一种循环球式电动助力转向器制造技术

本发明专利技术涉及车辆用转向设备的技术领域，提供了一种循环球式电动助力转向器，包括机械转向器、减速器、一体化电机控制器、传感器；所述机械转向器设置有转向器壳体、转向螺杆，所述减速器设置有减速器壳体；所述转向器壳体、减速器壳体之间通过可拆卸连接方式固定；所述减速器内部设置有转向输入轴与蜗轮轴，所述转向输入轴与蜗轮轴之间通过弹性扭杆柔性连接；所述转向输入轴的输入端、所述蜗轮轴的输出端之间的连接处安装传感器。本发明专利技术采用可同时输出扭矩信号和转角信号的海拉扭矩传感器，感应更灵敏，信号更稳定可靠。

A circulating ball electric power steering gear

【技术实现步骤摘要】
一种循环球式电动助力转向器
本专利技术涉及车辆用转向设备的
，具体的更涉及一种循环球式电动助力转向器。
技术介绍
目前，车辆用转向器主要采用电动助力式，分管柱式、齿轮齿条式和循环球式三种。电动助力转向器由电动机直接提供助力，电动助力转向系统主要包括转向盘转矩传感器、车速传感器、控制器、助力电动机及减速机构等。基本原理是控制器接受转向盘转矩信号和车速信号、发动机信号，根据事先确定好的助力特性输出控制信号控制电动机输出助力扭矩。电动助力转向系统具有节能、安全性能高、有利于环保等许多优点，是未来动力转向技术的发展方向之一，但是目前的电动助力转向系统还存在许多问题：一，多数只是应用在轿车上，且都为管柱式或齿轮齿条式转向器，适用范围较窄，目前前轴1.5t以上的特种车仍然采用液压式助力转向，安装复杂，能量损耗大，特别是纯电动新能源特种车；二，现有的电动助力转向器采用的传感器多为只能输出扭矩信号的扭矩传感器，系统转向不够轻便、灵活，无法实现无人驾驶和辅助驾驶；三、减速器部分和机械循环球结构连接机构设置不合理，造成装配不方便且产品装配合格较低。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术中提供了一种循环球式电动助力转向器，包括机械转向器、减速器、一体化电机控制器26、传感器；所述机械转向器设置有转向器壳体12、转向螺杆15，所述减速器设置有减速器壳体6；所述转向器壳体12、减速器壳体6之间通过可拆卸连接方式固定；所述减速器内部设置有转向输入轴1与蜗轮轴9，所述转向输入轴1与蜗轮轴9之间通过弹性扭杆2柔性连接；所述转向输入轴1的输入端、所述蜗轮轴9的输出端之间的连接处安装传感器。作为一种优选的技术方案，所述传感器为海拉扭矩传感器4。作为一种优选的技术方案，所述机械转向器还包括转向螺母齿条13、转向摇臂轴19、转向螺杆15；所述转向螺杆15两端分别通过第二推力球轴承16和第一推力球轴承11水平安装在转向器壳体12内部；所述转向螺杆15上套有转向螺母齿条13；转向螺母齿条13的内螺纹滚道与转向螺杆15的外螺纹滚道之间用钢球14和钢球导管进行连接，形成钢球循环滚道24，钢球循环滚道24内装有多个钢球14；所述转向螺母齿条13外侧的齿条与其下方的转向摇臂轴19的扇形齿轮相啮合。作为一种优选的技术方案，所述蜗轮轴9、转向螺杆15之间通过螺旋花键结构连接。作为一种优选的技术方案，所述减速器还包括包括蜗轮8、蜗杆7；所述蜗杆7两端分别通过第一球轴承31和第二球轴承32安装在所述减速器壳体6内部；所述蜗杆7与蜗轮轴9上的蜗轮8啮合；所述蜗轮轴9的上部、海拉扭矩传感器4的下部安装蜗轮8；所述蜗轮的渐开线齿轮与蜗杆7的模数螺纹径向啮合连接。作为一种优选的技术方案，所述的转向螺母齿条13外侧的齿条和转向摇臂轴19的扇形齿轮的模数为5.5-9。作为一种优选的技术方案，所述钢球10的直径为7.5-8.5mm。作为一种优选的技术方案，所述减速器的蜗轮蜗杆传动比为18-23。作为一种优选的技术方案，所述转向器壳体12右侧端面上设有4-φ15安装孔。作为一种优选的技术方案，所述的蜗杆7和蜗轮的模数为1.75-3.25。本专利技术的第二个方面提供了一种所述的循环球式电动助力转向器的应用，应用于车辆。本专利技术所述的循环球式电动助力转向器在工作时，转动方向盘，给转向输入轴输入动力，转向输入轴与蜗轮轴总成之间产生转角，扭杆产生扭转变形，通过海拉扭矩传感器将产生的扭矩信号和转角信号输出并传入控制器，由控制器来按照设定好的控制模式控制电机工作，电机的动力输出端将动力依次传递给蜗杆和蜗轮，通过蜗杆和蜗轮减速一次放大之后，带动转向螺杆转动，转向螺杆的转动带动套装在其中部的转向螺母齿条作直线移动，再由转向螺母齿条带动转向摇臂轴转动，输出力矩经过二次放大，最终通过转向摇臂轴带动转向摇臂左右摆动，输出转向力矩。与现有技术相比，本专利技术具有如下优异的有益效果：1、本专利技术具有转向轻便、灵活，主动回正，无人驾驶，辅助驾驶：采用可同时输出输出扭矩信号和转角信号的海拉扭矩传感器，感应更灵敏，不但可实现主动回正，无人驾驶，辅助驾驶，保证助力效果，而且转向轻便、灵活，手感连续平滑。