专利名称：一种模拟转向器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模拟转向器。
背景技术：
目前在人们使用的仅靠左右二个轮子运动的载人电动运输工具上，其转向部份的 操作大多是在把手上进行，通过手指对电控开关的操作，用旋转或来回拨动来得到不同的 电信号从而实现所需的转向。当车子在转弯的时候其把手相对于车体并不旋转。这种转向 操作系统结构简单制造成本底，但也存在着一些不足1.当需要转向时就必须动用握着把手的手指，这样多多少少会分散人开车的注意 力；2.人们习惯于自行车，摩托车等把手式车辆的操作方式，而对于车辆转弯时把手 相对于车体不转动会产生不习惯，人性化不足。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种模拟转向器，使安装有该转向器的车辆随着把手相 对于车体的转动而转向，无需动用手指操作开关。为了实现上述目的，本实用新型提供一种模拟转向器，其特点是，包含壳体、转向 轴组件、凸轮组件、平移片组件和线路板组件；上述的转向轴组件包含转向轴和对称设置在转向轴外壁上的一对磁钢；所述的凸轮组件套置在转向轴上并与转向轴固定连接；所述的平移片组件套置在转向轴上并分布在凸轮组件两侧；所述的线路板组件与壳体外部固定连接； 所述的线路板组件伸入转向轴内，相对磁钢的转动产生磁场变化。上述的模拟转向器，其中，转向轴组件还包含套置在转向轴上的转向轴套、转向轴 端盖、平键、轴用挡圈和垫圈；所述的转向轴端盖盖置在转向轴末端；所述的平键上设置有凹坑，其将转向轴与凸轮组件固定连接；所述的垫圈套置在转向轴顶端与转向轴套接触；所述的轴用挡圈套置在转向轴顶端与垫圈接触。上述的模拟转向器，其中，转向轴包含设置在转向轴两端部的轴用挡圈安装槽和 外力输入件连接凹槽，设置在转向轴上的一对磁钢安装孔、平键安装槽、转向定位凹坑和进 出穿线孔。上述的模拟转向器，其中，凸轮组件包含凸轮、顶杆、顶杆轴套和凸轮定位元件；所述的顶杆与凸轮线接触，其对凸轮产生压力使其转动；所述的顶杆轴套套置在顶杆两端部；所述的凸轮定位元件的顶尖固定设置在平键的凹坑内，使凸轮相对转向轴被固定。上述的模拟转向器，其中，凸轮内壁上设置有凸轮定位元件安装螺孔、平键连接 槽；所述的凸轮内圈为转向轴连接孔；所述的凸轮外壁上设置有顶杆接触曲面；所述的顶杆在顶杆接触曲面产生压力带动凸轮转动。上述的模拟转向器，其中，平移片组件包含分布在凸轮两端并套置在转向轴上的 平移片，连接平移片的轴承轴，套置在轴承轴两端部的轴端套，套置在轴承轴中段的导向轴 承及设置在轴承轴与导向轴承间的轴承夹套；所述的平移片上设置有平移片压力弹性元件；所述的平移片压力弹性元件端部设置有第一压力调节元件，其控制平移片压力弹 性元件对平移片的压力大小。上述的模拟转向器，其中，平移片的中央设置有长孔；所述的平移片的两侧分别设 置有压力弹性元件座；所述的长孔可以对平移片的两端平移限位；所述的压力弹性元件座安装平移片压力弹性元件。上述的模拟转向器，其中，线路板组件包含线路板支架和线路板；所述的线路板支架通过线路板支架连接元件与壳体固定连接；所述的线路板通过线路板连接元件固定设置在线路板支架上，其伸入转向轴内。上述的模拟转向器，其中，还包含转向轴定位组件；所述的转向轴定位组件包含定位座、定位钢球、定位钢球压力弹性元件、第二压力 调节元件及定位座连接元件；所述的定位座通过定位座连接元件与壳体固定连接；在所述的定位座的内部沿水平中心线方向设置有弹性压力元件通道；所述的定位钢球嵌设在弹性压力元件通道的端部，该通道的直径小于定位钢球的 直径所述的定位座水平中心线方向设置有弹性压力元件通道；所述的定位钢球压力弹性元件从弹性压力元件通道进入定位座与定位钢球发生 接触；所述的第二压力调节元件与定位钢球压力弹性元件的端部连接，其设置在转向定 位凹坑内，其控制定位钢球压力弹性元件及定位钢球对转向轴的定位强度。本实用新型与现有技术相比，其优点在于1.无需拨动开关即可转向，与骑自行车和开摩托车等把手式车辆的转弯操作方式 一样，人性化强；2.具有很强的可操作性，本实用新型提供的模拟转向器配合紧密，所用元件成本 低；3.本实用新型提供的模拟转向器可以广泛使用，对于习惯用把手的转动而转弯的 方式更容易被大众接受。
