用于方向盘对中的装置和用于方向盘对中的设备的制作方法

本公开涉及车辆装配设备领域，具体地，涉及一种用于方向盘对中的装置和用于方向盘对中的设备。

背景技术：

方向盘是掌握汽车行驶方向、体验驾驶操控性的重要工具，方向盘的安装正确与否不仅会影响客户的驾驶体验，而且还会影响驾驶的安全性。随着人们对汽车舒适性要求的提高，汽车乘坐舒适性研究在汽车技术研究中将占据着越来越重要的地位。

目前在安装方向盘时，通常由人工以目视轮胎平行的方式进行对中方向盘装配，很容易存在偏差，致使轮胎歪斜偏磨，影响乘客驾乘的舒适性；另外，此种安装方式也无法消除转向机、转向管柱、副车架、仪表横梁及车身系统过程因制造过程产生的焊接、机加工、变形、配合偏差。

另外，当在检测线四轮定位时发现方向盘位置不正时，经常需要重新拆卸方向盘。然而，方向盘大多以涂胶螺栓或者转角法紧固的方式进行安装，拆卸困难，且增大了返修的人力成本。

技术实现要素：

本公开的一个目的是提供一种用于方向盘对中的装置，该装置能够辅助方向盘的精准对中安装至转向管柱上。

本公开的另一个目的是提供一种用于方向盘对中的设备，该设备能够自动实现方向盘的精确对中装配至转向管柱上。

为了实现上述目的，本公开提供一种用于方向盘对中的装置，包括支架、安装到该支架上的转动电机以及打标记装置，转向系统的转向轮具有第一极限偏斜位置、摆正位置和第二极限偏斜位置，所述转动电机的输出轴用于与所述转向系统的转向管柱传动相连，以驱动所述转向轮在所述第一极限偏斜位置和第二极限偏斜位置之间往复转向，所述打标记装置用于在所述转向轮位于摆正位置时对所述转向管柱打上安装标记。

可选地，所述方向盘对中装置还包括减速齿轮组，该减速齿轮组的输入轴与所述转动电机的所述输出轴传动相连，该减速齿轮组的输出轴用于与所述转向管柱传动相连。

可选地，所述方向盘对中装置还包括连接套筒，该连接套筒套设于所述减速齿轮组的输出轴的外部并与所述减速齿轮组的输出轴间隔开，所述连接套筒用于与所述转向管柱传动相连，所述打标记装置可往复移动地设置于所述连接套筒内。