2、本专利技术具有机构简单、装配方便：蜗轮输出轴和循环球式机械转向器的螺杆通过螺旋花键结构连接，蜗轮前后有球轴承支撑，传感器贯通在主传动轴上，前后有球轴承支撑，转向螺杆前后有推力球轴承支撑，机构稳定可靠、装配方式简单。转向器壳体右侧端面上设有4-φ15安装孔。在车架上的安装很方便，其连接尺寸可以与车辆机械转向互换。3、本专利技术具有降低能耗、减少污染：采用的电机为直流无刷电机，输出功率为850W，输出转矩为8N.m，额定电压为24V，降低了发动机的功率损耗，节省了油料，降低了污染，也提高了转向系统的低温工作性能。4、本专利技术具有传感器精度高，抗干扰性能强：传感器采用通孔式测量、精度高，直接测量扭杆行程和大扭矩测量，量程范围内精确测量角度与扭矩；机械特性强，采用简单且有成本优势的press-fit工艺。附图说明图1为循环球式电动助力转向器主视图剖视示意图。图2为循环球式电动助力转向器侧视图剖视示意图。图3为循环球式电动助力转向器俯视图半剖视示意图。其中：1-转向输入轴；2-扭杆；3-上盖组件；4-海拉传感器；5-传感器轴承套；6-减速器壳体；7-蜗杆；8-蜗轮；9-蜗轮轴；10-压紧螺母组件；11-第一推力球轴承；12-转向器壳体；13-转向螺母齿条；14-钢球；15-转向螺杆；16-第二推力球轴承；17-油封；18-滚针轴承；19-转向摇臂轴；20-侧盖组件；21-O型圈；22-平垫圈；23-六角螺母；24-钢球循环滚道；25-钢球导管夹；26-一体化电机控制器；27-连接套；28-蜗杆锁紧螺母；29-蜗杆压紧螺母；30-挡圈；31-第一球轴承；32-第二球轴承。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种循环球式电动助力转向器，包括机械转向器、减速器、一体化电机控制器26、传感器；所述机械转向器设置有转向器壳体12、转向螺杆15，所述减速器设置有减速器壳体6；所述转向器壳体12、减速器壳体6之间通过可拆卸连接方式固定；所述减速器内部设置有转向输入轴1与蜗轮轴9，所述转向输入轴1与蜗轮轴9之间通过弹性扭杆2柔性连接；所述转向输入轴1的输入端、所述蜗轮轴9的输出端之间的连接处安装传感器。在一些实施方式中，所述传感器为海拉扭矩传感器4。在一些实施方式中，所述海拉扭矩传感器4的输出力矩信号为PWM，占空比12.5％-87.5％，转角输出为±720°。在一些实施方式中，所述可拆卸连接方式为螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环球式电动助力转向器，其特征在于，包括机械转向器、减速器、一体化电机控制器(26)、传感器；所述机械转向器设置有转向器壳体(12)、转向螺杆(15)，所述减速器设置有减速器壳体(6)；所述转向器壳体(12)、减速器壳体(6)之间通过可拆卸连接方式固定；所述减速器内部设置有转向输入轴(1)与蜗轮轴(9)，所述转向输入轴(1)与蜗轮轴(9)之间通过弹性扭杆(2)柔性连接；所述转向输入轴(1)的输入端、所述蜗轮轴(9)的输出端之间的连接处安装传感器；所述一体化电机控制器(26)与蜗杆(7)通过连接套(27)花键连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种循环球式电动助力转向器，其特征在于，包括机械转向器、减速器、一体化电机控制器(26)、传感器；所述机械转向器设置有转向器壳体(12)、转向螺杆(15)，所述减速器设置有减速器壳体(6)；所述转向器壳体(12)、减速器壳体(6)之间通过可拆卸连接方式固定；所述减速器内部设置有转向输入轴(1)与蜗轮轴(9)，所述转向输入轴(1)与蜗轮轴(9)之间通过弹性扭杆(2)柔性连接；所述转向输入轴(1)的输入端、所述蜗轮轴(9)的输出端之间的连接处安装传感器；所述一体化电机控制器(26)与蜗杆(7)通过连接套(27)花键连接。


2.如权利要求1所述的循环球式电动助力转向器，其特征在于，所述传感器为海拉扭矩传感器(4)。


3.如权利要求1所述的循环球式电动助力转向器，其特征在于，所述机械转向器还包括转向螺母齿条(13)、转向摇臂轴(19)、转向螺杆(15)；所述转向螺杆(15)两端分别通过第二推力球轴承(16)和第一推力球轴承(11)水平安装在转向器壳体(12)内部；所述转向螺杆(15)上套有转向螺母齿条(13)；转向螺母齿条(13)的内螺纹滚道与转向螺杆(15)的外螺纹滚道之间用钢球(14)和钢球导管进行连接，形成钢球循环滚道(24)，钢球循环滚道(24)内装有多个钢球(14)；所述转向螺母齿条(13)外侧的齿条与其下方的转向摇臂轴(19)的扇形齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英震，成卫之，刘惟栋，吕斌，王连悦，张勇建，
申请(专利权)人：山东先河汽车转向器有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37