一种主动转向传动装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及汽车转向传动装置技术领域，具体为一种主动转向传动装置及其使用方法，通过手动转向的基础上采用动力机构的配合，进而可使二者产生的力进行结合，提高了转向时的便捷性。

背景技术

随着汽车技术的发展，汽车的安全稳定性日益重要，而作为操控汽车行进方向的转向对汽车行驶安全性尤为重要，进而会用到汽车转向传动装置，汽车转向传动装置是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的装置，汽车转向传动装置的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向，在使用时驾驶员通过方向盘带动连杆驱动差速器和转向杆传动，进而使轮胎转向，但是传统的汽车转向传动在使用过程中转向动力传递较为直接，使得手部感受到的转向反馈也很直接，以至于在遇到坑洼地带时，车轮的震动会通过一系列的连接组件传递到驾驶员手上，进而会出现打手现象，导致驾驶员难以把持住方向盘，从而会提高了驾驶危险性，且在转向传动时因车体的载重不同，进而在对汽车转向时所使用的力度也不相同，进而导致方向盘会比较沉重，传动十分困难，从而让驾驶员在对汽车转向时及其不便，且长时间驾驶易出现疲劳的情况，因此我们提出了一种主动转向传动装置及其使用方法，来解决此项问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动转向传动装置及其使用方法，具备自动助力，减缓转向疲劳且防打手的优点，解决了传统的汽车转向传动在使用过程中转向动力传递较为直接，使得手部感受到的转向反馈也很直接，以至于在遇到坑洼地带时，车轮的震动会通过一系列的连接组件传递到驾驶员手上，进而会出现打手现象，导致驾驶员难以把持住方向盘，提高了驾驶危险性，且在转向传动时因车体的载重不同，进而在对汽车转向时所使用的力度也不相同，进而导致方向盘会比较沉重，传动十分困难，从而让驾驶员在对汽车转向时及其不便，且长时间驾驶易出现疲劳的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种主动转向传动装置，包括连接轴和传动杆，所述传动杆的背面固定连接有方向盘本体，所述传动杆远离方向盘本体的一端固定连接有传动轴，所述传动轴表面的后端固定连接有扭矩传感器，所述传动轴表面的后端套设有防护箱，所述传动轴位于防护箱内腔一端的表面固定连接有齿轮，所述防护箱的顶部设置有电控单元，所述传动轴的正面通过万向节活动连接有固定轴，所述固定轴远离传动轴的一端固定连接有齿辊，所述防护箱内腔顶部的左侧固定连接有电动机，所述电动机的输出轴传动连接有齿轴。

优选的，所述齿轴的底部通过轴承与防护箱内腔的底部活动连接，所述齿轴的表面与齿轮的表面相啮合。

优选的，所述连接轴的表面套设有防护筒，所述连接轴位于防护筒的内腔且与防护筒的内腔滑动连接。

优选的，所述齿辊远离固定轴的一端贯穿防护筒并延伸至防护筒的内腔，且齿辊与固定轴啮合。

优选的，所述连接轴表面的两侧均套设有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与防护筒固定连接，所述第一弹簧远离防护筒的一端与连接轴的表面固定连接。

优选的，所述扭矩传感器的输出端与电控单元的输入端电性连接，所述电控单元的输出端与电动机的输入端电性连接。

优选的，所述扭矩传感器的型号为兰菱牌ZJ-A型扭矩转速传感器，所述电动机的型号为YE2-4。

优选的，所述防护箱的顶部固定连接有放置座，所述电控单元位于放置座的内腔，且与放置座的内腔活动连接，所述放置座的顶部设置有防护盖板，所述放置座的正面和背面均固定连接有第一连接板，所述防护盖板的正面和背面均固定连接有第二连接板，所述第一连接板和第二连接板之间固定连接有第二弹簧。

优选的，其使用方法包括如下步骤：

A、当驾驶员需要向右进行转向时，首先正向转动连接轴，连接轴带动传动杆转动，传动杆带动传动轴进行转动，传动轴转动的同时通过扭矩传感器对转动的方向和速度进行感应，之后扭矩传感器将转动的方向和速度数据传输至电控单元，电控单元对传动轴转动的方向和速度进行分析，分析出传动轴转动的方向和速度后，开启电动机，电动机的输出轴带动齿轴正向转动，由于齿轴和齿轮啮合，进而齿轴转动的同时可带动齿轮进行转动，通过传动轴和齿轴同时带动齿轮转动，进而使传动轴可受到二者相加的力，从而可提高传动时的便捷性，有效缓解了传动十分困难的情况，紧接着通过传动轴将转动的力传递至连接轴，连接轴将转动的力传递至齿辊，由于齿辊和连接轴啮合，进而齿辊在正向转动的同时带动连接轴向右运动，连接轴可带动轮胎向右运动，进而可实现轮胎的右转向；