图1是本实用新型提供的模拟转向器总体结构示意图；图2是本实用新型提供的模拟转向器去掉第一壳体后的内部结构示意图；[0046]图3是本实用新型提供的模拟转向器的结构分解示意图；图4是本实用新型提供的模拟转向器的平移片组件的结构示意图；图5是本实用新型提供的模拟转向器的转向轴定位组件的结构示意图；图6是本实用新型提供的模拟转向器壳体的结构示意图；图7是本实用新型提供的模拟转向器凸轮的结构示意图；图8是本实用新型提供的模拟转向器平键的结构示意图；图9是本实用新型提供的模拟转向器转向轴的结构示意图；图10是本实用新型提供的模拟转向器凸轮与转向轴的连接关系示意图；图11 图13是本实用新型提供的模拟转向器磁钢与线路板不同的运动状态示意图14 图16是本实用新型提供的模拟转向器顶杆与凸轮不同的运动状态示意
具体实施方式
以下结合图1 图16，详细说明本实用新型一个优选的实施例。如图1所示，图1是本实用新型提供的模拟转向器总体结构示意图。一种模拟转 向器，包含壳体2、转向轴组件4、凸轮组件5、平移片组件6、转向轴定位组件7和线路板组 件8。如图2所示，图2是本实用新型提供的模拟转向器去掉第一壳体后的内部结构示 意图。凸轮组件5套置在转向轴41上并与转向轴41固定连接，平移片组件6套置在转向 轴41上并分布在凸轮组件5两侧，线路板组件8与壳体2外部固定连接，线路板组件8伸 入转向轴41内，相对磁钢43的转动产生磁场变化。线路板组件8包含线路板支架82和线 路板81，线路板支架82通过线路板支架连接元件84与壳体2固定连接，线路板81通过线 路板连接元件83固定设置在线路板支架82上，其伸入转向轴41内。如图3所示，图3是本实用新型提供的模拟转向器的结构分解示意图。图中，1为壳盖.3为壳体连接螺栓，41为转向轴，42为转向轴套，43为一对磁钢， 44为转向轴端盖，45为平键，46为轴用挡圈，47为垫圈；51为凸轮，52为顶杆，53为顶杆轴 套，54为凸轮定位螺钉；61为平移片，62为轴承轴，63为轴端套，64为导向轴承，65为轴承 夹套，66为平移片压簧，67为平移片压簧压力调节螺钉；71为定位座，72为定位钢球，73为 钢球压簧，74为钢球压簧压力调节螺钉，75为定位座连接螺钉；81为线路板，82为线路板支 架，83为线路板连接螺钉，84为线路板支架连接螺钉。如图4所示，图4是本实用新型提供的模拟转向器的平移片组件的结构示意图。 平移片组件6包含分布在凸轮51两端并套置在转向轴上的平移片61，将平移片61连接的 轴承轴62，套置在轴承轴62两端部的轴端套63，套置在轴承轴62中段的导向轴承64及设 置在轴承轴62与导向轴承64间的轴承夹套65。平移片61上设置有平移片压力弹性元件 66，平移片压力弹性元件66外部设置有第一压力调节元件67，其控制平移片压力弹性元件 66对平移片61的压力大小。平移片61包含长孔611和压力弹性元件座612，长孔611可 以对平移片61的两端平移限位，压力弹性元件座612安装平移片压力弹性元件66。此结构主要是控制顶杆52只作一个方向上的平移(X轴方向)。图中的长孔是不至于平移片61被转向轴41的外圆所阻挡，根据需要长孔的长度还可以设计成控制平移片 61的二端平移限位。导向轴承和轴端套起导向作用，使平移片组件只作一个方向平移。