用于对中和/或转向辅助的构件的制作方法

本申请要求2017年7月25日提交的美国专利申请序列号15/659,294的优先权，15/659,294要求2017年6月9日提交的美国临时申请序列号62/517,494的权益。

本发明一般涉及提供对中力(centeringforce)或转向辅助力的装置、系统和方法，涉及车辆的转向系统，更具体地涉及包含将产生推力的部件与产生拉力的部件组合起来的装置的装置、系统和方法，在某些实施例中，或者利用甚至从中心稍微移位产生返回中心力的装置。本发明还涉及气体弹簧装置，其将拉式气体弹簧(也称为牵引气体弹簧)和推式气体弹簧结合到单个单元中。这种装置可以用作车辆转向系统的一部分。或者，这种装置也可用于与车辆转向系统无关的其他应用，例如双向门、大门、舱口等。

背景技术：

转向辅助构件，也称为转向稳定器，是车辆转向系统的已知部件。这样的构件使得转向系统能够抵消在驾驶时遇到的各种干扰，例如坑洼、不平坦的路面、越野障碍物、爆胎，突然的阵风等，否则会迫使车辆偏离驾驶员期望的直线向前轨迹。转向辅助构件旨在通过提供使转向系统返回到驾驶员期望的路径(例如沿着直线)的力，通过提供返回中心力，在这种情况下校正车辆的转向。

一些现有技术的单元仅提供阻尼，且没有由返回中心单元提供的所需的另外的力。然而，许多可用的返回中心单元仅在中心位置附近提供非常小的力，仅在较大转弯期间施加逐渐增大(ramped-up)的力。因此，这些单元不会对较小的干扰进行校正。

因此，需要一种能够随着基本上任何偏离中心提供返回中心特征的装置。换句话说，需要一种提供全部压力(fullpressure)或几乎全部压力的单元，即使是稍微运动偏离中心，或者一种在转向组件的相关部分稍微偏离的情况下(例如小于2毫米的偏离)至少提供足够的返回中心力的单元。

技术实现要素：

本文公开的和相关附图中的为新的转向稳定器、可选地称为转向辅助构件的各种实施例，以及其中可以使用转向辅助构件的转向系统的示例。本发明的各种实施例包括返回中心特征，并且在基本上任何移动偏离中心的情况下具有全部压力或接近全部压力，或至少足够的对中压力。本文描述的实施例远没有许多现有技术的装置复杂，并且它们比市场上仅提供阻尼的现有产品好得多。本文描述的实施例也比现有技术的螺旋弹簧产品更好，现有技术的螺旋弹簧产品只能在中心位置提供非常小的力，并且当转较大的弯时仅提供逐渐增大的压力。在任何移动偏离中心时需要更高的压力以抵抗道路危险或风，并且本发明提供了这种更高的压力。螺旋弹簧单元在达到一英寸或更大的位移之前具有非常小的压力，且大的运动通常仅在低速转弯时发生。本发明提供了一种真正的解决方案，其可以适用于所有的稳定器应用，无论大小。

与a级房车的当前非常大的单元不同，本发明的新单元相对较小。例如，对于c级房车和jeep牌汽车，本发明可具有1-1/2”od(外直径)并且约为20”长。只有当拉杆行程变长时，单元才会变得更长，但直径不会更大。这些单元非常小，可以直接用螺栓连接替换，可以在大多数c级房车和吉普上，以及许多卡车，如福特f-150至f-450系列和使用福特e-150至e-450的基于货车的商用变换，如救护车。

新单元的市场非常大，包括大型a级房车到c级房车和小型a级等。这些车辆的一些单元最需要帮助，因为它们基本上都是非常大的箱子，其重量轻，因此容易受到不利的风和路况的影响。

许多现有技术的避震(coil-over)和螺旋弹簧转向稳定器在中心处没有压力，并且在拉杆行程的前1/4英寸到3/8英寸中具有相对小的压力(对于小的单元可能仅约10至30磅的力，或者对相对较大的单元为大约40-70磅)。在高速公路和越野活动中的拉杆测试表明，在超过每小时2-3英里的任何速度下，拉杆仅移动相对较小的量。因此，在99％的驾驶情况下，避震对驾驶员没有任何帮助(尽管他们在车轮完全转弯的情况下在泊车示范中表现很好)。

本新装置的实施例从零开始具有足够的设计压力(80磅、100磅、150磅、200磅等)，然后随着拉杆的任何移动超过2mm，它们提供完全的保持压力作为辅助。基本上所有现有技术的基于冲击的稳定器/阻尼器，无论价格如何，都是50:50的阀门调节，并且只是在运动开始后使用刚度(限制)抵抗运动的阻尼器。它们没有对中或返回中心的能力。本发明的一个优点是在外力试图使转向连杆移动之前提供完全控制，而不是在其移动之后。

不管是在越野还是高速公路上，对本发明的实施例在提升(lifted)和改装车辆上的测试已经表明，驾驶员更喜欢本发明而不是流行的避震装置，因为，例如，避震装置由于没有弹簧压力而可以具有浮动中心点(floatycenterpoint)。新单元的测试是在沙子和泥土上进行的，包括用长臂提升套件(longarmliftkit)改装的车辆。长臂改装是一个相当严肃的越野改装。大轮胎的车辆往往在沙子和泥土中会显著急冲，因为它们遵循沙子和泥土的轮廓。本发明的单元通过提供改进的控制和更好的跟踪来消除急冲，甚至使操作得到高度改善。在某些情况下，由于本装置提供的强大的返回中心力，即使在粗糙的车辙地形上也可以实现免手动转向。

