转向比调节系统及转向系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及转向系统，尤其涉及一种转向比调节系统。
【背景技术】
[0002]转向系统对汽车的操纵稳定性，舒适性和安全性有着至关重要的作用。转向系统的转向比反映了车轮转角随方向盘转角的变化特性，转向比的大小会影响方向盘的操作强度，车辆对方向盘输入的反应快慢，从而决定了车辆能否按照驾驶员意图完成预期的动作。
[0003]另外，在不同的行驶状态下，对转向比的要求也是不相同的。比如，当汽车开始处于停车状态，汽车速度较低或者转向角度较大时，需要提供较小的转向比；而当汽车高速行驶或者转向角度较小时，则需要提供较大的转向比，从而提高汽车转向的稳定性。为了在不同的行驶状态下获得不同的转向比，需要实现可变转向比的转向系统。目前主要有两种方式实现转向系统的转向比可变:一种方式是依靠特殊的齿条实现，这种方式原理简单，成本相对较低，但是转向比变化范围有限，且不能灵活变化；另一种方式是通过行星齿轮结构和电子系统实现的，这种实现方式结构复杂，成本较高。
[0004]因此，需要一种转向比调节系统，其能实现转向比的灵活变化，且结构简单，易于实现，造价较低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型解决的问题是提供一种转向比调节系统，其能实现转向比的灵活变化，且结构简单，易于实现，造价较低。
[0006]为解决上述问题，本实用新型提供了一种转向比调节系统，包括:多个轴，所述多个轴通过万向节首尾相连并定义出第一自由端和第二自由端，其中，所述第一自由端连接于转向盘，所述第二自由端连接于输出齿轮，所述多个轴的每两相邻轴之间界定出一夹角，所述夹角的至少其中之一是可变的。
[0007]可选的，所述多个轴包括第一轴，第二轴，和第三轴；所述第一轴的一端为所述第一自由端，所述第一轴的另一端通过第一万向节连接于所述第二轴；所述第三轴的一端为所述第二自由端，所述第三轴的另一端通过第二万向节连接于所述第二轴；所述第一轴与所述第二轴之间的夹角定义为第一夹角，所述第二轴与所述第三轴之间的夹角定义为第二夹角。
[0008]可选的，所述第一夹角和所述第二夹角适于调整至使得所述第一轴的角速度与所述第三轴的角速度相同。
[0009]可选的，所述第一万向节可沿所述第一轴的轴向移动，以改变所述第一夹角和第二夹角的至少其中之一。
[0010]可选的，所述第一轴可沿其所述轴向伸缩，所述第二轴可沿其所述轴向伸缩，以使所述第一万向节适于移动。
[0011]可选的，所述第一轴包括第一轴鞘和套接在所述第一轴鞘内的第一滑杆，所述第一滑杆可沿所述第一轴鞘滑动。
[0012]可选的，所述第二轴包括第二轴鞘和套接在所述第二轴鞘内的第二滑杆，所述第二滑杆可沿所述第二轴鞘滑动。
[0013]可选的，所述第二万向节可沿所述第三轴的轴向移动，以改变所述第一夹角和第二夹角的至少其中之一。
[0014]可选的，所述第二轴可沿其所述轴向伸缩，所述第三轴可沿其所述轴向伸缩，以使所述第二万向节适于移动。
[0015]可选的，所述第三轴包括第三轴鞘和套接在所述第三轴鞘内的第三滑杆，所述第三滑杆可沿所述第三轴鞘滑动。
[0016]可选的，所述转向比调节系统进一步包括调节装置，所述调节装置适于根据行驶状态调节所述夹角的至少其中之一。
[0017]可选的，所述行驶状态包括行驶速度和转向角度的至少其中之一。
[0018]可选的，所述调节装置包括动力源，驱动装置和控制装置，所述动力源适于为所述驱动装置提供驱动动力，所述驱动装置适于在所述控制装置的控制下驱动所述万向节的其中之一移动，以改变所述夹角的至少其中之一。
[0019]本实用新型还提供了一种转向系统，该转向比调节系统包括上述转向比调节系统的其中之一。
[0020]与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点:
[0021]首先，本实用新型提供的转向比调节系统通过改变相邻传动轴之间的万向节的位置，从而通过改变传动轴之间的夹角以实现转向比的连续变化。同时，万向节的位置变化又可以通过相应轴的伸缩实现。如此一来，该转向比调节系统可在原有传动系统的基础上，通过将相邻两轴配置成可伸缩结构实现。因此，本实用新型提供的转向比调节系统的结构简单，易于实现。
[0022]其次，本实用新型提供的转向比调节系统还包括调节装置，该调节装置适于根据行驶状态调整该系统的转向比，以实现转向比的自动控制。从而，可以根据行驶速度相应的调整转向比以获得恰当的转向比，比如，在车辆低速行驶时将转向比调低，以降低转向盘的调整强度，而在车辆高速行驶时将转向比调高，以降低转向盘的灵敏度，以使得驾驶更稳定，安全。而且，本实用新型提供的转向比调节系统可实现转向比的连续调整，从而避免因转向比突然变化而造成的驾驶不稳定。
[0023]另外，因为该转向比调节系统可实现转向比的连续调整，因此，可通过调整轴与轴之间的夹角及位置关系，实现等比传输，即输入轴与输出轴的角速度相等。
