可变作用力转向组件的制作方法

可变作用力转向组件的制作方法
【专利摘要】一种车辆，诸如乘骑式草坪护理车，可包括框架和转向组件。车辆的轮可附接至框架。转向组件可包括转向设备，转向设备可操作地耦接至车辆的至少一个轮，以基于转向设备的位置对所述至少一个轮提供转向输入。转向组件可进一步包括转向柱、小齿轮组件以及齿条组件。转向柱可从转向设备延伸以响应转向设备的运动而旋转。小齿轮组件可沿转向柱设置并且包括具有不同尺寸的至少两个小齿轮。齿条组件可以可操作地耦接至车辆的至少一个轮和框架，以经由小齿轮组件将转向输入从转向设备转移至所述至少一个轮。齿条组件可包括具有不同尺寸的至少两个齿条部分。
【专利说明】可变作用力转向组件
【技术领域】
[0001]示例实施例总体涉及转向系统，并且更特备地涉及用于车辆的可变作用力转向系统(variable effort steering system),诸如构造成执行草坪维护的车辆。
【背景技术】
[0002]通常使用构造成执行对应的特定任务的各种工具和/或机器来执行草坪护理任务。特定的任务(如割草)通常由割草机执行。割草机自身可具有不同的构造以支持消费者的需求和预算。手扶式割草机通常是紧凑的，具有相对小的发动机并且相对廉价。同时，另一方面，乘骑式割草机(诸如草坪拖拉机)可为相当大的。除了割草部件以外，乘骑式割草机有时还可与各种功能配件(例如拖车、耕机和/或类似物)一起构造。乘骑式割草机提供骑乘式车辆的便利以及与手扶模式相比通常更大的切割板(cuttingdeck)。
[0003]就其自身性质而言，乘骑式割草机包括用于引导乘骑式割草机的运动的转向组件。转向组件通常采取可操作地耦接至一个或多个轮的方向盘的熟悉的形式。对于多种传统的割草机转向组件，当转向组件达到其最大转向构造时操作者为转动方向盘而需要的转向作用力增加。此外，操作者在一些情况下通常期望更好的转向控制，但在其他情况下想要更快的转向响应能力。因此，传统机械转向系统设计成平衡这些相互矛盾的执行特性以在一系列情况下获得可接受但不那么理想的转向执行。

【发明内容】

[0004]因此，为改进车辆(诸如乘骑式草坪护理车)的转向响应，一些示例实施例可提供堆叠齿条和堆叠小齿轮布置以用于在车辆上使用。在这方面，可沿转向轴定位至少两个小齿轮，并且将至少两个齿条组件对应地布置成使得一个小齿轮与齿条对在转向组件的第一移动范围中接合并且第二小齿轮与齿条对在转向组件的移动范围的其他部分中接合。这种堆叠布置可提供用于在转向组件的整个移动范围的对应的不同部分中采用不同的转向比。因此，转向作用力可在转向组件的移动范围的一些部分中减小，并且响应能力可在转向组件的移动范围的其他部分中增大。换句话说，一些示例实施例可提供这样一种可变作用力转向系统，其可实现在执行转动时操作员的更简单操纵。
[0005]在一个示例实施例中，提供乘骑式草坪护理车。所述乘骑式草坪护理车可包括框架和转向组件。乘骑式草坪护理车的轮可附接至所述框架。转向组件可包括转向设备，转向设备可操作地耦接至乘骑式草坪护理车的至少一个轮，以基于所述转向设备的位置而对所述至少一个轮提供转向输入。转向组件可进一步包括转向柱、小齿轮组件和齿条组件。转向柱可从转向设备延伸以响应转向设备的运动而旋转。小齿轮组件可沿转向柱设置并且包括具有不同尺寸的至少两个小齿轮。齿条组件可以可操作地耦接至乘骑式草坪护理车的至少一个轮和框架，以经由小齿轮组件将转向输入从转向设备转移至所述至少一个轮。齿条组件包括具有不同尺寸的至少两个齿条部分。
[0006]在另一个示例实施例中，提供用于乘骑式草坪护理车的转向控制的转向组件。所述转向组件可包括转向设备、转向柱、小齿轮组件和齿条组件。转向设备可操作地耦接至乘骑式草坪护理车的至少一个轮，以基于转向设备的位置对所述至少一个轮提供转向输入。转向柱可从转向设备延伸以响应转向设备的运动而旋转。小齿轮组件可沿转向柱设置并且包括具有不同尺寸的至少两个小齿轮。齿条组件可以可操作地耦接至乘骑式草坪护理车的轮附接的框架。齿条组件可进一步可操作地耦接至乘骑式草坪护理车的至少一个轮，以经由小齿轮组件将转向输入从转向设备转移至至少一个轮，齿条组件可包括具有不同尺寸的至少两个齿条部分。
[0007]在另一个示例实施例中，提供用于对乘骑式草坪护理车提供转向的方法。该方法可包括:提供转向组件，该转向组件包括转向设备，转向设备可操作地耦接至乘骑式草坪护理车的至少一个轮，以基于所述转向设备的位置对所述至少一个轮提供转向输入；提供转向柱，该转向柱从转向设备延伸以响应转向设备的运动而旋转；以及提供小齿轮组件，该小齿轮组件沿转向柱设置并且包括具有不同尺寸的至少两个小齿轮。该方法可进一步包括经由可操作地耦接至所述乘骑式草坪护理车的轮附接的框架的齿条组件使转向输入从小齿轮组件转移至所述至少一个轮。所述齿条组件可进一步可操作地耦接至乘骑式草坪护理车的至少一个轮，以经由小齿轮组件将转向输入从转向设备转移至所述至少一个轮。所述齿条组件包括具有不同尺寸的至少两个齿条部分。
