CN220615930U - 一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及转向系统技术领域，具体地说是一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置。一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，其特征在于：所述的壳体包括上壳体、下壳体，上壳体的下方连接下壳体，位于上壳体及下壳体内连接设有输出轴，输出轴的一侧设有卷芯，卷芯上套设有织物卷布；位于卷芯的上、下两端分别套设有上卷簧及下卷簧。同现有技术相比，将织物缠绕在输入轴上，实现线控转向管柱的旋转限位机构的多角度旋转限位，使得管柱在有限的空间内，实现了大于360°的任意角度旋转限位功能，同时在方向盘松手后可以依靠类似安全带卷簧自动收卷的原理使得方向盘自动回正，在方向盘转动缠绕的过程中，卷簧可以提供稳定的摩擦阻力。
Description
技术领域
本实用新型涉及转向系统技术领域，具体地说是一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置。
背景技术
随着智能驾驶技术的日渐成熟，完全自动驾驶技术的应用指日可待，届时汽车转向的操作将会完全由车载电脑来实现，所以方向盘在非人工驾驶的时候就无需存在了，而需要人为介入的情况还是存在，因此可整体收缩的线控转向管柱的出现必然是一种趋势。这样既能提供转向操作功能，也能在不需要的时候收纳起来，为驾驶位提供更加宽敞的空间。
线控转向管柱属于汽车线控转向系统的子系统，主要功能包括模拟路感的助力反馈，提供机械旋转硬限位，实现溃缩吸能，调节方向盘位置，连接汽车横梁，连接护罩组合开关等功能。当前非线控转向管柱的助力方式通常是用电机驱动减速机构，来达到减速扭的效果，而减速机构采用蜗轮蜗杆减速机构。且当前线控转向管柱因为有中间轴的存在，从方向盘到轮胎有机械硬链接，依靠转向机上的轴向限位来控制方向盘的转动限位。而本线控转向管柱因只需要提供模拟路感的转动力矩，所以采用了空间更小，结构更为紧凑的环状设计。并且因为线控管柱没有中间轴的连接，所以需要在线控管柱上增加旋转角度限位装置，与转向机同步。利用将输入轴旁边的织物缠绕加卷簧自动收卷的形式实现旋转大于360°角度的功能目标，此装置角度容易调节，可以通过设置织物的长度来调节旋转角度。
发明内容
本实用新型为克服现有技术的不足，提供一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，将织物缠绕在输入轴上，实现线控转向管柱的旋转限位机构的多角度旋转限位，使得管柱在有限的空间内，实现了大于360°的任意角度旋转限位功能，同时在方向盘松手后可以依靠类似安全带卷簧自动收卷的原理使得方向盘自动回正，在方向盘转动缠绕的过程中，卷簧可以提供稳定的摩擦阻力，从而提供稳定手感。
为实现上述目的，设计一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，包括输出轴、壳体、织物卷布、密封盖板、卷芯，其特征在于：所述的壳体包括上壳体、下壳体，上壳体的下方连接下壳体，位于上壳体及下壳体内连接设有输出轴，输出轴的一侧设有卷芯，卷芯上套设有织物卷布；位于卷芯的上、下两端分别套设有上卷簧及下卷簧。
所述的输出轴从下至上贯穿下壳体及上壳体，输出轴与上壳体的上部之间套设有上轴承，输出轴与下壳体的下部之间套设有下轴承。
所述的织物卷布的一端与输出轴的下部连接，织物卷布的另一端与卷芯连接。
所述的输出轴与织物卷布的连接处设有开槽。
位于上卷簧的外侧套设有上密封盖板，所述的上密封盖板与上壳体密封连接；下卷簧的外侧套设有下密封盖板，所述的下密封盖板与下壳体密封连接。
所述的上壳体与下壳体通过螺栓连接。
所述的输出轴的上端与方向盘连接。
位于输出轴上部的外侧设有上管柱总成，上管柱总成的上管柱外壳与上壳体通过螺栓连接。
本实用新型同现有技术相比，提供一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，将织物缠绕在输入轴上，实现线控转向管柱的旋转限位机构的多角度旋转限位，使得管柱在有限的空间内，实现了大于360°的任意角度旋转限位功能，同时在方向盘松手后可以依靠类似安全带卷簧自动收卷的原理使得方向盘自动回正，在方向盘转动缠绕的过程中，卷簧可以提供稳定的摩擦阻力，从而提供稳定手感。
附图说明
图1为线控转向系统整体布置示意图。
图2为本实用新型结构示意图。
图3为本实用新型中输出轴与织物卷布配合结构示意图。
图4为本实用新型中输出轴结构示意图。
图5为本实用新型在上管柱总成中的布置示意图。
实施方式
下面根据附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1所示，方向盘10与转向轴1通过花键连接，当驾驶员施加扭矩以下称为手力转动方向盘时，会带动转向轴1转动，转向轴1通过花键与线控转向管柱2连接。路感模拟控制单元3将角度信号通过连接线束4传递到助力控制单元8上，线控转向管柱2与转向机只通过连接线束4连接。助力控制单元8根据路面负载驱动转向机电机7提供助力推动齿条的左右移动，再由横拉杆9带动轮胎转动实现转向。同时助力控制单元8会根据路面的阻力情况反馈至路感模拟控制单元3，根据内置软件算法计算出与之匹配的手感力矩，并驱动路感模拟控制单元3中的电机提供阻力矩，经过减速机构5减速增扭之后反馈到方向盘，使整个线控转向管柱能够给驾驶员提供虚拟的路面反馈。
