线控转向系统和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种线控转向系统和车辆。


背景技术：

2.目前，车辆常用的转向系统多为整体式结构，即一套转向系统带动左右转向轮同时进行转向运动。
3.这样在整车转向过程中，前轴左右转向轮的旋转中心与后轴左右从动轮的中心并不能完全重合，必然导致转向轮一边滚动一边滑动。同时，在不同速度下进行转向时，由于载荷转移和地面侧向力的差异，车轮的侧偏角度也各不相同，会使左右转向轮之间的转向精度不一致。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种线控转向系统，旨在提高车辆左右转向车轮的转向精度。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的线控转向系统，包括相互独立的第一线控转向组件和第二线控转向组件，分别用于控制车辆的左前车轮和右前车轮的转向，所述第一线控转向组件和第二线控转向组件均包括固定于车架的转向器总成和固定于所述转向器总成上的驱动电机，其中所述转向器总成包括壳体、齿条以及转向拉杆，所述齿条固定于所述壳体内，所述转向拉杆与所述齿条传动连接，用于与转向节连接以使车轮转向。
6.可选地，所述第一线控转向组件和第二线控转向组件均包括减速器总成，所述减速器总成连接于所述驱动电机与所述转向器总成之间。
7.可选地，所述减速器总成为涡轮蜗杆减速机构，包括相互啮合的涡轮和蜗杆，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述蜗杆连接，所述涡轮与所述齿条传动连接。
8.可选地，所述第一线控转向组件和第二线控转向组件均包括波纹管，所述波纹管套设于所述壳体外。
9.可选地，所述转向拉杆包括可拆卸连接的第一拉杆和第二拉杆，所述第一拉杆与所述齿条传动连接，所述第二拉杆用于与所述转向节连接以使车轮转向。
10.可选地，所述第一拉杆与所述齿条的连接端设有第一球头，所述第一拉杆和所述齿条通过所述第一球头传动连接；所述第二拉杆与所述转向节的连接端设有第二球头，所述第二拉杆与所述转向节通过所述第二球头传动连接。
11.可选地，所述第一拉杆与所述第二拉杆通过螺栓可拆卸连接。
12.可选地，以所述线控转向系统的长度方向为对称轴线，所述第一线控转向组件的所述驱动电机与所述第二线控转向组件的所述驱动电机设置于所述对称轴线的两侧。
13.可选地，以所述线控转向系统的长度方向为对称轴线，所述第一线控转向组件的所述驱动电机与所述第二线控转向组件的所述驱动电机设置于所述对称轴线的同一侧。
14.本实用新型还提出一种车辆，包括车架、车轮以及所述的线控转向系统，所述线控
转向系统固定于所述车架，并与所述车轮传动连接。
15.本实用新型的一个技术方案通过设置相互独立的第一线控转向组件和第二线控转向组件，分别用于控制车辆的左前车轮和右前车轮的转向。在第一线控转向组件和第二线控转向组件中均设置驱动电机和转向器总成，在车辆发生转向时，两驱动电机分别带动两转向器总成运动，即两驱动电机分别驱动两转向器总成的齿条平移，两齿条分别带动两转向器总成的转向拉杆平移，两转向拉杆分别与车辆左右两侧的转向节连接，两转向节分别绕车辆左右两侧的主销转动，从而分别带动左右前车轮转向。相较于现有技术中整体式的线控转向方案，本实用新型的左右前车轮可以独立绕车辆左右两侧的主销旋转，而不相互影响，如此，在车辆转向过程中，可以单独调节左前车轮和右前车轮的转向，使各车轮的旋转中心更接近，从而提高车轮转向的转向精度。同时，本实用新型还可以根据不同速度下的车轮偏侧力、轮胎特性以及转向盘的输入角度等因素，确定转向器总成的齿条的运动行程，从而使驾驶员控制车辆的转向更加精确。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
17.图1为本实用新型线控转向系统一实施例的结构示意图；
18.图2为图1中驱动电机和减速器总成一实施例的结构配合示意图。