[0008]在又一个示例实施例中，提供转向组件，转向组件具有可操作地耦接至车辆的至少一个转向器具(例如轮、车轴、方向舵等)，以在整个的转向范围上基于转向设备的位置对所述至少一个转向器具提供转向输入。转向输入基于转向设备的位置。转向组件包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、和第四齿轮。第一齿轮和第二齿轮可操作地耦接至转向设备并构造为响应转向设备的运动而旋转。第一齿轮和第二齿轮具有不同的尺寸。第三齿轮和第四齿轮可操作地耦接至所述至少一个转向器具。转向组件构造成使得:(I)在转向范围的第一部分中第一齿轮接合第三齿轮，以经由第一齿轮和第三齿轮将转向输入从转向设备转移至所述至少一个转向器具；(2)在转向范围的第一部分中第二齿轮不与第三齿轮接合；
(3)在转向范围的第二部分中第二齿轮接合第四齿轮，以经由第二齿轮和第四齿轮将转向输入从转向设备转移至所述至少一个转向器具；以及(4)在转向范围的第二部分中第一齿轮不与第四齿轮接合。
[0009]在一些这样的实施例中，第一齿轮相对于第二齿轮可为固定的，第一齿轮和第二齿轮绕共用的轴线旋转，并且第三齿轮相对于第四齿轮为固定的。第一齿轮和第二齿轮可为具有不同直径的圆形齿轮。在一些实施例中，转向组件进一步包括转向柱，转向柱响应方向盘的旋转而旋转，并且第一齿轮和第二齿轮可附接至转向柱以响应转向柱的旋转而旋转。在一些这样的实施例中，第三齿轮和第四齿轮包括两个圆形齿轮的至少一部分，这两个圆形齿轮绕共用的轴线旋转但具有不同的半径。在其他实施例中，第一齿轮包括具有第一半径的小齿轮，第二齿轮包括具有第二半径的小齿轮，第三齿轮包括第一线性齿条齿轮，第四齿轮包括第二线性齿条齿轮，并且第三齿轮的齿设置成与第四齿轮的齿相距一距离，该距离等于第一半径与第二半径之间的差。
[0010]一些示例实施例可改进操作者使乘骑式草坪护理车转向的能力和/或减小使乘骑式草坪护理车转向必需的作用力。可因此改进与实现少费力且更有效地操纵乘骑式草坪护理车相关的使用者经验。【专利附图】

【附图说明】
[0011]已如此概括地描述了本发明，现在将参考附图，附图并非必要地按比例绘制，并且附图中:
[0012]图1示出根据示例实施例的乘骑式草坪护理车的侧视图；
[0013]图2示出根据示例实施例的包括转向组件的一些部分的乘骑式草坪护理车的框架的立体图；
[0014]图3示出在图2中示出的框架的下侧的立体图，以示出根据示例实施例的乘骑式草坪护理车的双小齿轮(dual pinion)和双齿条(dual rack)转向组件的堆叠布置；
[0015]图4示出在图3中示出的根据示例实施例的双小齿轮和双齿条转向组件的堆叠布置的立体图；
[0016]图5示出双小齿轮和双齿条转向组件的可替换的堆叠布置，其中齿条组件的接触区域相对于在图4中显示的接触区域的位置是经转换的；并且
[0017]图6示出双小齿轮和双齿条转向组件的可替换的堆叠布置，其中小齿轮组件的齿轮的顺序以及对应的齿条组件的局部齿条部分的顺序相对于在图4中示出的实例是经转换的。
【具体实施方式】
[0018]现在将参考附图在下文中更充分地描述一些示例实施例，附图中示出一些并非全部示例实施例。实际上，本文描述和示出的实例不应被解释为限制本公开的范围、适用性或构造。相反，提供这些示例实施例以使得本公开将满足可适用的法律要求。贯穿全文，同样的参考标号表示同样的元件。此外，如在本文中使用的，术语“或”应当理解为只要一个或多个其操作数为真时其结果是真的逻辑算符。此外，术语“草坪护理”意味着是指任何草场维护活动并且无需特别地适用于与草、草地或草皮护理直接相关的活动。如在本文中使用的，可操作耦接应当理解为是指直接或间接连接，在任一种情况下，这种连接使可操作地彼此耦接的部件实现功能性互连。
[0019]一些示例实施例可通过采用具有不同转向比的多个小齿轮和对应的多个齿条来改进车辆(诸如草坪护理车)的转向能力。因此，可在方向盘和转向组件的整个移动范围的不同部分提供就转动作用力和响应能力而言不同的转向特性。
[0020]图1示出具有装袋附件12的乘骑式草坪护理车10的侧视图。然而，应当认识到的是，示例实施例可用在不包括装袋附件12的多种其他乘骑式草坪护理车上。如本文示出和描述的，乘骑式草坪护理车10可为乘骑式割草机(例如，草坪拖拉机、前装乘骑式割草机、零转向乘骑式割草机和/或类似物)。然而，其他示例实施例可用在构造或配置成操作去除积雪、切割灌木、耕作或其他草坪护理相关的活动的乘骑式割草机上。
