RU2092360C1

RU2092360C1 - All-wheel-drive vehicle steering gear

Info

Publication number: RU2092360C1
Application number: RU94010944A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Владимирович Стоянов
Original assignee: Эдуард Владимирович Стоянов
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1997-10-10
Also published as: RU94010944A

Abstract

FIELD: transport engineering; steering systems of multiple axle vehicles. SUBSTANCE: steering gear of all-wheel-drive vehicle has steering member installed in support connected by brackets with front panel of vehicle body. Shaft projecting from front end of steering member is mechanically coupled with front wheel turning mechanisms. Steering wheel connected with steering member consists of two halves symmetrical relative to longitudinal axis of steering member and mounted for displacement relative to the latter in plane square to its turning plane. Halves of steering wheel have arms parallel to axis of steering member. Arms are mounted in guides for axial displacement. Guides are parallel to axis of steering member. Ends of arms are arranged in one plane and are bent towards each other. Kinematic coupling of steering wheel halves is made on form of gear installed for rotation on axle secured in steering member. Electric coupling of steering member with rear wheel turning mechanism is formed by slider installed on arm 4 engaging with contact plate mounted on steering member. Steering member and its support are located behind front panel of body. Handles are fitted on opposite ends of arms for rotation. EFFECT: enlarged operating capabilities. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к колесным транспортным средствам и, в частности, к рулевым управлениям транспортных средств со всеми управляемыми колесами. The invention relates to wheeled vehicles and, in particular, to the steering of vehicles with all steered wheels.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому является рулевое управление транспортного средства со всеми управляемыми колесами, содержащее штурвал, соединенный с поворотным элементом, установленным с возможностью вращения в кузове транспортного средства и имеющем вал, механически связанный с исполнительным механизмом передних колес, а сам поворотный элемент электрически связан с исполнительным механизмом поворота задних колес (патент США N 4418780, кл. B 62 D 5/04, от 1983 г.). The closest in technical essence and the achieved technical result to the claimed one is the steering of a vehicle with all steered wheels, comprising a steering wheel connected to a rotary element mounted for rotation in the vehicle body and having a shaft mechanically connected to the front wheel drive mechanism, and the rotary element itself is electrically connected to the actuator for turning the rear wheels (US patent N 4418780, CL B 62 D 5/04, from 1983).

Однако указанное рулевое управление не обладает достаточной надежностью, так как содержит сложную систему блоков управления и датчиков. Это снижает быстродействие рулевого управления и ухудшает маневренность транспортного средства. Кроме того, указанное рулевое управление обладает ограниченными функциональными возможностями, поскольку не обеспечивает автономного управления передними и задними колесами. However, the specified steering does not have sufficient reliability, as it contains a complex system of control units and sensors. This reduces steering performance and impairs vehicle maneuverability. In addition, the specified steering has limited functionality, since it does not provide autonomous control of the front and rear wheels.

Известно рулевое управление транспортного средства со всеми управляемыми колесами, содержащее штурвал, соединенный с поворотным элементом, установленным с возможностью вращения в кузове транспортного средства, и имеющий вал, механически связанный с исполнительным механизмом поворота передних колес, причем поворотный элемент связан с исполнительным механизмом поворота задних колес, штурвал выполнен из двух элементов параллельных продольной оси поворота, установленных с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной плоскости поворота штурвала (см.а.с. СССР N 1291479, кл. В 62 D 7/14, опубл. 1987 г.). The steering of a vehicle with all steered wheels is known, comprising a steering wheel connected to a pivoting member rotatably mounted in a vehicle body and having a shaft mechanically coupled to an actuating mechanism for turning the front wheels, the pivoting element being connected to an actuating mechanism for turning the rear wheels , the helm is made of two elements parallel to the longitudinal axis of rotation, installed with the possibility of movement in a plane perpendicular to the plane ti turning wheel (sm.a.s. USSR N 1291479, cl. B 62 D 7/14, publ. 1987 YG).

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое рулевое управление, является повышение его надежности за счет упрощения конструкции и расширение функциональных возможностей за счет повышения быстродействия и автономного управления передними и задними колесами. The technical result, the achievement of which the claimed steering is directed, is to increase its reliability by simplifying the design and expanding functionality by increasing speed and autonomous control of the front and rear wheels.

