可切换转向方式的转向器总成、转向系统、车辆

1.本发明涉及转向器总成技术领域，具体涉及一种可切换转向方式的转向器总成、转向系统、车辆。


背景技术：

2.汽车转向系统能够用来改变或保持汽车行驶方向，对汽车的安全行驶至关重要。目前汽车传统转向系统的发展非常成熟，已经应用于各种现代车辆。但是传统转向系统中左右两侧车轮的运动是同向转动，难以满足对汽车高机动性的要求。独立转向技术的出现满足了对汽车转向的不同要求，克服了传统转向系统中转弯半径大的问题，提高了汽车转向操作的机动性。
3.目前独立转向技术中，大多数车辆由于左右独立转向车轮之间缺乏机械连接，导致车辆在高速行驶的安全可靠性和稳定性较差。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是提供一种能够实现车辆在整体转向与独立转向之间切换的可切换转向方式的转向器总成、转向系统、车辆，以提高车辆转向操作的机动性。
5.根据本技术的第一方面，本技术提供一种可切换转向方式的转向器总成，包括：第一独立转向机构，包括：可沿横向方向往复移动的第一横移件，所述第一横移件用于与车辆本体的第一转向轮本体连接，所述第一横移件沿横向方向可移动至第一位置；第二独立转向机构，包括：可沿横向方向往复移动的第二横移件，所述第二横移件用于与车辆本体的第二转向轮本体连接，所述第二横移件沿横向方向可移动至第二位置；锁止解锁机构，包括：锁止解锁驱动组件以及锁止件；所述锁止解锁驱动组件设于所述第一横移件或者所述第二横移件，所述第二横移件或者所述第一横移件设有连接部；所述锁止件设于所述锁止解锁驱动组件的动力输出端，所述锁止解锁驱动组件用于驱动所述锁止件处于锁止位或者解锁位；在所述锁止位，所述第一横移件移动至第一位置，所述第二横移件移动至第二位置，以使所述锁止件正对于所述连接部，所述锁止件连接至所述连接部；在所述解锁位，所述锁止件脱离所述连接部。
6.一种实施例中，所述锁止件为插销，所述连接部为插孔，在所述锁止位，所述插销插接于所述插孔；在所述解锁位，所述插销移出所述插孔。
7.一种实施例中，所述连接部为沿所述第二横移件或者第一横移件的长度方向设置的齿条段，所述锁止件上设置有齿段；在所述锁止位，所述齿段啮合于所述齿条段；在所述解锁位，所述齿段移出所述齿条段。
8.一种实施例中，所述齿条段为弧形齿条段或者直线型齿条段或者圆形齿条段中的一种，所述齿段为弧形齿段或者直线型齿段或者圆形齿段中的一种。
9.一种实施例中，所述锁止解锁驱动组件可输出旋转运动，所述锁止件可将所述锁止解锁驱动组件输出的旋转运动转化为直线运动，且所述锁止件不随所述锁止解锁驱动组
件所输出的旋转运动而同步旋转。
10.一种实施例中，所述锁止解锁驱动组件包括：旋转驱动电机，丝杠，以及丝杠螺母；所述旋转驱动电机的电机轴与所述丝杠的一端连接，所述丝杠螺母螺接于所述丝杠；所述锁止件与所述丝杠螺母固定连接；所述旋转驱动电机驱动所述丝杠转动，所述丝杠螺母沿所述丝杠的轴心线方向移动，以带动所述锁止件处于锁止位或者解锁位。
11.一种实施例中，所述第一独立转向机构还包括：第一位移检测单元，所述第一位移检测单元用于检测所述第一横移件是否移动至第一位置；所述第二独立转向机构还包括：第二位移检测单元，所述第二位移检测单元用于检测所述第二横移件是否移动至第二位置。
12.一种实施例中，所述第一横移件移动至第一位置，以带动第一转向轮本体呈第一转向角；所述第一独立转向机构还包括：第一角度检测单元，所述第一角度检测单元用于检测第一转向轮本体的转向角是否为第一转向角；所述第二横移件移动至第二位置，以带动第二转向轮本体呈第二转向角；所述第二独立转向机构还包括：第二角度检测单元，所述第二角度检测单元用于检测第二转向轮本体的转向角是否为第二转向角。
13.根据本技术的第二方面，本技术提供一种转向系统，包括：所述的可切换转向方式的转向器总成。
14.根据本技术的第三方面，本技术提供一种车辆，包括：所述的转向系统。