[0021]在一些实施例中，乘骑式草坪护理车10包括设置在乘骑式草坪护理车10的中心、后方部分或前方部分处的座椅20。乘骑式草坪护理车10还可包括转向组件30 (例如，包括方向盘、把手或其他转向设备)，其功能性地连接至对其提供转向输入的乘骑式草坪护理车10的轮(例如各个不同的实施例中的前轮和/或后轮)以允许操作者使乘骑式草坪护理车10转向。操作者可坐在座椅20上，座椅可设置于转向组件30的后方以经由转向组件30提供用于使乘骑式草坪护理车10转向的输入。
[0022]乘骑式草坪护理车10还可包括，或构造成支撑具有安装在其中的至少一个切割刀片的切割板40的附件。如上所示，在一些情况下，所述至少一个切割刀片的高度可由乘骑式草坪护理车10的操作者调节。在各个不同的实施例中切割板40可为固定的或可移动的附件。而且，在各个可替换实施例中切割板40的位置可改变。例如，在一些情况下切割板40可定位在前轮42的前方、后轮44的后方、或在前轮42和后轮44之间(如图1所示)，以在所述至少一个切割刀片于切割板40下旋转时使操作者能够使用所述至少一个切割刀片来割草。当操作以割草时，剪下的草可由收集系统(例如装袋附件12)捕集、覆盖(mulch)、或从切割板40经由侧部排放件或后方排放件排出。
[0023]乘骑式草坪护理车10还可包括附加控制相关部件，诸如一个或多个速度控制器、切割高度调节器和/或类似物。一些控制器(诸如速度控制器)可设置成位于最邻近搁脚板46 (其可包括位于乘骑式草坪护理车10的两侧上的一部分)的脚踏板的形式，以使操作者坐在座椅20上时能够将脚搁置在上面。
[0024]在示出的图1的示例实施例中，乘骑式草坪护理车10的发动机50大致设置在就坐操作者的前方。然而，在其他示例实施例中，发动机50可位于不同的位置，诸如在操作者下方或后方。在一些实施例中，发动机50可以可操作地耦接至乘骑式草坪护理车10的一个或多个轮，以便为乘骑式草坪护理车10提供驱动功率。在一些实施例中，发动机50能够为两个轮提供动力，而在其他实施例中，发动机50可为乘骑式草坪护理车10的全部四个轮提供动力。而且，在一些情况下，可手动或自动地使发动机50在为两个轮或乘骑式草坪护理车10的全部四个轮提供动力之间切换。
[0025]现在将参考图2-图6更详细地描述乘骑式草坪护理车10的转向组件30的部分。在这方面，图2示出根据示例实施例的包括转向组件的一些部分的乘骑式草坪护理车的框架的立体图。图3示出在图2中示出的框架的下侧的立体图，以示出根据示例实施例的乘骑式草坪护理车的双小齿轮和双齿条转向组件的堆叠布置。图4示出在图3中示出的根据示例实施例的双小齿轮和双齿条转向组件的堆叠布置的立体图。图5示出双小齿轮和双齿条转向组件的可替换的堆叠布置，其中齿条组件的接触区域相对于在图4中显示的接触区域的位置是经转换的。图6示出双小齿轮和双齿条转向组件的可替换的堆叠布置，其中小齿轮组件的齿轮的顺序和相应的齿条组件的局部齿条部分的顺序相对于在图4中示出的实例是经转换的。
[0026]如图2所示，发动机50、转向组件30、切割板40、座椅20和乘骑式草坪护理车的其他部件可以可操作地连接(直接或间接地)至乘骑式草坪护理车10的框架70。框架70可为刚性结构，构造成对乘骑式草坪护理车10的各个部件提供支撑、连接性和互操作性功能。
[0027]在示例实施例中，所述转向组件30可包括方向盘80和转向柱(steeringcolumn)82 (或轴)。转向柱82可以可操作地连接至在图2所示的方向盘80和附加转向组件的部件，其将呈方向盘80移动的形式的输入转变成为其提供转向输入的轮(例如在该实例中的前轮)的转向控制。而且，在一些实施例中，转向柱82延伸至转向台84，其可提供覆盖，以通过掩盖与转向组件30相关的各个机械部件的观察而改进乘骑式草坪护理车10的美观。
[0028]在一些示例实施例中，转向组件30可体现为金属或其他刚性部件的组件，其可焊接、装配、栓接或可操作地彼此耦接并且耦接至为其提供转向输入的草坪护理车辆10的轮32。例如，转向组件30可包括转向线缆组件或在与转向线缆组件耦接，以将施加于转向组件30 (并且更具体地为方向盘80)的旋转移动转变成方向性输入，从而相应地使为其提供转向输入的轮(例如该示例中的前轮)定向。
[0029]如图3和图4所示，转向柱82可终止于或邻近接合齿条组件110的小齿轮组件100。在示例实施例中，小齿轮组件100可包括至少两个小齿轮，并且齿条组件110可包括至少两个对应的齿条齿轮。此外，在一些实施例中，所述至少两个小齿轮可设置成堆叠的布置，使得其在转向柱82的远端处彼此邻近。同时，所述至少两个齿条齿轮也可设置成堆叠的布置，使得其彼此邻近。所述至少两个齿条齿轮还可设置成使得其经由设置在所述至少两个小齿轮和所述至少两个齿条齿轮的每一个的外围处的齿轮齿而与至少两个小齿轮的相应的小齿轮接合。因此，所述至少两个齿条齿轮中的一个可与所述至少两个小齿轮中对应的一个配对以形成第一齿轮对，而所述至少两个小齿轮和所述至少两个齿条齿轮中的其余的形成第二齿轮对。对应齿轮对的齿轮比(或转向比)可各自不同。此外，所述至少两个齿条齿轮的每一个可构造成使得其在齿条组件110的整个移动范围的不同部分中仅接合其各自的小齿轮。因此，方向盘80的转动将导致转向柱82和所述至少两个小齿轮的每一个的对应的转动。然而，在任何给定的时间，所述至少两个小齿轮中的仅一个将接合所述至少两个齿条齿轮中与其对应的一个。此外,在齿条组件110的整个移动范围中，与所述至少两个齿条齿轮中与其对应的一个接合的所述至少两个小齿轮中的一个将依据方向盘80的位置而改变。
