一种应用于线控转向的旋转限位结构及其旋转运动方法与流程

1.本发明属于线控转向技术领域，具体涉及一种应用于线控转向的旋转限位结构及其旋转运动方法。


背景技术：

2.基于汽车转向行业的飞快发展，线控转向逐渐应用于汽车产品当中，由于线控转向管柱与转向机间无机械连接，所以方向盘旋转角度限位成为了设计重点。目前现有技术有：1、电机控制直接限位，此方案对电机响应要求高，且对电机功率需求大，不利于成本及空间布置；2、齿轮传动限位，此方案占据空间大，齿轮等加工精度问题会导致异响，同时齿轮啮合速比对转向手感影响较大；3、滚珠丝杠螺母限位，此方案结构复杂成本高；4、限位套层层包裹限位，占用转向轴径向空间较大，影响整车布置。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种应用于线控转向的旋转限位结构及其旋转运动方法。
4.为了达到上述目的，本发明技术方案如下：一种应用于线控转向的旋转限位结构，包括方向盘、转向轴、壳体、旋转体、随动体和限制体，方向盘与转向轴固定连接，转向轴贯穿壳体上下两个端面，且连接处皆设有轴承；旋转体、随动体和限制体位于壳体内部，且相对于方向盘依次轴向布置在转向轴外部；旋转体与转向轴固定连接，旋转体上有一限位块，该限位块推动随动体的限位面；随动体通过轴承与转向轴连接，随动体上设有一限位块，该限位块止动于限制体的限位面；限制体外圈侧壁与壳体内壁固定连接，其内圈相对于转向轴悬空设置，从而方向盘带动转向轴和旋转体进行旋转，当旋转一定角度后与随动体接触共同旋转一定角度后与限制体限位接触，实现方向盘的旋转限位。
5.进一步的，所述旋转体上靠近随动体的端面设有一限位块，该限位块推动随动体的限位面，使得旋转体既能独立旋转又能带动随动体旋转。
6.进一步的，所述随动体上靠近限制体的端面同样设有一限位块，该限位块止动于限制体的限位面，使得旋转体的旋转角度取决于随动体的个数及在其限位面上的可移动距离、在限制体限位面上的可移动距离。
7.进一步的，所述旋转体、随动体、限制体的轴线与转向轴的轴线同轴。
8.进一步的，所述旋转体、随动体和限制体采用滚动轴承或滑动轴承固定在转向轴或壳体上，以减少摩擦力。
9.进一步的，所述旋转体和所述随动体上的限位块采用任意的凸起结构，根据要求设置旋转体及随动体不同的限位块结构；随动体和限制体的限位面则采用为与限位块对应的凸起结构或槽口结构，根据要求设置随动体及限制体不同的限位面结构。
10.进一步的，所述旋转体、随动体、限制体有轴向凸起的限位结构，相邻转体之间通
过限位凸起的驱动产生旋转，从而相邻转体之间可以产生小于360
°
的相对转角。
11.进一步的，所述随动体采用多个，且根据线控转向模拟器的角度要求，通过多个随动体来满足大于360
°
的限位要求。
12.进一步的，所述旋转体、随动体和限制体相互之间的接触表面采用橡胶等软材料进行减震，从而减少碰撞产生噪音。
13.本发明还提供了一种将上述的应用于线控转向的旋转限位结构用于限制线控转向模拟器的旋转运动方法，包括以下步骤：转向轴上的旋转体相对于固定的壳体沿旋转方向旋转，所述转向轴上的旋转体从限定的旋转角度开始，抵靠随动体；所述的随动体与所述转向轴上的旋转体一起沿所述旋转方向旋转，直到当达到极限角度时，所述随动体抵靠固定在外壳体上的限制体，以机械地限制所述转向轴相对于所述壳体的相对旋转运动。