更具体地，本发明提供一种对中稳定器，其包括沿纵向轴线产生拉力的第一段；沿纵向轴线产生推力的第二段；以及连接第一和第二段的连接装置，使得第一段的纵向轴线与第二段的纵向轴线对齐。稳定器还包括连接到第一段的第一安装装置，其中第一安装装置将对中稳定器牢固地连接到车辆转向系统的第一部分，以及连接到第二段的第二安装装置，其中第二安装装置将对中稳定器牢固地连接到车辆的第二部分，其中当车辆的所述一组可转向轮从直线向前行驶位置移位时，车辆转向系统的第一部分与车辆的第二部分之间的距离改变。

另外，本发明还涉及一种用于对中和稳定车辆的一组转向轮的系统，其中所述系统包括：转向连杆构件，其配置和布置成向一组可转向轮提供转向运动；以及转向辅助构件，其包括可操作地连接到转向连杆构件的第一段的一端和连接到车辆的第二部分的另一端，其中当该组可转向轮从直线向前驾驶位置移位时，在所述转向连杆构件的第一部分和车辆的第二部分之间的距离改变。优选地，转向辅助构件包括：第一段，其配置和布置成沿其纵向轴线产生拉力，其中第一段在定义为第一近端和第一远端的两个纵向端部之间延伸；第二段，其配置和布置成沿其纵向轴线产生推力，其中第二段在定义为第二近端和第二远端的两个纵向端部之间延伸；以及连接装置，其配置和布置成将第一近端连接到第二近端，使得第一段的纵向轴线与第二段的纵向轴线对齐。

另外，本发明还涉及一种车辆，包括：车辆框架；一对轮毂，其配置和布置成相对于车辆框架转动，其中，所述一对轮毂定义为左轮毂和右轮毂；右转向节，其可操作地连接到右轮毂，其中右轮毂配置和布置成相对于右转向节旋转；以及左转向节，其可操作地连接到左轮毂，其中左轮毂配置和布置成相对于左转向节旋转。所述车辆还包括右外拉杆，其通过右拉杆端可操作地连接到右转向节；左外拉杆，其通过左拉杆端可操作地连接到左转向节；以及中心连杆，其可操作地连接到右外拉杆和左外拉杆。转向辅助构件具有连接到车辆框架的第一端和牢固地连接到中心连杆的第二端，其中转向辅助构件提供预定的最大返回中心力，且其中，当所述转向辅助构件沿其中心轴线移位2mm时，施加预定的最大返回中心力的至少三分之二。

本发明还涉及一种对中稳定器，其包括第一段和第二段，所述第一段配置和布置成沿其纵向轴线产生拉力，所述第二段配置和布置成沿其纵向轴线产生推力，其中所述第一段和第二段配置和布置成使得第一段的纵向轴线与第二段的纵向轴线对齐。还优选地，设置有第一安装装置，其连接到对中稳定器的第一远端，其中第一安装装置配置和布置成将对中稳定器牢固地附接到车辆转向系统的第一部分，且其中，车辆转向系统的第一部分配置和布置成与一组可转向轮相关联地移动；和第二安装装置，其连接到对中稳定器的第二远端，其中第二安装装置配置和布置成将对中稳定器的第二段牢固地连接到车辆的第二部分，其中当该组可转向轮从直线向前驾驶位置移位时，所述车辆转向系统的第一部分与车辆的所述第二部分之间的距离改变。

在根据前一段的对中稳定器的某些实施例中，第一段包括气体推式弹簧，第二段包括气体牵引弹簧。在根据前一段的对中稳定器的其他实施例中，第一段包括压缩螺旋弹簧，第二段包括拉伸螺旋弹簧。此外，某些实施例可包括部件的组合，其中第一段和第二段中的至少一个包括气体弹簧。在与前一段相关的各种实施例中，第一段的纵向轴线和第二段的纵向轴线沿中心轴线对齐。可选地，稳定器可包括在第一段和第二段二者内延伸的单个活塞杆。作为另一种选择，稳定器可以包括与第一段和第二段二者都相关联的单个壳体，其中单个壳体被分隔构件分成第一腔室和第二腔室，第一腔室与第一段相关联，第二腔室与第二段相关联。此外，第一腔室可以进一步分成两个部分，第一部分填充有加压气体，第二部分不受压力，第二腔室可以填充加压气体。

本发明还涉及一种用于对中和稳定车辆的一组转轮的系统，其中该系统包括：转向连杆构件，其配置和布置成向一组可转向轮提供转向运动；转向辅助构件，其包括可操作地连接到转向连杆构件的第一部分的一端和连接到车辆的第二部分的另一端。当该组可转向轮从直线向前驾驶位置移位时，转向连杆构件的第一部分与车辆的第二部分之间的距离改变。转向辅助构件可包括第一段，其配置和布置成沿其纵向轴线产生拉力；第二段，其配置和布置成沿其纵向轴线产生推力，其中第一段和所述第二段配置和布置成使得第一段的纵向轴线与第二段的纵向轴线对齐。

最后，本发明的实施例包括对中稳定器，该对中稳定器包括第一段和第二段，第一段配置和布置成沿其纵向轴线产生拉力，第二段配置和布置成沿其纵向轴线产生推力，其中第一段第二段配置和布置成使得第一段的纵向轴线与第二段的纵向轴线对齐。设置有第一安装装置，其连接到对中稳定器的第一远端，和第二安装装置，其连接到对中稳定器的第二远端。优选地，第一段包括气体推式弹簧，所述第二段包括气体牵引弹簧。