[0030]应当认识到的是,虽然图3-图6示出小齿轮为正齿式齿轮(spur-typegear)并且齿条齿轮为曲线齿条式齿轮(curvilinear rack-type gear)(例如较大的圆形正齿式齿轮的部分)，其他类型的齿轮可以相似的方式用在本发明的其他实施例中。例如，齿条齿轮可为线性齿条齿轮而不是曲线齿条齿轮。此外，齿条齿轮和小齿轮可以不是正齿式齿轮并且可取而代之地是螺旋形或斜面形齿轮。除非在另有明确限定，否则术语“小齿轮”和“齿条”旨在涵盖所有齿轮的这样的可能性。
[0031]如图3和图4所示，当齿条组件110以响应于方向盘80的移动的方式旋转(经由转向柱82和小齿轮组件100的对应的移动)，齿条组件110绕固定点120为枢转。在示例实施例中，齿条组件可包括穿过导向槽124而延伸的棘爪或导向杆，导向槽设置在板126中且在框架70的构件之间延伸以引导(并且在一些情况下限制)齿条组件110的旋转。在一些情况下，在齿条组件110的相对端处,转向带(steering tie)(例如第一转向带130和第二转向带132)可以可操作地耦接至齿条组件110。所述转向带可以在邻近穿过导向槽124而延伸的棘爪或导向杆的位置的点处耦接至齿条组件110。
[0032]转向带可从齿条组件110朝向转向组件30的与为其提供转向输入的轮接合的部分延伸。例如，第一转向带130和第二转向带132可延伸为经由分别接合第一转向节140和第二转向节142的第一横拉杆144和第二横拉杆146而分别耦接至第一旋转板147和第二旋转板148。第一转向节140和第二转向节142可各自固定至第一轴杆150和第二轴杆152中的对应一者。第一轴杆150和第二轴杆152可旋转地安装于可形成框架70的一部分或者可连接至框架70的轴安装件160的相对端。轴安装件160可基本在为其提供转向输入的轮之间以基本垂直于乘骑式草坪护理车10的纵向长度的方式延伸。轮可分别固定至第一轴杆150和第二轴杆152。[0033]在一些实例中，轴安装件160可构造成单个组件、焊件、杆、管或其他支撑结构，所述其他支撑结构具有可旋转地接合第一轴杆150的第一远端和可旋转地接合第二轴杆152的第二远端。在一些实施例中，轴安装件160的第一远端和第二远端可终止于相应的第一衬套和第二衬套中，所述第一衬套和第二衬套可分别在其中接收第一轴杆150和第二轴杆152。在一些实施例中，第一衬套和第二衬套可进一步包括轴承(如轴衬、滚珠轴承或径向轴承)，以分别协助所述第一衬套与第二衬套以及所述第一轴杆150与第二轴杆152之间的旋转相对移动。
[0034]在示例实施例中，第一转向节140和第二转向节142可为定向成在乘骑式草坪护理车10的相对侧上操作的彼此的相对镜像再现。类似地，第一轴杆150和第二轴杆152可为定向成在乘骑式草坪护理车10的相对侧上操作的彼此的相对镜像再现。
[0035]齿条组件110的旋转可对应地使得向转向带中的一个提供推动以及向转向带中的另一个提供拉动。这些推力和拉力则将使得第一旋转板147和第二旋转板148的旋转推动和拉动第一横拉杆144和第二横拉杆146中的相应一者，以使得第一转向节140和第二转向节142旋转，从而使得第一轴杆150和第二轴杆152在第一套管和第二套管内沿相同方向(例如取决于方向盘80转动的方向而均为向右或向左)转动。因此轮的转动以及乘骑式草坪护理车10的转向完成。
[0036]应当认识到的是，除了图3和图4中示出的，本发明的一些实施例可利用不同的构造用于将齿条组件110附接至轮。例如，在使用线性齿条齿轮而非曲线齿条齿轮220和230的情况下，齿条组件110可基本设置在轮轴150与轮轴152之间，使得小齿轮的旋转使线性齿条齿轮以朝向一个轮轴且远离另一个轮轴的方式侧向地移动。在这种实例中，每个齿条可直接或间接地连接至转向节140和转向节142，使得线性齿条齿轮沿第一方向的移动在一个节上推动并在另一个上拉动，并且线性齿条齿轮沿第二方向的移动在每个节上具有相反的效果。
