重合，所述限位螺母7上的感应块的中心与第一接近开关20的感应头的中心重合。所述直流电机19输出轴的轴心线与凸轮轴的轴心线同心安装。所述预紧机构13由螺栓、弹簧及钢球组成，螺栓上端与弹簧下端接触，弹簧上端与钢球下端接触，钢球上端与凸轮下端面接触，凸轮下端面与钢球对应的圆周上设置有圆锥形定位盲孔。所述凸轮17为盘形凸轮，所述凸轮17的突出端焊接有限位块。所述从动框16左端焊接有挡块，所述从动框16的左右内侧面各焊接有一块限位块，所述从动框16上端外侧面加工出一段凹槽。所述从动框16上端外侧面凹槽的位置与第二接近开关22的感应头的中心相对应。
[0015]当车辆准备以行走模式驾驶时，按下模式切换按钮使开关触点闭合，当第一接近开关20检测到限位螺母7上的感应块、即方向盘处于车辆直线行驶位置时，并且车辆行驶速度较低时，微控制单元控制直流电机19带动凸轮14逆时针旋转，当凸轮14驱动从动框16滑动到达右极限位置时，凸轮受限位块作用停转，第二接近开关22检测到从动框16上端外侧面凹槽的左边缘后输出电信号，直流电机19停止转动，若直流电机没及时停转，预紧机构13起过载保护作用，以防止电机堵转，直到电机停止转，此时，从动框16的挡块不在挡环8的挡板的周向旋转范围内，车辆转向状态为行走模式，也就是车辆全转向方向盘转动的角度为900°。方向盘旋转带动中心轴I转动，电磁线圈3与阻尼盘5用于实现路感反馈，微控制单元通过流经电磁线圈3电流的大小，产生不同的制动力矩，从而可以给驾驶员提供相应的路感反馈，角位移传感器9实时检测中心轴I的旋转角度并输出电信号给微控制单元，微控制单元发出指令给转向执行机构驱动车辆进行转向动作，当方向盘到达全转向位置时，限位螺母8会在上下限位端面的阻挡作用下停止运动，方向盘限位；当车辆准备以作业模式驾驶时，按动模式切换按钮使开关触点打开，当第一接近开关20检测到限位螺母7上的感应块、即方向盘处于车辆直线行驶位置时，并且车辆的行驶速度较低时，微控制单元控制直流电机19带动凸轮顺时针转动，当凸轮14驱动从动框16滑动到达左极限位置时，凸轮受限位块作用停转，第二接近开关22检测到从动框16上端外侧面凹槽的右边缘后输出电信号，直流电机19停止转动，若直流电机没及时停转，预紧机构13起过载保护作用，以防止电机堵转，直到电机停止转动，此时，从动框16的挡块正好处于挡环8的挡块的周向旋转范围内，车辆转向状态为作业模式，也就是车辆全转向方向盘转动的角度为180°。方向盘旋转带动中心轴I转动，电磁线圈3与阻尼盘5用于实现路感反馈，微控制单元通过控制流经电磁线圈3电流的大小，产生不同的制动力矩，从而可以给驾驶员提供相应的路感反馈，角位移传感器9实时检测中心轴I的旋转角度并输出电信号给微控制单元，微控制单元发出指令给转向执行机构驱动车辆进行转向动作，当方向盘到达全转向位置时，挡环7的挡板会在从动框16上的挡块的阻挡作用下停止运动，方向盘限位。从而可以准确的检测方向盘的旋转角度，给驾驶员提供可调、合适的路感，根据不同的工作模式，调整方向盘完成全转向的转动圈数。
【主权项】
1.一种凸轮式车辆线控转向方向盘装置，其特征是，主要由中心轴(1)、上端盖(2)、电磁线圈(3)、电磁线圈盒(4)、阻尼盘(5)、箱体(6)、限位螺母(7)、挡环(8)、角位移传感器(9)、盖板(10)、轴承座(11)、支撑架(12)、预紧机构(13)、凸轮轴(14)、挡板(15)、从动框(16)、凸轮(17)、电机支撑座(18)、直流电机(19)、第一接近开关(20)、沟槽挡板(21)、第二接近开关(22)组成；所述中心轴(I)的上端通过轴承安装在上端盖(2)上，所述中心轴(I)的下端通过轴承安装在箱体(6)上，所述中心轴(I)上加工有传动螺纹，所述上端盖(2)固定安装在箱体(6)上，所述电磁线圈(