附图说明

此处参照附图对本发明的优选实施例进行描述，其中：

图1为本转向辅助构件的第一实施例的示意性分解图；

图1a为安装装置的一个实例的分解图，所述安装装置配置为允许对稳定器的安装长度进行微小调节，以便于将稳定器定位在适当的对中位置；

图2为图1的转向辅助构件的示意图，示出了其处于三种不同的条件下(车辆直线向前移动；车辆向右转弯；车辆向左转弯)；

图3为本转向辅助构件包括保护罩的一个实施例；

图4示出了本转向辅助构件如何结合到转向连杆中的一个实例；

图5示出了本转向辅助构件如何结合到转向连杆中的另一个实例；

图6为本转向辅助构件的第二实施例的示意图；

图7为本转向辅助构件结合到动态可调节底座中的一个实施例的示意图；

图8(a)-8(e)示出了本转向辅助构件如何结合到不同版本的转向连杆中的各种另外的实例；

图9为包括本转向辅助构件的被牵引车辆的正视图，所示为通过使用牵引杆由牵引车辆进行牵引；

图10为图9的车辆的示意图，示出了本转向辅助构件如何实现牵引车辆在被牵引车辆通过牵引杆附接到牵引车辆的情况下倒退，由此本转向辅助构件提供力将可转向轮保持在对齐、对中的位置，从而沿着一对虚拟的平行轨道行进；

图11为本转向辅助构件的另一实施例的图示，其中第一和第二段封闭在单个壳体(或罩)内；

图12为图11的转向辅助构件的剖视图；

图13为本转向辅助构件的又一实施例的示意剖视图，其中该实施例包括延伸穿过第一和第二段二者的单个活塞杆；以及

图14为图13的转向辅助构件的透视图，其包括可调节的配平装置(trimdevice)。

具体实施方式

本发明涉及用于车辆的转向辅助构件的各种实施例，其也可以用作转向稳定器，以及涉及包含本转向辅助构件或稳定器的转向系统和车辆。

图1为本转向辅助构件10的实施例的主要部件的示意图，所示为爆炸视图，以及图2示出了处于组装状态的转向辅助构件10的那些相同部件，其上没有转动力(上)、其上有右转动力(中)和其上有左转动力(下)。

特别地，图1的转向辅助构件10包括第一段12、第二段14和用于连接第一段12和第二段14的连接构件16。通常，第一段12提供拉力，第二段14提供推力，反之亦然(因为段12和14可以切换，段12提供推力，段14提供拉力)。更具体地，第一段12配置和布置成沿其纵向轴线x产生拉力。第一段12在两个纵向端部(18、20)之间延伸，所述两个纵向端部(18、20)定义为第一近端18和第一远端20。第二段14配置和布置成沿其纵向轴线x产生推力。第二段14在两个纵向端部(22和24)之间延伸，所述两个纵向端部(22和24)定义为第二近端22和第二远端24。端部18、20、22和24可以由杆构成，杆可以是螺纹的或以其他方式配置为连接到其他部件。

第一段12的近端20和第二段14的近端22都可以是外螺纹的，使得它们可以容纳在连接构件16(例如，可以是螺母)的内螺纹部分内。将第一段12连接到第二段14的其他方式也能预想到在本发明的范围内，例如将轴直接焊接在一起(有或没有围绕焊接接头的支撑套管)、焊接或以其他方式围绕两个轴的相邻端部固定套筒、使一个轴设置有公螺纹部分且另一个轴设置有母螺纹部分，或者甚至提供在第一段和第二段之间延伸的一体轴。如图1中可见，连接构件16或其他连接装置配置和布置成将第一段12的近端20连接到第二段14的近端22，使得第一段12的纵向轴线与第二段14的纵向轴线对齐(即，都沿轴线x)。

第一段和第二段(12、14)可以形成为能够提供必要的拉力和推力的任何类型的机构。例如，第一段12可以由气体推式弹簧组成，第二段14可以由气体牵引弹簧(也称为拉式气体弹簧)组成。根据车辆的尺寸，气体弹簧的额定值可以在20到500磅之间或更高。或者，第一和第二段12和14可以由螺旋弹簧组成，其中第一段12由压缩螺旋弹簧组成，第二段14由拉伸螺旋弹簧组成。每个弹簧的额定值可在每英寸约20至约250磅之间或更高。还可以设想到，第一和第二段可以使用不同类型的机构，例如为第一段提供气体推式弹簧，为第二段提供拉伸弹簧，或者通过为第一段提供压缩螺旋弹簧，为第二段提供气体牵引弹簧。

优选地，第一和第二段(12、14)各自配置和布置成提供预加载力，使得拉力或推力始于从“居中”位置的任何位移。因此，利用本发明，其在某些实施例中使用具有拉力的第一段12和具有推力的第二段14的组合，零位移处的力为全部力的至少三分之二(66.67％)，和/或从“中心”稍微位移(即约2mm)的力也为该单元的全部力的至少三分之二，该力随着更大的位移而增大，直到达到该单元的全部回复力。因此，本发明提供了在正常行驶期间的返回中心力(其可能包含1/4至3/8英寸或更小的位移)，其足够大以实际上使车轮返回其直线向前行驶位置。例如，在具有150磅的全部力的单元中，初始和/或稍微的位移力将为100磅；在具有300磅的全部力的单元中，初始和/或稍微的位移力将为200磅；在具有450磅的全部力的单元中，初始和/或稍微的位移力将为300磅等。

机械弹簧和气体弹簧之间的主要区别之一是在其自由长度时提供的力。气体弹簧总是需要一些初始力来开始压缩(或拉伸，取决于弹簧的类型)，而机械弹簧具有称为自由长度的特性。这是弹簧在没有施加力时的长度。在螺旋弹簧中，移动弹簧所需的力从零开始并且根据弹簧刚度而增大在任何运动发生前，处于其“自由长度”的气体弹簧需要一些初始力。在施加全部的初始力之后，气体弹簧将开始压缩(或拉伸，取决于气体弹簧的类型)。该力的范围可以从20到450磅。在机械弹簧中，该初始力称为预加载且需要另外的硬件来实现。图6的实施例中示出了提供预加载的另外的硬件类型的一个示例，如下所述。