[0037]如上所述并且在图4的示例实施例中更详细地示出的，在一些实施例中，在任何给定的时间，所述小齿轮组件100的至少两个小齿轮中的仅一个可接合所述小齿轮组件100的至少两个小齿轮中的与其对应的一个。为实现该功能，小齿轮组件100可构造成堆叠的布置。在这方面，小齿轮组件100可包括可相对于方向盘80在转向柱82的远端邻近彼此设置的第一小齿轮200和第二小齿轮210。在该实例中，第一小齿轮200可具有比第二小齿轮210更小的直径，并且所述第一小齿轮200可设置在转向柱82的远端处，而第二小齿轮210相对于第一小齿轮200向内设置在转向柱82上。在这个实例中，第一小齿轮200和第二小齿轮210彼此邻近。然而，在可替换实施例中，可在第一小齿轮200和第二小齿轮210之间设置一空间。
[0038]第一小齿轮200和第二小齿轮210中的每一个可为基本上柱形或圆形的，并且可包括围绕其外围设置的齿轮齿，以便齿条组件110定位成使得所述齿条组件110的至少两个齿条中的一个接合所述小齿轮组件100的至少两个小齿轮中的对应一个时，接合所述齿条组件110的至少两个齿条中的对应一个的齿轮齿。在示例实施例中，齿条组件110可包括第一局部齿条220和第二局部齿条230。齿条组件110的部分可称为“局部”齿条，因为这样的部分构造和/或布置成在齿条组件110的整个移动范围的分立部分中其仅与相应的小齿轮相互作用或接合。为实现这一点，每个局部齿条可构造成在齿条组件110的整个移动范围的一小部分中仅包括接触区域(例如具有的齿轮齿能够接合其相应小齿轮的齿轮齿的部分)。
[0039]在图4的实例中，齿条组件110构造成使得所述第一局部齿条部分220在齿条组件110的整个移动范围的第一部分中接合第一小齿轮200并且所述第二局部齿条部分230在齿条组件110的整个移动范围的第二部分中接合第二小齿轮210。更具体地，所述第一局部齿条部分220在整个移动范围的从齿条组件110的总接触区域的一个边缘到齿条组件110的总接触区域的相对边缘的一部分(例如三分之二或其他值)中接合第一小齿轮200，并且在第二局部齿条部分230总接触区域的其余部分(例如其余的三分之一)中接合第二小齿轮210。在该实例中，限定第二局部齿条部分230的接触区域的第二部分可分离，使得第二局部齿条部分230的接触区域的基本相等部分布置成从邻近第一局部齿条部分220的每个相对端的径向位置延伸。因此，在一些实施例中，由第二局部齿条部分230限定的第二接触区域可包括两个部分，并且这两个部分中的相应部分可从邻近第一局部齿条部分220的接触区域(例如第一接触区域)的相对端的位置延伸，以限定第一接触区域介于其间的不连续的第二接触区域。该布置允许通过第二局部齿条部分230与第二小齿轮210的组合以及由与其相关的齿轮比限定的转向比而在移动的全部转向范围的每个最远端提供相同的转向特性。同时，更靠近中间位置(例如其中方向盘处于12点钟位置处和/或周围)进行的转向可具有由第一局部齿条部分220和第一小齿轮200的组合提供的不同的转向特性。
[0040]齿条组件110可由对应于所述第一局部齿条部分220和第二局部齿条部分230中的相应局部齿条部分的两个局部圆盘形状的构件构造成。这两个局部圆盘形状的构件可焊接在一起、栓接在一起、通过一个或多个棘爪和对应的接收器的组合结合在一起，或甚至由单件材料形成。在一些实施例中，每个局部圆盘形状的构件可具有从共同的枢转点延伸的不同的直径。不同的直径可基于从公共枢转点的直径确定，该直径足以使得第一局部齿条部分220和第二局部齿条部分230中对应的局部齿条部分的接触区域能够接合其相应的小齿轮(例如分别为第一小齿轮200和第二小齿轮210)的齿轮齿。在图4的实例中，由于第二小齿轮210具有比第一小齿轮200更大的直径，第一局部齿条部分220具有比第二局部齿条部分230更大的直径，相差等于第一小齿轮200和第二小齿轮210的直径差的量。
[0041]在使用线性齿条齿轮而非曲线齿条齿轮220和230的情况下，两个或更多个线性齿条齿轮部分固定在一起，使得所述至少一个部分的齿设置成与至少一个其他部分的齿相距一距离，该距离等于第一小齿轮200的半径和第二小齿轮210的半径之间的差。
[0042]也可提供其他的布置，如图5和图6的实例所示。在这方面，图5示出具有相同的第一小齿轮200和第二小齿轮210但是齿条组件110’的齿的接触区域经转换的实例。换句话说，第一局部齿条部分220’和第二局部齿条部分230’的接触区域是经转换的。因此，具有较大直径的局部齿条部分(例如第二局部齿条部分220’ )构造成使得其接触区域分离以从具有较小直径的局部齿条部分(例如第二局部齿条部分230’ )的接触区域的相对端延伸。
