本实用新型专利技术涉及转向器领域，具体公开了一种用于转向管柱的硬限位模块及线控转向装置。其中的硬限位模块包括基部、主动轮和从动轮，所述的主动轮和从动轮分别与基部旋转活动连接；所述主动轮在周向上的部分区域设有主动齿；还包括限位机构，所述的限位机构用于限制从动轮的转动角度范围；工作时，伴随主动轮的旋转，主动齿与从动齿之间存在两种状态；啮合状态下，从动轮与主动轮同步转动；分离状态下，从动轮静止。以上所述的硬限位模块具有体积小，运行可靠的优点。运行可靠的优点。运行可靠的优点。
【技术实现步骤摘要】
用于转向管柱的硬限位模块及线控转向装置
[0001]本技术涉及转向器领域，尤其涉及一种用于转向管柱的硬限位模块及线控转向装置。
技术介绍
[0002]转向系统是汽车的重要组成部分之一，主要包括转向管柱、方向盘和方向机，用于控制汽车的行驶方向。
[0003]目前常见的转向系统中，通常会对转向系统调整的角度范围进行限制，例如对方向盘的转动圈数进行限制，很多汽车中会限制方向盘单方向转动的极限为三圈，即左右各转动一圈半。常见的转向系统中转向管柱通过中间轴与方向机连接，而方向机自身具有限位机制，因此通过转向机的限位机制可以反向对方向盘的转动圈数进行限制。
[0004]伴随汽车工业的发展，未来线控转向装置将会成为一种趋势，但在线控转向装置中，转向管柱与方向机之间并不设置有中间轴，也即无法通过方向机反向对方向盘的转动圈数进行限制。针对线控转向装置中存在的上述问题，目前常用的解决方案为通过软件控制系统来自动化识别方向盘的转动圈数，并通过外部动力来实现转动限制，也即俗称的软限位。但软件控制系统存在失效的可能性，限制效果并不可靠。
[0005]授权公告号为CN 109455219B的中国专利技术专利公开了一种线控转向系统方向盘限位方法，包括齿轮限位机构，齿轮限位机构包括小齿轮、半圆齿轮和限位轴，小齿轮固定在转向管柱上，小齿轮与半圆齿轮啮合，当小齿轮伴随转向管柱转动预设圈数后，半圆齿轮与限位轴接触，无法继续转动，实现硬限位。
[0006]但在上述线控转向系统方向盘限位方法中，当方向盘允许转动的圈数较大时，半圆齿轮的尺寸会很大，以方向盘转动四圈为例，半圆齿轮的直径至少应当为小齿轮的八倍，否则小齿轮会与半圆齿轮分离，失去转动限制功能。而在汽车中，由于结构复杂，允许齿轮限位机构安装和运动的空间有限，上述线控转向系统方向盘限位方法难以很好的在各类汽车中广泛普及。
技术实现思路
[0007]本技术要解决的技术问题是提供一种用于转向管柱的硬限位模块及线控转向装置，具有体积小，运行可靠的优点。
[0008]为了解决上述技术问题，本技术提供的技术方案如下：一种用于转向管柱的硬限位模块，包括基部、主动轮和从动轮，所述的主动轮和从动轮分别与基部旋转活动连接；
[0009]所述主动轮在周向上的部分区域设有主动齿；
[0010]还包括限位机构，所述的限位机构用于限制从动轮的转动角度范围；
[0011]工作时，伴随主动轮的旋转，主动齿与从动齿之间存在两种状态；啮合状态下，从动轮与主动轮同步转动；分离状态下，从动轮静止。
[0012]从动齿仅在从动轮圆周方向上的部分区域分布，在主动轮转动的过程中，主动齿与从动齿之间并非始终啮合，而是存在啮合与分离两种状态，啮合状态下，从动轮与主动轮同步转动；分离状态下，从动轮静止。在保证主动轮转动圈数的基础上，可以减小从动轮的转动角度范围，进而减小从动轮的尺寸，减少硬限位模块的整体空间占用。
[0013]作为优选，所述的限位机构包括设置在基部上的限位销；所述的从动轮上设有围绕轴线弧形设置的限位槽，所述的限位销插入限位槽内。
[0014]在从动轮转动的过程中，限位销相对于限位槽沿限位槽的延伸方向运动，当从动轮转动至极限角度时，限位销与限位槽的端部硬接触，进而实现从动轮转动角度的限制。
[0015]作为优选，所述从动轮在周向上的部分区域设有从动齿；所述的限位机构包括两个设置在基部上的限位柱，所述限位柱外侧面距离从动齿齿底圆的最小距离为Y，从动齿的齿高为H，则有Y＜H；在沿从动轮的周向上，两个所述的限位柱之间形成限位区间，所述的从动齿设置在限位区间内，并在限位区间的范围内运动。
[0016]从动齿在圆周方向上部分覆盖从动轮，当从动轮在主动轮驱动下运动至极限角度后，从动齿与限位柱硬接触，通过从动齿与限位柱自身的结构强度实现从动轮转动角度的限制。
