一种车轮独立线控转向装置及汽车

本实用新型线控转向汽车技术领域，特别涉及一种车轮独立线控转向装置及汽车。

背景技术：

由于线控转向汽车中的方向盘系统和转向车轮之间没有机械连接，车轮转向通过电信号指令控制，目标指令到车轮转角的实现需要一套执行机构，一方面需要能够实现目标车轮转角，另一方面要保证车轮不随路面激励左右摆动以确保转向的稳定性和可靠性。当路面平整度较差时，现有线控转向装置经常会由于受到路面的激励使车轮的转角左右摆动，无法保证转向过程的稳定性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种车轮独立线控转向装置，其与转向轮一一对应设置，使左右转向车轮转角可单独设定；该转向装置通过螺母丝杠机构与具有自锁特性的蜗轮蜗杆机构相结合，路面颠簸导致的轮胎力无法使得蜗轮转动，保证车轮转角不会随路面激励左右摆动，从而确保转向的稳定可靠性。

本实用新型还提供了一种汽车，其采用所述的车轮独立线控转向装置，相对于传统车辆能够实现更大的转向角。

本实用新型提供的技术方案为：

一种车轮独立线控转向装置及汽车，所述转向装置与转向车轮一一对应设置；所述转向装置包括：

转向节，其与转向车轮固定连接；

转向节臂，其与所述转向节固定连接；

转向横拉杆，其一端与所述转向节臂铰接；

丝杠，其一端与所述转向横拉杆的另一端同轴固定连接；

螺母，其匹配安装在所述丝杠上；

蜗轮，其同轴固定套接在所述螺母上；

蜗杆，其与所述蜗轮啮合传动；

转向电机，其固定安装在车辆底盘上，所述转向电机具有动力输出轴；

其中，所述蜗杆同轴固定连接在所述动力输出轴上。

优选的是，所述的车轮独立线控转向装置，还包括：

转向装置壳体，其固定安装在车辆底盘上；

转向电机，其固定安装在所述转向装置壳体内；

其中，所述转向装置壳体的两侧在对应所述螺母处分别开设有通孔；所述螺母可转动的同时穿过两个所述通孔。

优选的是，所述转向横拉杆与所述丝杠为一体式结构。

优选的是，所述壳体内固定安装有轴承，所述螺母可转动的支撑在所述轴承中。

优选的是，所述的车轮独立线控转向装置，还包括：

防尘胶套，其套设在所述丝杠的外部。

优选的是，所述丝杠的另一端设置有限位螺母，所述限位螺母位于所述防尘胶套外侧；

其中，当所述丝杠移动到所述限位螺母限定的位置时，转向车轮的转角为90度。

优选的是，所述转向横拉杆与所述转向节臂通过球头销连接。

优选的是，所述的车轮独立线控转向装置，还包括：

车轮转角传感器，其用于检测转向车轮的转角；

其中，所述车轮转向角传感器的轴部与所述转向节固定连接；所述车轮转角传感器的外壳固定安装在车体上。

一种汽车，其特征在于，使用所述的车轮独立线控转向装置。

本实用新型的有益效果是：

1、通过将传统车辆的转向横拉杆断开，并加装该转向装置，可从硬件上快速实现传统转向到线控转向的过渡，对车辆底盘改动较小。

2、转向装置采用蜗轮蜗杆机构，使得车轮上的外部激励不影响车轮转角，保证车轮转角的反向输入能够自锁。

3、该转向装置通过集成转向电机、蜗轮蜗杆和蜗轮丝杠，在实现车轮转向功能的同时，占用的车辆空间较小，转向装置的更换和维修更容易。

4、由于车轮转角单独可控，左右车轮之间无机械连接，在车轮空间设计允许的情况下，可以实现传统车辆无法实现的大转向角，从而满足诸如原地中心转向，横行等特殊转向模式需求；可为未来多模式智能转向车辆提供更加灵活的底盘布置。

附图说明

图1为本实用新型所述的车轮独立线控转向装置的结构示意图。

图2为本实用新型所述的车轮独立线控转向装置的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种车轮独立线控转向装置及汽车，其主要包括：转向车轮1、车轮转角传感器2、转向节3、转向装置壳体4、转向电机5、蜗杆6、防尘胶套7、限位螺母8、丝杠9、蜗轮10、螺母10a、轴承11、转向横拉杆12、连接螺母13、球头销14和转向节臂15。

本实用新型将传统车辆的转向横拉杆断开，并在每个转向车轮1上单独配置一套该转向装置。转向节3与车轮1、转向节臂15刚性连接。转向节3转动时，转向车轮1随转向节3同步转向。车轮转角传感器2的外壳固定在车体上，车轮转角传感器2的轴部固定连接在转向节3上；转向节3转动时带动车轮转角传感器2的轴部转动，从而通过车轮转角传感器2采集转向车轮1的转角。

转向装置壳体4固定在车辆底盘上。转向电机5固定安装在转向装置壳体4内，转向电机5的输出轴与蜗杆6连接；蜗轮10与蜗杆6啮合传动。蜗轮10和丝杠9同轴设置；其中，蜗轮10的中心处集成有螺母10a，螺母10a匹配安装在丝杠9上，使蜗轮10与丝杠9之间形成螺纹连接；从而将蜗轮10的转动转换为丝杠9的直线运动。其中，转向装置壳体4的两侧在对应螺母10a处分别开设有通孔，使螺母10a可转动的同时穿过两个所述通孔。

丝杠9与转向横拉杆12一体，转向横拉杆12用于传递丝杠9的直线位移，转向横拉杆12与转向节3上的转向节臂15通过球头销14和螺母13连接，将转向横拉杆12的直线位移转化为转向节3的角位移。

其中，丝杠12的一端设置有限位螺母8，限位螺母8用于限定丝杠12的移动距离；其中，当丝杠12移动到限位螺母8限定的位置时，转向车轮的转角为90度。通过丝杠12向外伸出，可实现转向车轮1的90°转向。

作为优选，转向装置壳体4内固定安装有轴承11，螺母10a可转动的支撑在轴承11中；以保证转向装置的运行顺畅。

作为进一步的优选，所述转向装置还包括：防尘胶套7，其套设在丝杠12的外部。其中，限位螺母8位于防尘胶套7外侧。

车轮转向时，固定在转向装置壳体4上的转向电机5通过蜗杆6驱动蜗轮10转动，蜗轮10绕丝杠9转动的同时，通过其内部集成的螺母10a的螺纹带动丝杠9直线运动，从而使得转向横拉杆12左右横向移动。由于转向横拉杆12和转向节臂通过球头销14上的螺纹和螺母13连接，且转向节只能绕着与车体固定的主销轴线16转动，因此当转向横拉杆通过球头销14拉动转向节臂15时，转向节3便同车轮1一起绕着主销轴线16一起转动，从而实现车轮1转向。采用具有自锁特性的蜗轮蜗杆机构，路面颠簸导致的轮胎力无法使得蜗轮转动，从而丝杠也无法来回移动，这保证车轮转角不动，即路面激励不会导致车轮转角变化，从而确保转向的可靠性。

线控转向控制器通过车轮转角传感器2检测车轮转角，当车轮转角与目标转角一致时，电机停止转动，若车轮转角与目标转角不一致，则线控转向控制单元向电机发送使能和方向指令控制电机继续转动，直到车轮实际转角与目标转角一致；即通过信号指令实时控制车轮转动。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。