对中装置、车辆生产系统及方向盘对中方法

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别是涉及一种对中装置、车辆生产系统及方向盘对中方法。

背景技术

商用车在下线调试过程中，方向盘对中是重要的工艺环节。商用车方向盘装配不正具体表现为车辆直线行驶时，方向盘向左或向右偏，影响用户体验及行驶安全性。方向盘对中的方式包括人工对中，以及采用对中装置对方向盘进行对中，而不论人工对中还是采用对中装置，均具有对中时间长，对中精度低等缺点，从而影响商用车的整车质量。

发明内容

基于此，有必要针对方向盘对中时间长，对中精度低的问题，提供一种对中装置、车辆生产系统及方向盘对中方法。

一种对中装置，包括：

用于对车辆的方向盘执行对中操作，所述车辆包括与所述方向盘连接的转向件，所述转动件具有位于自身旋转路径上的中点的中线位置，其特征在于，所述对中装置包括：

夹紧设备，用于夹持车轮；

对中设备，被配置为传动连接所述转向件，用于驱动所述转向件转动；

标记设备，用于在所述夹紧设备夹紧所述车轮且所述对中设备驱动所述转向件位于所述中线位置时，在所述转向件上设置标记。

在其中一个实施例中，所述夹紧设备包括沿第一方向间隔布设的两个夹紧件，且每一所述夹紧件可受控地沿第一方向靠近或远离另一所述夹紧件。

在其中一个实施例中，所述对中装置还包括摆正设备，所述摆正设备用于摆正所述车轮，以使所述车轮的中线与车辆的中线平行，所述车轮的中线与所述车轮的轴线垂直。

在其中一个实施例中，所述对中设备包括转动件，所述转动件用于与所述转向件相连，且可受控地带动所述转向件正转和反转。

在其中一个实施例中，所述标记设备包括撞针，当所述转向件位于所述中线位置时，所述撞针可受控的撞击所述转向件的安装端面，以在所述转向件的安装端面上设置标记。

在其中一个实施例中，所述对中装置还包括固定基座和移动件，所述对中设备和所述标记设备均安装于所述移动件上，所述移动件活动安装于所述固定基座上，且所述对中设备和所述标记设备在随所述移动件的运动过程中可伸入或退出驾驶舱。

一种车辆生产系统，包括如上任一项所述的对中装置。

一种方向盘对中方法，应用于如上任一项所述的对中装置，所述方向盘对中方法包括：

在所述夹紧设备夹持车轮的情况下，调用所述对中设备驱动所述转向件转动至中线位置；

调用标记设备在所述转动件上设置标记；

对照所述标记将所述方向盘装配于所述转动件。

在其中一个实施例中，调用所述对中设备驱动所述转向件转动至中线位置的步骤具体包括；

调用所述对中设备驱动所述转向件正转至第一极限位置；

调用所述对中设备驱动所述转向件反转至第二极限位置；

根据所述第一极限位置至所述第二极限位置确定所述转向件的中线位置；

调用所述对中设备驱动所述转向件转动至所述中线位置。

在其中一个实施例中，在所述夹持车轮之前还包括步骤：

调用摆正设备摆正所述车轮，使得所述车轮的中线与车辆的中线平行，所述车轮的中线与所述车轮的轴线垂直。

上述对中装置，在对中设备对转向件进行对中的之前，通过夹紧设备对车轮进行夹紧，使得转向件在对中的过程中只需转动较小的角度，便可以完成方向盘对中的操作，大大降低了方向盘对中的时间，以及由于转向件转动的角度较小，减少了误差的产生，从而大大增加方向盘对中的精度。

附图说明

图1为本申请一些实施例中对中装置中夹紧设备与摆正设备的结构示意图；

图2为本申请一些实施例中对中装置中对中设备伸入驾驶室的结构示意图；

图3为本申请一些实施例中对中装置对转向件的标记示意图；

图4为本申请一些实施例中方向盘对中方法的流程图；

图5为图4实施例中方向盘对中方法中步骤S2的流程示意图。

附图标记说明：

夹紧设备10；夹紧件11；固定件12；

对中设备20；转向件21

标记点30；

摆正设备40；

固定基座50；移动件51；

车轮60；前轮61；后轮62；

第一方向X。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在实际的使用过程中，车辆包括方向盘、转向件21和车轮60，方向盘安装在转向件21上，并通过转向件21带动车轮60转动。因此在方向盘对中过程中，首先需要先找到转向件21的中位，并当转向件21处于中位的时候，此时转向件21带动车轮60左转至极限和右转至极限的角度均相同，再将方向盘安装在转向件21上，如此便可以完成方向盘的对中。