【附图说明】
[0024]图1是本实用新型的一实施例提供的转向比调节系统的示意图；
[0025]图2是本实用新型的一实施例提供的转向比调节系统的工作原理示意图；
[0026]图3是本实用新型的另一实施例提供的转向比调节系统的工作原理示意图；
[0027]图4是本实用新型的一实施例提供的转向比调节系统的调节性能示意图。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
[0029]参考图1所示，根据本实用新型一实施例的转向比调节系统被阐释，其中所述转向比调节系统包括多个首尾相连的轴10，相邻两轴之间通过万向节20连接，其中，多个轴10定义出第一自由端和第二自由端，所述第一自由端连接于转向盘以用于输入扭矩，所述第二自由端连接于输出齿轮以输出扭矩。如图1所示的转向比调节系统，其包括三个轴10，分别定义为第一轴11，第二轴12，和第三轴13，其中所述第一轴11与所述第二轴12之间通过第一万向节21连接，所述第二轴12与第三轴13之间通过第二万向节22连接。
[0030]另外，所述第一轴11的一端(即第一自由端)连接于转向盘30，所述第三轴13的一端(即第二自由端)连接于输出齿轮。所述第一轴11与所述第二轴12之间的夹角定义为第一夹角α?，所述第二轴12与所述第三轴13之间的夹角定义为第二夹角α2，其中所述第一夹角α I和所述第二夹角α 2的至少其中之一可变。也就是说，所述多个轴10的角速度是可变的。因此，当该转向比调节系统应用于转向系统时，该转向系统的转向比可以通过该转向系统进行调整，从而实现可变转向比。
[0031]其中，所述第一轴11以及所述第二轴12被配置成可伸缩结构，即所述第一轴11可沿其轴向延伸或收缩以改变第一轴11的长度，所述第二轴12也可沿其轴向延伸或收缩以改变第二轴12的长度。如此一来，所述第一夹角α I和所述第二夹角α 2的大小可以通过控制所述第一轴11和所述第二轴12的长度来调整。
[0032]在本实用新型的一些实施例中，所述第一轴11包括第一轴鞘111和第一滑动杆112，其中，所述第一轴鞘111适于套接在所述第一滑动杆112外，所述第一轴鞘111的内壁配置有滑槽，所述第一滑动杆112可沿所述第一轴鞘111内的滑槽移动。因此，可以通过改变第一滑动杆112与第一轴鞘111的相对位置，延伸或收缩所述第一轴11以减小其长度。
[0033]同样的，第二轴12也可配置成包括第二轴鞘121和第二滑动杆122，其中，所述第二轴鞘121适于套接在所述第二滑动杆122外，所述第二轴鞘121的内壁配置有滑槽，所述第二滑动杆122可沿所述第二轴鞘121内的滑槽移动。
[0034]参考图2所示，本实用新型的实施例提供的转向比调节系统的工作原理被阐释。如图2所示，通过调整第一轴11和第二轴12的长度，以改变两者之间的第一万向节21的位置，从而改变第一夹角α I和第二夹角α 2的大小。具体地说，当所述第一轴11沿其轴向延伸时，所述第一万向节21从其原始位置B沿所述第一轴11的轴向移动至第一位置BI，同时，由于所述第三轴13的长度以及位置是固定的，因此所述第二轴12不仅会沿其轴向收缩，而且会绕第二万向节22摆动。如此一来，所述第一夹角α I减小，所述第二夹角α2增大，所述第一轴11的角速度不变的情况下，所述第二轴12以及所述第三轴13的角速度均发生变化，从而可以改变转向系统的传动比。此时，如果α?和α 2均在+90°至+180°之间，且所述第一轴11靠近转向盘，所述第三轴13靠近输出齿轮，所述转向比调整系统可提高转向系统的转向比。
[0035]类似的，当所述第一轴11沿其轴向收缩时，所述第一万向节21从其原始位置B沿所述第一轴11的轴向移动至第二位置Β2，同时，由于所述第三轴13的长度以及位置是固定的，因此所述第二轴12不仅会沿其轴向延伸，而且会绕第二万向节22摆动。如此一来，所述第一夹角α I增大，所述第二夹角α 2减小，所述第一轴11的角速度不变的情况下，所述第二轴12以及所述第三轴13的角速度均发生变化，从而可以改变转向系统的传动比。此时，如果α I和α 2均在+90°至+180°之间，且所述第一轴11靠近转向盘，所述第三轴13靠近输出齿轮，所述转向比调整系统可降低转向系统的转向比。
[0036]值得注意的是，本实施例提供的转向比调节系统还可以实现等速传动。具体地说，假设第一轴11从图2所示的位置转过Φ I角，第二轴12从图2所示的位置转过Φ2角，第三轴13从图2所示的位置转过Φ3角，则Φ1，Φ2，Φ3之间具有以下关系:
[0037]tg Φ I = tg Φ 2.cos (180。 -α?)
[0038]tg Φ 3 = tg Φ 2.cos (180。- α 2)
[0039]由此可以看出，当α? = α2时，Φ1= Φ3。换句话说，当通过调整第一万向节21和第二万向节22的位置以使得第一夹角α I和第二夹角α 2相等，且所述第一轴11，第二轴12以及第三轴13处于同一平面时，第一轴11的角速度与第三轴13的角速度相同，从而实现转矩的等比传输。