Для достижения указанного технического результата в известном рулевом управлении транспортного средства со всеми управляемыми колесами, содержащем штурвал, соединенный с поворотным элементом, установленным с возможностью вращения в кузове транспортного средства и имеющем вал, механически связанный с исполнительными механизмами поворота передних колес, причем поворотный элемент электрически связан с исполнительным механизмом поворота задних колес, штурвал выполнен из двух симметричных относительно продольной оси поворотного элемента половин, смонтированных с возможностью перемещения относительно последнего в плоскости, перпендикулярной плоскости его поворота. To achieve the technical result in the known steering of a vehicle with all steered wheels, comprising a steering wheel connected to a pivoting member mounted to rotate in the vehicle body and having a shaft mechanically coupled to actuators for turning the front wheels, the pivoting member being electrically connected with an actuator for turning the rear wheels, the helm is made of two rotary elements symmetrical with respect to the longitudinal axis ent of the halves mounted with the possibility of movement relative to the latter in a plane perpendicular to the plane of its rotation.

При этом они связаны между собой кинематически с возможностью синхронного относительного перемещения в противоположных направлениях в указанной плоскости, а на одной из этих половин установлен электрический контакт указанной электрической связи. Moreover, they are kinematically connected with each other with the possibility of relative synchronous movement in opposite directions in the specified plane, and on one of these halves an electrical contact of the specified electrical connection is established.

Половины штурвала смонтированы в параллельных оси поворотного элемента направляющих, отжаты пружиной относительно него и каждая из них выполнена с параллельным оси поворотного элемента стержнем, при этом концы стержней отогнуты один в сторону другого и в одном из них выполнена выемка для охвата выступа, выполненного на другом конце, имеющем отверстие для прохода вала поворотного элемента, причем оба конца стержней расположены в одной плоскости и отжаты в осевом направлении указанной пружиной, которая одета на участок вала между концами стержней и торцом поворотного элемента, а указанная кинематическая связь половин штурвала выполнена в виде шестерни, смонтированной с возможностью вращения на поворотном элементе и находящейся в зацеплении с зубчатыми рейками, которые выполнены на поверхностях стержней, обращенных к оси поворотного элемента, а указанный электрический контакт смонтирован на наружной поверхности одного стержня и установлен во взаимодействии с контактной пластиной поворотного элемента, электрически связанной с исполнительным механизмом поворота задних колес. The helm halves are mounted parallel to the axis of the rotary element of the guides, pressed by a spring relative to it, and each of them is made parallel to the axis of the rotary element of the rod, while the ends of the rods are bent one to the other and a recess is made in one of them to surround the protrusion made at the other end having an opening for the passage of the shaft of the rotary element, and both ends of the rods are located in the same plane and are pressed in the axial direction by the specified spring, which is dressed on the shaft section between the ends rods and the end face of the rotary element, and the specified kinematic connection of the halves of the helm is made in the form of a gear mounted to rotate on the rotary element and meshed with gear racks that are made on the surfaces of the rods facing the axis of the rotary element, and the specified electrical contact is mounted on the outer surface of one rod and is installed in cooperation with the contact plate of the rotary element, electrically connected with the actuator of rotation of the rear them wheels.

При этом поворотный элемент расположен за передней панелью кузова, а на концах стержней, противоположных указанным, установлены рукоятки для их поворота. In this case, the rotary element is located behind the front panel of the body, and at the ends of the rods opposite to the indicated, handles are installed for their rotation.

На фиг.1 изображен общий вид рулевого управления транспортного средства со всеми управляемыми колесами; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1. Figure 1 shows a General view of the steering vehicle with all steered wheels; figure 2 section aa in figure 1.

