[实用新型]线控转向车辆方向盘装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种车辆转向装置，具体地说是一种线控转向车辆方向盘装置。

背景技术

车辆的行驶方向的改变需要通过转向系统来操纵，系统应能根据需要保持车辆稳定地沿直线行驶，并能根据要求灵活地改变行驶方向。对转向系统的基本要求是操纵轻便灵活、工作稳定可靠、使用经济耐久，转向性能是保证车辆安全行驶，减轻驾驶员的劳动强度，提高作业生产率的重要因素。转向系统决定了车辆安全性和作业效率。

随着应用场合工况要求的提高和现代技术的发展，车辆转向系统的性能需要进一步提高，解决原有转向系统中存在的灵敏度不可调节、结构复杂及噪音高等问题。为提高转向性能，科技工作者致力于研究线控转向技术。它是通过微电子技术连接并控制转向系统的各个元件来代替传统的机械或液压连接。线控转向技术采用传感器记录驾驶者的转向数据，然后通过数据线将信号传递给车上的电子控制单元ECU，ECU综合有关的信号做出判断，发出控制车辆转向的指令，然后ECU检测车辆转过的角度信号与给定指令比较，构成闭环反馈控制，实现稳定、安全高性能的转向动作。由于取消了方向盘和转向轮之间的机械连接，完全摆脱了传统转向系统的各种限制，因此使车辆的设计、装配大为简化，而且还可以自由设计车辆转向的力传递特性和角传递特性，是车辆转向系统的重大革新。特别是在工程机械上对转向系统要求更高，如轮式装载机。现有的转向技术方案主要是在方向盘底部安装一个全液压转向器，通过转动方向盘控制通往转向油缸的流量，这样的转向方式存在许多问题，首先，由于选择的转向器固定，全转向时方向盘转动的圈数也就固定了，在进行装载作业时，需要频繁的大角度的转向才能完成工作，增加了操作者的劳动强度。其次，驾驶员在驾驶过程中没有合适的路感，再次，由于全液压转向器需要安装在方向盘的下端，因此，必须把管路引到驾驶室附近，这就增加了装配过程的复杂程度和驾驶室内的噪音。

因此设计一种线控转向车辆方向盘装置变得非常必要，有利于推动线控转向系统的开发、研制与应用。

发明内容

本实用新型提供的线控转向车辆方向盘装置，能够准确检测方向盘的旋转角度为ECU提供转向信号，能为驾驶员提供合适的路感，且能在不同的工况下改变工作模式、调整完成全转向时方向盘的转动圈数。

为了解决上述的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：该装置主要由电机、第一轴承座、第一齿轮、第一齿轮轴、第一棘爪盘、第二齿轮、第二齿轮轴、限位机构、第二轴承座、角位移传感器、第三齿轮轴、第三齿轮、第二棘爪盘、第四齿轮轴、第四齿轮、第三轴承座、第五齿轮轴、第四轴承座、联轴器、第一棘轮、第一扭转弹簧、第一棘爪、第五齿轮、第二扭转弹簧、第二棘爪、第二棘轮及箱体组成；所述电机固定安装在箱体上，所述第一齿轮轴通过轴承安装在第一轴承座上，所述第一轴承座与箱体固定联接，所述第一齿轮固定安装在第一齿轮轴上，所述第一棘爪盘固定安装在第一齿轮轴上，所述第一棘爪与第一棘爪盘上设置的销轴活动联接，所述第一棘轮与第一棘爪通过第一扭转弹簧配合安装，所述第一扭转弹簧套装在销轴上且一端与第一棘爪盘上的固定销固定联接、另一端压在第一棘爪背面上并且使棘爪受到压向第一棘轮的力，所述第一棘轮固定安装在第二齿轮轴上，所述第二齿轮固定安装在第二齿轮轴上，所述第二齿轮轴为限位机构的输入轴，所述限位机构与箱体固定联接，所述第三齿轮轴通过轴承安装在第二轴承座上，所述第三齿轮轴通过方向盘杆联轴器与方向盘的旋转轴固定联接，所述第二轴承座与箱体固定联接，所述角位移传感器的壳体固定安装在箱体上，所述角位移传感器的输入空心轴套装在第三齿轮轴上且与第三齿轮轴固定联接，所述第三齿轮固定安装第三齿轮轴上，所述第二棘轮固定安装在第三齿轮轴上，所述第二棘爪与第二棘爪盘上设置的销轴活动联接，所述第二棘爪盘固定安装在第四齿轮轴上，所述第二棘轮与第二棘爪通过第二扭转弹簧配合安装，所述第二扭转弹簧套装在销轴上且一端与第二棘爪盘上的固定销固定联接、另一端压在第二棘爪背面上并且使棘爪受到压向第二棘轮的力，所述第四齿轮固定安装在第四齿轮轴上，所述第四齿轮轴通过轴承安装在第三轴承座上，所述第三轴承座与箱体固定联接，所述第五齿轮固定安装在第五齿轮轴上，所述第五齿轮轴通过轴承安装在第四轴承座上，所述第四轴承座与箱体固定联接，所述第五齿轮轴通过联轴器与电机的输出轴固定联接，所述第五齿轮与第一齿轮啮合传动配合安装，所述第五齿轮与第四齿轮啮合传动配合安装，所述第二齿轮与第三齿轮啮合传动配合安装，所述第一棘轮、第一扭转弹簧、第一棘爪及第一棘爪盘组成一个单向传动机构，所述第二棘轮、第二扭转弹簧、第二棘爪及第二棘爪盘组成另一个单向传动机构，所述两个单向传动机构的传动方向是相同的。