15.依据上述实施例的可切换转向方式的转向器总成、转向系统、车辆，在锁止位，第一横移件移动至第一位置，第二横移件移动至第二位置，以使锁止件正对于连接部，之后，锁止件通过锁止解锁驱动组件的驱动处于锁止位，以使锁止件连接至连接部，第一横移件和第二横移件同步同向移动，从而将第一转向轮本体与第二转向轮本体连接形成整体式转向模式，以保证车辆本体行驶的安全可靠性。在解锁位，锁止件脱离连接部，第一横移件和第二横移件可分别独立沿横向方向移动，从而能够满足车辆本体原地转向、横向移动等特殊转向需求。
附图说明
16.图1为本技术提供的可切换转向方式的转向器总成与两个转向轮连接的结构示意图；图2为本技术提供的可切换转向方式的转向器总成在一种实施例中的结构示意图；图3为本技术提供的可切换转向方式的转向器总成在一种实施例中的爆炸图；图4为本技术提供的可切换转向方式的转向器总成在一种实施例中处于锁止位的示意图；图5为本技术提供的可切换转向方式的转向器总成在一种实施例中处于解锁位的示意图；图6为本技术提供的可切换转向方式的转向器总成在另一种实施例中的结构示意
图；图7为本技术提供的可切换转向方式的转向器总成在另一种实施例中的爆炸图；图8为本技术提供的可切换转向方式的转向器总成在另一种实施例中处于锁止位的示意图；图9为本技术提供的可切换转向方式的转向器总成在另一种实施例中处于解锁位的示意图。
具体实施方式
17.下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
18.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
19.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
20.本技术提供了一种可切换转向方式的转向器总成、转向系统、车辆，本技术中的车辆具有四个车轮，分别为车辆前侧的两个前轮以及车辆后侧的两个后轮，两个前轮和两个后轮都具有独立转向功能。本技术通过锁止解锁机构使得两个前轮和两个后轮能够在独立转向和整体转向功能之间切换，独立转向能够满足诸如原地转向（原地掉头）、横向移动等特殊需求，整体转向能够保证车辆在行驶过程中的转向稳定性，从而提高车辆行驶安全可靠性。
21.以下实施例中，以两个前轮为例进行说明，并为示区分表述，将两个前轮分别定义为第一转向轮本体和第二转向轮本体。
22.实施例一、本实施例提供了一种可切换转向方式的转向器总成，参见图1所示，该转向器总成包括：第一独立转向机构10，第二独立转向机构20，以及锁止解锁机构30。
23.第一独立转向机构10包括：第一横移件11，第一横移件11可沿横向方向往复移动（如图1位于第一横移件11下方的实线双箭头所示），第一横移件11用于与车辆本体的第一转向轮本体100连接，例如，第一横移件11可通过第一球铰副101与第一转向轮本体100连接，或者，在第一横移件11与第一球铰副101之间还可设置第一横拉杆，并且，第一横移件11与第一横拉杆之间通过另一球铰副连接。第一横移件11沿横向方向往复移动，可通过第一球铰副101带动第一转向轮本体100左转向或右转向。本实施例中，第一横移件11沿横向方
向可移动至第一位置f，在第一位置f，第一转向轮本体100的转向角为第一转向角。
24.本实施例中，第一横移件11为第一齿条，该第一齿条通过第一齿轮12驱动其沿横向方向往复移动。当然，第一齿轮12与第一驱动电机连接，第一齿条沿横向方向设置，第一驱动电机驱动第一齿轮12绕自身轴心线做旋转运动，第一齿条将第一齿轮12的旋转运动转化为沿横向方向的直线运动，调节第一驱动电机所输出转矩的旋转方向，从而可使第一齿条能够沿横向方向往复运动，以实现第一横移件11沿横向方向往复移动。
