一种带有冗余助力的转向传动系统技术方案

本发明专利技术属于汽车底盘转向系统领域，为解决现有动力转向系统在动力转向装置失效时，驾驶员需要独立承担汽车转向的任务，容易出现操作困难或出错的技术问题，提供一种带有冗余助力的方向盘传动系统，包括第一丝杠螺母副、助力驱动组件、保持架单元、转向臂和传感器，助力驱动组件的输出端与第一丝杠螺母副的第一螺母一端相连，第一螺母的另一端与保持架单元形成第二丝杠螺母副，保持架单元外侧壁上设有外齿或安装有齿条，外齿或齿条与转向臂上安装的齿轮相啮合，齿轮与转向臂同轴设置，转向臂与外部的转向连杆相连，第一丝杠螺母副的第一丝杠与转向装置相连，传感器与助力驱动组件相连，传感器的检测端朝向第一丝杠，用于检测第一丝杠是否转动。杠是否转动。杠是否转动。

【技术实现步骤摘要】
一种带有冗余助力的转向传动系统


[0001]本专利技术属于汽车底盘转向系统领域，尤其是商用车的循环球式转向装置，具体涉及一种带有冗余助力的转向传动系统。

技术介绍

[0002]随着汽车使用量的增大，以及无人驾驶车辆的发展，汽车驾驶控制的安全性、便捷性和智能性要求也不断提高。
[0003]动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机液压或电机动力为转向能量的转向系统，在机械转向系统的基础上额外增加一套动力转向装置而形成的。在正常情况下，汽车转向所需的能量，只有一小部分由驾驶员提供，大部分是由动力转向装置提供的。因此，在动力转向装置失效时，驾驶员需要独立承担汽车转向的任务，容易出现操作困难或出错的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决现有动力转向系统在动力转向装置失效时，驾驶员需要独立承担汽车转向的任务，容易出现操作困难或出错的技术问题，提供一种带有冗余助力的转向传动系统。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种带有冗余助力的转向传动系统，包括助力驱动组件、传感器以及与外部转向连杆相连的转向臂，其特殊之处在于，还包括第一丝杠螺母副、保持架单元；
[0007]所述第一丝杠螺母副包括第一丝杠和第一螺母单元；
[0008]所述助力驱动组件的输出端与第一螺母单元一端相连，用于驱动第一螺母单元转动；
[0009]所述第一螺母单元的另一端与保持架单元形成第二丝杠螺母副；
[0010]所述保持架单元外侧壁上设有外齿或安装有齿条；所述外齿或齿条与所述转向臂上同轴安装的齿轮相啮合；
[0011]所述第一丝杠与转向装置相连且与转向臂初始状态相互垂直；
[0012]所述传感器用于检测第一丝杠是否转动。
[0013]进一步地，所述助力驱动组件包括助力电机和蜗轮蜗杆结构；所述蜗轮蜗杆结构包括蜗轮和蜗杆；所述蜗轮与第一螺母单元同轴连接，所述蜗杆与助力电机的输出端相连；
[0014]或者，所述助力驱动组件为圆柱齿轮驱动结构、伞齿轮驱动结构、减速机驱动结构、电机驱动结构中的任一种。
[0015]进一步地，所述蜗轮通过单键或花键配合套设在第一螺母单元的一端外壁上。
[0016]进一步地，所述第一丝杠螺母副和第二丝杠螺母副均为行星滚柱丝杠副。
[0017]进一步地，所述第一螺母单元包括套设在第一丝杠外侧的第一螺母、设置在第一螺母内且与第一丝杠啮合的至少两个第一滚柱；所述第一螺母外侧壁设置有外螺纹；所述
第一滚柱两端与第一螺母转动连接；
[0018]所述保持架单元包括保持架、设置在保持架内的至少两个第二滚柱；所述第二滚柱两端与保持架转动连接；所述第二滚柱与第一螺母外螺纹相啮合，形成第二丝杠螺母副。
[0019]进一步地，所述第一滚柱任一端或两端或中心轴向孔内通过滚针轴承或向心轴承安装在第一螺母内；所述第二滚柱任一端或两端或中心轴向孔内通过滚针轴承或向心轴承安装在保持架内；
[0020]或者，所述第一滚柱任一端或两端与第一螺母通过球面或滚珠配合；所述第二滚柱任一端或两端与保持架通过球面或滚珠配合。
[0021]进一步地，所述第一滚柱的任一端或两端设有推力轴承；所述第二滚柱的任一端或两端设有推力轴承。
[0022]进一步地，还包括外壳；
[0023]所述第一丝杠的两端和传感器均安装在外壳上。
[0024]本专利技术还提供了另一种带有冗余助力的转向传动系统，包括助力驱动组件、传感器以及与外部转向连杆相连的转向臂，其特殊之处在于：
[0025]还包括第一丝杠螺母副；
[0026]所述第一丝杠螺母副包括第一丝杠和第一螺母单元；
[0027]所述助力驱动组件的输出端与第一丝杠相连，用于驱动第一丝杠转动；
[0028]所述第一螺母单元外侧壁上设有外齿或安装有齿条；所述外齿或齿条与所述转向臂上同轴安装的齿轮相啮合；
[0029]所述第一丝杠与转向装置相连且与转向臂初始状态相互垂直；
[0030]所述传感器用于检测第一丝杠是否转动。
[0031]进一步地，所述第一螺母单元包括套设在第一丝杠外侧的第一螺母、设置在第一螺母内且与第一丝杠啮合的至少两个第一滚柱；所述第一滚柱两端与第一螺母转动连接；
