一种遥控转向系统的制作方法

1.本实用新型涉及遥控技术领域，特别涉及一种遥控转向系统。


背景技术：

2.工程机械在工程建设施工中发挥着极为重要的作用。
3.目前，在某些特殊工况环境如边坡、隧道、深井、被污染环境下的作业施工，或大型工程机械在工作时产生的大量噪音，均会对操作人员的身体健康产生较大损害，甚至对生命安全产生极大的威胁。
4.为保证操作人员的生命安全，工程机械的遥控操作应运而生。目前，为便于实现工程机械的行走功能，在工程机械上均配置有转向系统。该转向系统主要用于按照驾驶员的意愿控制车辆的行驶方向，对车辆行驶安全至关重要。转向器是转向系统最重要的结构，其中齿轮齿条式、循环球式及蜗杆曲柄指销式为目前最常用的机械式转向器。
5.在现有技术中，传统的机械式转向器主要应用在工程机械的转向系统中，转向器直接带动转向拉杆机构实现转向。然而，此类机械式转向器只能通过机械连接实现近端操作，无法进行远程遥控操作，导致驾驶员必须在工程机械上进行操作，从而面临生命健康风险。此外，传统的机械式转向器的体积较大、结构复杂，导致占用空间较大，不利于工程机械上的部件安装与布局。
6.因此，如何实现对工程机械的远程遥控转向操作，消除操作人员的安全风险，同时降低转向器的空间占用，是本领域技术人员面临的技术问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种遥控转向系统，能够实现对工程机械的远程遥控转向操作，消除操作人员的安全风险，同时降低转向器的空间占用。
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种遥控转向系统，包括可旋转地安装于遥控舱内的遥控转向器、与所述遥控转向器相连的遥控转向杆、与所述遥控转向杆动力连接的角度编码器、与安装于驾驶舱内的受控转向杆动力连接的转向电机，所述角度编码器用于检测所述遥控转向杆的转动角度，所述转向电机用于根据所述角度编码器的检测数据驱动所述受控转向杆进行同步旋转。
9.优选地，还包括安装于所述遥控舱内、用于限制所述遥控转向杆的最大旋转角度的转向限位机构。
10.优选地，所述转向限位机构包括与遥控舱相连的连接架、设置于所述连接架顶部的上限位块、设置于所述连接架底部的下限位块，以及可垂向移动地设置于所述连接架中并与所述遥控转向杆动力连接的传动组件，所述传动组件用于将所述遥控转向杆的旋转运动转化为垂向直线运动。
11.优选地，所述传动组件包括与所述遥控转向杆的末端相连并与其同步旋转的丝杆，以及可旋转地套设于所述丝杆上并与其形成螺纹传动的传动螺母。
12.优选地，所述连接架包括连接底板和设置于所述连接底板上的若干个沿垂向延伸的导向柱；所述传动螺母的外壁上开设有用于与各所述导向柱配合滑动的导向槽。
13.优选地，所述转向限位机构还包括与遥控舱相连的固定块、设置于所述固定块上的支撑板，所述遥控转向杆的末端穿过所述支撑板上的通孔，所述连接架及所述上限位块的顶端端面均与所述支撑板的底面相连。
14.优选地，所述上限位块包括与所述支撑板的底面相连并嵌设于相邻两个所述导向柱的顶部之间的上t型块，以及开设于所述上t型块的内侧面上、用于避位所述丝杆的上避位槽。
15.优选地，所述下限位块包括安装于所述连接底板上并嵌设于相邻两个所述导向柱的底部之间的下t型块，以及开设于所述下t型块的内侧面上、用于避位所述丝杆的下避位槽。
16.优选地，所述角度编码器的检测轴与所述遥控转向杆的末端动力连接，且所述角度编码器的壳体上还设置有用于与所述连接架相连的连接板。
17.优选地，还包括与所述角度编码器及所述转向电机的控制端信号连接、用于实现两者间的数据通信的无线通信控制器。