25.第二独立转向机构20包括：第二横移件21，第二横移件21同样可沿横向方向往复移动（如图1位于第二横移件21上方的实现双箭头所示），第二横移件21用于与车辆本体的第二转向轮本体200连接，例如，第二横移件21可通过第二球铰副201与第二转向轮本体200连接，或者，在第二横移件21与第二球铰副201之间还可设置第二横拉杆，并且，第二横移件21与第二横拉杆之间通过另一球铰副连接。第二横移件21沿横向方向往复移动，可通过第二球铰副201带动第二转向轮本体200左转向或右转向。本实施例中，第二横移件21沿横向方向可移动至第二位置s，在第二位置s，第二转向轮本体200的转向角为第二转向角。
26.本实施例中，第二横移件21也可为第二齿条，该第二齿条通过第二齿轮22驱动其沿横向方向往复移动。当然，第二齿轮22与第二驱动电机连接，第二齿条同样沿横向方向设置，第二驱动电机驱动第二齿轮22绕自身轴心线做旋转运动，第二齿条将第二齿轮22的旋转运动转化为沿横向方向的直线运动，调节第二驱动电机所输出转矩的旋转方向，从而可使第二齿条能够沿横向方向往复运动，以实现第二横移件21沿横向方向往复移动。
27.锁止解锁机构30包括：锁止解锁驱动组件31以及锁止件32。锁止解锁驱动组件31设于第一横移件11或者第二横移件21，第二横移件21或者第一横移件11设有连接部。本实施例中，锁止解锁驱动组件31设于第二横移件21，在第一横移件11上设有连接部13，如图1所示，连接部13位于锁止解锁驱动组件31的背面，仅能通过图1显示部分连接部13的结构，因此，图1中，采用虚线指示连接部13的位置。锁止件32设于锁止解锁驱动组件31的动力输出端，锁止解锁驱动组件31用于驱动锁止件32处于锁止位或者解锁位。
28.在锁止位，第一横移件11移动至第一位置f，第二横移件21移动至第二位置s，以使锁止件32正对于连接部13，之后，锁止件32通过锁止解锁驱动组件31的驱动处于锁止位，以使锁止件32连接至连接部13，第一横移件11和第二横移件21同步同向移动，从而将第一转向轮本体100与第二转向轮本体200连接形成整体式转向模式，以保证车辆本体行驶的安全可靠性。在解锁位，锁止件32脱离连接部13，第一横移件11和第二横移件21可分别独立沿横向方向移动，从而能够满足车辆本体原地转向、横向移动等特殊转向需求。
29.本实施例中，第一独立转向机构10还包括：第一位移检测单元，第一位移检测单元用于检测第一横移件11是否移动至第一位置f，更为具体的是，检测第一横移件11上设置连接部13的一端是否移动至第一位置f。第二独立转向机构20还包括：第二位移检测单元，第二位移检测单元用于检测第二横移件21是否移动至第二位置s。当第一位移检测单元检测到第一横移件11移动至第一位置f，且第二位移检测单元检测到第二横移件21移动至第二位置s时，锁止件32正对于连接部13，锁止解锁驱动组件31驱动锁止件32处于锁止位，从而使得锁止件32与连接部13连接。
30.当然，当需要锁止解锁驱动组件31驱动锁止件32处于锁止位时，需通过向锁止解锁驱动组件31发送锁止指令。而在发送锁止指令之前，可向第一独立转向机构10和第二独
立转向机构20发送整体转向模式指令，通过第一驱动电机驱动第一齿轮转动，以驱动第一横移件11沿横向方向移动至第一位置f，通过第二驱动电机驱动第二齿轮转动，以驱动第二横移件21沿横向方向移动至第二位置s，使得锁止件32连接在连接部13，从而使第一独立转向机构10与第二独立转向机构20形成整体转向模式。在整体转向模式下，第一驱动电机和第二驱动电机同步驱动，或者，第一驱动电机和第二驱动电机其一工作，另一可作为备用驱动电机。
31.上述实施方式中，第一位移检测单元和第二位移检测单元都可以采用红外传感器，将第一位移检测单元设置在第一位置f，将第二位移检测单元设置在第二位置s，红外传感器的发射模块发射红外线，当第一横移件11移动至第一位置f，或者，第二横移件21移动至第二位置s时，第一横移件11或者第二横移件21遮挡并反射红外线，反射的红外线被红外传感器的接收模块所接收，以此进行检测。