B、当驾驶员需要向左进行转向时，反向转动连接轴，连接轴带动传动杆转动，传动杆带动传动轴进行转动，传动轴转动的同时通过扭矩传感器对转动的方向和速度进行感应，之后扭矩传感器将转动的方向和速度数据传输至电控单元，电控单元对传动轴转动的方向和速度进行分析，分析出传动轴转动的方向和速度后，开启电动机，电动机的输出轴带动齿轴反向转动，由于齿轴和齿轮啮合，进而齿轴转动的同时可带动齿轮进行转动，通过传动轴和齿轴同时带动齿轮转动，进而使传动轴可受到二者相加的力，从而可提高传动时的便捷性，有效缓解了传动十分困难的情况，紧接着通过传动轴将转动的力传递至连接轴，连接轴将转动的力传递至齿辊，由于齿辊和连接轴啮合，进而齿辊在反向转动的同时带动连接轴向左运动，连接轴可带动轮胎向左运动，进而可实现轮胎的左转向；

C、当在传动时汽车出现震动时，车胎会将震动的力传递至连接轴，使连接轴向一侧运动，连接轴运动的同时带动第一弹簧向防护筒的一侧运动，通过防护筒对第一弹簧的支撑，进而防护筒压缩产生形变对震动的力进行缓冲削弱，同时通过连接轴和齿辊的啮合连接，且有效对震动的力进行间接隔断，从而可有效防止震动的力会传递到驾驶员手上，使驾驶员难以把持住方向盘本体的情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过连接轴、传动杆、方向盘本体、传动轴、扭矩传感器、防护箱、电控单元、齿轮、电动机、齿轴、连接轴和齿辊的配合，转动连接轴，连接轴带动传动杆转动，传动杆带动传动轴进行转动，传动轴转动的同时通过扭矩传感器对转动的方向和速度进行感应，之后扭矩传感器将转动的方向和速度数据传输至电控单元，电控单元对传动轴转动的方向和速度进行分析，然后开启电动机，电动机的输出轴带动齿轴转动，齿轴转动的同时可带动齿轮进行活动，通过传动轴和齿轴同时带动齿轮转动，进而使传动轴受到二者相加的力，进而可提高传动时的便捷性，紧接着通过传动轴将转动的力传递至连接轴，连接轴将转动的力传递至齿辊，齿辊带动连接轴向一侧运动，连接轴可带动轮胎向一侧运动，进而可实现轮胎的转向，解决了在转向传动时因车体的载重不同，进而在对汽车转向时所使用的力度也不相同，进而导致方向盘会比较沉重，传动十分困难，从而让驾驶员在对汽车转向时及其不便，且长时间驾驶易出现疲劳的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明防护箱正视剖面结构示意图；

图3为本发明防护筒俯视剖面结构示意图；

图4为本发明传动杆、传动轴和扭矩传感器连接结构示意图；

图5为本发明扭矩传感器、电控单元和电动机原理示意图；

图6为本发明放置座主视结构示意图。

图中：1、连接轴；2、传动杆；3、方向盘本体；4、传动轴；5、扭矩传感器；6、防护箱；7、电控单元；8、齿轮；9、电动机；10、齿轴；11、固定轴；12、齿辊；13、防护筒；14、第一弹簧；15、放置座；16、防护盖板；17、第一连接板；18、第二连接板；19、第二弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的连接轴1、传动杆2、方向盘本体3、传动轴4、扭矩传感器5、防护箱6、电控单元7、齿轮8、电动机9、齿轴10、固定轴11、齿辊12、防护筒13和第一弹簧14部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

请参阅图1-6，一种主动转向传动装置，包括连接轴1和传动杆2，传动杆2的背面固定连接有方向盘本体3，传动杆2远离方向盘本体3的一端固定连接有传动轴4，传动轴4表面的后端固定连接有扭矩传感器5，传动轴4表面的后端套设有防护箱6，传动轴4位于防护箱6内腔一端的表面固定连接有齿轮8，防护箱6的顶部设置有电控单元7，传动轴4的正面通过万向节活动连接有固定轴11，固定轴11远离传动轴4的一端固定连接有齿辊12，防护箱6内腔顶部的左侧固定连接有电动机9，电动机9的输出轴传动连接有齿轴10，通过连接轴1、传动杆2、方向盘本体3、传动轴4、扭矩传感器5、防护箱6、电控单元7、齿轮8、电动机9、齿轴10、固定轴11和齿辊12的配合，转动连接轴1，连接轴1带动传动杆2转动，传动杆2带动传动轴4进行转动，传动轴4转动的同时通过扭矩传感器5对转动的方向和速度进行感应，之后扭矩传感器5将转动的方向和速度数据传输至电控单元7，电控单元7对传动轴4转动的方向和速度进行分析，然后开启电动机9，电动机9的输出轴带动齿轴10转动，齿轴10转动的同时可带动齿轮8进行活动，通过传动轴4和齿轴10同时带动齿轮8转动，进而使传动轴4受到二者相加的力，进而可提高传动时的便捷性，紧接着通过传动轴4将转动的力传递至固定轴11，固定轴11将转动的力传递至齿辊12，齿辊12带动连接轴1向一侧运动，连接轴1可带动轮胎向一侧运动，进而可实现轮胎的转向，解决了在转向传动时因车体的载重不同，进而在对汽车转向时所使用的力度也不相同，进而导致方向盘会比较沉重，传动十分困难，从而让驾驶员在对汽车转向时及其不便，且长时间驾驶易出现疲劳的问题。