18.本实用新型所提供的遥控转向系统，主要包括遥控转向器、遥控转向杆、角度编码器、受控转向杆和转向电机。其中，遥控转向器安装在遥控舱内，可供操作人员进行转向控制操作，并进行顺时针或逆时针旋转运动。遥控转向杆与遥控转向器相连，当遥控转向器旋转时，遥控转向杆与其同步旋转。角度编码器与遥控转向杆形成动力连接，从而在遥控转向杆旋转时，能够将其旋转运动输入到角度编码器中，从而使角度编码器检测遥控转向杆的转动角度(包括转动方向)。转向电机安装在工程机械的驾驶舱内，并且与受控转向杆形成动力连接，主要用于根据角度编码器的检测数据驱动受控转向杆进行同步旋转。如此，本实用新型所提供的遥控转向系统，通过操作人员(或驾驶员)在遥控舱内对遥控转向器的转向操作，利用遥控转向杆的同步旋转使得角度编码器精确检测遥控转向器的转动角度，最后通过转向电机在驾驶舱内带动受控转向杆与遥控转向器进行同步旋转。相比于现有技术，本实用新型能够实现对工程机械的远程遥控转向操作，并且由于操作人员是在遥控舱内对遥控转向器进行远程操作，而非在驾驶舱内进行实地操作，因此能够消除操作人员的安全风险；同时，受控转向杆仅由转向电机进行驱动，大幅降低了结构复杂度和体积，因此还能够降低转向器的空间占用。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
21.图2为转向限位机构的具体结构示意图。
22.图3为连接架的具体结构示意图。
23.图4为传动组件的具体结构示意图。
24.图5为上限位块的具体结构示意图。
25.图6为下限位块的具体结构示意图。
26.图7为固定块与支撑板的具体结构示意图。
27.图8为角度编码器的具体结构示意图。
28.图9为图2的侧视图。
29.其中，图1—图9中：
30.遥控转向器—1，遥控转向杆—2，角度编码器—3，受控转向杆—4，转向电机—5，转向限位机构—6，无线通信控制器—7；
31.检测轴—31，连接板—32，连接架—61，上限位块—62，下限位块—63，传动组件—64，固定块—65，支撑板—66；
32.连接底板—611，导向柱—612，上t型块—621，上避位槽—622，下t型块—631，下避位槽—632，丝杆—641，传动螺母—642，导向槽—643。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.请参考图1，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
35.在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，遥控转向系统主要包括遥控转向器1、遥控转向杆2、角度编码器3、受控转向杆4和转向电机5。
36.其中，遥控转向器1安装在遥控舱内，可供操作人员进行转向控制操作，并进行顺时针或逆时针旋转运动。
37.遥控转向杆2与遥控转向器1相连，当遥控转向器1旋转时，遥控转向杆2与其同步旋转。
38.角度编码器3与遥控转向杆2形成动力连接，从而在遥控转向杆2旋转时，能够将其旋转运动输入到角度编码器3中，从而使角度编码器3检测遥控转向杆2的转动角度(包括转动方向)。
39.转向电机5安装在工程机械的驾驶舱内，并且与受控转向杆4形成动力连接，主要用于根据角度编码器3的检测数据驱动受控转向杆4进行同步旋转。
40.如此，本实施例所提供的遥控转向系统，通过操作人员(或驾驶员)在遥控舱内对遥控转向器1的转向操作，利用遥控转向杆2的同步旋转使得角度编码器3精确检测遥控转向器1的转动角度，最后通过转向电机5在驾驶舱内带动受控转向杆4与遥控转向器1进行同步旋转。
41.相比于现有技术，本实施例能够实现对工程机械的远程遥控转向操作，并且由于操作人员是在遥控舱内对遥控转向器1进行远程操作，而非在驾驶舱内进行实地操作，因此能够消除操作人员的安全风险；同时，受控转向杆4仅由转向电机5进行驱动，大幅降低了结构复杂度和体积，因此还能够降低转向器的空间占用。