可选地，所述方向盘对中装置还包括转接套筒，该转接套筒的一端可拆卸地安装到所述连接套筒上，另一端用于与所述转向管柱花键连接。

可选地，所述方向盘对中装置还包括位于所述连接套筒内的驱动气缸，所述打标记装置固定到该驱动气缸的活塞杆的伸缩端上。

可选地，所述支架包括用于安装到车身上的底座，以及连接于所述底座和所述转动电机之间的抗扭臂。

可选地，所述底座用于插接到所述车身的驾驶室底板的座椅安装孔中。

可选地，所述底座形成为工字型框架，该工字型框架的四个端部分别具有插销，以用于插接到所述驾驶室底板的座椅安装孔中。

根据本公开的第二方面，提供一种用于方向盘对中的设备，该设备包括本公开提供的用于方向盘对中的装置；转角检测装置，用于检测所述转向轮的转向角度；

转向轮极限位置检测装置，用于检测所述转向轮转向时的第一极限偏斜位置和第二极限偏斜位置；

控制器，分别与所述转角检测装置和所述转向轮极限位置检测装置电连接，用于：

控制所述转动电机驱动所述转向轮沿正向转向至所述第一极限偏斜位置；

在所述转向轮转向至所述第一极限偏斜位置时，控制所述转角检测装置清零；

控制所述转动电机驱动所述转向轮沿反向转向至所述第二极限偏斜位置；

在所述转向轮转向至所述第二极限偏斜位置时，获取所述转角检测装置检测的转向角度值a；

控制所述转动电机驱动所述转向轮沿正向转向至所述摆正位置，其中，在所述转向轮转向至所述摆正位置时，所述转角检测装置检测的转向角度值为a/2；

在所述转向轮转向至所述摆正位置时，控制所述打标记装置对所述转向管柱打上所述安装标记。

可选地，所述转动电机为内置转角编码器的直流电机，所述转角编码器作为所述转角检测装置，所述转向轮极限位置检测装置为用于检测所述直流电机的工作电流的电流检测器。

通过上述技术方案，可以使得转动电机驱动转向轮从第一极限偏斜位置转向至第二极限偏斜位置，且转向轮从第一极限偏斜位置到第二极限偏斜位置的旋转角度为a，随后转动电机驱动转向轮从第二极限偏斜位置转动至摆正位置，且转向轮从第二极限偏斜位置到摆正位置的旋转角度为a/2，即可得到转向管柱的对中位置；随后通过打标记装置对转向管柱的对中位置进行标记，后续作业人员根据该标记安装方向盘，即可保证方向盘的正确安装。以此方式，不仅提高方向盘的装配精度和效率，而且还可以消除转向机、转向管柱、副车架、仪表横梁及车身系统过程因制造过程产生的焊接、机加工、变形、配合偏差，此外还可以避免拆卸以涂胶螺栓或者转角法紧固的方式安装的方向盘，缩短的装配的总工时，节省了人力和制造成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开的一示例性实施方式提供的用于安装方向盘对中的装置的主视图；

图2是图1的右视图；

图3是图1的俯视局部剖视图；

图4是根据本公开的一示例性实施方式提供的转接套筒的纵向剖面示意图；

图5是根据本公开的一示例性实施方式提供的转接套筒的横向剖面示意图。

附图标记说明

10支架11底座110插销

111加强块12抗扭臂20转动电机

21连接套筒30打标记装置40转接套筒

41环形凹槽42顶珠43压缩弹簧

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。

如图1至图3所示，本公开提供一种用于方向盘对中的装置，该装置可以包括支架10、安装到该支架10上的转动电机20以及打标记装置30，转向系统的转向轮具有第一极限偏斜位置、摆正位置和第二极限偏斜位置，转动电机20的输出轴用于与转向系统的转向管柱传动相连，以驱动转向轮在第一极限偏斜位置和第二极限偏斜位置之间往复转向，打标记装置30用于在转向轮位于摆正位置时对转向管柱打上安装标记。

这样，可以使得转动电机20驱动转向轮从第一极限偏斜位置转向至第二极限偏斜位置，且转向轮从第一极限偏斜位置到第二极限偏斜位置的旋转角度为a，随后转动电机驱动转向轮从第二极限偏斜位置转动至摆正位置，且转向轮从第二极限偏斜位置到摆正位置的旋转角度为a/2，即可得到转向管柱的对中位置；随后通过打标记装置30对转向管柱的对中位置进行标记，后续作业人员根据该标记安装方向盘，即可保证方向盘的正确安装。以此方式，不仅提高方向盘的装配精度和效率，而且还可以消除转向机、转向管柱、副车架、仪表横梁及车身系统过程因制造过程产生的焊接、机加工、变形、配合偏差，此外还可以避免拆卸以涂胶螺栓或者转角法紧固的方式安装的方向盘，缩短的装配的总工时，节省了人力和制造成本。

其中，打标记装置30为本领域技术人员所熟知的用于对工件进行打标记的装置，本公开对此不作赘述，均属于本公开的保护范围之中。

为抵挡转动电机20驱动转向系统转动时产生的扭矩，如图2所示，支架10可以包括用于安装到车身上的底座11，以及连接于底座11和转动电机20之间的抗扭臂12。以此方式，当转动电机20转动时，抗扭臂12可以稳定地支撑转动电机20，保证转动电机20的正常工作。

需要说明的是，此处的抗扭臂12可以为任意合适形状、任意合适材料的抗扭结构，例如，该抗扭臂12可以由铝型材制成。此外，该抗扭结构的最小抗扭强度必须大于特定值，该特定值可以根据转向系统在转向过程中作用于转动电机20的最大转矩来确定，即，可以根据转向轮处于第一极限偏斜位置和第二极限偏斜位置时，转向系统作用于转动电机20的最大转矩值来确定。

为借助车身现有部件进行支架10的安装，底座11用于插接到车身的驾驶室底板的座椅安装孔中。这样，通过巧妙地借助车身原有的座椅安装孔中，能够避免在车身上开设额外的用于匹配支架10的安装结构，从而方便用于方向盘对中的装置的固定安装。