19.附图标号说明：
20.标号名称标号名称10第一线控转向组件134第二球头20第二线控转向组件200驱动电机100转向器总成300减速器总成110壳体310涡轮蜗杆减速机构120齿条311涡轮130转向拉杆312蜗杆131第一拉杆400联轴器132第二拉杆500波纹管133第一球头
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21.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)
仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
24.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以a和/或b为例，包括a技术方案、b技术方案，以及a和b同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
25.目前，车辆常用的转向系统多为整体式结构，即一套转向系统带动左右转向轮同时进行转向运动。以乘用车的线控转向系统为例，目前乘用车线控转向系统多为齿轮齿条转向器。齿条的左右两侧拉杆分别与两转向节连接，当平移转向器齿条时，左右拉杆被带动平移，进而带动转向节绕主销旋转，进而使整车产生转向。
26.如此在整车转向过程中，前轴左右转向轮的旋转中心与后轴左右从动轮的中心并不能完全重合，必然导致转向轮一边滚动一边滑动。同时，在不同速度下进行转向时，由于载荷转移和地面侧向力的差异，车轮的侧偏角度也各不相同，会使左右转向轮之间的转向精度不一致。
27.鉴于此，本实用新型提出一种线控转向系统。
28.请参照图1和图2，在本实用新型实施例中，该线控转向系统包括相互独立的第一线控转向组件10和第二线控转向组件20，分别用于控制车辆的左前车轮和右前车轮的转向。在一实施例中，第一线控转向组件10用于控制车辆的左前车轮的转向，第二线控转向组件20用于控制车辆的右前车轮的转向，如此，将车辆前轴的两车轮的转向分开单独控制。
29.第一线控转向组件10和第二线控转向组件20均包括固定于车架的转向器总成100和固定于转向器总成100上的驱动电机200。驱动电机200与转向器总成100固定连接，为转向器总成100的运动提供驱动力，转向器总成100固定于车架，用于将转向传动传递至车轮。
30.其中转向器总成100包括壳体110、齿条120以及转向拉杆130，齿条120固定于壳体110内，转向拉杆130与齿条120传动连接，用于与转向节连接以使车轮转向。在一实施例中，第一线控转向组件10和第二线控转向组件20均包括波纹管500，波纹管500套设于壳体110外。具体地，波纹管500通过弹性环箍固定于转向器总成100的壳体110的外壁。波纹管500可以起到防尘的作用，防止转向器总成100因粉尘造成的转动失效，同时波纹管500也保证了转向器总成100转动部分，即齿条120部分的密封性，避免了转向器总成100转动部分与其他部件接触造成的干涉。当车辆转向时，驱动电机200带动转向器总成100的齿条120平移，齿条120进而带动转向拉杆130平移，转向拉杆130与车辆的转向节连接，进而带动转向节绕主销转动，从而带动车轮转向。
31.本实用新型的一个技术方案通过设置相互独立的第一线控转向组件10和第二线控转向组件20，分别用于控制车辆的左前车轮和右前车轮的转向。在第一线控转向组件10和第二线控转向组件20中均设置驱动电机200和转向器总成100，在车辆发生转向时，两驱动电机200分别带动两转向器总成100运动，即两驱动电机200分别驱动两转向器总成100的齿条120平移，两齿条120分别带动两转向器总成100的转向拉杆130平移，两转向拉杆130分