具体的，齿轴10的底部通过轴承与防护箱6内腔的底部活动连接，齿轴10的表面与齿轮8的表面相啮合。

具体的，连接轴1的表面套设有防护筒13，连接轴1位于防护筒13的内腔且与防护筒13的内腔滑动连接，通过设置防护筒13，起到了对连接轴1防护的效果。

具体的，齿辊12远离固定轴11的一端贯穿防护筒13并延伸至防护筒13的内腔，且齿辊12与连接轴1啮合。

具体的，连接轴1表面的两侧均套设有第一弹簧14，第一弹簧14的一端与防护筒13固定连接，第一弹簧14远离防护筒13的一端与连接轴1的表面固定连接，通过设置防护筒13，起到了缓冲的效果，且有效的对震动的力进行削弱。

具体的，扭矩传感器5的输出端与电控单元7的输入端电性连接，电控单元7的输出端与电动机9的输入端电性连接。

具体的，扭矩传感器5的型号为兰菱牌ZJ-A型扭矩转速传感器，电动机9的型号为YE2-4。

具体的，防护箱6的顶部固定连接有放置座15，电控单元7位于放置座15的内腔，且与放置座15的内腔活动连接，放置座15的顶部设置有防护盖板16，放置座15的正面和背面均固定连接有第一连接板17，防护盖板16的正面和背面均固定连接有第二连接板18，第一连接板17和第二连接板18之间固定连接有第二弹簧19，通过设置放置座15、防护盖板16、第一连接板17、第二连接板18和第二弹簧19，通过拉动防护盖板16，防护盖板16带动第二连接板18和第二弹簧19向上运动，使第二弹簧19拉伸产生形变，之后将电控单元7放置在放置座15的内腔，同时松开防护盖板16，通过第二弹簧19的复位弹力带动防护盖板16和第二连接板18向下运动，使防护盖板16对电控单元7定位，进而确保了电控单元7的稳定性。

具体的，其使用方法包括如下步骤：

A、当驾驶员需要向右进行转向时，首先正向转动连接轴1，连接轴1带动传动杆2转动，传动杆2带动传动轴4进行转动，传动轴4转动的同时通过扭矩传感器5对转动的方向和速度进行感应，之后扭矩传感器5将转动的方向和速度数据传输至电控单元7，电控单元7对传动轴4转动的方向和速度进行分析，分析出传动轴4转动的方向和速度后，开启电动机9，电动机9的输出轴带动齿轴10正向转动，由于齿轴10和齿轮8啮合，进而齿轴10转动的同时可带动齿轮8进行转动，通过传动轴4和齿轴10同时带动齿轮8转动，进而使传动轴4可受到二者相加的力，从而可提高传动时的便捷性，有效缓解了传动十分困难的情况，紧接着通过传动轴4将转动的力传递至固定轴11，固定轴11将转动的力传递至齿辊12，由于齿辊12和连接轴1啮合，进而齿辊12在正向转动的同时带动连接轴1向右运动，连接轴1可带动轮胎向右运动，进而可实现轮胎的右转向；

B、当驾驶员需要向左进行转向时，反向转动连接轴1，连接轴1带动传动杆2转动，传动杆2带动传动轴4进行转动，传动轴4转动的同时通过扭矩传感器5对转动的方向和速度进行感应，之后扭矩传感器5将转动的方向和速度数据传输至电控单元7，电控单元7对传动轴4转动的方向和速度进行分析，分析出传动轴4转动的方向和速度后，开启电动机9，电动机9的输出轴带动齿轴10反向转动，由于齿轴10和齿轮8啮合，进而齿轴10转动的同时可带动齿轮8进行转动，通过传动轴4和齿轴10同时带动齿轮8转动，进而使传动轴4可受到二者相加的力，从而可提高传动时的便捷性，有效缓解了传动十分困难的情况，紧接着通过传动轴4将转动的力传递至固定轴11，固定轴11将转动的力传递至齿辊12，由于齿辊12和连接轴1啮合，进而齿辊12在反向转动的同时带动连接轴1向左运动，连接轴1可带动轮胎向左运动，进而可实现轮胎的左转向；

C、当在传动时汽车出现震动时，车胎会将震动的力传递至连接轴1，使连接轴1向一侧运动，连接轴1运动的同时带动第一弹簧14向防护筒13的一侧运动，通过防护筒13对第一弹簧14的支撑，进而防护筒13压缩产生形变对震动的力进行缓冲削弱，同时通过连接轴1和齿辊12的啮合连接，且有效对震动的力进行间接隔断，从而可有效防止震动的力会传递到驾驶员手上，使驾驶员难以把持住方向盘本体3的情况。

本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本申请文主要用来保护机械装置，所以本申请文不再详细解释控制方式和电路连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。