一种方向盘自动控制装置及其安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种方向盘自动控制装置，属于工程机械技术领域，包括设置在方向盘轴(9)一侧的中间轴(1)，位于中间轴(1)一侧的电机(2)，用于连接中间轴(1)和电机(2)的第一传动机构(3)，用于连接中间轴(1)和方向盘轴(9)的第二传动机构(4)以及用于连接第一传动机构(3)和中间轴(1)的电磁离合器(5)；电机(2)通过第一传动机构(3)和电磁离合器(5)驱动中间轴(1)转动，中间轴(1)通过第二传动机构(4)驱动方向盘轴(9)转动。本发明专利技术的方向盘自动控制装置提高了传动比，使得输出力矩更大，实现了方向盘自动控制与手动控制的灵活切换且互不干扰，同时该装置还具有结构紧凑，需要的安装空间小等优点。

A steering wheel automatic control device and its installation method

The invention discloses a steering wheel automatic control device, which belongs to the technical field of engineering machinery, including an intermediate shaft (1) set on one side of the steering wheel shaft (9), an motor (2) on the side of the intermediate shaft (1), used for connecting the intermediate shaft (1) and the first transmission mechanism (3) of the motor (2) to connect the second transmission of the intermediate shaft (1) and the steering wheel axis (9). The moving mechanism (4) and an electromagnetic clutch (5) for connecting the first transmission mechanism (3) and the intermediate shaft (1); the motor (2) rotates through the first transmission mechanism (3) and the electromagnetic clutch (5) driving the intermediate shaft (1), and the intermediate shaft (1) rotates through the second drive mechanism (4) driving the steering wheel axis (9). The steering wheel automatic control device of the invention improves the transmission ratio, makes the output torque larger, realizes the flexible switching of the steering wheel control and manual control, and does not interfere with each other. At the same time, the device has the advantages of compact structure and small installation space.

【技术实现步骤摘要】
一种方向盘自动控制装置及其安装方法
本专利技术涉及工程机械
，尤其涉及一种方向盘自动控制装置及其安装方法。
技术介绍
由于工程机械智能化能一定程度上节省劳作时间和劳动力的大量支出，提高劳动生产效率而被国家所提倡，我国智能挖掘机改装工作还处在起步阶段。传统挖掘机需要人驾驶操控，履带式行驶的特点使得挖掘机行进速度很慢，长时间的作业转场易使驾驶员感到疲劳。近来智能化技术的进步，把驾驶员双手从方向盘中解放出来成为技术的潮流。传统的有人驾驶挖掘机让驾驶员全身心固定在方向盘上，驾驶员需要克服高温、日照等工作环境，还要经受缓慢费时的转场驾驶，不利于驾驶员身心健康。为解决上述问题，目前已有一些方向盘自动控制机构，但这些机构本身存在如下缺陷：1、现有的方向盘自动控制机构采用的是一级传动，传动比小，输出力矩小，难以满足转动方向盘所需要的力矩。2、由于安装了方向盘自动控制机构，使得机构的阻力力矩变大，手动操作方向盘比较费力。