[0043]图6示出另一个可替换方案，其中可替换的小齿轮组件110’示出为与可替换齿条组件110’’结合。在可替换齿条组件110’中，具有较大直径的小齿轮(例如第一小齿轮200’)设置在转向柱82的远端处，并且具有较小直径的小齿轮(例如第二小齿轮210’)沿转向柱82从具有较大直径的小齿轮向内设置。可替换齿条组件110’’可包括具有较小直径的齿条部分(例如第一局部齿条部分220’’),其可设置成对应于第一小齿轮200’的位置，而具有较大直径的齿条部分(例如第二局部齿条部分230’ ’ )可设置成对应于第二小齿轮210’的位置。其他示例布置也是可能的，包括使用多于两个的小齿轮和对应的齿条部分。虽然一些示例实施例可将多于两个的小齿轮和对应的齿条部分的使用布置成使得接触区域布置成以部件的直径递增或递减的顺序接合，从而使得在每个相应的齿轮对在从中间位置向最大转动的转动(例如向右最大或向左最大)过程中相遇时响应能力因此增加或减少，这样的布置并非是必需的。
[0044]在图4-图6中所示的实例中，不同的齿条部分的接触区域不重叠但为连续的，以便因此限定延伸齿条组件110的移动范围的全长的总接触区域。因此，在任何给定时间仅有一个小齿轮与对应的齿条部分相接触。然而，一些可替换实施例可采用小的重叠区域，以避免在从接合一个接触区域的一个小齿轮到接合不同接触区域的另一个小齿轮的过渡时的任何滑动。
[0045]通过选择齿轮比来限定理想的特性(例如就响应能力或提供转向输入的简易性而言)，设计者可为操作者提供这样的转向系统，该转向系统需要可变作用力以基于方向盘80的位置转动方向盘80。因此，例如，设计者可选择使转向在中间位置附近更敏感但在全偏差附近(例如向右最大或向左最大附近)的位置更容易转动的齿轮比。可替换地，设计者可选择可在中间位置附近转向更容易但在全偏差附近的位置更敏感的齿轮比。因此，设计者可为操作者提供基于从中间位置的转动偏差度来提供控制的量上、响应能力、使用简易性的变化的转向系统。这可为操作者提供与转向和控制乘骑式草坪护理车10相关的全面改进的使用者体验。
[0046]本发明所属领域的技术人员将易于想到本文阐述的多种修改和其他实施例，其具有在前面的描述和相关附图中呈现的教导的益处。因此，应当理解的是，本发明不限制于所公开的特定实施例，并且修改以及其他实施例旨在包含于所附权利要求的范围内。此外，虽然前面的描述和相关的附图在元件和/或功能的特定示例性组合的背景中描述示例性实施例，然而应当认识到的是，在不背离所附权利要求的范围的情况下，元件和/或功能的不同组合可由可替换实施例提供。在这方面，例如，还构想了与上述明确描述的不同的元件和/或功能的组合，如可在一些所附权利要求中阐述的。在本文描述问题的优点、利益或解决办法的情况下，应当认识到的是，这样的优点、益处和/或解决办法可适用于一些示例实施例但并非所有的示例实施例。因此，本文所述的任何优点、益处或解决方案不应当认为对于所有实施例或本文所主张的是必不可少的、必需的或基本的。虽然在本文中采用特定的术语，然而其仅用于一般和描述的意义并且不用于限制的目的。
【权利要求】
1.一种乘骑式草坪护理车，包括: 框架，所述乘骑式草坪护理车的轮能附接于所述框架；以及 转向组件，所述转向组件包括转向设备，所述转向设备能操作地耦接至所述乘骑式草坪护理车的至少一个轮，以基于所述转向设备的位置而对所述至少一个轮提供转向输入， 其中，所述转向组件进一步包括: 转向柱，所述转向柱从所述转向设备延伸，以响应所述转向设备的运动而旋转； 小齿轮组件，所述小齿轮组件沿所述转向柱设置并且包括具有不同尺寸的至少两个小齿轮；以及 齿条组件，所述齿条组件能操作地耦接至所述乘骑式草坪护理车的所述至少一个轮和所述框架，以经由所述小齿轮组件将所述转向输入从所述转向设备转移至所述至少一个轮，所述齿条组件包括具有不同尺寸的至少两个齿条部分。
2.根据权利要求1所述的乘骑式草坪护理车，其中，所述小齿轮组件包括: 第一小齿轮，所述第一小齿轮具有第一直径并且沿所述转向柱设置在第一位置处；以及 第二小齿轮，所述第二小齿轮具有第二直径并且沿所述转向柱设置在第二位置处， 并且其中，所述齿条组件包括: 第一局部齿条部分，所述第`一局部齿条部分限定第一接触区域，在所述第一接触区域上实现与所述第一小齿轮的接触；以及 第二局部齿条部分，所述第二局部齿条部分限定第二接触区域，在所述第二接触区域上实现与所述第二小齿轮的接触。
3.根据权利要求2所述的乘骑式草坪护理车，其中，所述第一局部齿条部分和所述第二局部齿条部分共享共用的枢转点并且具有分别位于所述第一接触区域和所述第二接触区域处的齿轮齿，所述第一局部齿条部分从所述共用的枢转点以一第三直径延伸，并且所述第二局部齿条部分从所述共用的枢转点以一第四直径延伸，所述第一局部齿条部分和所述第二局部齿条部分中的每一者均包括设置在其外围上的齿轮齿，以分别接合所述第一小齿轮的齿轮齿和所述第二小齿轮的齿轮齿。
4.根据权利要求3所述的乘骑式草坪护理车，其中，所述第三直径与所述第四直径之间的差等于所述第一直径与所述第二直径之间的差。
5.根据权利要求1所述的乘骑式草坪护理车，其中，在所述转向设备的整个移动范围中，所述第一小齿轮或所述第二小齿轮中的仅一者接触所述第一接触区域或所述第二接触区域中的对应一者。
