线控转向限位装置及车辆的制作方法

1.本公开涉及于汽车转向系统技术领域，尤其涉及一种线控转向限位装置及车辆。


背景技术：

2.随着电机技术和电驱动控制技术的发展，轮毂电机驱动的轮式车辆成为研究热点。同时也使得轮式车辆转向系统的驱动方式由传统的液压助力转向系统向线控独立驱动转向系统转变。目前，部分轮式车辆的转向系统已开始应用线控转向技术。
3.线控转向系统方向盘与转向执行机构之间无直接连接关系，仅通过线缆连接。线控独立驱动转向系统中驾驶员转动方向盘，方向盘的转角通过传感器转换为电信号驱动车轮独立转动。由于方向盘与车轮之间没有机械连接，使得方向盘可无限制的转动，极易导致车轮拉杆等部件在没有限位的状态下，与轮舱发生干涉，并且降低了驾驶员对车辆的操控感受，对车辆的控制不便，从而影响车辆的安全性。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种线控转向限位装置及车辆。
5.本公开提供了一种线控转向限位装置，包括管柱主轴和套设在所述管柱主轴的外侧的限位套筒，所述管柱主轴和所述限位套筒之间设置有限位螺母组件，所述限位螺母组件与所述管柱主轴连接；
6.所述限位套筒上开设有限位槽，所述限位螺母组件与所述有限位槽配合，用以限制所述管柱主轴的转动角度。
7.本公开提供的线控转向限位装置中，管柱主轴上设置有限位螺母组件，限位套筒套设在管柱主轴外侧，限位套筒上设置有限位槽，限位螺母组件与限位槽配合。
8.在管柱主轴绕其自身轴线转动过程中，部分限位螺母组件在限位槽内运动。在限位螺母组件运动至限位槽的端部时，限位螺母组件与限位槽的端部产生干涉，限位螺母组件停止运动，从而使得限位螺母组件和管柱主轴停止运动，实现了对管柱主轴转动角度的限制。即，通过限位螺母组件与限位槽的配合，有效限制了管柱主轴的转动角度，阻止限位螺母组件继续运动，避免了车轮拉杆等部件与轮舱发生干涉，提高了驾驶员对车辆的操控感受以及便利性，从而提高了车辆的安全性。
9.可选地，所述限位螺母组件包括用于与所述管柱主轴螺纹连接的螺母部件和与所述螺母部件连接且凸出于所述螺母部件的外表面的限位部件，所述限位部件与所述限位槽沿所述管柱主轴的轴线方向滑动配合。
10.可选地，所述限位部件远离所述螺母部件的一端设置有凸起部。
11.可选地，所述螺母部件为塑料材质。
12.可选地，所述限位槽沿所述管柱主轴的轴线方向延伸，且沿所述限位槽的延伸方向，所述限位槽包括第一限位端和第二限位端；
13.在所述管柱主轴绕顺时针方向转动至第一极限位置时，所述限位部件与所述第一限位端抵接；
14.在所述管柱主轴绕逆时针方向转动至第二极限位置时，所述限位部件与所述第二限位端抵接。
15.可选地，所述管柱主轴的转动角度范围为大于0度且小于或等于3600度。
16.可选地，所述管柱主轴的转动角度小于或等于1440度。
17.可选地，所述管柱主轴的两端均设置有轴承，用于与所述限位套筒连接。
18.可选地，所述限位套筒上设置有用于与车身连接的连接部件。
19.本公开还提供了一种车辆，包括上述线控转向限位装置。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
21.为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本公开实施例所述线控转向限位装置的结构示意图；
23.图2为本公开实施例所述线控转向限位装置的剖视图；
24.图3为图1中a-a处的断面图。
25.其中，1-管柱主轴；2-限位套筒；21-限位槽；3-限位螺母组件；31-螺母部件；32-限位部件；33-凸起部；4-轴承；5-连接部件；6-手感模拟器。
具体实施方式