Рулевое управление транспортного средства со всеми управляемыми колесами содержит поворотный элемент 1, установленный в опоре 2, связанной с передней панелью 3 кузова транспортного средства кронштейнами 4. Из переднего торца поворотного элемента 1 выступает вал 5, механически связанный с исполнительными механизмами поворота передних колес (условно не показаны). Штурвал соединен с поворотным элементом и выполнен из двух симметричных относительно продольной оси поворотного элемента половин, смонтированных с возможностью перемещения относительно последнего в плоскости, перпендикулярной плоскости его поворота. Половины штурвала выполнены с параллельными оси поворотного элемента стержнями 6 и 7, смонтированными в параллельных оси поворотного элемента направляющих (условно не показаны) с возможностью осевого перемещения. Конец 8 стержня 6 и конец 9 стержня 7 расположены в одной плоскости и отогнуты один в сторону другого. Конец 8 выполнен с выемкой 10, а конец 9 с выступом 11, входящим в выемку 10. На участке вала 5, установленного в дополнительной опоре 12, смонтирована пружина 13, расположенная между торцом поворотного элемента 1 и концами 8, 9 стержней. Наружный конец пружины одет на гильзу 14, опирающуюся средней частью своего сечения на выступ 11, имеющий отверстие для прохода вала 5. Крайней частью своего сечения гильза опирается на участки конца 8, ограничивающие выемку 10. Кинематическая связь половин штурвала выполнена в виде шестерни 15, смонтированной с возможностью вращения на оси 16, закрепленной на поворотном элементе 1. Шестерня 15 находится в зацеплении с зубчатыми рейками 17, выполненными на поверхностях стержней, обращенный к оси поворотного элемента. На стержнях выполнены упоры 18, ограничивающие их перемещение относительно поворотного элемента 1 при вдвигании в него стержней. Поворотный элемент 1 связан с опорой 2 посредством пружин кручения 19, 20, каждая из которых работает при повороте элемента 1 в соответствующую сторону. Ограничение поворота элемента 1 в опоре 2 осуществляется упорами 21, а ограничение раскручивания пружин 19, 20 соответственно упорами 22, 23. Электрическая связь поворотного элемента 1 с исполнительным механизмом поворота задних колес (условно не показан) образована смонтированным на стержне 7 ползуном 24, взаимодействующим с контактной пластиной 25, установленной на поворотном элементе 1. Поворотный элемент и его опора 2 расположены за передней панелью 3 кузова. Концы стержней, противоположные концам 8 и 9, отогнуты в сторону, противоположную отгибу указанных концов и на них установлены рукоятки 26, смонтированные с возможностью вращения. The steering system of the vehicle with all steered wheels contains a pivot element 1 mounted in a support 2 connected to the front panel 3 of the vehicle body by brackets 4. A shaft 5 protrudes from the front end of the pivot element 1, mechanically connected with actuators for turning the front wheels (conditionally not shown). The steering wheel is connected to the rotary element and is made of two halves symmetrical with respect to the longitudinal axis of the rotary element and mounted to move relative to the latter in a plane perpendicular to the plane of its rotation. The helm halves are made with rods 6 and 7 parallel to the axis of the rotary element, mounted in parallel to the axis of the rotary element of the guides (not shown conditionally) with the possibility of axial movement. The end 8 of the rod 6 and the end 9 of the rod 7 are located in the same plane and bent one towards the other. The end 8 is made with a recess 10, and the end 9 with a protrusion 11 included in the recess 10. In the area of the shaft 5 installed in the additional support 12, a spring 13 is mounted located between the end of the rotary element 1 and the ends 8, 9 of the rods. The outer end of the spring is dressed on a sleeve 14, which is supported by the middle part of its section on the protrusion 11, having an opening for passage of the shaft 5. The extreme part of its section, the sleeve is supported by portions of the end 8, which define the recess 10. The kinematic connection of the helm halves is made in the form of a gear 15 mounted with the possibility of rotation on the axis 16, mounted on the rotary element 1. The gear 15 is engaged with gear racks 17 made on the surfaces of the rods facing the axis of the rotary element. Stops 18 are made on the rods, restricting their movement relative to the rotary element 1 when the rods are inserted into it. The rotary element 1 is connected to the support 2 by means of torsion springs 19, 20, each of which works when the element 1 is rotated in the corresponding direction. The rotation of the element 1 in the support 2 is limited by the stops 21, and the unwinding of the springs 19, 20 is limited by the stops 22, 23. The electrical connection of the rotary element 1 with the actuator for turning the rear wheels (not shown conditionally) is formed by a slider 24 mounted on the shaft 7, interacting with a contact plate 25 mounted on the rotary element 1. The rotary element and its support 2 are located behind the front panel 3 of the body. The ends of the rods, opposite the ends 8 and 9, are bent to the side opposite to the bending of the indicated ends, and there are mounted handles 26 mounted for rotation.

Рулевое управление работает следующим образом. Steering works as follows.