6.根据权利要求1所述的乘骑式草坪护理车，其中，所述第一小齿轮具有比所述第二小齿轮更大的直径，并且所述第一小齿轮设置在所述转向柱的远端处。
7.根据权利要求1所述的乘骑式草坪护理车，其中，所述第一小齿轮具有比所述第二小齿轮更小的直径，并且所述第一小齿轮设置在所述转向柱的远端处。
8.根据权利要求1所述的乘骑式草坪护理车，其中，所述第一接触区域设置成对应于所述转向设备的移动范围中的邻近所述转向设备的中间位置的一部分，并且所述第二接触区域设置成对应于所述转向设备的移动范围中的邻近最偏离所述中间位置的最大偏转部的一部分。
9.根据权利要求1所述的乘骑式草坪护理车，其中，所述第二接触区域包括两个部分，并且其中所述两个部分中的相应部分从所述第一接触区域的相对端延伸以限定不连续的第二接触区域，所述第一接触区域介于该第二接触区域之间。
10.根据权利要求1所述的乘骑式草坪护理车，其中，所述小齿轮组件和所述齿条组件结合，以在所述转向设备的整个移动范围的相应不同部分中提供至少两个不同的齿轮比。
11.根据权利要求1所述的乘骑式草坪护理车，其中，所述转向设备为方向盘或把手。
12.一种用于乘骑式草坪护理车的转向控制的转向组件，所述转向组件包括: 转向设备，所述转向设备能操作地耦接至所述乘骑式草坪护理车的至少一个轮，以基于所述转向设备的位置对所述至少一个轮提供转向输入； 转向柱，所述转向柱从所述转向设备延伸，以响应所述转向设备的运动而旋转； 小齿轮组件，所述小齿轮组件沿所述转向柱设置并且包括具有不同尺寸的至少两个小齿轮；以及 齿条组件，所述齿条组件能操作地耦接至一框架，所述乘骑式草坪护理车的轮能附接至所述框架，所述齿条组件进一步能操作地耦接至所述乘骑式草坪护理车的所述至少一个轮，以经由所述小齿轮组件将所述转向输入从所述转向设备转移至所述至少一个轮，所述齿条组件包括具有不同尺寸的至少两个齿条部分。
13.根据权利要求12所述的转向组件，其中，所述小齿轮组件包括: 第一小齿轮，所述第一小齿轮具有第一直径并且沿所述转向柱设置在第一位置处；以及 第二小齿轮，所述第二小齿轮具有第二直径并且沿所述转向柱设置在第二位置处， 并且其中，所述齿条组件包括: 第一局部齿条部分，所述第一局部齿条部分限定第一接触区域，在所述第一接触区域上实现与所述第一小齿轮的接触；以及 第二局部齿条部分，所述第二局部齿条部分限定第二接触区域，在所述第二接触区域上实现与所述第二小齿轮的接触。
14.根据权利要求13所述的转向组件，其中，所述第一局部齿条部分和所述第二局部齿条部分共享共用的枢转点并且具有分别位于所述第一接触区域和所述第二接触区域处的齿轮齿，所述第一局部齿条部分从所述共用的枢转点以一第三直径延伸，并且所述第二局部齿条部分从所述共用的枢转点以一第四直径延伸，所述第一局部齿条部分和所述第二局部齿条部分中的每一者均包括设置在其外围上的齿轮齿，以分别接合所述第一小齿轮的齿轮齿和所述第二小齿轮的齿轮齿。
15.根据权利要求14所述的转向组件，其中，所述第三直径与所述第四直径之间的差等于所述第一直径与所述第二直径之间的差。
16.根据权利要求12所述的转向组件，其中，在所述转向设备的整个移动范围中，所述第一小齿轮或所述第二小齿轮中的仅一者接触所述第一接触区域或所述第二接触区域中的对应一者。
17.根据权利要求12所述的转向组件，其中，所述第一小齿轮具有比所述第二小齿轮更大的直径，并且所述第一小齿轮邻近所述转向柱的远端设置。
18.根据权利要求12所述的转向组件，其中，所述第一小齿轮具有比所述第二小齿轮更小的直径，并且所述第一小齿轮设置在所述转向柱的远端处。
19.根据权利要求12所述的转向组件，其中，所述第一接触区域设置成对应于所述转向设备的移动范围中的邻近所述转向设备的中间位置的一部分，并且所述第二接触区域设置成对应于所述转向设备的移动范围中的邻近最偏离所述中间位置的最大偏转部的一部分。
20.根据权利要求12所述的转向组件，其中，所述第二接触区域包括两个部分，并且其中所述两个部分中的相应部分从所述第一接触区域的相对端延伸以限定不连续的第二接触区域，所述第一接触区域介于该第二接触区域之间。
21.根据权利要求12所述的转向组件，其中，所述小齿轮组件和所述齿条组件结合，以在所述转向设备的整个移动范围的相应不同部分中提供至少两个不同的齿轮比。
22.根据权利要求12所述的转向组件，其中，所述转向设备为方向盘或把手。
