一种由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置的制作方法

1.本实用新型涉及汽车部件技术领域，特别涉及一种由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置。


背景技术：

2.随着经济的快速发展，汽车已成为人们生活中不可缺少的交通工具。汽车转向器是汽车的重要组成部分，其主要功能是改变汽车的行驶方向和使汽车保持稳定的直线行驶。转向器主要是将转向盘的转动变为齿条轴的直线运动，从而驱动转向摇臂的摆动，使车轮向方向盘转动的同一方向转动。
3.若车轮转向时阻力太大，驾驶人员通过方向盘转向时十分吃力，因此许多汽车转向器都设有外部动力作为助力。在这些助力转向器中，尤其是自动驾驶领域内，电动转向器应用最为广泛。现有技术的电动助力转向器中，电机都是外置在转向驱动机构的，电机和转向机构还需要额外的传动构件来连接，结构复杂，在成本、精度等方向都有待优化。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于提供一种由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
5.为解决上述技术问题所采用的技术方案：
6.一种由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，包括：孔型电机和转向拉杆；
7.所述孔型电机包括电机轴，所述电机轴与所述转向拉杆同轴设置，所述电机轴具有沿轴向延伸的套接孔，所述转向拉杆穿设于所述套接孔并与所述电机轴螺纹传动连接。
8.本实用新型所提供的由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，至少具有如下的有益效果：所述孔型电机能够通过驱动电机轴转动，通过螺纹传动使所述转向拉杆沿轴向移动，从而实现车轮转向的操控。本实用新型的由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，通过孔型伺服电机直接驱动转向拉杆移动，结构紧凑、应用时布局难度低；电机轴直接与转向拉杆传动连接，动力传动次数少，精度高；电机和转向拉杆无需额外传动构件，整体结构成本以及后期维护成本较低。
9.作为上述技术方案的进一步改进，所述孔型电机还包括电机壳、轴承组、定子和转子；所述电机轴穿设于所述电机壳内，所述轴承组分别与所述电机轴和电机壳同轴连接，所述定子和转子设于所述电机轴和电机壳之间，所述定子与所述电机壳连接，所述转子与所述电机轴连接。通过上述技术方案，所述电机轴和电机壳通过所述轴承组实现转动连接，所述定子和转子分别与电机壳和电机轴连接，转子在定子的电磁作用下旋转，从而带动电机轴相对述电机壳转动。
10.作为上述技术方案的进一步改进，所述轴承组包括多个圆锥滚子轴承。通过上述技术方案，圆锥滚子轴承能够抵抗轴向推力，使得电机轴能够固定在电机壳内避免轴向窜动。
11.作为上述技术方案的进一步改进，所述电机轴设有限位轴肩，所述圆锥滚子轴承成对设置与所述限位轴肩的轴向两端。通过上述技术方案，通过限位轴肩使得电机轴能够与所述圆锥滚子轴承实现轴向连接。
12.作为上述技术方案的进一步改进，所述电机壳内具有沿轴向设置的轴承腔和绕组腔，所述轴承组设于所述轴承腔内，所述定子和转子设于所述绕组腔内。通过上述技术方案，轴承腔和绕组腔分别为轴承组和定子以及转子提供安装空间，轴承腔和绕组腔沿轴向设置，使得孔型电机的径向尺寸能够保持较小值，同时为电机轴和转向拉杆的螺纹传动提供空间。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述汽车转向器装置还包括转向传动轴，所述转向传动轴与所述电机轴传动连接。通过上述技术方案，在断电时还能够通过转向传动轴带动电机轴转动，实现机械传动转向。
14.作为上述技术方案的进一步改进，所述转向传动轴的轴向与所述电机轴相互垂直，所述转向传动轴和电机轴之间设有传动构件。通过上述技术方案，电机轴与转向拉杆同轴设置，转向传动轴垂直于电机轴，驾驶人员能够更方便控制转向传动轴的转动。
15.作为上述技术方案的进一步改进，所述传动构件包括蜗轮和蜗杆，所述蜗杆与所述转向传动轴同轴固定连接，所述蜗轮与所述电机轴同轴固定连接。通过上述技术方案，通过蜗轮蜗杆传递两交错轴之间的运动和动力时，能够得到很大的传动比，相比起锥齿轮传动结构更为紧凑，承载力也更高，而且具有自锁特性。
16.作为上述技术方案的进一步改进，所述传动构件包括两个锥齿轮，两个所述锥齿轮分别与所述转向传动轴和电机轴同轴固定连接。通过上述技术方案，相啮合的锥齿轮也能用来传递两相交轴之间的运动和动力，且具有制造方便，应用广，维护成本低的优点。
17.作为上述技术方案的进一步改进，所述转向传动轴可靠近或远离所述电机轴，使所述传动构件相啮合或分离。通过上述技术方案，转向传动轴和电机轴能够有选择性地分离，在孔型伺服电机的电机能正常工作时，这些相啮合的锥齿轮及蜗杆都不参与传动。只有在电机无法正常工作时，方向盘才直接通过这些锥齿轮或蜗杆来驱动电机轴拉动转向拉杆使车轮变向。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明；
19.图1是本实用新型所提供的由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，其一实施例的立体示意图；
20.图2是本实用新型所提供的由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，其一实施例的侧视图；
21.图3是本实用新型所提供的由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，其一实施例的侧向剖视图；
22.图4是本实用新型所提供的由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，其一实施例的立体分解示意图；
23.图5是本实用新型所提供的由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，其一实施例的立体示意图；