26.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.线控转向系统方向盘与转向执行机构之间无直接连接关系，仅通过线缆连接。驾驶员转动方向盘，方向盘的转角通过传感器转换为电信号驱动车轮转动。由于方向盘与车轮之间没有机械连接，使得方向盘可无限制的转动，极易导致车轮拉杆等部件在没有限位的状态下，与轮舱发生干涉，并且降低了驾驶员对车辆的操控感受，对车辆的控制不便，从而影响车辆的安全性。
29.有鉴于此，本公开实施例提供了一种线控转向限位装置及车辆，能够解决上述技术问题。
30.图1为本公开实施例所述线控转向限位装置的结构示意图，图2为本公开实施例所述线控转向限位装置的剖视图，图3为图1中a-a处的断面图。
31.如图1至图3所示，本公开实施例提供了一种线控转向限位装置，包括管柱主轴1和
套设在管柱主轴1的外侧的限位套筒2，管柱主轴1和限位套筒2之间设置有限位螺母组件3，限位螺母组件3与管柱主轴1连接；
32.限位套筒2上开设有限位槽21，用以限制管柱主轴1的转动角度。
33.本公开实施例提供的线控转向限位装置中，管柱主轴1上设置有限位螺母组件3，限位套筒2套设在管柱主轴1外侧，限位套筒2上设置有限位槽21，限位螺母组件3与限位槽21配合。
34.在管柱主轴1绕其自身轴线转动过程中，部分限位螺母组件3在限位槽21内运动。在限位螺母组件3运动至限位槽21的端部时，限位螺母组件3与限位槽21的端部产生干涉，限位螺母组件3停止运动，从而使得限位螺母组件3和管柱主轴1停止运动，实现了对管柱主轴1转动角度的限制。即，通过限位螺母组件3与限位槽21的配合，有效限制了管柱主轴1的转动角度，阻止限位螺母组件3继续运动，避免了车轮拉杆等部件与轮舱发生干涉，提高了驾驶员对车辆的操控感受以及便利性，从而提高了车辆的安全性。
35.具体地，上述限位螺母组件3包括用于与管柱主轴1螺纹连接的螺母部件31和与螺母部件31连接且凸出于螺母部件31的外表面的限位部件32，限位部件32与限位槽21沿管柱主轴的轴线方向滑动配合。
36.上述限位螺母组件3中，管柱主轴1的外周螺纹连接有限位螺母组件3，其中，螺母部件31与管柱主轴1螺纹连接，限位部件32凸出于螺母部件31，限位部件32与限位槽21滑动配合。也就是说，螺母部件31和部分限位部件32位于限位套筒2内，限位部件32远离螺母部件31的一端经限位套筒2的限位槽21延伸至限位套筒2的外侧，以使限位部件32与限位槽21配合。
37.在管柱主轴1绕其自身轴线转动过程中，螺母部件31沿管柱主轴1的轴线方向运动，限位部件32随螺母部件31同步转动，并且限位部件32在限位槽21内运动，在限位部件32运动至限位槽21的端部时，限位部件32与限位槽21的端部产生干涉，限位部件32停止运动，从而使得螺母部件31和管柱主轴1停止运动，实现了对管柱主轴1转动角度的限制。即，通过限位部件32与限位槽21的配合，有效限制了管柱主轴1的转动角度，阻止限位部件32继续运动，避免了车轮拉杆等部件与轮舱发生干涉，提高了驾驶员对车辆的操控感受以及便利性，从而提高了车辆的安全性。
38.并且，可通过改变限位槽21沿管柱主轴1的轴向方向的尺寸，改变管柱主轴1可转动的最大角度，从而改变本线控转向限位装置的适用范围。
39.具体地，限位槽21沿管柱主轴1的轴线方向延伸，且限位槽21包括沿管柱主轴1的轴线方向相对形成的第一限位端和第二限位端。
40.在管柱主轴1绕顺时针转动时，螺母部件31沿管柱主轴1的轴线方向向靠近第一限位端的方向移动，限位部件32与螺母部件31同步移动。在限位部件32移动至与第一限位端发生干涉时，第一限位端阻止限位部件32继续运动，螺母部件31同时停止运动，管柱主轴1随螺母部件31停止转动。即，管柱主轴1运动至第一极限位置。