14.有益效果：本发明通过三个转体（旋转体、随动体、限制体）及增加多个随动体的方式实现不同角度旋转限位，完全利用转向轴的轴向空间，随着旋转角度的增大，此设计只需在轴向上增加随动体的数量；相比于现有技术设计，只能通过不断增加圆周径向方向的尺寸来实现，节省空间；相比于滚珠丝杆等结构简单成本较低；相对于带传动、链传动、齿轮传动等结构节省空间及成本低。
附图说明
15.图1为本发明的结构剖视图；图2为本发明的壳体内部结构示意图；图3为本发明的旋转体结构示意图；图4为本发明的随动体结构示意图；图5为本发明的限制体结构示意图；图6为以凸起物为限位块、以凸起块为限位面的旋转体、随动体及限制体实施示意图；图7为以凸起物为限位块、以凸起块为限位面的旋转体结构示意图；图8为以凸起物为限位块、以凸起块为限位面的随动体结构示意图；图9为以凸起物为限位块、以开槽体为限位面的旋转体、随动体及限制体实施示意图；图10为以凸起物为限位块、以开槽体为限位面的随动体结构示意图；图11为以凸起物为限位块、以开槽体为限位面的限制体结构示意图。
16.图中，1-方向盘，2-转向轴，3-轴承，4-壳体，5-旋转体，6-随动体，7-限制体。
具体实施方式
17.以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
18.一种应用于线控转向的旋转限位结构，如图1至图5所示，包括方向盘1、转向轴2、三个轴承3、壳体4、旋转体5、随动体6和限制体7，方向盘1、转向轴2、壳体4、旋转体5、随动体6和限制体7，方向盘1与转向轴2一端固定连接，转向轴2另一端贯穿壳体4上下两个端面，且与两个端面的连接处皆设有轴承3；旋
转体5、随动体6和限制体7位于壳体4内部，且相对于方向盘1依次轴向布置在转向轴2外部；旋转体5与转向轴2固定连接，旋转体5上靠近随动体6的端面设有一限位块，该限位块推动随动体6的限位面，使得旋转体5既能独立旋转又能带动随动体6旋转；随动体6通过轴承3与转向轴2连接，随动体6上靠近限制体7的端面同样设有一限位块，该限位块止动于限制体7的限位面，使得旋转体5的旋转角度取决于随动体6的个数及在其限位面上的可移动距离和在限制体7限位面上的可移动距离；限制体7外圈侧壁与壳体4内壁固定连接，其内部相对于转向轴2悬空设置。
19.本实施例中，根据要求设置随动体6与限制体7的限位块与限位面实现旋转限位。如图1至图5所示，旋转体5与随动体6的限位块采用凸起长杆，随动体6与限制体7的限位面上设有供凸起长杆滑动的开口。
20.如图6至图8所示，本实施例还提供另一种形式，旋转体5与随动体6的限位块采用凸起物，随动体6与限制体7的限位面上设有一凸起块，该凸起块设置在限位块的旋转路径上。
21.如图9至图11所示，本实施例还提供另一种形式，旋转体5与随动体6的限位块采用凸起物，随动体6与限制体7的限位面上设有供凸起物容纳的开槽体，开槽体开口设置在限位块的旋转路径上。
22.对于普通乘用车实现旋转限位则利用上述的旋转体5、随动体6和限制体7即可，对于客户指定限制旋转角度可通过增加随动体6的数量实现不同角度的旋转限位。
23.一种将上述的应用于线控转向的旋转限位结构用于限制线控转向模拟器的旋转运动方法，包括以下步骤：方向盘1带动转向轴2上的旋转体5相对于固定的壳体4沿旋转方向旋转，所述转向轴2上的旋转体5从限定的旋转角度开始，抵靠随动体6，所述的随动体6与所述转向轴2上的旋转体5一起沿所述旋转方向旋转，直到当达到极限角度时，随动体6抵靠固定在外壳体上的限制体7，以机械地限制所述转向轴2相对于所述壳体4的相对旋转运动。