平移片压簧压力调节螺钉67的拧入和拧出可调节平移片压簧66对平移片61在X 方向上的压力大小，平移片又把力传给顶杆52，顶杆52的力又施加在凸轮51的曲面上(见 图13)，因此平移片压簧压力调节螺钉67起到控制凸轮51对转向轴41扭力大小的作用。如图5所示，图5是本实用新型提供的模拟转向器的转向轴定位组件的结构示意 图。转向轴定位组件7包含定位座71、定位钢球72、定位钢球压力弹性元件73、第二压力调 节元件74及定位座连接元件75。定位座71通过定位座连接元件75与壳体2固定连接，定 位钢球72嵌设在定位座71侧面中部，定位钢球压力弹性元件73水平穿过定位座71中部 并与定位钢球72固定连接。第二压力调节元件74控制定位钢球72对转向轴41的定位强 度。此组件主要是控制转向轴41的中心定位精度和紧松。定位座71通过定位座连接 螺钉75与壳体2连接。钢球压簧压力调节螺钉74的调节可以控制定位钢球72对转向轴 41的定位紧松。如图6所示，图6是本实用新型提供的模拟转向器壳体的结构示意图。壳体2是 一对完全相同的壳盖1通过壳体连接元件3组合而成的，其在各元件相应部位设置有定位 座连接孔21、转向轴套安装孔22、壳盖安装孔23、第一压力调节元件安装孔24、导向轴承安 装孔25和外部装置连接安装孔25。如图7所示，图7是本实用新型提供的模拟转向器凸轮的结构示意图。凸轮51包 含凸轮定位元件安装螺孔511、平键连接槽512、转向轴连接孔513和顶杆接触曲面514，顶 杆52在顶杆接触曲面514产生压力带动凸轮51转动。如图8所示，图8是本实用新型提供的模拟转向器平键的结构示意图。平键45上 设置有凹坑。如图9所示，图9是本实用新型提供的模拟转向器转向轴的结构示意图。转向轴 41包含设置在转向轴41两端部的轴用挡圈安装槽411和外力输入件连接凹槽416，设置在 转向轴41上的一对磁钢安装孔412、平键安装槽413、转向定位凹坑414和进出穿线孔415。如图10所示，图10是本实用新型提供的模拟转向器凸轮与转向轴的连接关系示 意图。转向轴组件4包含转向轴41和对称设置在转向轴41外壁上的一对磁钢43，还包含 套置在转向轴41上的转向轴套42、转向轴端盖44、平键45、轴用挡圈46和垫圈47。转向 轴端盖44盖置在转向轴41末端，平键45上设置有凹坑，其将转向轴41与凸轮组件5固定 连接，轴用挡圈46与垫圈47由上至下依次套置在转向轴41顶端。凸轮组件5包含凸轮51、顶杆52、顶杆轴套53和凸轮定位元件54。顶杆52与凸 轮51接触，其对凸轮51产生压力使其转动，顶杆轴套53套置在顶杆52两端部，凸轮定位 元件54的顶尖固定设置在平键45的凹坑内，使凸轮54相对转向轴41被固定。本实用新型提供的模拟转向器是通过在转向轴41上装有的一对磁钢43相对于通 过固定在壳体的线路板支架82上的线路板81的转动所产生的磁场变化，从而得到不同转 向的二个不动的信号.如图11 图13所示，图11 图13是本实用新型提供的模拟转向器磁钢与线路 板不同的运动状态示意图。图11为转向轴41右转时一对磁钢43与线路板81平面成右转时的夹角；图12为转向轴41左转时一对磁钢43与线路板81平面成左转时的夹角；图13 为一对磁钢43与线路板81平面成一平面时的状况。如图14 图16所示，图14 图16是本实用新型提供的模拟转向器顶杆与凸轮 不同的运动状态示意图。本实用新型有以下两种状态状态一、转向轴41在外力作用下的转动1.转动转向轴41，转向轴41克服由钢球压簧73引起的定位钢珠72的阻力，并通 过平键45，带动凸轮51旋转。2.凸轮51的旋转使顶杆52带动平移板61并克服平移片压簧66的压力产生位移。3.