41.位于第一极限位置的管柱主轴1仅可绕逆时针转动。螺母部件31沿管柱主轴1的轴线方向向靠近第二限位端的方向运动，带动限位部件32沿限位槽21向远离与其发生干涉的第一限位端运动。在限位部件32运动至与第二限位端发生干涉时，第二限位端阻止限位部件32继续运动，螺母部件31同时停止运动，管柱主轴1随螺母部件31停止转动。即，管柱主轴
1运动至第二极限位置。
42.通过限位部件32分别与第一限位端和第二限位端配合，实现了限位槽21对限位部件32的行程的限制，从而实现了对管柱主轴1转动角度的限制。在对管柱主轴1的最大转动角度进行调节时，仅需改变限位槽21沿管柱主轴1的轴线方向的尺寸，即，改变第一端部和第二端部之间的距离。本线控转向限位装置结构简单，成本较低。
43.如图2至图3所示，在一些实施例中，限位部件32远离螺母部件31的一端的外周面设置有凸起部33。
44.上述限位部件32的端部设置凸起部33，凸起部33设置在限位套筒2的外侧，且凸起部33可与限位套筒2的外壁抵接，以有效避免限位部件32与限位槽21脱离，保证限位部件32有限位槽21配合的稳定性，从而保证了对管柱主轴1转动角度进行限制的可靠性。
45.具体地，上述凸起部33的结构可以为多个凸块，或环形结构。
46.在一些实施例中，限位部件32与螺母部件31螺纹连接。
47.由于限位部件32的端部设置有凸起部33，在本装置装配过程中，首先将螺母部件31与管柱主轴1螺纹连接，然后在设置有螺母部件31的管柱主轴1外侧套设限位套筒2，同时，将限位套筒2上的限位槽21与螺母部件31外表面上设置的限位部件32的安装孔对应，最后将限位部件32经限位槽21插入至安装孔中，与安装孔螺纹连接，从而完成限位螺母组件3的装配、以及限位螺母组件3分别与管柱主轴1和限位套筒2的配合。
48.在一些实施例中，管柱主轴1的转动角度范围为大于0度且小于或等于3600度。
49.在本实施例中，由于螺母部件31与管柱主轴1螺纹连接，限位部件32与限位槽21配合，并沿限位槽21的延伸方向运动，故，通过限位螺母组件3，将管柱主轴1的转动位移转化为限位部件32的直线位移。在对管柱主轴1的转动角度进行限定时，首先根据预设的转动角度范围计算出管柱主轴1最大转动圈数，并根据管柱主轴1的直径计算得到管柱主轴1的周长，或直接测量得到管柱主轴1的周长，然后根据最大转动圈数以及管柱主轴1的周长，计算出长度数值a，根据计算得到的长度数值a对限位槽21的长度值进行取值。
50.具体地，可以将管柱主轴1的转动角度设置为小于或等于1440度。根据1440度可计算得到管柱主轴1的转动圈数为4圈，也就是说，限位槽21的长度至近似等于管柱主轴1周长的4倍，然后通过管柱主轴1的直径计算得到管柱主轴1的周长，或直接测量得到管柱主轴1的周长。最后根据4倍管柱主轴1周长的计算值、限位部件32沿限位槽21的延伸方向的厚度值等数据对限位槽21的尺寸进行设定，从而得到可满足限制管柱主轴1转动圈数为4圈的限位槽21。
51.但不限于此，可根据车辆中方向盘需要转动的圈数对限位槽21的长度尺寸进行设置。
52.例如，需方向盘在保持车辆直行的位置处，可顺时针转动2.5圈，也可逆时针转动2.5圈，即管柱主轴1需可转动5圈，此时，需根据管柱主轴1的周长以及管柱主轴1最大转动圈数设定限位槽21的尺寸，以满足限位部件32从限位槽21一端移动到限位槽21的另一端管柱主轴1转动5圈。并且需保证在限位螺母组件3位于限位槽21的中心位置时，方向盘可控制车辆直行。
53.另外，还可以通过改变管柱主轴1外周设置的有效螺纹的长度实现对限制管柱主轴1的转动角度的控制，从而对限位槽21与限位部件32之间的限位配合起到辅助作用，进一