23.—种对乘骑式草坪护理车提供转向的方法，包括: 提供转向组件，所述转向组件包括转向设备，所述转向设备能操作地耦接至所述乘骑式草坪护理车的至少一个轮，以基于所述转向设备的位置对所述至少一个轮提供转向输A ； 提供转向柱，所述转向柱从所述转向设备延伸，以响应所述转向设备的运动而旋转； 提供小齿轮组件，所述小齿轮组件沿所述转向柱设置并且包括具有不同尺寸的至少两个小齿轮；以及 使所述转向输入能够经由齿条组件从所述小齿轮组件转移至所述至少一个轮，所述齿条组件能操作地耦接至一框架，所述乘骑式草坪护理车的轮能附接至所述框架，所述齿条组件进一步能操作地耦接至所述乘骑式草坪护理车的所述至少一个轮，以经由所述小齿轮组件将所述转向输入从所述转向设备转移至所述至少一个轮，所述齿条组件包括具有不同尺寸的至少两个齿条部分。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，提供所述小齿轮组件包括通过以这样的方式提供所述小齿轮组件，该方式使得在所述转向设备的整个移动范围中所述第一小齿轮或所述第二小齿轮中的仅一者接触所述第一接触区域或所述第二接触区域中的对应一者。
25.根据权利要求23所述的方法，其中，实现所述转向输入的转移包括:将所述第一接触区域设置成对应于所述转向设备的移动范围中的邻近所述转向设备的中间位置的一部分，并且将所述第二接触区域设置成对应于所述转向设备的移动范围中的邻近最偏离所述中间位置的最大偏转部的一部分。
26.根据权利要求23所述的方法，其中，实现所述转向输入的转移包括将所述第二接触区域设置成包括两个部分，其中所述两个部分中的相应部分从所述第一接触区域的相对端延伸以限定不连续的第二接触区域，所述第一接触区域介于该第二接触区域之间。
27.一种转向组件，包括: 转向设备，所述转向设备能操作地耦接至车辆的至少一个转向器具，以在整个的转向范围中对所述至少一个转向器具提供转向输入，所述转向输入基于所述转向设备的位置； 第一齿轮，所述第一齿轮能操作地耦接至所述转向设备并且构造成以响应于所述转向设备的运动的方式旋转； 第二齿轮，所述第二齿轮能操作地耦接至所述转向设备并且构造成响应所述转向设备的运动而旋转，其中所述第一齿轮和所述第二齿轮具有不同的尺寸； 第三齿轮，所述第三齿轮能操作地耦接至所述至少一个转向器具；以及 第四齿轮，所述第四齿轮能操作地耦接至所述至少一个转向器具， 其中，所述转向组件构造成使得，在所述转向范围的第一部分中所述第一齿轮接合所述第三齿轮，以经由所述第一齿轮和所述第三齿轮将所述转向输入从所述转向设备转移至所述至少一个转向器具， 其中，在所述转向范围的第一部分中所述第二齿轮不与所述第三齿轮接合， 其中，在所述转向范围的第二部分中所述第二齿轮接合所述第四齿轮，以经由所述第二齿轮和所述第四齿轮将所述转向输入从所述转向设备转移至所述至少一个转向器具， 其中，在所述转向范围的第二部分中所述第一齿轮不与所述第四齿轮接合。
28.根据权利要求27所述的转向组件，其中，所述第一齿轮相对于所述第二齿轮为固定的，其中所述第一齿轮和所述第二齿轮围绕共用的轴线旋转，并且其中所述第三齿轮相对于所述第四齿轮为固定的。
29.根据权利要求27所述的转向组件，其中，所述第一齿轮包括具有第一直径的圆形齿轮，其中所述第二齿轮包括具有第二直径的圆形齿轮，并且其中所述第一直径大于所述第二直径。
30.根据权利要求27所述的转向组件，其中，所述转向设备包括方向盘，其中所述转向器具包括轮，并且其中所述转向组件进一步包括: 转向柱，所述转向柱从所`述方向盘延伸以响应所述方向盘的旋转而旋转，其中所述第一齿轮和所述第二齿轮附接至所述转向柱以响应所述转向柱的旋转而旋转。
31.根据权利要求27所述的转向组件，其中，所述第三齿轮和所述第四齿轮包括两个圆形齿轮的至少一部分，其中所述第三齿轮具有的半径与所述第四齿轮的半径不同，并且其中所述第三齿轮和所述第四齿轮围绕共用的轴线旋转。
32.根据权利要求27所述的转向组件，其中，所述第一齿轮包括具有第一半径的小齿轮，其中所述第二齿轮包括具有第二半径的小齿轮，其中所述第三齿轮包括第一线性齿条齿轮，其中所述第四齿轮包括第二线性齿条齿轮，并且其中所述第三齿轮的齿设置成与所述第四齿轮的齿相距一距离，该距离等于所述第一半径与所述第二半径之间的差。
33.根据权利要求27所述的转向组件，其中，所述转向范围包括所述转向设备的移动范围，其中所述转向范围的第一部分对应于所述转向设备的邻近所述转向设备的中间位置的移动，并且其中所述转向范围的第二部分对应于所述转向设备的邻近所述转向设备的从所述中间位置的最大偏转的移动。
34.根据权利要求27所述的转向组件，其中，所述转向范围包括所述转向器具的移动范围，其中所述转向范围的第一部分对应于所述转向器具的邻近所述转向器具的中间位置的移动，并且其中所述转向范围的第二部分对应于所述转向器具的邻近所述转向器具的从所述中间位置的最大偏转的移动。
【文档编号】B62D3/12GK103781694SQ201180073342
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2011年7月27日 优先权日:2011年7月27日
【发明者】肖恩·德怀尔 申请人:富世华消费者户外产品北美公司