24.图6是本实用新型所提供的由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，其一实施例的侧视图。
25.图中：100、孔型电机；110、电机壳；111、轴承腔；112、绕组腔；113、环形凸台；114、前法兰；115、后法兰；116、编码器；120、电机轴；121、限位轴肩；122、套接孔；130、轴承组；131、隔套；132、圆锥滚子轴承；140、定子；150、转子；200、转向拉杆；210、球形铰接头；300、转向传动轴；310、蜗轮；320、蜗杆；330、锥齿轮。
具体实施方式
26.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
29.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
30.参照图1至图6，本实用新型的由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置作出如下实施例：
31.一种由孔型伺服电机驱动的汽车转向器装置，包括：孔型电机100、转向拉杆200和转向传动轴300。
32.以所述转向拉杆200的轴向为前后方向。所述孔型电机100沿前后方向设置。所述孔型电机100包括：电机壳110、电机轴120、轴承组130、定子140和转子150。所述电机轴120穿设于所述电机壳110内，所述轴承组130、定子140和转子150均设于所述电机轴120和电机壳110之间。所述轴承组130用于使所述电机轴120与电机壳110转动连接。所述定子140和转子150用于驱动所述电机轴120相对所述电机壳110转动。
33.在本实施例中，所述电机壳110呈圆筒形状。所述电机壳110具有中空的内腔。所述内腔包括轴承腔111和绕组腔112。所述轴承腔111和绕组腔112均呈圆柱形状，且所述轴承腔111和绕组腔112。所述内腔的中部设有往内凸起的环形凸台113，所述轴承腔111和绕组腔112分别设于所述环形凸台113的前后两侧。
34.所述电机壳110的前后两端分别设有前法兰114和后法兰115。所述前法兰114固定安装于所述电机壳110的前端，所述前法兰114和环形凸台113分别设于所述轴承腔111的前后两侧。所述后法兰115固定安装于所述电机壳110的后端，所述环形凸台113和后法兰115分别设于所述绕组腔112的前后两侧。
35.所述电机轴120转动穿设于所述电机壳110的内腔。所述电机轴120的轴向沿前后方向延伸。所述电机轴120具有前后贯穿的套接孔122。所述套接孔122同轴套设于所述转向拉杆200。所述套接孔122与所述转向拉杆200螺纹传动连接。
36.所述套接孔122内侧设有内螺纹，所述转向拉杆200外侧设有对应的、相啮合的外螺纹。当所述电机轴120相对所述转向拉杆200转动时，能通过螺纹传动使所述转向拉杆200相对所述电机轴120前后移动。
37.所述轴承组130设于所述轴承腔111内。所述轴承组130包括两个圆锥滚子轴承132和隔套131。
38.所述电机轴120的外侧设有外凸的限位轴肩121。两个所述圆锥滚子轴承132成对分设于所述限位轴肩121的前后两端。所述隔套131呈圆柱筒形状，所述隔套131同轴套设于所述限位轴肩121外侧。所述隔套131和限位轴肩121的轴向尺寸一致。
39.在实际使用时，前后成对设置的圆锥滚子轴承132分别设于所述轴承腔111的前后两端，两个所述圆锥滚子轴承132的外圈分别抵紧在所述前法兰114和环形凸台113之间。所述隔套131设于两个所述圆锥滚子轴承132之间，所述隔套131的前后两端分别抵紧所述两个圆锥滚子轴承132的外圈。两个所述圆锥滚子轴承132的内圈分别抵紧在所述限位轴肩121的前后两端。
40.所述定子140和转子150均设于所述绕组腔112内。所述定子140与所述电机壳110连接，所述转子150与所述电机轴120连接。所述定子140套设于所述转子150的外侧、并固定设于所述绕组腔112的内壁。所述定子140的前端抵紧在所述环形凸台113的后侧，所述后法兰115能够将所述定子140的后端抵紧。所述转子150同轴套设于所述电机轴120、并与所述电机轴120同步转动。在实际使用时，所述转子150在定子140的电磁作用下旋转，从而带动所述电机轴120绕自身的旋转轴线相对所述电机壳110转动。
41.所述电机壳110的后端还设有编码器116。所述编码器116包括磁环和读头。所述磁环与所述电机轴120的后端连接，所述堵头安装于所述后法兰115。通过编码器116实现所述孔型电机100的精确控制。
42.所述转向拉杆200的前后两端均设有与车轮机构连接的球形铰接头210。所述孔型电机100能够通过电机轴120螺纹驱动所述转向拉杆200前后移动，从而控制车轮的偏摆转向。为了保证在断电时仍然可以通过方向盘灵活操控车轮转向，所述转向传动轴300的上端与方向盘连接。所述转向传动轴300的轴向与所述电机轴120相互垂直。所述转向传动轴300和电机轴120之间设有传动构件，所述转向传动轴300通过所述传动构件与所述电机轴120传动连接。
43.参照图1和图2，在一些实施例中，所述传动构件可以包括蜗轮310和蜗杆320。所述蜗杆320与所述转向传动轴300的端部同轴固定连接。所述蜗轮310与所述电机轴120同轴固定连接。在如图5和图6所示的另外一些实施例中，所述传动构件可以采用两个锥齿轮330。所述两个锥齿轮330分别与所述转向传动轴300和电机轴120同轴固定连接。
44.所述转向传动轴300可相对所述电机轴120移动，使所述传动构件分离或相啮合。在孔型电机100能正常工作时，这些相啮合的锥齿轮330及蜗杆320都不参与传动。只有在电机无法正常工作时，方向盘才直接通过传动构件的锥齿轮330或蜗杆320来驱动电机轴120拉动转向拉杆200移动，使车轮变向。这种机构上的电机既能接受由方向盘发出的指令工
作，也可以在无人驾驶状态接受其他传感器的信号来实施自动驾驶。
45.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
46.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下还可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。