3)固定安装在电磁线圈盒⑷内，所述电磁线圈盒(4)与上端盖(2)固定联接，所述中心轴(I)穿过电磁线圈盒(4)的中心孔，所述中心轴⑴与电磁线圈盒⑷的中心孔之间设置有间隙，所述阻尼盘(5)与中心轴⑴固定联接，所述限位螺母(7)的外形为矩形，所述限位螺母(7)与中心轴(I)的螺纹部分传动配合安装，所述限位螺母(7)的前侧面与箱体(6)下部的前侧内壁滑动配合安装，所述限位螺母(7)的后侧面与箱体(6)下部的后侧面内壁滑动配合安装，所述限位螺母(7)的下端设置有感应块，所述挡环(8)固定安装在中心轴(I)上，所述挡环(8)上设置有挡块，所述角位移传感器(9)的壳体固定安装在箱体￠)的下端，所述角位移传感器(9)的输入空心轴与中心轴⑴的下端固定联接，所述盖板(10)固定安装在箱体(6)的下部，所述轴承座(11)与支撑架(12)固定联接，所述支撑架(12)固定安装在盖板(10)上，所述挡板(15)与支撑架(12)固定联接，所述凸轮轴(14)与直流电机(19)的输出轴固定联接，所述凸轮(17)与凸轮轴(14)的轴颈部分动配合安装，所述凸轮(17)的下端面通过预紧机构(13)与凸轮轴(14)传动配合安装，所述从动框(16)与前后两块沟槽挡板(21)滑动配合安装，所述电机支承座(I8)固定安装在盖板(10)上，所述直流电机(19)固定安装在电机支承座(18)上，所述第一接近开关(20)固定安装在箱体(6)的下部，所述沟槽挡板(21)固定安装在盖板(10)上，所述第二接近开关(22)固定安装在后侧沟槽挡板(21)上。
2.根据权利要求1所述凸轮式车辆线控转向方向盘装置，其特征是:在方向盘处于车辆直线行驶的位置时，所述限位螺母(X)的长度方向中心与中心轴(I)上传动螺纹长度方向中心重合，所述限位螺母(7)上的感应块的中心与第一接近开关(20)的感应头的中心重入口 ο
3.根据权利要求1所述凸轮式车辆线控转向方向盘装置，其特征是:所述直流电机(19)输出轴的轴心线与凸轮轴的轴心线同心安装。
4.根据权利要求1所述凸轮式车辆线控转向方向盘装置，其特征是:所述预紧机构(13)由螺栓、弹簧及钢球组成，螺栓上端与弹簧下端接触，弹簧上端与钢球下端接触，钢球上端与凸轮下端面接触，凸轮下端面与钢球对应的圆周上设置有圆锥形定位盲孔。
5.根据权利要求1所述凸轮式车辆线控转向方向盘装置，其特征是:所述凸轮(17)为盘形凸轮，所述凸轮(17)的突出端设置有限位块。
6.根据权利要求1所述凸轮式车辆线控转向方向盘装置，其特征是:所述从动框(16)左端设置有挡块，所述从动框(16)的左右内侧面各设置有一块限位块，所述从动框(16)上端外侧面设置有一段凹槽，所述从动框(16)上端外侧面凹槽的位置与第二接近开关(22)的感应头中心相对应。
【专利摘要】本实用新型公开了一种凸轮式车辆线控转向方向盘装置，旨在准确检测方向盘的旋转角度，能为驾驶员提供可调、合适的路感，且能在不同的工况下改变工作模式、调整方向盘完成全转向的转动圈数。中心轴通过轴承安装在上端盖和箱体上，电磁线圈固定安装在电磁线圈盒内，电磁线圈盒与上端盖固定联接，阻尼盘与中心轴固定联接，限位螺母与中心轴的螺纹部分传动配合安装，挡环套装在中心轴上，从动框与前后两块沟槽挡板滑动配合安装，凸轮轴与直流电机输出轴固定联接，凸轮通过预紧机构与凸轮轴配合安装，第一接近开关固定安装在箱体上，第二接近开关固定安装在后侧沟槽挡板上。本实用新型适用于车辆作为线控转向方向盘。
【IPC分类】B62D3-00, B62D5-04
【公开号】CN204472881
【申请号】CN201520138018
【发明人】王安敏, 李晓航
【申请人】青岛科技大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月12日