螺旋(机械)弹簧和气体弹簧之间的另一个显著差异是弹簧刚度。气体弹簧可以设计成使用小型封装的具有非常低的弹簧刚度。类似的机械弹簧将需要多达两倍的封装空间。具有受控延伸率的能力是两种类型的弹簧(气体和螺旋)之间的另一个主要差异。气体弹簧可以提供可以设定为规定速度的延伸率(储存能量的受控释放)。机械弹簧没有这种能力。事实上，气体弹簧可以在同一气体弹簧内具有多个伸展率(通常为两个：一个通过延伸行程的大部分，另一个在延伸行程端部以提供阻尼)。

回到图1，该图还示出了安装装置26，也称为第一安装装置，连接到第一段12的第一远端18，以及安装装置28，也称为第二安装装置，连接到第二段14的第二远端24。在某些实施例中，第一和第二安装装置(26和28)每个都包括金属支架，金属支架具有开口，螺栓可以穿过该开口以将转向辅助构件10固定到其他部件上。尽管图1示出了面向相同方向的开口，但是开口可以相对于彼此朝向各种不同的方向(例如，使一个开口相对于另一个开口旋转90°)，这取决于用于接收每个安装装置的期望的安装配置。对于该实施例以及本文所述的其他实施例，安装装置26和28的替代配置也是能够想到的。

在某些实施例中，第一安装装置26配置和布置成将转向辅助构件(对中稳定器)10的第一段12牢固地附接到车辆转向系统的一部分(例如拉杆、中心连杆或转向摇臂)，第二安装装置28配置和布置成将转向辅助构件(对中稳定器)10的第二段14牢固地附接到车辆的框架(或固定到框架且因此相对于框架不会移动的其他部件)，如下所述。

图1a为安装装置26/28的示例(即，它可以用作第一安装装置26或第二安装装置28)，其配置用于将转向辅助构件(对中稳定器)10安装到车辆框架52(或刚性固定至框架上的连接器)，且其在稳定器的安装位置提供小的调节(例如在任一方向上约1/8英寸)以改变稳定器的安装长度。图1a的安装装置26/28包括偏心螺栓190(也称为脚轮(castor)调节螺栓)，其上设置有偏心轴部分191，偏心轴部分191的中心偏离头部192的中心。偏心螺栓190的螺纹端194构造成插入衬套196中，衬套196优选地由钢或其他刚性金属制成。衬套196构造成插入套管198中，套管198优选地由氯丁橡胶或其他刚性塑料制成，该套管配置和布置成插入连接到稳定器10的一端的插座200内。

在安装期间，套管198和衬套196插入插座200中，且这些部件插入在框架52的支腿202之间。然后将偏心螺栓插入框架的第一孔204a，然后插入衬套196(该衬套位于套管198和插座200内)，然后穿过框架的第二孔204b，使得偏心轴部分191位于衬套196内，其中螺栓可以通过使螺纹部分194与螺母(未示出)的互补内螺纹部分配合来紧固。为了调节稳定器10的安装长度，放松螺栓，旋转90°或更小，直到由于偏心轴部分191达到所需位置。然后重新拧紧螺栓以将稳定器锁定在新位置。这种配置使得更容易进行轻微调整，而不需要从拉杆(或其他位置)释放稳定器的另一端。

图2是在三个不同条件下示出的图1的转向辅助构件10的示意图(标记为转向辅助构件10a、10b和10c)，就像安装在车辆中，其中图的上部表示当车辆直行时转向辅助构件10a的状态；图的中部表示当车辆右转时转向辅助构件10b的状态；以及图的下部表示当车辆左转时转向辅助构件10c的状态。

具体地，表示车辆直行时的情况的转向辅助构件10a，示出了第一段12如何放松(即，在无外部压力的情况下)以及第二段14如何放松(即，在无外部压力的情况下)。

表示当车辆右转时的情况的转向辅助构件10b，示出了第一段12如何被拉出到左侧，其中杆在端部20处被向外拉出汽缸，以及第二段14如何放松(即，在无外部压力的情况下)。将转向辅助构件10a与转向辅助构件10b进行比较表明构件10b的左手侧向左拉动距离xi，而构件10b的右手侧与构件10a的右手侧对齐。

最后，表示车辆左转时的情况的转向辅助构件10c，示出了第一段12如何放松(即，在无外部压力的情况下)，而第二段14被压缩到左侧，杆22的可见部分因为已滑入气缸而缩短。将转向辅助构件10a(和构件10b)与转向辅助构件10c进行比较表明构件10b的右手侧向左推动距离x2，而构件10c的左手侧与构件10a的左手侧对齐。因此，可以看出，任何移动偏离中心要么在一段上拉动牵引(例如在右转弯处)要么压缩另一段(例如在左转弯处)。

图3示出了包括保护罩的转向辅助构件10的实施例。在该实施例中，保护罩包括罩构件30(其覆盖第二段14(推构件)，如图1所示)和罩构件32(其覆盖第一段12(拉构件)，如图1所示)，其中第一罩构件30的直径大于第二罩构件32的直径，从而允许第二罩构件在第一罩构件内滑动。为了防止碎屑进入罩构件，可以提供端部密封(具有用于杆的适当中心孔)，例如端部密封34、36和38。罩构件30和32以及端部密封34、36和38优选地由金属制成，以承受车辆下方发现的环境。如果需要，可以在杆周围提供另外的密封构件。可选地，如果需要，端部密封36周围的区域可以设置有围绕端部密封36的大致圆柱形的柔性波纹管密封(未示出)。