当顶杆52与凸轮5 1运动到如图14时，顶杆52在X轴方向上受力平衡，而作 用在Y方向上的力P通过平移片组件6由导向轴承64垂直施加在壳体2的导向轴承安装 孔25的平面上，因此平移片61移动停止，凸轮51也转到了极限角士 15°，即转向轴41转 角为士 15°。左右转向角大小可以由凸轮51的顶杆接触曲面514的形状和平移片61的长 孔尺寸来确定。4.线路板81通过线路板支架82与壳体2固定连接，转向轴41的转动使一对磁钢 43的S极N极与线路板81的平面产生一夹角，也就是线路板81上的原器件感应到了一磁 场变化的信号，由于夹角的方向不同感应到信号也不同。(见图11和图12)状态二、转向轴41在失去外力复位时1. 二组平移片61在四组平移片压簧66预紧力的作用下带动顶杆52压向凸轮51。 参见图15的受力分析，顶杆52对凸轮51产生一大小为(PXAB)的力矩使凸轮51作顺时 针旋转。2.凸轮51在顶杆52的压力下转动到势能的最低点，见图16，即顶杆52在凸轮51 的顶杆接触曲面514的最低点时。顶杆52对凸轮51产生的合力P通过凸轮51的转动中 心，即力臂为零，也就是说其力矩为零，运动也就停止。3.由于转向轴41是通过键45与凸轮5 1相连，所以此时的转向轴41转动停止， 同时定位钢球72在钢球压簧73的作用下滑向转向轴41的定位凹坑。(见图9)4.线路板81通过线路板支架82与壳体2相连，这时线路板81的平面与一对磁钢 43的S极、N极在同一平面上。(见图13)尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上 述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于 本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附 的权利要求来限定。
权利要求一种模拟转向器，其特征在于，包含壳体(2)、转向轴组件(4)、凸轮组件(5)、平移片组件(6)和线路板组件(8)；所述的转向轴组件(4)包含转向轴(41)和对称设置在转向轴(41)外壁上的一对磁钢(43)；所述的凸轮组件(5)套置在转向轴(41)上并与转向轴(41)固定连接；所述的平移片组件(6)套置在转向轴(41)上并分布在凸轮组件(5)两侧；所述的线路板组件(8)与壳体(2)外部固定连接；所述的线路板组件(8)伸入转向轴(41)内，相对磁钢(43)的转动产生磁场变化。
2.如权利要求1所述的模拟转向器，其特征在于，所述的转向轴组件(4)还包含套置在 转向轴(41)上的转向轴套(42)、转向轴端盖(44)、平键(45)、轴用挡圈(46)和垫圈(47)；所述的转向轴端盖(44)盖置在转向轴(41)末端；所述的平键(45)上设置有凹坑，其将转向轴(41)与凸轮组件(5)固定连接；所述的垫圈(47)套置在转向轴(41)顶端，与转向轴套(42)接触；所述的轴用挡圈(46)套置在转向轴(41)顶端，与垫圈(47)接触。
3.如权利要求1所述的模拟转向器，其特征在于，所述的转向轴(41)包含设置在转向 轴(41)两端部的轴用挡圈安装槽(411)和外力输入件连接凹槽(416)，设置在转向轴(41) 上的一对磁钢安装孔(412)、平键安装槽(413)、转向定位凹坑(414)和进出穿线孔(415)。
4.如权利要求1所述的模拟转向器，其特征在于，所述的凸轮组件(5)包含凸轮(51)、 顶杆(52)、顶杆轴套(53)和凸轮定位元件(54)；所述的顶杆(52)与凸轮(51)线接触，其对凸轮(51)产生压力使其转动；所述的顶杆轴套(53)套置在顶杆(52)两端部；所述的凸轮定位元件(54)的顶尖固定设置在平键(45)的凹坑内，使凸轮(54)相对转 向轴(41)被固定。