步保证对管柱主轴1的转动角度进行限制的可靠性。
54.具体地，有效螺纹是指螺母部件31可进行往返运动的螺纹段的长度。例如，管柱主轴1设置的螺纹段的长度与管柱主轴1的长度相等或螺纹段的长度接近管柱主轴1的长度，根据限位槽21设置的位置，在管柱主轴1的螺纹段中选取一段螺纹段，在该螺纹段的一端设置第一挡块，第二端设置第二挡块，第一挡块和第二挡块之间设置上述螺母部件31，第一挡块和第二挡块可限制螺母部件31的行程。即，第一挡块和第二挡块之间的螺纹段为有效螺纹段，螺母部件31可在第一挡块和第二挡块之间运动，以实现对管柱主轴1转动角度的限制。
55.上述第一挡块和第二挡块可以为螺母，具体可以采用防松螺母，以保证第一挡块和第二挡块之间的距离在非人为调整状态下，保持不变，从而保证螺母部件31与第一挡块和第二挡块配合以限制管柱主轴1转动角度的可靠性。
56.或者，对应限位槽21的设置的位置，在管柱主轴1的外表面设置一段螺纹段，螺纹段的长度与上述的有效螺纹段的长度相同，即，在管柱主轴1上仅设置有效螺纹段，在有效螺纹段的一端设置第一挡块，另一端设置第二挡块，从而实现对限位螺母组件3的位置进行限制。
57.其中，第一挡块或第二挡块与螺纹段固定连接，以避免限位螺母组件3与螺纹段脱离，例如可以在螺纹段的一端设置凸起，以对限位螺母组件3限位。为了便于限位螺母组件3与螺纹段之间的装配，在螺纹段的另一端设置可与螺纹段拆卸连接的部件，例如螺母，具体地，可以为防松螺母，在限位螺母组件3与螺纹段配合后，将防松螺母与螺纹段的端部配合，以实现对限位螺母组件3的限位。
58.在一些实施例中，螺母部件31为非金属材质。
59.通过将螺母部件31的材料设置为非金属材质，可有效避免管柱主轴1在转动过程中发生异响。
60.具体地，螺母部件31为塑料材质。
61.塑料材质具有加工工艺简单、强度大、成本低、以及化学稳定性好的优势，通过将螺母部件31设置为塑料材质，在管柱主轴1转动过程中可有效避免发生异响的同时，可有效提高螺母部件31的使用寿命，从而保证了本线控转向限位装置的使用寿命。
62.在一些实施例中，管柱主轴1的两端均设置有轴承4，用于与限位套筒2连接。
63.通过在上述管柱主轴1的两端设置轴承4，将管柱主轴1与限位套筒2限位连接，轴承4对管柱主轴1和限位套筒2起到支撑作用，保证了管柱主轴1相对限位套筒2转动的稳定性。
64.在一些实施例中，限位套筒2上设置有用于与车身连接的连接部件5。
65.通过在限位套筒2上设置连接部件5，实现了本线控转向限位装置与车身的连接，保证了本线控转向限位装置与车身之间的稳定连接，以及本线控转向限位装置使用时的稳定性。
66.本公开实施例还提供了一种车辆，包括上述线控转向限位装置。
67.上述车辆中，通过在车辆中设置线控转向限位装置，实现了对管柱主轴1转动角度的限制。即，通过限位部件32与限位槽21的配合，有效限制了管柱主轴1的转动角度，阻止限位部件32继续运动，避免了车轮拉杆等部件与轮舱发生干涉，提高了驾驶员对车辆的操控
感受以及便利性，从而提高了车辆的安全性。
68.如图1至图2所示，在一些实施例中，线控转向限位装置的一端用于与方向盘连接，另一端设置有手感模拟器6，由于方向盘与车辆的转向器之间仅为电连接，无机械连接，通过设置手感模拟器6可对地面情进行模拟然后通过管柱主轴1传递至方向盘中，以提高驾驶员对车辆的操控感受。
69.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
70.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。