图4示出了转向辅助构件10如何结合到转向连杆中的一个示例。在图4中，转向辅助构件10安装在车辆转向系统40上，该车辆转向系统40包括中心连杆42(或中心拉杆)和外拉杆44和46。当车辆的方向盘转动时，中心连杆42横向移动以移动外拉杆44和46，从而使车辆的车轮相对于框架转动，所述车轮(或更具体地，轮毂(例如图5的左轮毂80，右轮毂未示出，其配置和布置成相对于车辆框架20转动)连接到拉杆端部48、50(例如通过一对转向节，例如图5中所示的左转向节和右转向节82)。本发明的转向辅助构件10连接在中心转向连杆42和车辆框架的元件52之间。转向辅助构件10包括第一和第二段12和14，每段支撑一安装装置，该安装装置呈连接套环54的形式，通过垫圈56和与安装螺栓60接合的螺母58固定在车辆上的适当位置。转向辅助构件10连续地将转向连杆推向正常或居中位置，在该位置车轮处于其直行位置。

图5示出了转向辅助构件10如何结合到不同形式的转向连杆中的另一示例。在图5中，转向辅助构件10安装在车辆转向系统70上，该车辆转向系统70包括牵引连杆72、拉杆74和四个拉杆端部76。如图5中可见，该配置包括车辆框架元件52和一对轮毂80，轮毂80配置和布置成相对于车辆框架52转动，其中该对轮毂定义为左轮毂80和右轮毂80，以及与轮毂相关联的制动盘81。右转向节82可操作地连接到右轮毂80，其中右轮毂配置和布置成相对于右转向节旋转。类似地，左转向节82可操作地连接到左轮毂80，其中左轮毂配置和布置成相对于左转向节旋转。

图5的这种配置还包括拉杆74，拉杆74通过一对拉杆端部76可操作地连接到右转向节82和左转向节82。在该实施例中，转向辅助构件10具有连接到车辆框架52的第一端(通过可包括螺栓53或其他连接组件的连接方法装置)和牢固地连接到拉杆74的第二端，例如通过螺柱84、螺母86和开口销88(尽管其他连接方法也是能够想到的)。或者，转向辅助构件10的第一端可以连接到转向节82中的一个的一部分或者连接到轴壳体90，而不是直接附接到车辆框架52。

具体地，拉杆74的右端经由拉杆76(或球头螺栓，或其他需要的连接方法)通过将螺柱92连接到右转向节82上的孔并将螺母94固定其上而连接到右转向节82。拉杆74的左端借助于螺柱96和螺母98(或其他需要的连接方法)经由拉杆端部76连接到左转向节82。拉杆端部76优选地经由调节套筒100连接到拉杆74。

最后，牵引连杆72在其每个端部包括拉杆端部76，经由夹具102连接到牵引连杆。从图5中可以看出，牵引连杆72的一端连接到拉杆74，另一端连接到转向摇臂104，转向摇臂104将来自转向箱(未示出)的角运动转换成线性运动。

图5(或图4)的转向辅助构件10可由本文所述的任何构件10组成。此外，图5(或图4)的转向辅助构件10可以由自对中型机械动力支柱的单个独立单元组成，其提供从两个方向返回到中立位置的载荷，或者它可以由自对中阻尼器组成，该自对中阻尼器具有单个加压气体腔室，其中具有活塞组件。除了在此描述的转向辅助构件的实施例之外，以下实施例也是能想到的，其中第一段的纵向轴线与第二段的纵向轴线对齐，使得它们彼此平行，而不是如关于本文的示例性实施例所示和所述的共线的。然而，无论使用何种类型的转向辅助构件，它必须能够在零位移(或非常小的位移，例如2mm)下提供必要的返回中心力，估计至少为40-50磅，或者对于某些应用更大，对于其他应用(例如下面描述的小艇(dinghy)的反向运动)为至少70-100磅。或者，转向辅助构件应定为具有预定的最大返回中心力，并且其应设计成操作使得当转向辅助构件沿其中心轴移位2mm时施加预定的最大返回中心力的至少三分之二。

图6示出了本转向辅助构件10的另一实施例。该实施例基于压缩螺旋弹簧与拉伸螺旋弹簧的组合使用。通常，图6的实施例包括第一段12，其配置和布置成通过使用拉伸螺旋弹簧106沿其纵向轴线产生拉力；第二段14，其配置和布置成通过使用压缩螺旋弹簧108沿其纵向轴线产生推力；外壳110，优选为圆柱形；以及第一和第二安装装置26和28。当然，第一和第二段内的弹簧可以反转，使得第一段包括拉伸弹簧，第二段包括压缩弹簧。

更具体地，图6的实施例包括第一段壳体112，其优选地为圆柱形的并且围绕拉伸螺旋弹簧106。一段爱克姆(acme)螺纹116连接到第一段壳体112的一端，并且拉伸螺旋弹簧106在其一侧可操作地安装到螺纹116。特别地，弹簧106的一端连接到斜撑构件(ridermember)118，斜撑构件118包括内螺纹孔，其允许通过沿着螺纹116的一个方向或另一个方向移动斜撑构件118来调节弹簧106的力。拉伸螺旋弹簧106的另一端固定到连接构件120，连接构件120将第一段12连接到第二段14。最靠近连接构件120的第一段壳体112的端部包括在其外周上的凸缘122(其可以是环形的或分开的)，该凸缘122配置和布置成与外壳体110的内周上的止动构件124(可以是环形的或分开的)接触，以防止第一段壳体112从外壳体110滑出。应当注意，凸缘122和第一止动件124都可以是环形构件，但是如果凸缘122或第一止动件124中的一个不是环形的(且因此是分开的)，则优选的是，另一个构件是环形构件以确保在第一段壳体112和外壳体110之间存在相对旋转的情况下凸缘和止动件之间的接触。

图6的实施例还包括第二段壳体114，其优选地由两个部分125、126组成。压缩螺旋弹簧108设置在第二段壳体114内，弹簧108的一端连接到壳体114的部分125的连接到连接构件120的端部，弹簧108的另一端连接到壳体114的另一部分126。壳体114的部分126优选地包括螺纹孔，用于将该构件固定到爱克姆螺纹128。这种配置允许调节弹簧108的力。外壳110的内部优选地包括第二止动件130，其优选地为环形的，但不是必须的，并且配置为防止第二段壳体114向左移动太多。

