本发明专利技术公开一种基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置，涉及汽车及非道路车辆转向领域技术领域，该装置包括：轴向助力式电驱单元，其包括电机；所述电机包括电机转子和电机定子；丝杠，其两端对应安装有两个转向内球节；两个所述转向内球节与对应的车辆的两个转向拉杆铰接；传动机构，其与丝杠传动连接；所述传动机构与电机转子固定连接；所述传动机构用于将电机转子提供的扭矩转换为对丝杠的轴向力。本发明专利技术还提供一种基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向控制方法。本发明专利技术工作稳定、容错性高，且缩小了安装空间。且缩小了安装空间。且缩小了安装空间。
【技术实现步骤摘要】
基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置及控制方法
[0001]本专利技术涉及汽车及非道路车辆转向领域，具体涉及基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置及控制方法。
技术介绍
[0002]当前采用内燃机和液压转向系统的非道路车辆，其液压转向系统本身效率低，能耗高，为整车贡献了较多的能耗。且内燃机型非道路车辆的液压转向系统转向控制不够精准，不利于实现主动角度命令的转向控制。同时内燃机型非道路车辆的尾气排放将不利于在如冷库等洁净作业环境中的使用，而新式电动型非道路车辆将更有利于在冷库等洁净作业环境中使用。
[0003]随着智能物流搬运、无人堆垛等作业化需求，非道路车辆的电动化、无人化需求快速增长。因非道路车辆的方向盘操作装置在车辆前部，而转向轮在车辆尾部，转向操作装置与转向执行装置之间很难采用机械部件来传递操作力和动作，因此，传统的电动助力转向很难直接应用在非道路车辆中，使用由电线传输控制信号的线控转向系统能够很好解决该难题。非道路车辆采用线控转向装置，可以实现整车的智能化主动转向控制，使其车辆实现无人状态下在智能物流搬运，堆垛等条件下作业，从而提高生产效率，降低生产成本。因而，一种采用轴向电驱动单元，满足功能安全等级要求的线控转向系统在非道路车辆上具有广泛的应用前景。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种工作稳定、容错性高的基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置及控制方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置，包括：
[0006]轴向助力式电驱单元，其包括电机；所述电机包括电机转子和电机定子；
[0007]丝杠，其两端对应安装有两个转向内球节；两个所述转向内球节与对应的两个转向拉杆铰接；所述转向拉杆通过车轮转向臂与车轮连接；
[0008]传动机构，其与丝杠传动连接；所述传动机构与电机转子固定连接；所述传动机构用于将电机转子提供的扭矩转换为对丝杠的轴向力。
[0009]优选地，所述电机转子为空心转子；
[0010]所述丝杠穿过电机转子。
[0011]优选地，所述传动机构包括丝杠螺母和钢球；
[0012]所述丝杠螺母套设在丝杠上，并与电机转子固定连接；所述丝杠螺母和所述丝杠之间设置有螺旋钢球滚道；
[0013]所述钢球设置在螺旋钢球滚道中。
[0014]优选地，所述丝杠两端均开设有内螺纹孔，转向内球节的一端设有外螺纹，两个转
向内球节带有外螺纹的一端分别旋入对应的丝杠的内螺纹孔中固定连接。
[0015]优选地，还包括丝杠衬套和转向壳体；
[0016]所述丝杠衬套套设在丝杠上；所述转向壳体套设在丝杠衬套上；
[0017]优选地，所述电机还包括电机壳体，所述电机转子和电机定子均位于电机壳体内；
[0018]所述电机壳体套设在转向壳体外侧；
[0019]所述转向壳体与电机壳体之间设置有第一O型密封圈；
[0020]所述丝杠衬套与转向壳体之间设置有第二O型密封圈。
[0021]优选地，所述丝杠螺母外侧套设有助力壳体；
[0022]所述丝杠两端分别固定设置有锁紧螺母；
[0023]所述丝杠上设置有丝杠防护罩；
[0024]所述防护罩的一端通过小卡箍固定在转向壳体和助力壳体上，另一端采用大卡箍固定在锁紧螺母的环槽上。
[0025]优选地，所述锁紧螺母的环槽两端设置环状凸起的第一挡肩和第二挡肩。
[0026]优选地，所述锁紧螺母的外侧开设有用于容纳转向内球节的外圆部位的内孔。
[0027]本专利技术还提供一种基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置的控制方法，包括以下步骤：
[0028]电机定子驱动电机转子转动，电机转子带动传动机构共同转动；
[0029]传动机构驱动丝杠轴向运动，丝杠带动其两端的内球节共同移动；
[0030]两个转向内球节通过两个转向拉杆拉动车轮转向臂移动，使得两侧车轮转向。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0032]1.本专利技术通过传动机构将电机转子提供的扭矩转换为对丝杠的轴向力，转向拉杆带动车轮偏转，从而实现车辆线控转向；
[0033]2.轴向助力式电驱单元作为转向系统的动力单元，电机采用空心电机转子，空心电机转子内部容纳丝杠通过，缩小了安装空间；