5.如权利要求4所述的模拟转向器，其特征在于，所述的凸轮(51)内壁上设置有凸 轮定位元件安装螺孔(511)、平键连接槽(512)；所述的凸轮(51)内圈为转向轴连接孔 (513)；所述的凸轮(51)外壁上设置有顶杆接触曲面(514)；所述的顶杆(52)在顶杆接触曲面(514)产生压力带动凸轮(51)转动。
6.如权利要求1所述的模拟转向器，其特征在于，所述的平移片组件(6)包含分布在凸 轮(51)两端并套置在转向轴上的平移片(61)，连接平移片(61)的轴承轴(62)，套置在轴 承轴(62)两端部的轴端套(63)，套置在轴承轴(62)中段的导向轴承(64)及设置在轴承轴 (62)与导向轴承(64)间的轴承夹套(65)；所述的平移片(61)上设置有平移片压力弹性元件(66)；所述的平移片压力弹性元件(66)端部设置有第一压力调节元件(67)，其控制平移片 压力弹性元件(66)对平移片(61)的压力大小。
7.如权利要求6所述的模拟转向器，其特征在于，所述的平移片(61)的中央设置有长 孔(611)；所述的平移片(61)的两侧分别设置有压力弹性元件座(612)；所述的长孔(611)可以对平移片(61)的两端平移限位；所述的压力弹性元件座(612)安装平移片压力弹性元件(66)。
8.如权利要求1所述的模拟转向器，其特征在于，所述的线路板组件(8)包含线路板支架(82)和线路板(81)；所述的线路板支架(82)通过线路板支架连接元件(84)与壳体(2)固定连接； 所述的线路板(81)通过线路板连接元件(83)固定设置在线路板支架(82)上，其伸入 转向轴(41)内。
9.如权利要求1所述的模拟转向器，其特征在于，还包含转向轴定位组件(7)；所述的转向轴定位组件(7)包含定位座(71)、定位钢球(72)、定位钢球压力弹性元件 (73)、第二压力调节元件(74)及定位座连接元件(75)；所述的定位座(71)通过定位座连接元件(75)与壳体(2)固定连接； 在所述的定位座(71)的内部沿水平中心线方向设置有弹性压力元件通道； 所述的定位钢球(72)嵌设在弹性压力元件通道的端部，该通道的直径小于定位钢球 (72)的直径；所述的定位钢球压力弹性元件(73)从弹性压力元件通道进入定位座(71)与定位钢球 (72)发生接触；所述的第二压力调节元件(74)与定位钢球压力弹性元件(73)的端部连接，其设置 在转向定位凹坑(414)内，其控制定位钢球压力弹性元件(73)及定位钢球(72)对转向轴 (41)的定位强度。
10.如权利要求1所述的模拟转向器，其特征在于，所述的壳体(2)是一对完全相同 的壳盖(1)通过壳体连接元件(3)组合而成的，其在各元件相应部位设置有定位座连接孔 (21)、转向轴套安装孔(22)、壳盖安装孔(23)、第一压力调节元件安装孔(24)、导向轴承安 装孔(25)和外部装置连接安装孔(25)。
专利摘要一种模拟转向器，包含壳体、转向轴组件、凸轮组件、平移片组件和线路板组件。转向轴组件包含转向轴和对称设置在转向轴外壁上的一对磁钢，凸轮组件套置在转向轴上并与转向轴固定连接，平移片组件套置在转向轴上并分布在凸轮组件两侧，线路板组件与壳体外部固定连接，线路板组件伸入转向轴内，相对磁钢的转动产生磁场变化。本实用新型的优点是无需拨动开关即可转向，与骑自行车和开摩托车等把手式车辆的转弯操作方式一样，人性化强；具有很强的可操作性，本实用新型提供的模拟转向器配合紧密，所用元件成本低；可广泛使用，对于习惯用把手的转动而转弯的方式更容易被大众接受。
文档编号B62D15/00GK201665245SQ20102010239
公开日2010年12月8日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者施国兴 申请人:上海新世纪机器人有限公司