32.在一实施例中，第一横移件11移动至第一位置f，以带动第一转向轮本体100呈第一转向角。因此，可通过对第一转向角的大小进行检测以判断第一横移件11是否移动至第一位置f。第一独立转向机构10还包括：第一角度检测单元，第一角度检测单元用于检测第一转向轮本体100的转向角是否为第一转向角。第二横移件21移动至第二位置s，以带动第二转向轮本体200呈第二转向角。同样的，可通过对第二转向角的大小进行检测以判断第二横移件21是否移动至第二位置s第二独立转向机构20还包括：第二角度检测单元，第二角度检测单元用于检测第二转向轮本体200的转向角是否为第二转向角。当第一角度检测单元检测第一转向轮本体100的转向角为第一转向角，且第二角度检测单元检测第二转向轮本体200的转向角为第二转向角时，即可判断第一横移件11移动至第一位置f，第二横移件21移动至第二位置s，从而，锁止件32正对于连接部13，锁止解锁驱动组件31驱动锁止件32处于锁止位，使得锁止件32与连接部13连接。
33.同样的，当需要锁止解锁驱动组件31驱动锁止件32处于锁止位时，需向锁止解锁驱动组件31发送锁止指令。而在发送锁止指令之前，向第一独立转向机构10和第二独立转向机构20发送整体转向模式指令，通过第一驱动电机驱动第一齿轮转动，以驱动第一横移件11沿横向方向移动至第一位置f，并通过第一角度检测单元检测第一转向轮本体100的转向角为第一转向角。通过第二驱动电机驱动第二齿轮转动，以驱动第二横移件21沿横向方向移动至第二位置s，并通过第二角度检测单元检测第二转向轮本体200的转向角为第二转向角，锁止件32可连接在连接部13，从而使第一独立转向机构10与第二独立转向机构20形成整体转向模式。同样的，在整体转向模式下，第一驱动电机和第二驱动电机同步驱动，或者，第一驱动电机和第二驱动电机其一工作，另一可作为备用驱动电机。
34.理想状态下，应使第一转向轮本体100与第二转向轮本体200处于摆正状态，即第一转向角和第二转向角的大小都为0
°
，即保持在车辆本体处于直线行驶的状态下，从而可是锁止件32能够准确的正对于连接部13。
35.当然，一些实施例中，第一转向轮本体100也可转向至具有第一预定角度值的第一转向角，第二转向轮本体200转向至具有第二预定角度值的第二转向角，其中，第一预定角度值和第二预定角度值能够满足整体转向模式下，第一转向轮本体100和第二转向轮本体同向转向下的转向角度。如此，并通过第一角度检测单元检测第一转向角的大小，即可判断第一横移件11移动至第一位置f，通过第二角度检测单元检测第二转向角的大小，即可判断
第二横移件21移动至第二位置s。
36.本实施例中，锁止解锁驱动组件31可输出旋转运动，锁止件32可将锁止解锁驱动组件31输出的旋转运动转化为直线运动，并且，锁止件32不随锁止驱动组件31所输出的旋转运动而同步旋转，从而可避免锁止件32与连接部13连接后带动连接部13移动，保证第一横移件11与第二横移件21处于相对静止的状态。
37.在一实施例中，能够输出旋转运动的锁止解锁驱动组件31通常采用驱动电机，而采用锁止件32不随锁止驱动组件31所输出的旋转运动而同步旋转的方式，在保证第一横移件11与第二横移件21处于相对静止的状态的同时，还可避免驱动电机采用堵转的方式保持两个横移件相对静止，有效提高驱动电机使用安全性。
38.当然，锁止解锁驱动组件31也可输出直线运动，例如，采用齿轮齿条的传动方式，齿轮通过驱动电机驱动其绕自身轴心线做旋转运动，齿条将齿轮的旋转运动转化为直线运动，将锁止件32与齿条连接，当锁止件32正对于连接部13时，即可通过做直线运动的齿条带动锁止件32移动，并与连接部13连接。
39.本实施例中，以锁止解锁驱动组件可输出旋转运动为例进行说明，如图3-图5、图7-图9所示，锁止解锁驱动组件31包括：旋转驱动电机311，丝杠312，以及丝杠螺母（图中未示出）。旋转驱动电机311的电机轴与丝杠312的一端连接，丝杠螺母螺接于丝杠312，锁止件32与丝杠螺母固定连接。旋转驱动电机311驱动丝杠312绕自身轴心线做旋转运动，丝杠螺母将丝杠312的旋转运动转化为沿丝杠312的轴心线的直线运动，从而，旋转驱动电机311驱动丝杠312转动，丝杠螺母沿丝杠312的轴心线方向移动，以带动锁止件32处于锁止位或者解锁位。