[0034]3.线控转向系统包含一个丝杠螺母与丝杠、钢球配合形成传动机构，用来将电机的旋转动作转换成丝杠的轴向移动动作，从而产生轴向推力；
[0035]4.所述丝杠的另一端支撑在丝杠衬套内，丝杠衬套设置在转向壳体的里面，并在转向壳体内部设置环槽，丝杠衬套的法兰卡在转向壳体的环槽里，以轴向固定丝杠衬套；
[0036]5.在丝杠衬套的外圆与壳体内孔之间设置2个O型圈。丝杠衬套的外圆与转向壳体内孔之间采用间隙配合，O型圈用来缓冲丝杠移动过程中带来的径向冲击；
[0037]6.丝杠的两端设置螺纹，用来连接转向内球节；
[0038]7.转向内球节与转向壳体、转向内球节与助力壳体间设置了丝杠防护罩，防护罩的一端采用卡箍固定在壳体上，另一端采用卡箍固定在锁紧螺母外圆上，以防水防尘；
[0039]8.锁紧螺母外侧设置内孔，容纳转向内球节的外圆部位，减小了转向装置的轴向占用空间，使转向装置可应用到更窄的车辆上。
附图说明
[0040]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。
[0041]图1是本专利技术基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置的结构示意图；
[0042]图2
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14是本专利技术基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置的装配示意图；
[0043]图15是线控转向装置的结构示意图；
[0044]图16是线控转向系统的模块示意图；
[0045]图17是线控转向方法的流程示意图；
[0046]图18是电机壳体的结构示意图；
[0047]图19是传动机构的结构示意图；
[0048]图20是丝杠衬套的结构示意图；
[0049]图21是转向内球节和锁紧螺母装配的结构示意图。
[0050]图中：1、轴向助力式电驱单元；2、丝杠；3、钢球；4、螺栓；5、助力壳体；6、辅助衬套；7、小卡箍；8、防护罩；9、限位环；10、大卡箍；11、转向内球节；12、锁紧螺母；13、钢球导管；14、第一O型密封圈；15、连接器；16、丝杠衬套；17、螺栓；18、转向壳体；19、油封；20、丝杠螺母；21、导管夹；22、电机壳体；23、第一安装孔；24、第二安装孔；25、第五安装孔；26、第六安装孔；27、第七安装孔；28、第八安装孔；29、第三安装孔；30、第四安装孔；31、丝杠总成；32、壳体总成；33、助力壳体总成；34、环槽；35、法兰；36、第二O型密封圈；37、第一挡肩；38、环槽；39、第二挡肩；40、外圆；41、内孔；42、六本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置，其特征在于，包括：轴向助力式电驱单元(1)，其包括电机；所述电机包括电机转子(60)和电机定子(44)；丝杠(2)，其两端对应安装有两个转向内球节(11)；两个所述转向内球节(11)与对应的两个转向拉杆(76)铰接；所述转向拉杆(76)通过车轮转向臂(75)与车轮(74)连接；传动机构(70)，其与丝杠(2)传动连接；所述传动机构(70)与电机转子(60)固定连接；所述传动机构(70)用于将电机转子(60)提供的扭矩转换为对丝杠(2)的轴向力。2.根据权利要求1所述的基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置，其特征在于：所述电机转子(60)为空心转子；所述丝杠(2)穿过电机转子(60)。3.根据权利要求2所述的基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置，其特征在于：所述传动机构(70)包括丝杠螺母(20)和钢球(3)；所述丝杠螺母(20)套设在丝杠(2)上，并与电机转子(60)固定连接；所述丝杠螺母(20)和所述丝杠(2)之间设置有螺旋钢球滚道；所述钢球(3)设置在螺旋钢球滚道中。4.根据权利要求3所述的基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置，其特征在于：所述丝杠(2)两端均开设有内螺纹孔，转向内球节(11)的一端设有外螺纹，两个转向内球节(11)带有外螺纹的一端分别旋入对应的丝杠(2)的内螺纹孔中固定连接。5.根据权利要求1所述的基于轴向助力式电驱单元的车辆线控转向装置，其特征在于：还包括丝杠衬套(16)和转向壳体(18)；所述丝杠衬套(16)套设在丝杠(2)上；所述转向壳体(18)套设在丝杠衬套(16)上；所述丝杠衬套(16)外侧设置有法兰(35)；所述转向壳体(18)内侧开设有环槽(34)；所述法兰(35)与环槽(34)卡接。6.根据权利要求5所述的基...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓健，鲁海霞，
申请(专利权)人：杭州擎动智行科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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