尽管图6的实施例使用螺旋弹簧而不是气体弹簧，但是在一些其他实施例中，该实施例的操作原理和益处通常与其他实施例相同。每个弹簧的额定值可在每英寸约20至约250磅之间或更高。

图7示出了一个实施例的示意图，其中本转向辅助构件10包括在动态可调节的底座140中，其允许调节由转向辅助构件10从车辆的乘客舱/驾驶室内提供的“居中”位置。例如，当转向辅助构件安装在车辆的转向系统内时，明显的“居中”位置可以是当车辆的前轮对准时，使得车辆将以直线向前移动。然而，要么是由于条件的变化(例如改变车辆负载、轮胎充气不均匀、严重的横风等)，要么是由于转向辅助构件定位的原始误差导致轻微位移而无法提供真正的“对中”力，转向辅助构件的布置可能需要动态调整，以便提供真正的“对中”力。图7中用于转向辅助构件的底座的实施例示出了系统的一个示例，该系统用于从车辆内部动态调节“居中”位置，要么在安装之后校正偏移安装，要么在由于条件改变之后的任何时间(包括驾驶车辆时)。应当注意，这里描述的转向辅助构件10的任何实施例可以与动态可调节的转向底座140一起使用，并且还可以预期到其他类型的转向辅助构件或稳定器也可以与底座140一起使用。

在图7的该实施例中，锁定可调节气体弹簧142的一端牢固地安装到转向辅助构件10，例如通过第一夹紧构件144，第一夹紧构件144包括用于接收固定到锁定可调节气体弹簧142一端的销构件148的开口146。锁定可调节气体弹簧142的另一端刚性地固定到第二夹紧构件150，第二夹紧构件150的开口围绕并牢固地夹紧可动轴152，以防止轴152和第二夹紧构件150之间的相对运动。夹具150的基部151与杆构件154整体形成或牢固地连接，杆构件154包括第一和第二销156、158，第一和第二销156、158大致彼此平行地延伸并且大致垂直于杆构件154的纵向轴线。第一销156可旋转地容纳在形成于辅助构件10的安装装置26(或28)中的孔内(从而限定第一枢轴组件)，第二销158可旋转地容纳在形成于夹紧构件160中的孔内(从而限定第二枢轴组件)，在该实施例中，第二枢轴组件牢固地固定到拉杆162的与车辆的转向系统相关联的部分，如图7中示意性所示。夹紧构件160的孔和杆构件154的销158之间的这种布置允许杆构件154绕销158枢转，如箭头所示，以下将更全面地描述。辅助构件10的相对端以任何需要的方法，例如利用销/孔结构直接或间接地附接到车辆框架元件52。

在操作中，车辆操作者按下按钮释放装置164，该按钮释放装置164位于车辆的乘客舱/驾驶室内并且通过鲍登缆线166(通过释放头，未示出)连接到锁定可调节气体弹簧142，以解锁锁定可调节气体弹簧142，然后车辆操作者转动方向盘以到达所需的对中位置，同时保持按钮164接合。一旦定位了期望的对中位置，车辆操作者释放按钮164，并且锁定可调节气体弹簧142锁定在该位置。由于轴152刚性地连接到夹紧构件150，夹紧构件150又刚性地连接到杆构件154，轴152的轴向运动使杆构件154绕销158枢转。这种运动有效地改变了拉杆162上在一个方向或另一个方向上的产生的“对中”力，以补偿原始的未对准或改变的状况。锁定可调节气体弹簧142的类型优选地为配置用于在拉和推入方向上的刚性锁定或者在拉方向上的刚性锁定以及在推入方向上的至少相对刚性的锁定。在结构上，锁定可调节气体弹簧142的类型可以包括通过浮动活塞与气室分离的油室，由此如果在延伸方向上对锁定弹簧施加力，则锁定力为相对刚性的，直到达到弹簧的机械强度，并且如果在压缩方向上施加力，则弹簧保持刚性，直到超过浮动活塞上的压力。合适的锁定可调节弹簧可从各种制造商商购，包括bansbach(例如伊斯特(easylift)线)和stabilus股份有限公司(例如block-o-lift线)。这种锁定可调节弹簧的力可在50至1300牛之间，行程长度在10至500毫米之间。已经在本发明中使用的锁定可调节气体弹簧的一个具体示例是值为100磅的推力，其将在压缩时提供360磅的锁定力。

图8a-8e示出了转向组件类型的各种示例，本转向辅助构件10可以结合到该转向组件中以提供转向辅助和/或对中。应当注意，这里描述的转向辅助构件10的任何实施例都可以提供在图8a-8e的转向系统中。此外，还应当注意，图7的动态可调节底座140也可以作为安装装置提供，以安装包括在图8a-8e的任何转向系统中的转向辅助构件10。在图8a-8e中，前面提供的相同的附图标记用于前面附图的相同部件，因此这里将不提供详细描述。

本对中稳定器/转向辅助构件的许多益处之一是如果对中稳定器/转向辅助构件安装在使用牵引杆由另一车辆牵引的车辆上(即，被牵引车辆的所有四个车轮接触地面)，当牵引车辆的操作者反向驾驶被牵引车辆连接其上的牵引车辆时(在车辆向前运动期间，小艇的可转向轮基本上正常转动)，对中稳定器/转向辅助构件将被牵引车辆(也称为小艇)的可转向轮保持在直线向前位置，仅需要轻微移动。在被牵引车辆中不包括本对中稳定器/转向辅助构件的情况下，被牵引车辆的可转向轮在牵引车辆后退时倾向于被迫进入完全左转位置或完全右转位置，并且在这种情况下反向运动会损坏牵引杆和/或被牵引车辆和/或牵引车辆。

