车轮同向逆向转向机构的制作方法

本实用新型涉及用于汽车的转向机构系统，尤其涉及一种车轮同向逆向转向机构。

背景技术：

汽车转向系统是汽车的关键部件，不仅影响这驾驶舒适性，也是驾驶操纵便利性的重要部件。目前使用的能够使两侧车轮实现同向逆向转向的机构是为各车轮分别配置转向电机，通过电控电机系统单独操纵每个车轮的转向。两侧车轮转向方向相同时为同向转向，两侧车轮转向方向相反时为逆向转向。

市面上在用的车轮同向逆向转向机构系统中，多为纯电控电机转向系统，这种系统布置方便，但由于转向操作的频繁性，汽车运动过程中存在振动和工作压力大特性，电控系统可靠性低，使得电控电机转向系统很难适应现代汽车日常频繁使用的要求。

传统的转向机构系统转向不灵活，转向半径大，只能够实现两侧车轮同向转向，而无法满足人们对车辆行驶便利性越来越高的要求，随着自动驾驶技术发展，迫切需要一种高效、便捷的转向机构系统来实现车辆的转向便捷性。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种确保转向可靠性、且可以实现车辆平动及360度转向的车轮同向逆向转向机构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该车轮同向逆向转向机构具有机械转向单元、电控单元和执行单元；

其中，所述电控单元包括有控制器ECU；

所述机械转向单元包括转向传动轴、齿轮齿条传动机构以及滑杆导向机构，所述转向传动轴与所述齿轮齿条传动机构中的斜齿齿轮相连接；所述齿轮齿条传动机构的一端与滑杆导向机构连接；

所述执行单元包括配置在所述滑杆导向机构内的步进电机，所述步进电机与所述控制器ECU连接，所述步进电机还与所述滑杆导向机构连接。

转向传动轴带动所述齿轮齿条传动机构中的斜齿齿轮旋转，齿轮齿条传动机构的一端与滑杆导向机构连接进而带动步进电机移动，使得两侧车轮在滑杆导向机构的限制下，实现同向转向；此外，控制器ECU输出信号给步进电机，步进电机还与所述滑杆导向机构连接，滑杆导向机构驱动两侧车轮实现逆向转向。

上述技术方案，使用了传统机械传动器件，设计紧凑，所占空间相对较小，有利于整车的总布置；采用齿轮齿条传动机构，所以传动平稳、噪声低；以机械传动机构为主，可承受工作压力大，可靠性高；两侧车轮可同向或逆向转向，可以实现汽车的平移和360度转向，提高了汽车的机动性能；该转向机构布置方便、利于轻量化。

优选的，所述滑杆导向机构还包括有滑杆总成、固定旋转杆和滑轨导向槽；所述齿轮齿条传动机构与所述固定旋转杆连接并带动其旋转，所述固定旋转杆旋转带动所述步进电机移动；所述滑杆总成与滑轨导向槽相连接，且所述滑杆总成与所述步进电机固定连接。

齿轮齿条传动机构与所述固定旋转杆连接并带动其旋转，使得固定旋转杆绕固定旋转中心转动，固定旋转杆转动带动步进电机移动，由于有滑轨导向槽的限制，从而使滑杆总成做左右平动，带动两侧车轮实现同向转向。

优选的，所述齿轮齿条传动机构的一端具有球头拉杆，且所述齿轮齿条传动机构通过所述球头拉杆与所述固定旋转杆连接。

采用球头拉杆与固定旋转杆连接，使得固定旋转杆可绕固定旋转中心转动，方向性更好。

优选的，所述滑杆导向机构还包括有车身滑轨支架，所述固定旋转杆的旋转中心固定在所述车身滑轨支架上；所述固定旋转杆通过长圆孔与所述步进电机连接。

车身滑轨支架固定在车身上，固定旋转杆的旋转中心固定在所述车身滑轨支架上，使得其旋转中心更加稳定；固定旋转杆通过长圆孔与步进电机连接，固定旋转杆为定点转动，而步进电机要实现约束方向上的平移，两者需要通过长圆孔连接才能够实现。

优选的，所述滑杆总成通过限位圆柱与所述滑轨导向槽连接，使得滑杆总成做左右平动，带动两侧车轮实现同向转向。

优选的，所述步进电机的蜗杆输出轴与蜗轮杆啮合，带动所述蜗轮杆旋转；所述蜗轮杆位于所述滑杆总成内，所述蜗轮杆两端内部螺纹旋向相反，啮合的齿对较多，所以传动平稳、噪声低。