为保证底座11稳定固定在驾驶室底板上，如图2所示，底座11形成为工字型框架，该工字型框架的四个端部分别具有插销110，以用于插接到驾驶室底板的座椅安装孔中。此外，该工字型框架还能够通过插销110快速而方便地固定到车身上。

更进一步地，为保证底座11更为稳固地安装到驾驶室底板上，如图3所示，上述四个端部的上下端面可以分别设置有加强块111。

为实现对转动电机20的减速增矩效果，方向盘对中装置还包括减速齿轮组，该减速齿轮组的输入轴与转动电机20的输出轴传动相连，该减速齿轮组的输出轴用于与转向管柱传动相连。这样，经由减速齿轮组的传动，可以放大从转动电机20的输出轴传递来的扭矩，从而可以降低对转动电机20的输出动力需求。

为方便与转向管柱的连接，如图1所示，方向盘对中装置还包括连接套筒21，该连接套筒21套设于减速齿轮组的输出轴的外部并与减速齿轮组的输出轴间隔开，连接套筒21用于与转向管柱传动相连，打标记装置30可往复移动地设置于连接套筒21内。以此方式，当转向管柱位于对中位置时，打标记装置30可以朝向转向管柱的一侧伸出，并进行打标记操作；当转向管柱不是位于对中位置时，打标记装置30可以朝向背离转向管柱的一侧缩回，从而避免与周边的其他部件产生干涉。

为方便用于方向盘对中的装置能够匹配不同车型的不同尺寸的转向管柱的安装，如图1、图4和图5所示，方向盘对中装置还包括转接套筒40，该转接套筒40的一端可拆卸地安装到连接套筒21上，另一端用于与转向管柱花键连接。这样，不仅能够保证连接套筒21和转向管柱的可靠连接，还能够根据当前车型转向管柱的尺寸选择恰当尺寸的转接套筒40以匹配该车型。

转接套筒40可以以任意合适的方式可拆卸地安装到连接套筒21上，例如，该转接套筒40可以插接或卡接到该连接套筒21上。在一种示例性的实施方式中，如图4所示，该转接套筒40的面向连接套筒21的端面形成有环形凹槽41，该连接套筒21的端面形成有与该环形凹槽41形状相匹配的环形凸缘，且该转接套筒40内还通过压缩弹簧43连接有凸出于环形凹槽41的侧壁的顶珠42。以此方式，不仅可以使得环形凸缘快速地插入至环形凹槽41中，而且还能够在压缩弹簧43和顶珠42的挤压力下紧紧卡止环形凸缘，保证转接套筒40和连接套筒21二者的装配可靠性。

打标记装置30可以以多种方式实现往复移动地设置于连接套筒21内，为节省成本，方向盘对中装置还包括位于连接套筒40内的驱动气缸，打标记装置30固定到该驱动气缸的活塞杆的伸缩端上。

本公开还要求保护一种用于方向盘对中的设备，该设备可以包括：

上文详细介绍的用于方向盘对中的装置；

转角检测装置，用于检测转向轮的转向角度；

转向轮极限位置检测装置，用于检测转向轮转向时的第一极限偏斜位置和第二极限偏斜位置；

控制器，分别与转角检测装置和转向轮极限位置检测装置电连接，用于：

控制转动电机20驱动转向轮沿正向转向至第一极限偏斜位置；

在转向轮转向至第一极限偏斜位置时，控制转角检测装置清零；

控制转动电机20驱动转向轮沿反向转向至第二极限偏斜位置；

在转向轮转向至第二极限偏斜位置时，获取转角检测装置检测的转向角度值a；

控制转动电机20驱动转向轮沿正向转向至摆正位置，其中，在转向轮转向至摆正位置时，转角检测装置检测的转向角度值为a/2；

在转向轮转向至摆正位置时，控制打标记装置30对转向管柱打上安装标记。

因此，通过上述设备可以保证自动而准确地安装方向盘，避免受到人为因素的影响，提高了方向盘的安装效率。

转角检测装置和转向轮极限位置检测装置可以通过多种方式实现，例如，转角检测装置可以通过角度传感器来实现，转向轮极限位置检测装置可以通过位置传感器来实现。为简化设备的结构且保证检测的精度，在一种实施方式中，转动电机20为内置转角编码器的直流电机，转角编码器作为转角检测装置，转向轮极限位置检测装置为用于检测直流电机的工作电流的电流检测器。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。