现在转向图9和图10，解释了通过将对中稳定器/转向辅助构件10的任何公开实施例以本文所述的方式安装到牵引车辆中使通过牵引杆将被牵引车辆连接至牵引车辆使牵引车辆具有后退的能力(即，不使用拖车将小艇的所有四个车轮提升离开地面或牵引台车将小艇的两个可转向轮抬离地面)的有益效果。图9为牵引车辆170(例如房车(如图所示)或卡车、suv、汽车或能够牵引另一车辆的其他车辆)的正视图，该牵引车辆170通过牵引杆174(可以具有任何需要的配置，例如所示的y形配置，或者可以是三角形配置，或者简单地是直杆，或其他配置，取决于用户需求)附接到被牵引车辆172(例如汽车、卡车、suv等)。如上所述，被牵引车辆172包括安装在其中的本对中稳定器/转向辅助构件10的任何实施例。从图9中可以看出，使用牵引杆174(而不是牵引台车或拖车)使被牵引车辆172的所有四个车轮(包括两个可转向车轮)与地面g接触。牵引车辆170沿相反方向(如箭头所示)的移动使牵引杆174沿相反方向推动被牵引车辆174，同样地，使牵引车辆沿向前方向移动使牵引杆在向前的方向上拉动被牵引车辆172。

如上所述，在没有本对中稳定器/转向辅助构件10的被牵引车辆172中，试图以所示方式使与被牵引车辆170连接在一起的牵引车辆172后退可能导致损坏，因为被牵引车辆172的可转向轮上的向后的力将使它们沿一个方向或另一个方向转动，从而阻碍进一步的向后运动，且最有可能导致牵引杆和任一个(或两个)车辆的损坏。

相反，当将本发明的对中稳定器/转向辅助构件10的实施例安装在被牵引车辆172中时，构件10提供必要的对中力以将被牵引车辆172的可转向轮(即，前轮)保持在大致对齐的位置(仅向一侧或另一侧稍微移动)，例如由图10的示意图中的两个大致平行的箭头所表示。因此，如图所示，具有附接到其上的被牵引车辆的牵引车辆可以容易地后退，并且不会损坏牵引杆或任一个车辆。

简而言之，这种过程涉及的步骤包括：提供第一车辆(即牵引车辆)；提供第二车辆(即，被牵引车辆)，其包括一对可转向轮，对中稳定器/转向辅助构件与所述一对可转向轮的转向连杆和另一对车轮相关联地安装；通过牵引杆将第二车辆连接到第一车辆，使得一对可转向轮和另一对车轮与地面接触；以及使第一车辆沿相反方向移动，这使得第二车辆也沿相反方向移动，且由此对中稳定器/转向辅助构件使得可转向车轮由于由对中稳定器/转向辅助构件提供的返回中心力而保持在大致对齐的位置，从而能够在不损坏牵引杆或任一车辆的情况下实现第一和第二车辆的反向运动。

现在转到图11和12，示出了本对中稳定器/转向辅助构件的另一个实施例，并将对其进行讨论。特别地，图11为对中稳定器/转向辅助构件10的该实施例的俯视图，图12为同一构件10的剖视图。

如图11和12所示，对中稳定器/转向辅助构件10的该实施例包括单个罩(或壳体构件)33，其包含第一段12和第二段14。在该实施例中，第一段12为气体牵引弹簧(即，气体拉式弹簧)，且段14为气体推式弹簧(当然这两个部件可以调换)。第一和第二段12、14通过分隔构件210彼此分开，分隔构件210刚性地固定到壳体构件33的内部，并且在第一和第二段12、14之间提供气体和流体密封，例如，通过使用位于分隔构件210的外周边中的环形凹槽内的弹性体o形环211。分隔构件210将壳体33分成第一腔室212(与第一段12相关联)和第二腔室214(与第二段14相关联)，并且如下所述，第一腔室进一步分成两个部分212a和212b。第一腔室212的第一部分212a和第二腔室214填充有加压气体，例如氮气或其他合适的气体，其被加压到适合于预期用途的范围。第一腔室212的第二部分212b不处于压力下(即，在大气压下，或在比部分212a明显更小的压力下)，并且优选地填充有空气或其他合适的气体。虽然腔室212a和214可以被加压到相同的水平，但是也可以预期腔室212a和214可以被加压到不同的水平。另外，腔室212a、214各自优选地包括少量的油或其他润滑剂，以便于活塞在腔室内的轴向运动以及活塞杆在下面讨论的各种杆引导构件中的孔内的轴向运动。

壳体33的远端设置有端盖216、218，端盖216、218密封壳体的端部并且还通过设置在其中的引导孔用作相关联的活塞杆的引导。端盖216、218可各自包括单个构件，或者每个端盖可由包括多个部件的组件构成，例如大致圆柱形的金属杆引导构件、垫圈构件和盘状弹性密封构件，它们在轴向上彼此堆叠，并且每个都包括在其中的孔，用于可滑动地接收活塞杆。壳体的远端可各自包括环形唇部220，用于将端盖216、218保持在壳体33内。除了唇部之外或作为唇部的替代，端盖216、218可以以任何期望的方式固定在壳体内，例如通过焊接、粘合、压配等。

第一段12，在该实施例中为牵引型气体弹簧，包括将活塞杆分成两个部分的活塞222、第一较小直径部分224和第二较大直径部分226。刚性地固定至杆224/226上的活塞222包括一个或多个小孔，以允许腔室212内的气体随着杆224/226在轴向上的移动以受限的方式从活塞222的一侧流到活塞的另一侧。优选地，活塞222包括位于活塞222的外圆周上的凹部内的弹性o形环228。