别与车辆左右两侧的转向节连接，两转向节分别绕车辆左右两侧的主销转动，从而分别带动左右前车轮转向。相较于现有技术中整体式的线控转向方案，本实用新型的左右前车轮可以独立绕车辆左右两侧的主销旋转，而不相互影响，如此，在车辆转向过程中，可以单独调节左前车轮和右前车轮的转向，使各车轮的旋转中心更接近，从而提高车轮转向的转向精度。同时，本实用新型还可以根据不同速度下的车轮偏侧力、轮胎特性以及转向盘的输入角度等因素，确定转向器总成100的齿条120的运动行程，从而使驾驶员控制车辆的转向更加精确。
32.进一步地，为方便控制线控转向系统，第一线控转向组件10和第二线控转向组件20均包括减速器总成300，减速器总成300连接于驱动电机200与转向器总成100之间。具体地，减速器总成300为涡轮311蜗杆312减速机构310，包括相互啮合的涡轮311和蜗杆312，驱动电机200的输出轴通过联轴器400与蜗杆312连接，涡轮311与齿条120传动连接。在一些实施例中，减速器总成300还可以是滚珠丝杆、皮带轮、行星齿轮等结构，在此不对减速器总成300的具体种类作限制。在本实用新型中，减速器总成300可以降低驱动电机200输出的转速，以增加驱动电机200输出的转矩，从而为车辆的转向提供大扭矩，更方便控制车辆的转向。
33.进一步地，为方便转向器总成100的安装，转向拉杆130包括可拆卸连接的第一拉杆131和第二拉杆132，第一拉杆131与齿条120传动连接，第二拉杆132用于与转向节连接以使车轮转向。具体地，第一拉杆131与第二拉杆132通过螺栓可拆卸连接。更具体地，可以在第一拉杆131与第二拉杆132的连接端设有外螺纹，在第二拉杆132与第一拉杆131的连接端设有内螺纹，第一拉杆131与第二拉杆132通过螺纹连接，并通过螺栓紧固固定。当然，也可以是第一拉杆131的管径小于第二拉杆132的管径，第二拉杆132嵌套在第一拉杆131之外，再通过螺栓或弹性环箍套设在第一拉杆131和第二拉杆132之间以固定。在此不对第一拉杆131和第二拉杆132的连接方式作限制。线控转向系统安装固定于车辆底盘，由于车辆底盘的安装空间存在一定的公差，第一拉杆131和第二拉杆132的可拆卸连接，使转向拉杆130可以更好的适应车辆底盘的安装空间，从而使转向器总成100的安装调节更加的方便。
34.更进一步地，为方便转向器总成100的转向控制，第一拉杆131与齿条120的连接端设有第一球头133，第一拉杆131和齿条120通过第一球头133传动连接；第二拉杆132与转向节的连接端设有第二球头134，第二拉杆132与转向节通过第二球头134传动连接。球头连接使第一拉杆131和齿条120的连接以及第二拉杆132和转向节的连接固定更加方便，不易脱落，可以更好的完成转向传动。同时，当车辆行驶在凹凸不平的路面时，球头设置可以缓冲路面造成的颠簸冲击，避免了车轮转向受不平路面的影响，从而提高车辆转向的精度。
35.进一步地，在一实施例中，以线控转向系统的长度方向为对称轴线，第一线控转向组件10的驱动电机200与第二线控转向组件20的驱动电机200设置于对称轴线的两侧。即，第一线控转向组件10与第二线控转向组件20的结构一致，第一线控转向组件10中的驱动电机200、转向器总成100以及减速器总成300的结构排布完全一致，也即第一线控转向组件10和第二线控转向组件20为左右共用，只要在车辆转向控制软件中做好控制调整即可。如此，方便了线控转向系统的加工成型，提高了线控转向系统的加工效率。
36.在另一实施例中，以线控转向系统的长度方向为对称轴线，第一线控转向组件10的驱动电机200与第二线控转向组件20的驱动电机200设置于对称轴线的同一侧。即，第一
线控转向组件10和第二线控转向组件20对称设置，第一线控转向组件10和第二线控转向组件20互为镜像关系。如此，方便了线控转向系统在车辆底盘中的安装排布。
37.本实用新型还提出一种车辆，该车辆包括车架、车轮和线控转向系统，该线控转向系统的具体结构参照上述实施例，由于本车辆采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，线控转向系统固定于车架，并与车轮传动连接。
38.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。