Для осуществления поворота задних колес в одну сторону водитель перемещает на себя стержень 7, вытягивая его из поворотного элемента 1. При этом выступ 11 конца этого стержня сжимает пружину 13, а рейка 17 стержня поворачивает шестерню 15, перемещающую стержень 6 в противоположном направлении. При перемещении стержня 7 вместе с ним перемещается ползун 24, двигающийся по контактной пластине 25 в одну сторону, изменяя силу тока в цепи управления исполнительным механизмом поворота задних колес. При срабатывании последнего происходит поворот задних колес в одну сторону. Для поворота задних колес в другую сторону водитель перемещает от себя стержень 7, вдвигая его в поворотный элемент 1. При этом ползун 24 перемещается по контактной пластине 25 в другую сторону, изменяя силу тока в цепи управления исполнительным механизмом поворота задних колес, которые поворачиваются в другую сторону. To carry out the rotation of the rear wheels in one direction, the driver moves the shaft 7 towards himself, pulling it out of the rotary element 1. In this case, the protrusion 11 of the end of this shaft compresses the spring 13, and the rod rail 17 rotates the gear 15, which moves the shaft 6 in the opposite direction. When moving the rod 7, the slider 24 moves with it, moving along the contact plate 25 in one direction, changing the current strength in the control circuit of the actuator for turning the rear wheels. When the latter is triggered, the rear wheels turn in one direction. To turn the rear wheels to the other side, the driver moves the rod 7 away from him, sliding it into the rotary element 1. At the same time, the slider 24 moves along the contact plate 25 in the other direction, changing the current in the control circuit of the actuator for turning the rear wheels, which rotate in the other side.

Для одновременного поворота передних и задних колес вращают штурвал за рукоятки 26 для механического поворота передних колес в необходимую сторону и одновременно перемещают стержень 7 в направлении, необходимом для поворота задних колес в направлении, соответствующем повороту передних колес. При этом ползун 24 перемещается в необходимом направлении по контактной пластине 25, изменяя силу тока в цепи управления исполнительным механизмом поворота задних колес и поворачивая последние в необходимом направлении. To simultaneously rotate the front and rear wheels, the helm is rotated by the handles 26 to mechanically rotate the front wheels to the required side and simultaneously move the shaft 7 in the direction necessary to rotate the rear wheels in the direction corresponding to the rotation of the front wheels. In this case, the slider 24 moves in the necessary direction along the contact plate 25, changing the current strength in the control circuit of the actuator for turning the rear wheels and turning the latter in the necessary direction.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое рулевое управление, является повышение его надежности и расширение функциональных возможностей. The technical result, the achievement of which the claimed steering is directed, is to increase its reliability and expand its functionality.

Claims

1. Steering of a vehicle with all steered wheels, comprising a steering wheel connected to a pivoting member rotatably mounted in a vehicle body and having a shaft mechanically coupled to an actuator for turning the front wheels, the rotator being connected to an actuator for turning the rear wheels, the helm is made of two elements parallel to the longitudinal axis of rotation, installed with the possibility of movement in a plane perpendicular to the plane of rota wheel, wherein the wheel members are its half interconnected kinematically synchronously with the relative movement in opposite directions in said plane, wherein one of these halves of an electric contact connection with an electrical actuator of the rear wheels rotate.

2. The steering according to claim 1, characterized in that the helm halves are mounted parallel to the axis of the rotary element of the guides, are pressed by a spring relative to it and each of them is made with a rod parallel to the axis of the rotary element, the ends of the rods are bent one to the other and in one of they have a recess for covering a protrusion made at the other end, having an opening for the passage of the shaft of the rotary element, both ends of the rods are located in the same plane and are axially pressed by a spring worn on the section in between the ends of the rods and the end face of the rotary element, and the specified kinematic connection of the halves of the helm is made in the form of a gear mounted rotatably on the rotary element and meshed with gear racks made on the surfaces of the rods and facing the axis of the rotary element, and the specified electrical contact placed on the outer surface of one rod, made in the form of a slider and installed with the possibility of interaction with the contact plate of the rotary element, electrically connected constant rotation with the actuator of the rear wheels.

3. The steering according to claim 1, characterized in that the rotary element is located behind the front panel of the body.

4. The steering according to claim 2, characterized in that at the ends of the rods opposite to those on which the rails are made, handles are installed for their rotation.