第一段12还包括内部杆引导组件230，其配置和布置成引导较大直径的杆部分226，并且在腔室212的两个部分之间进行密封，这两个部分指定为腔室部分212a和212b。例如，在某些实施例中，内部杆引导组件230可包括大致圆柱形的金属杆引导构件、一个或多个垫圈构件以及一个或多个盘状弹性体密封构件。在图12所示的实施例中，内部杆引导组件230包括大致圆柱形的金属杆引导构件232、一对垫圈构件234和一对盘状弹性体密封构件236，其中一个密封构件236与每个垫圈构件234相关联。内部杆引导组件的每个部件包括用于将杆226可滑动地接收在其中的孔。此外，在该实施例中，垫圈构件234每个都包括在其一侧上的环形脊238，所述脊分别构造成容纳在形成于相关联的密封构件236中的相应环形凹槽内。尽管未示出，但在其他实施例中，密封构件可以没有环形凹部。此外，垫圈构件可以没有环形脊。

第二段14，在该实施例中为推式气体弹簧，包括活塞242，活塞242形成在活塞杆244的内端上。刚性地固定到杆244上的活塞242包括一个或多个小孔，以允许腔室214内的气体随着杆244沿轴向移动而以受限的方式从活塞242的一侧流到另一侧。优选地，活塞242包括位于活塞242的外圆周上的凹部内的弹性o形环246。分隔构件210还用作端部止动件，用于阻止活塞242进一步向左轴向移动。作为该止动特征的增强，可以在分隔构件210的接触表面上设置由金属或其他刚性材料制成的盘248。盘248可以嵌入弹性构件252中，弹性构件252附接到平垫圈254，平垫圈254抵靠分隔构件210。

从图12中可以看出，壳体构件33设置有多个面向内的环形突起252a、252b、252c和252d。环形突起252a用作止动件以防止第一段12的活塞222向左移动太多，环形突起252d用作止动件以防止第二段14的活塞242在第二段14向右移动太多。另外，环形突起252b有助于在由活塞222作用时将内部杆引导组件230保持就位(即，突起252b阻止组件230被向右推动)，并且环形突起252c有助于将分隔构件210在由活塞242作用时保持就位(即，突起252c阻止分隔构件210被向左推动)。

现在转到图13，示出了本对中稳定器/转向辅助构件10的另一实施例的剖视图，并将对其进行讨论。该实施例的主要特征之一是第一段12和第二段14都使用的单个活塞杆260。在该实施例中，第一段12为推式气体弹簧，第二段14为气体牵引弹簧(即气体拉式弹簧)，但是当然这两个部件可以调换。如果需要，可以在图13的整个对中稳定器/转向辅助构件10上设置另外的罩构件(未示出)。

如图13中可见，第一段12包括第一罩30，在其中提供加压气体，例如氮气，和少量润滑剂，如同其他实施例一样。该第一段12包括附接到单个活塞杆260的一端(第一端)的第一活塞262。该第一活塞262以任何期望的方式配置，例如关于其他实施例所描述的。

还是如图13中可见，第二段14包括第二罩32，在其中提供加压气体，例如氮气，和少量润滑剂，如同其他实施例一样。该第二段14包括附接到单个活塞杆260的另一端(第二端)的第二活塞264。该第二活塞264以任何期望的方式配置，例如关于其他实施例所描述的。

在图13的该实施例中，与所有其他实施例一样，第一和第二段12、14的特定结构可以如任何所公开的实施例中所描述的那样配置，或者具有不同的配置，只要第一和第二段中的一个提供拉力且第一和第二段中的另一个提供推力即可。因此，例如，图12中的第一和第二段的相关结构可以在图13的实施例中提供，主要区别在于，在图13的实施例中，第一和第二段的活塞杆包括在两个部分之间延伸的单个杆。

现在转到图14，该实施例示出了本发明的对中稳定器/转向辅助构件10与动态可调节的配平装置270配对，允许驾驶员在驾驶时进行调节。在图14所示的实施例中，对中稳定器/转向辅助构件10如图13所示配置(即，单个活塞杆延伸穿过第一和第二段12、14)。然而，可以设想到，对中稳定器/转向辅助构件的其他配置可以与对中装置270一起使用。

在图14的实施例中，第一段12配置为推式气体弹簧，第二段14配置为拉式(牵引)气体弹簧。与其他实施例一样，第一安装装置26设置在一端，第二安装装置28设置在相对端。第一安装装置26可以刚性地附接到车辆框架，并且第二安装装置28可以附接到车辆转向系统的拉杆，如关于其他实施例所描述的。也可以考虑替代的连接配置，包括替代的连接装置以及用于连接的替代位置。

可调节配平装置270包括肘节杆272(或类似的切换装置)，其连接到鲍登线缆274(或用于传递拉力的其他类似装置)，其也连接到可调节夹紧组件276。可调夹紧组件276延伸穿过第二段14的罩32中的孔，使得可以操作肘节开关272以允许夹紧组件276处于打开位置，允许单个活塞杆260在组件276内自由滑动，或锁定位置，其中夹紧组件276紧紧地夹紧在单个活塞杆260周围，防止杆260在罩32内滑动。可调夹紧组件包括未示出的偏置装置(例如螺旋弹簧)，该偏置装置将其保持在锁定位置，直到肘节开关移动到打开位置，且鲍登线缆内的线的力抵消偏置装置的偏置力。图14的可调节配平装置270基本上与图7的动态可调节底座140具有相同的目的(即，有效地调节装置的功能长度，这有效地改变了拉杆162上的在一个方向或另一方向的产生的“对中”力，以补偿原始的错位或改变的状况)。

应当注意，虽然这里描述的装置的各种实施例可以被称为转向辅助构件、对中构件、对中稳定器/转向辅助构件等，但是每个装置都考虑用作车辆转向系统的一部分，以及用于需要对中力的其他环境中，例如双向门、大门、舱口等。

虽然已经示出和描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，对于本领域普通技术人员来说，其他修改、替代和替换都是显而易见的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行这些修改、替代和替换，本发明的精神和范围应由所附权利要求确定。

本发明的各种特征在所附的权利要求中进行了阐述。