3、约翰迪尔公司设计的ATU200自动方向盘的设计，但是ATU200方向盘的转向系统结构大，需要的安装空间大，而现有挖掘机方向盘的安装空间余量小，如需安装到现有的方向盘上，需要切割机体以增大安装空间，费时又费力，不利于广泛应用。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是提供一种方向盘自动控制装置及其安装方法，通过采用两级传动，解决了现有技术中由于采用一级传动，传动比小，输出力矩小，难以满足转动方向盘所需要的力矩的问题；通过采用电磁离合器，解决了现有技术中因安装了方向盘自动控制机构导致方向盘手动操作时比较费力的问题；同时通过选用小电机，使得结构紧凑，解决了现有技术中因安装空间余量小需切割机体，费时又费力的问题。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种方向盘自动控制装置，包括中间轴，设置在方向盘轴的一侧；电机，设置在所述中间轴的一侧；第一传动机构，设置在所述中间轴的一端，与所述中间轴连接，且与所述电机连接；第二传动机构，设置在所述中间轴的另一端，与所述中间轴连接，且与所述方向盘轴连接；电磁离合器，其主动端与所述第一传动机构固定连接，其被动端与所述中间轴固定连接；所述电机通过所述第一传动机构和电磁离合器驱动所述中间轴转动，所述中间轴通过所述第二传动机构驱动所述方向盘轴转动。采用两级传动，提高了该方向盘自动控制装置的传动比，使得输出力矩更大，同时，通过采用电磁离合器，实现了方向盘的自动控制与手动控制的灵活切换，且互不干扰。进一步，所述第一传动机构为齿轮传动，包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮；所述主动齿轮安装在所述电机的输出轴上；所述从动齿轮内设置有第一轴承，并通过所述第一轴承固定在所述中间轴的一端，并与所述电磁离合器固定连接。第一传动机构采用齿轮传动，具有传动效率高，传递平稳，传动比大且传动比精确，传递扭矩大，工作可靠，寿命长等优点。进一步，所述主动齿轮与从动齿轮为直齿齿轮，主动齿轮与从动齿轮的传动比的取值范围为1/3～2/3。进一步，所述第二传动机构为同步带传动，包括：主同步带轮，其安装在所述中间轴的另一端；从同步带轮，其安装在所述方向盘轴上；同步带，其一端套设在所述主同步带轮上，另一端套设在所述从同步带轮上。进一步，所述主同步带轮与所述从同步带轮的传动比的取值范围为1/5～4/5。进一步，所述电机的输出功率的范围为63W～200W。进一步，所述方向盘自动控制装置还包括：第一固定架，设置在所述第一传动机构和第二传动机构之间；其一端设置有夹持部所述夹持部套设在所述方向盘套筒的外部；另一端设置有轴承孔，用于安装第二轴承并通过所述第二轴承固定所述中间轴；所述方向盘套筒套设在所述方向盘轴的外部。进一步，所述方向盘自动控制装置还包括：第二固定架，其与所述第一固定架固定连接或一体成型，其上设置有电机固定板。进一步，所述电机固定板的面积的范围为3876mm2～5025mm2。进一步，所述方向盘自动控制装置还包括：第三固定架，其一端设置有轴承孔，用于安装第三轴承并通过所述第三轴承固定在所述中间轴位于所述第一传动机构的一端的端部，用于轴向固定中间轴；另一端与所述第一固定架固定连接。根据本专利技术的另一个方面，提供一种方向盘自动控制装置的安装方法，包括以下步骤：将方向盘从方向盘轴上取下，锯掉预设长度的方向盘套筒；利用第一固定架的夹持部将所述第一固定架固定在所述方向盘套筒上；将电机固定在第二固定架的电机固定板上，并在所述电机的输出轴上安装主动齿轮；将电磁离合器安装在中间轴上，且所述电磁离合器的被动端与所述中间轴固定连接；利用第一轴承将从动齿轮安装在所述中间轴上，并与所述电磁离合器的主动端固定连接；利用第二轴承将所述中间轴固定在所述第一固定架上；利用第三轴承将第三固定架安装在所述中间轴靠近所述从动齿轮的一端的端部，再将轴端挡板固定在所述第三固定架上，对所述中间轴进行轴向固定，最后将所述第三固定架安装到所述第一固定架上；将套好同步带的主同步带轮和从同步带轮分别安装在所述中间轴和方向盘轴上；将所述方向盘安装到方向盘轴靠近所述从同步带轮的一端的上端部。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本专利技术提供的一种方向盘自动控制装置，通过采用两级传动，解决了现有技术中由于采用一级传动，传动比小，输出力矩小，难以满足转动方向盘所需要的力矩的问题，提高了该方向盘自动控制装置的传动比，使得输出力矩更大；通过采用电磁离合器，解决了现有技术中因安装了方向盘自动控制机构导致方向盘手动操作时比较费力的问题，实现了方向盘的自动控制与手动控制的灵活切换，且互不干扰；同时由于两级传动的传动比大，因此可以选用小电机，解决了现有技术中因安装空间余量小需切割机体，费时又费力的问题，使得该方向盘自动控制装置具有结构紧凑，需要的安装空间小等优点，可以广泛应用到各个领域。