42.考虑到工程机械在实际转向时具有限位功能，为此，本实施例中增设了转向限位
机构6。具体的，该转向限位机构6安装在遥控舱内，主要用于限制遥控转向杆2的最大旋转角度(双向)，从而实现对遥控转向器1的转动角度限位，进而实现对受控转向杆4的转动角度限位。
43.如图2所示，图2为转向限位机构6的具体结构示意图。
44.在关于转向限位机构6的一种可选实施例中，该转向限位机构6主要包括连接架61、上限位块62、下限位块63和传动组件64。其中，连接架61与遥控舱相连，比如与遥控舱的仓壁等位置相连，主要用于实现转向限位机构6在遥控舱内的稳定安装。传动组件64设置在连接架61中，并且可在连接架61中进行垂向移动，同时，传动组件64的一端与遥控转向杆2形成动力连接，主要用于将遥控转向杆2的旋转运动转化为垂向直线运动，实现在连接架61中的垂向升降运动。上限位块62设置在连接架61的顶部位置，主要用于对传动组件64进行抵接，以实现传动组件64的上升运动限位。同理，下限位块63设置在连接架61的底部位置，主要用于对传动组件64进行抵接，以实现传动组件64的下降运动限位。显然，上限位块62与下限位块63对传动组件64的上、下运动限位，即相当于对遥控转向器1的正向旋转、逆向旋转限位。
45.如图3所示，图3为连接架61的具体结构示意图。
46.在关于连接架61的一种可选实施例中，该连接架61主要包括连接底板611和导向柱612。其中，连接底板611一般呈平板状，而导向柱612设置在连接底板611上，同时立设有多根，比如4根等，且各个导向柱612均沿垂向方向延伸，同时垂直于连接底板611的表面。一般的，连接底板611可呈矩形板状，而各个导向柱612分别设置在连接底板611的四个角落位置处，如此设置，连接架61整体形成凳子状。
47.如图4所示，图4为传动组件64的具体结构示意图。
48.在关于传动组件64的一种可选实施例中，该传动组件64具体为丝杆641传动部件，主要包括丝杆641和传动螺母642。其中，丝杆641的顶端与遥控转向杆2的末端(底端)形成轴向对接和动力连接，并插设在连接架61中，具体可从连接底板611上的通孔中穿过。传动螺母642套设在丝杆641上，并与丝杆641形成螺纹传动。如此设置，当遥控转向器1旋转时，遥控转向杆2与其同步旋转，丝杆641又与遥控转向杆2同步旋转，进而将旋转运动传递到传动螺母642上，并利用螺纹传动特性，将丝杆641的旋转运动转化为传动螺母642的沿着丝杆641轴向的直线运动，即在连接架61中的垂向升降运动，从而在传动螺母642上升一定高度后，与上限位块62抵接而限位，或者在下降一定高度后，与下限位块63抵接而限位。
49.如图9所示，图9为图2的侧视图。
50.一般的，丝杆641的螺距可为5mm。若传动螺母642的上端面与上限位块62的下表面的距离为x1，传动螺母642的下端面与下限位块63的上表面的距离为x2，且若x1+x2＝25mm，则可计算出丝杆641总共可旋转5圈。当传动螺母642处于丝杆641的中间位置时(x1＝x2)，丝杆641可顺时针旋转900
°
或逆时针旋转900
°
。
51.在初始状态下，遥控转向器1回正，此时传动螺母642处于丝杆641的中间位置，若遥控转向器1顺时针旋转900
°
，则传动螺母642抵接到上限位块62，遥控转向器1无法继续顺时针旋转。同理，若遥控方向盘逆时针旋转900
°
，则传动螺母642抵接到下限位块63，遥控转向器1无法继续逆时针旋转。
52.为提高传动螺母642的垂向运动稳定性，本实施例中增设了导向槽643。具体的，该