如图2至图4所示，壳体包括上壳体、下壳体，上壳体13的下方连接下壳体14，位于上壳体13及下壳体14内连接设有输出轴19，输出轴11的一侧设有卷芯19，卷芯19上套设有织物卷布18；位于卷芯19的上、下两端分别套设有上卷簧17及下卷簧20。
输出轴11从下至上贯穿下壳体14及上壳体13，输出轴11与上壳体13的上部之间套设有上轴承12，输出轴11与下壳体14的下部之间套设有下轴承15。
织物卷布18的一端与输出轴11的下部连接，织物卷布18的另一端与卷芯19连接。
输出轴11与织物卷布18的连接处设有开槽。
位于上卷簧17的外侧套设有上密封盖板16，所述的上密封盖板16与上壳体13密封连接；下卷簧20的外侧套设有下密封盖板21，所述的下密封盖板21与下壳体14密封连接。
上壳体13与下壳体14通过螺栓连接。
如图5所示，输出轴11的上端与方向盘10连接。
位于输出轴11上部的外侧设有上管柱总成，上管柱总成的上管柱外壳22与上壳体13通过螺栓连接。
输出轴11在上壳体13及下壳体14的固定作用下可以左右转动，输出轴11在上轴承12及下轴承15之间的部位有开槽便于与织物卷布18联接，在输出轴11左右转动时候将织物卷布18缠绕在输出轴11本体上，当输出轴11转动540°时，织物卷布18的另外一端就会被上卷簧17及下卷簧20拉紧，不再继续转动，实现了左右各540°的旋转限位。
如图5所示，当方向盘10驱动输出轴11旋转时，固定在输出轴11下部槽内的织物卷布18会缠绕在输出轴11身上，从而会拉动右侧的上卷簧17及下卷簧20绕着卷芯19回卷，此时右侧的织物卷布18会被拉出，等输出轴11的转动行程到达1.5圈即540°时，上卷簧17及下卷簧20将会到达弹簧拉伸的极限值，将会增大阻力，实现限位的功能。
在未到达硬限位时的整个旋转过程，由于上卷簧17及下卷簧20在输出轴11转动1.5圈的过程中会稳定提供弹簧阻力，这种阻力可以给方向盘10提供稳定舒适的手感 。
当手松开方向盘10时，右侧的上卷簧17及下卷簧20将会自动收缩，卷芯19将会带动织物卷布18回卷，输出轴11会被动的回到初始角度，即自动回正。
织物卷布18的材料采用与汽车安全带织物材料一致，无论从材料强度和耐久，都会符合汽车转向系统所需要的力学性能和耐久性能。
Claims (8)
1.一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，包括输出轴、壳体、织物卷布、密封盖板、卷芯，其特征在于：所述的壳体包括上壳体、下壳体，上壳体(13)的下方连接下壳体(14)，位于上壳体(13)及下壳体(14)内连接设有输出轴(11)，输出轴(11)的一侧设有卷芯(19)，卷芯(19)上套设有织物卷布(18)；位于卷芯(19)的上、下两端分别套设有上卷簧(17)及下卷簧(20)。
2.根据权利要求1所述的一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，其特征在于：所述的输出轴(11)从下至上贯穿下壳体(14)及上壳体(13)，输出轴(11)与上壳体(13)的上部之间套设有上轴承(12)，输出轴(11)与下壳体(14)的下部之间套设有下轴承(15)。
3.根据权利要求1所述的一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，其特征在于：所述的织物卷布(18)的一端与输出轴(11)的下部连接，织物卷布(18)的另一端与卷芯(19)连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，其特征在于：所述的输出轴(11)与织物卷布(18)的连接处设有开槽。
5.根据权利要求1所述的一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，其特征在于：位于上卷簧(17)的外侧套设有上密封盖板(16)，所述的上密封盖板(16)与上壳体(13)密封连接；下卷簧(20)的外侧套设有下密封盖板(21)，所述的下密封盖板(21)与下壳体(14)密封连接。
6.根据权利要求1所述的一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，其特征在于：所述的上壳体(13)与下壳体(14)通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，其特征在于：所述的输出轴(11)的上端与方向盘(10)连接。
8.根据权利要求1所述的一种可自动回正的线控转向机械硬限位装置，其特征在于：位于输出轴(11)上部的外侧设有上管柱总成，上管柱总成的上管柱外壳(22)与上壳体(13)通过螺栓连接。
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