本专利技术还提供一种方向盘自动控制装置的安装方法，该方法简单易行，可以快速增加方向盘的自动控制功能，实现了方向盘的自动控制与手动控制的灵活切换，且互不干扰。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种方向盘自动控制装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的一种方向盘自动控制装置的剖面示意图；图3是本专利技术实施例一提供的第一固定架的结构示意图；图4是本专利技术实施例一提供的第二固定架的结构示意图；图5是本专利技术实施例一提供的第三固定架的结构示意图；图6是本专利技术实施例二提供的一种方向盘自动控制装置的安装方法流程图。附图标记：1、中间轴，2、电机，3、第一传动机构，31、主动齿轮，32、从动齿轮，4、第二传动机构，41、主同步带轮，42、从同步带轮，43、同步带，5、电磁离合器，51、主动端，52、被动端，6、第一固定架，61、夹持部，62、轴承孔，7、第二固定架，71、电机固定板，72、连接板，8、第三固定架，81、轴承孔，8a、第一平板，8b、第二平板，8c、第三平板，9、方向盘轴，10、方向盘套筒，11、方向盘，12、轴端挡板，13、第一轴承，14、第二轴承，15、第三轴承。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方向盘自动控制装置，其特征在于，包括：中间轴(1)，设置在方向盘轴(9)的一侧；电机(2)，设置在所述中间轴(1)的一侧；第一传动机构(3)，设置在所述中间轴(1)的一端，与所述中间轴(1)连接，且与所述电机(2)连接；第二传动机构(4)，设置在所述中间轴(1)的另一端，与所述中间轴(1)连接，且与所述方向盘轴(9)连接；电磁离合器(5)，其主动端(51)与所述第一传动机构(3)固定连接，其被动端(52)与所述中间轴(1)固定连接；所述电机(2)通过所述第一传动机构(3)和电磁离合器(5)驱动所述中间轴(1)转动，所述中间轴(1)通过所述第二传动机构(4)驱动所述方向盘轴(9)转动。

【技术特征摘要】
1.一种方向盘自动控制装置，其特征在于，包括：中间轴(1)，设置在方向盘轴(9)的一侧；电机(2)，设置在所述中间轴(1)的一侧；第一传动机构(3)，设置在所述中间轴(1)的一端，与所述中间轴(1)连接，且与所述电机(2)连接；第二传动机构(4)，设置在所述中间轴(1)的另一端，与所述中间轴(1)连接，且与所述方向盘轴(9)连接；电磁离合器(5)，其主动端(51)与所述第一传动机构(3)固定连接，其被动端(52)与所述中间轴(1)固定连接；所述电机(2)通过所述第一传动机构(3)和电磁离合器(5)驱动所述中间轴(1)转动，所述中间轴(1)通过所述第二传动机构(4)驱动所述方向盘轴(9)转动。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一传动机构(3)为齿轮传动，包括相互啮合的主动齿轮(31)和从动齿轮(32)；所述主动齿轮(31)安装在所述电机(2)的输出轴上；所述从动齿轮(32)内设置有第一轴承(13)，并通过所述第一轴承(13)固定在所述中间轴(1)的一端，并与所述电磁离合器(5)固定连接。3.根据权利要求2所述的方向盘自动控制装置，其特征在于，所述主动齿轮(31)与从动齿轮(32)为直齿齿轮，主动齿轮(31)与从动齿轮(32)的传动比的取值范围为1/3～2/3。4.根据权利要求1所述的方向盘自动控制装置，其特征在于，所述第二传动机构(4)为同步带传动，包括：主同步带轮(41)，其安装在所述中间轴(1)的另一端；从同步带轮(42)，其安装在所述方向盘轴(9)上；同步带(43)，其一端套设在所述主同步带轮(41)上，另一端套设在所述从同步带轮(42)上。5.根据权利要求4所述的方向盘自动控制装置，其特征在于，所述主同步带轮(41)与所述从同步带轮(42)的传动比的取值范围为1/5～4/5。6.根据权利要求1所述的方向盘自动控制装置，其特征在于，所述电机(2)的输出功率的范围为63W～200W。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方向盘自动控制装置，其特征在于，还包括：第一固定架(6)，设置在所述第一传动机构(3)和第二传动机构(4)之间；其一端设置有夹持部(61)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成良，陶建峰，黄武涛，刘颖，郭隽侠，李卫星，杨泰春，唐小涛，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31