导向槽643开设在传动螺母642的外壁上，主要用于与连接架61上的导向柱612形成配合，从而在传动螺母642进行垂向运动时，利用导向柱612与导向槽643之间的配合对传动螺母642的运动形成导向作用。一般的，导向柱612具体可呈矩形柱，而导向槽643具体可呈矩形槽。当然，导向柱612还可呈圆柱状，而导向槽643此时呈弧形槽。
53.如图5所示，图5为上限位块62的具体结构示意图。
54.在关于上限位块62的一种可选实施例中，该上限位块62主要包括上t型块621和上避位槽622。其中，上t型块621具体呈t型形状，其凸出部分嵌设在相邻的两个导向柱612的顶部之间。上避位槽622开设在上t型块621的内侧面上，主要用于避位丝杆641，避免阻碍丝杆641的旋转运动。一般的，上限位块62可成对分布，即在连接架61上对称设置两个，如此设置，两个上限位块62的上避位槽622互相拼合成大致的整圆，从而用于套设丝杆641。
55.如图6所示，图6为下限位块63的具体结构示意图。
56.在关于下限位块63的一种可选实施例中，该下限位块63主要包括下t型块631和下避位槽632。其中，上下型块具体呈t型形状，整体安装连接架61的连接底板611上，其凸出部分嵌设在相邻的两个导向柱612的底部之间。下避位槽632开设在下t型块631的内侧面上，主要用于避位丝杆641，避免阻碍丝杆641的旋转运动。一般的，下限位块63可成对分布，即在连接架61上对称设置两个，如此设置，两个下限位块63的下避位槽632互相拼合成大致的整圆，从而用于套设丝杆641。
57.如图7所示，图7为固定块65与支撑板66的具体结构示意图。
58.此外，为了提高对遥控转向杆2的稳定安装，本实施例中增设了固定块65和支撑板66。其中，固定块65与遥控舱相连，一般同时设置有两个，且呈相对分布；而支撑板66设置在固定块65上，一般连接在两个固定块65之间，主要用于实现对遥控转向杆2的稳定支撑。在支撑板66上开设有通孔，而遥控转向杆2的底端穿过该通孔。同时，在遥控转向杆2的底部位置一般套设有环板，以连接并压紧在支撑板66的表面上。
59.相应的，连接架61及上限位块62也可以通过上述固定块65和支撑板66进行稳定安装。具体的，连接架61中的各个导向柱612的顶端端面可通过螺栓等紧固件与支撑板66的底面相连。同理，上限位块62中的上t型块621的顶端端面可通过螺栓等紧固件与支撑板66的底面相连。
60.如图8所示，图8为角度编码器3的具体结构示意图。
61.为便于实现角度编码器3与遥控转向杆2之间的连接，本实施例中，角度编码器3通过检测轴31与遥控转向杆2的末端形成动力连接，从而实现遥控转向杆2与检测轴31之间的同步旋转，角度编码器3即可通过对检测轴31的旋转状态测量精确地获得遥控转向杆2与遥控转向器1的转动角度。同时，为保证角度编码器3在遥控舱内的稳定安装，本实施例中，在角度编码器3的壳体上设置有连接板32，以通过该连接板32与连接架61的侧壁相连，比如可通过螺栓等紧固件相连。一般的，该连接板32可呈u型弯板状。
62.另外，为保证角度编码器3的检测数据能够及时、稳定地传递到转向电机5处，本实施例中增设了无线通信控制器7。具体的，该无线通信控制器7可同时设置两个，分别设置在遥控舱和驾驶舱内，且两个控制器内部保持信号连接，从而使得角度编码器3的检测数据能够通过无线网络发送给设置在遥控舱内的无线通信控制器7，再通过无线网络传递至设置在驾驶舱内的无线通信控制器7，最终传递至转向电机5的控制端。
63.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，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。