优选的，所述蜗轮杆的两端均设置有丝杆，采用这样的结构，由于蜗轮杆两端内部螺纹旋向相反，带动两端丝杆旋出，可更好的实现两侧车轮实现平稳、低噪逆向转向。

优选的，所述转向传动轴与所述齿轮齿条传动机构中的斜齿齿轮通过万向节相连接。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为车轮同向逆向转向机构结构示意图；

图2为车轮同向逆向转向机构不同于图1所示角度的结构示意图；

图3滑杆导向机构剖面示意图；

其中：1-转向传动轴；2-齿轮齿条传动机构；3-球头拉杆；4-滑杆导向机构；5-斜齿齿轮；6-万向节；7-固定旋转杆；8-步进电机；9-车身滑轨支架；10-滑杆总成；11-限位圆柱；12-滑轨导向槽；13-滑杆壳体；14-蜗轮杆；15-丝杆；16-丝杆；17-控制器ECU。

具体实施方式

如图1-3所示，该车轮同向逆向转向机构具有机械转向单元、电控单元和执行单元；其中，所述电控单元包括有控制器ECU 17；所述机械转向单元包括转向传动轴1、齿轮齿条传动机构2以及滑杆导向机构4，所述转向传动轴1与所述齿轮齿条传动机构2中的斜齿齿轮5相连接；所述齿轮齿条传动机构2的一端与滑杆导向机构4连接，如图1所示；所述执行单元包括配置在所述滑杆导向机构4内的步进电机8，所述步进电机8与所述控制器ECU 17连接，所述步进电机8还与所述滑杆导向机构4连接。

所述滑杆导向机构4还包括有滑杆总成10、固定旋转杆7和滑轨导向槽12；所述齿轮齿条传动机构2与所述固定旋转杆7连接并带动其旋转，所述固定旋转杆7旋转带动所述步进电机8移动；所述滑杆总成10与滑轨导向槽12相连接，且所述滑杆总成10与所述步进电机8固定连接，所述齿轮齿条传动机构2的一端具有球头拉杆3，且所述齿轮齿条传动机构2通过所述球头拉杆3与所述固定旋转杆7连接，所述滑杆导向机构4还包括有车身滑轨支架9，所述固定旋转杆7的旋转中心固定在所述车身滑轨支架9上；所述固定旋转杆7通过长圆孔与所述步进电机8连接，所述滑杆总成10通过限位圆柱11与所述滑轨导向槽12连接。

滑杆总成10还具有包括滑杆壳体13、安装在滑杆壳体13内部两端的丝杠15、16以及蜗轮杆14；所述步进电机8的蜗杆伸出轴与蜗轮杆14啮合，带动所述蜗轮杆14旋转；所述蜗轮杆14位于所述滑杆总成10内，所述蜗轮杆14两端内部螺纹旋向相反，所述蜗轮杆14的两端均设置有丝杆15、16，如图3所示。

转向传动轴1与所述齿轮齿条传动机构2中的斜齿齿轮5通过万向节6相连接。

具体使用时：车身滑轨支架9固定在车身上。固定旋转杆7旋转中心固定在车身滑轨支架9上，同时通过长圆孔与步进电机8连接。步进电机8与滑杆总成10固定连接。滑杆总成10通过限位圆柱11与滑轨导向槽12连接。滑杆总成4内蜗轮杆14两端为内螺纹结构且螺纹旋向相反，与丝杆15、16啮合。

基于两侧车轮同向逆向转向机构的控制方法如下：

同向转向控制方法：转向传动轴1带动齿轮齿条传动机构2的斜齿齿轮5旋转，通过齿轮齿条传动机构2和与之相连的球头拉杆3，带动固定旋转杆7绕固定旋转中心转动。由于步进电机8与固定旋转杆7的一端通过长圆孔连接，固定旋转杆7转动带动步进电机8移动。滑杆总成10与步进电机8固定连接，由于滑轨导向槽12限制，从而使滑杆总成10做左右平动，带动两侧车轮实现同向转向。

逆向转向控制方法：控制器ECU 17输出信号给步进电机8，步进电机8蜗杆输出轴伸出，与蜗轮杆14啮合，带动蜗轮杆14旋转，由于蜗轮杆14两端内部螺纹旋向相反，带动两端丝杆15、16旋出，实现两侧车轮实现逆向转向。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用与其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。