40.在丝杠312做旋转运动的过程中，丝杠螺母不随丝杠312的旋转运动而转动，或者，当丝杠螺母随丝杠312的旋转运动而转动时，锁止件32不随丝杠螺母的转动而转动。
41.可以理解的是，可通过设置第一限位组件和第二限位组件对丝杠螺母沿丝杠312的轴心线方向移动的行程进行限位，从而使丝杠螺母的移动行程能够满足带动锁止件32处于锁止位或者解锁位。如，第一限位组件将丝杠螺母沿丝杠312的轴心线方向的移动行程限位为第一移动行程，在第一移动行程下，丝杠螺母带动锁止件32处于锁止位；第二限位组件将丝杠螺母沿丝杠312的轴心线方向的移动行程限位为第二移动行程，在第二移动行程下，丝杠螺母带动锁止件32处于解锁位。
42.如图3-图5所示，一种实施方式中，旋转驱动电机311通过至少两个第一紧固件315安装在第一安装座313，将第一安装座313通过至少两个第二紧固件316安装在第二横移件21，通过至少两个第三紧固件317将第二安装座314固定在第一横移件11，连接部13设置在第二安装座314上。
43.如图7-图9所示，另一种实施方式中，可不设置第二安装座314，将连接部13设置在第一横移件11上即可。
44.参见图2-图5所示，一种实施例中，锁止件32为插销320，连接部13为插孔130，其中，插孔130被其他部件所遮挡，故采用虚线的方式指示。在锁止位，插销320插接于插孔130（如图4所示），从而将第一横移件11与第二横移件21连接，实现整体转向模式。在解锁位，插销320移出插孔130（如图5所示），从而将第一横移件11与第二横移件21分离，实现独立转向模式。
45.参见图6-图9所示，另一种实施例中，连接部13为沿第一横移件11的长度方向设置的齿条段131，锁止件32上设置有齿段321。其中，图8和图9中的齿条段131被遮挡，故采用虚线的方式指示。在锁止位，齿段321啮合于齿条段131（如图8所示），从而将第一横移件11与第二横移件21连接，实现整体转向模式。在解锁位，齿段321移出齿条段131（如图9所示），从而将第一横移件11与第二横移件21分离，实现独立转向模式。
46.在上述另一种实施例中，齿条段131为弧形齿条段或者直线型齿条段或者圆形齿条段中的一种，相应的，齿段321为弧形齿段或者直线型齿段或者圆形齿段中的一种。
47.优选的实施方式中，齿条段131为圆形齿条段，即在锁止件32的周向侧面设置一圈环绕在锁止件32周向侧面上的齿，也可认为该锁止件32为齿轮，齿条段131为设置在第一横移件11上的直线型齿段。
48.实施例二、本实施例提供一种转向系统，该转向系统包括：实施例一所述的可切换转向方式的转向器总成。其中，转向系统还包括：第一横拉杆和第二横拉杆，如图1所示，第一横拉杆的一端通过球铰副与第一横移件11连接，第一横拉杆的另一端通过第一球铰副101与第一转向轮本体100连接，第二横拉杆的一端通过球铰副与第二横移件21连接，第二横拉杆的另一端通过第二球铰副201与第二转向轮本体200连接。
49.实施例三、本实施例提供一种车辆，该车辆包括：实施例二所述的转向系统。该车辆还包括：车辆本体，以及设置在车辆本体上的两组车轮组；其中，两组车轮组分别安装在车辆本体的前侧和后侧，每组车轮组都包括：第一转向轮本体100和第二转向轮本体200。
50.综上所述，本技术所提供的可切换转向方式的转向器总成、转向系统、车辆，其中，在锁止位，第一横移件移动至第一位置，第二横移件移动至第二位置，以使锁止件正对于连接部，之后，锁止件通过锁止解锁驱动组件的驱动处于锁止位，以使锁止件连接至连接部，第一横移件和第二横移件同步同向移动，从而将第一转向轮本体与第二转向轮本体连接形成整体式转向模式，以保证车辆本体行驶的安全可靠性。在解锁位，锁止件脱离连接部，第一横移件和第二横移件可分别独立沿横向方向移动，从而能够满足车辆本体原地转向、横向移动等特殊转向需求。
51.以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。