[0032]所述助力驱动组件包括助力电机和蜗轮蜗杆结构；所述蜗轮蜗杆结构包括蜗轮和蜗杆；所述蜗轮与第一丝杠同轴连接固连，所述蜗杆与助力电机的输出端相连。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0034]1.本专利技术提出了一种带有冗余助力的转向传动系统，巧妙的借助两组丝杠螺母副实现方向盘转动过程中的助力。一方面，驾驶人员或自动驾驶车辆的电机可通过转动方向盘，使第一丝杠发生旋转，带动第一螺母轴向运动，进而驱动转向臂转动；另一方面，可以通过助力驱动组件使第一螺母在轴向运动的同时发生转动，进而驱动保持架单元轴向运动，助力转向臂转动，实现辅助方向盘转动的效果。另外，当助力电机发生故障时，助力电机无法驱动第一螺母转动，也不会影响驾驶员或自动驾驶车辆的电机操作方向盘转动，方向盘仍然可以在无助力的条件下完成转向，在动力转向装置失效甚至动力输入卡死的工况下能够进行容错控制。
[0035]2.本专利技术中的助力驱动组件可以采用蜗轮蜗杆结构，结构设置简便，且可以利用蜗轮蜗杆结构自身的机械特性。
[0036]3.本专利技术中第一丝杠螺母副和第二丝杠螺母副均采用滚柱丝杠副，使本专利技术的结构承载能力和抗冲击能力更强。
[0037]4.本专利技术中第一滚柱和第二滚柱均通过滚针轴承或向心轴承进行安装，能够有效
减少滚柱的转动摩擦。
[0038]5.本专利技术中还可以设置推力轴承，或将第一滚柱和第二滚柱的任一端或两端端面设计成球面或滚珠配合，都能够进一步减小摩擦力。
[0039]6.本专利技术还提供了一种结构简化的带有冗余助力的转向传动系统，通过助力驱动组件直接驱动第一丝杠进行助力，结构简单并能够实现助力的作用。
附图说明
[0040]图1为本专利技术一种带有冗余助力的方向盘传动系统一个实施例的示意图；
[0041]图2为本专利技术一种带有冗余助力的方向盘传动系统一个实施例中，第二滚柱两端端面为球面的示意图；
[0042]图3为本专利技术一种带有冗余助力的方向盘传动系统一个实施例中，第一滚柱和第二滚柱两端设置推力轴承的示意图；
[0043]图4为本专利技术一种带有冗余助力的方向盘传动系统另一个实施例中助力驱动组件安装在第一丝杠一端的示意图；
[0044]图5为本专利技术一种带有冗余助力的方向盘传动系统另一个实施例中助力驱动组件安装在第一丝杠另一端的示意图。
[0045]其中：1
‑
第一丝杠螺母副、2
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助力驱动组件、3
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保持架、4
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转向臂、5
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第一螺母、6
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有冗余助力的转向传动系统，包括助力驱动组件(2)、传感器以及与外部转向连杆相连的转向臂(4)，其特征在于：还包括第一丝杠螺母副(1)、保持架单元；所述第一丝杠螺母副(1)包括第一丝杠(6)和第一螺母单元；所述助力驱动组件(2)的输出端与第一螺母单元一端相连，用于驱动第一螺母单元转动；所述第一螺母单元的另一端与保持架单元形成第二丝杠螺母副(8)；所述保持架单元外侧壁上设有外齿(9)或安装有齿条；所述外齿(9)或齿条与所述转向臂(4)上同轴安装的齿轮(10)相啮合；所述第一丝杠(6)与转向装置相连且与转向臂(4)初始状态相互垂直；所述传感器用于检测第一丝杠(6)是否转动。2.根据权利要求1所述一种带有冗余助力的转向传动系统，其特征在于：所述助力驱动组件(2)包括助力电机和蜗轮蜗杆结构；所述蜗轮蜗杆结构包括蜗轮(11)和蜗杆(12)；所述蜗轮(11)与第一螺母单元同轴连接，所述蜗杆(12)与助力电机的输出端相连；或者，所述助力驱动组件(2)为圆柱齿轮驱动结构、伞齿轮驱动结构、减速机驱动结构、电机驱动结构中的任一种。3.根据权利要求2所述一种带有冗余助力的转向传动系统，其特征在于：所述蜗轮(11)通过单键或花键(13)配合套设在第一螺母单元的一端外壁上。4.根据权利要求1至3任一所述一种带有冗余助力的转向传动系统，其特征在于：所述第一丝杠螺母副(1)和第二丝杠螺母副(8)均为行星滚柱丝杠副。5.根据权利要求4所述一种带有冗余助力的转向传动系统，其特征在于：所述第一螺母单元包括套设在第一丝杠(6)外侧的第一螺母(5)、设置在第一螺母(5)内且与第一丝杠(6)啮合的至少两个第一滚柱(15)；所述第一螺母(5)外侧壁设置有外螺纹；所述第一滚柱(15)两端与第一螺母(5)转动连接；所述保持架单元包括保持架(3)、设置在保持架(3)内的至少两个第二滚柱(16)；所述第二滚柱(16)两端与保持架(3)转动连接；所述第二滚柱(16)与第一螺母(5)外螺纹相啮合，形成第二丝杠...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘亚敏，
申请(专利权)人：陕西国力信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：