还包括：

固定吊耳，其固定在所述车架上；

其中，所述转向电机可拆卸的设置在所述固定吊耳上。

3.如权利要求2所述的用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，其特征在于，所述转向盘还包括：

快拆器，其固定在所述转向盘的后侧，且所述快拆器可拆卸的与转向电机的输入轴相连接，用于机械转向。

4.如权利要求3所述的用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，其特征在于，还包括：

直角转向器壳体，其一端可拆卸的固定在所述转向电机上，另一端可拆卸的固定在车架上，且所述直角转向器壳体上设置有相互垂直的第一端口和第二端口；

其中，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮均设置在所述直角转向器壳体内，且转向电机的输出轴穿过第一端口与第一锥齿轮相连接。

5.如权利要求4所述的用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，其特征在于，还包括：

至少一个限位轴承，其套设在所述转向柱的外侧，且所述至少一个限位轴承固定在直角转向器壳体内；

其中，所述转向柱的一端穿过第二端口和至少一个限位轴承与第二锥齿轮相连接。

6.如权利要求5所述的用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，其特征在于，还包括：

转向器壳体，其可拆卸的固定在无人驾驶方程式赛车的底板上；

转向齿轮，其设置在所述转向器壳体内，且所述转向齿轮与转向柱的另一端相连接；

齿条，其设置在所述转向器壳体内，且所述齿条与所述转向齿轮相互啮合。

7.如权利要求6所述的用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，其特征在于，还包括：

固定支架，其可拆卸的固定在所述底板上，且所述固定支架套设在齿条的两端；

两个拉杆吊耳，其分别固定在所述齿条的两端，用于连接转向车轮。

8.如权利要求4所述的用于无人驾驶方程式赛车的线控直角转向器，其特征在于，还包括：

支撑轴，其一端固定在所述第一锥齿轮上，另一端可转动的设置在所述直角转向器壳体上。