[0017]作为优选，所述的主动齿在主动轮上连续分布，所述的从动齿在从动轮上连续分布；
[0018]所述主动轮上主动齿的数量为A，从动轮上从动齿的数量为B，则有B＞(A+1)*S，其中S为对应方向盘的预设转动圈数。
[0019]通过合理设置主动齿与从动齿的数量，可以实现方向盘转动圈数的精准控制。
[0020]作为优选，每一所述从动齿对应的圆心角为α，限位区间对应的圆心角为β，所述主动轮上主动齿的数量为A，从动轮上从动齿的数量为B，对应方向盘的预设转动圈数为S；
[0021]则有β＝B
×
α+[（A+1）
×
α]+f，
[0022]其中f为转动余量，f＝0.5
°
～1
°
。
[0023]通过合理设置限位区间的角度，可以实现方向盘转动圈数的精准控制。当线控转向装置自带软件控制系统的软限位工作正常使用，转动余量的设置可以有效避免硬限位系统与软限位系统干涉。也即保证硬限位模块在软限位系统失效的情况下才会生效。
[0024]作为优选，Y＝0.2～0.3H。在保证从动轮与限位柱之间运动空间的前提下，从动齿与限位柱之间有足够的接触空间，合理兼顾运动性能和强度性能。
[0025]作为优选，还包括防护罩，所述的防护罩与基部可拆连接，所述的从动轮位于防护罩内。
[0026]防护罩的设置可以对从动轮、及从动轮与主动齿轮的啮合结构起到一定保护作用，同时也为压紧机构的安装设置提供条件。
[0027]一种线控转向装置，包括管柱和转向盘，还包括路上所述的硬限位模块，其中所述的主动轮与管柱连接，并同步转动。
[0028]本申请的硬限位模块可以以模块化的形式直接增设在现有线控转向装置中，具有很好的适应性，具备大范围推广使用的条件。
[0029]作为优选，还包括减速机构，所述减速机构的壳体作为硬限位模块的基部。
附图说明
[0030]图1为本技术第一实施例用于转向管柱的硬限位模块的结构示意图；此时主动齿与从动齿处于啮合状态；
[0031]图2为本技术第一实施例用于转向管柱的硬限位模块的结构示意图；此时从动齿与限位柱处于接触状态；
[0032]图3为本技术第一实施例用于转向管柱的硬限位模块的结构示意图；此时主动齿与从动齿处于分离状态；
[0033]图4为本技术第一实施例用于转向管柱的硬限位模块中从动轮与限位柱的配合示意图；
[0034]图5为本技术第一实施例用于转向管柱的硬限位模块从动轮与限位柱的配合示意图；
[0035]图6为本技术第二实施例用于转向管柱的硬限位模块的结构示意图；
[0036]图7为本技术第三实施例线控转向装置的局部结构示意图；
[0037]图8为本技术第三实施例线控转向装置的局部爆炸图；
[0038]图9为本技术第三实施例线控转向装置中防护罩的结构示意图；
[0039]图10为本技术第三实施例线控转向装置的局部剖视图；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于转向管柱的硬限位模块，其特征在于：包括基部、主动轮和从动轮，所述的主动轮和从动轮分别与基部旋转活动连接；所述主动轮在周向上的部分区域设有主动齿；还包括限位机构，所述的限位机构用于限制从动轮的转动角度范围；工作时，伴随主动轮的旋转，主动齿与从动齿之间存在两种状态；啮合状态下，从动轮与主动轮同步转动；分离状态下，从动轮静止。2.根据权利要求1所述的硬限位模块，其特征在于：所述的限位机构包括设置在基部上的限位销；所述的从动轮上设有围绕轴线弧形设置的限位槽，所述的限位销插入限位槽内。3.根据权利要求1所述的硬限位模块，其特征在于：所述从动轮在周向上的部分区域设有从动齿；所述的限位机构包括两个设置在基部上的限位柱，所述限位柱外侧面距离从动齿齿底圆的最小距离为Y，从动齿的齿高为H，则有Y＜H；在沿从动轮的周向上，两个所述的限位柱之间形成限位区间，所述的从动齿设置在限位区间内，并在限位区间的范围内运动。4.根据权利要求3所述的硬限位模块，其特征在于：所述的主动齿在主动轮上连续分布，所述的从动齿在从动轮上连续分布；所述主动轮上主动齿的数量为A，从动轮上从动...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡黎明，罗致森，杨嘉俊，张晓刚，
申请(专利权)人：杭州新世宝电动转向系统有限公司，
类型：新型
国别省市：
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