为此，参阅图1、图2和图3，本申请一实施例提供的对中装置，用于对车辆的方向盘执行对中操作，车辆包括与方向盘连接的转向件，转动件具有位于自身旋转路径上的中点的中线位置，对中装置包括夹紧设备10、对中设备20和标记设备，夹紧设备10用于夹持车轮60，对中设备20被配置为传动连接转向件21，用于驱动转向件21转动。标记设备则用于在夹紧设备10夹紧所述车轮60且对中设备20驱动转向件21位于中线位置时，在转向件21上设置标记30。

在实际的使用过程中，方向盘通常具有一定角度的转向虚位，转向虚位指的是在车轮60不发生偏转的情况下，方向盘所能转过的角度。它是整个转向系统和转向轮之间综合间隙的叠加。方向盘的自由间隙对缓和路面冲击，使转向柔和以及减轻驾驶员的疲劳有利，转向轮的自由转角一般为20度～30度为宜。

因此，当车辆运动至夹紧设备10处后，夹紧设备10对车轮60进行夹紧，使得车轮60不能进行转动，而此时由于转向虚位的存在，转向件21仍可以转动一定的角度，此时再通过对中设备20与转向件21相连，并转动转向件21，使其位于中线位置上，位于中线位置上的转向件21向左转动的极限角度，与向右转动的极限角度相同。最后，再通过标记设备在转向件21上设置标记点30，以便于后续在安装方向盘时，可以通过标记点30，将方向盘的指定位置，例如中线，对准标记点30进行安装，安装完成之后的方向盘也就完成了对中。

而通过夹紧设备10将车轮60夹紧之后，转向件21在对中的过程中，只需转动转向虚位的角度即可，通常只有20度～30度，若不对车轮60进行夹紧，转向件21则需要朝向一个方向转动多圈才能达到极限角度，例如现有商用车的方向盘向左或向右转动至极限角度时，均需要转动两圈半，如此不仅会增加转向件21对中的时间，同时由于转向件21转动的角度较大，容易产生误差，进而无法实现方向盘快速、准确的对中。

上述对中装置，在对中设备20对转向件21进行对中的之前，通过夹紧设备10对车轮60进行夹紧，使得转向件21在对中的过程中只需转动较小的角度，便可以完成方向盘对中的操作，大大降低了方向盘对中的时间，以及由于转向件21转动的角度较小，减少了误差的产生，从而大大增加方向盘对中的精度。

本申请的实施例中，夹紧设备10包括沿第一方向X间隔布设的两个夹紧件11，每一夹紧件11可受控地沿第一方向X靠近或远离另一夹紧件11，以通过两个夹紧件11对车辆的两个前轮61进行夹紧。具体地，夹紧设备10用于对车辆的两个前轮61进行夹紧，避免其转动，其中一个夹紧件11抵接车辆左侧前轮61的左侧，另一个夹紧件11抵接车辆右侧前轮61的右侧，由于两个车轮60需要同时转动，因此当两个夹紧件11均与车辆的前轮61相抵接时，两个车轮60便无法向任意一个方向进行转动，从而完成对车轮60的夹紧。

而在另一个实施例中，夹紧设备10也可以对单独一个前轮61进行夹紧，例如两个夹紧件11分别对该前轮61的相对的两侧抵接，以夹紧该前轮61，使得该前轮61无法朝向任一方向转动。而由于两个车辆的两个前轮61是相互连接的，因此对其中一个前轮61完成了夹紧，则另一个前轮61也完成了夹紧。

进一步地，夹紧设备10还包括两个固定件12，两个固定件12沿第一方向X间隔布设，且两个夹紧件11分别沿第一方向X可移动地安装在两个固定件12上，以通过两个固定件12来分别对两个夹紧件11进行安装和支撑。

在实际的使用过程中，由于转向件21的对中操作是在夹持车轮60的操作之后，因此若要保证转向件21的对中精度，则需要保证在夹持车轮60时，车轮60也处于中位上，即此时车轮60向任一方向转动的极限角度相同，又或者说，此时车轮60的中线与车辆的纵向中心线平行，车辆处于笔直前进的运动方向上。

为此，本申请的一些实施例中，对中装置还包括摆正设备40，摆正设备40用于摆正车轮60，以使得车轮60的中线与车辆的中线平行，车轮60的中线与车轮60的轴线垂直，即此时车辆处于笔直前进的运动方向上。如此，通过摆正设备40对车轮60定位，使车轮60处于上，之后再通过夹紧设备10对车轮60进行夹紧，使得车轮60保持在对中的状态，对中设备20对转向件21进行转动时，便只需转动转向虚位的角度即可。

在一些实施例中，摆正设备40还包括两个扩张架，两个扩张架之间的中线即为摆正设备40的中线，两个扩张架可在第一方向X以相同的速度相互靠近或远离。当需要对车轮60进行定位时，车辆运动至两个扩张架同时位于两个前轮61以及两个后轮62之间，之后驱动两个扩张架相互远离，直至两个扩张架分别与两个前轮61的内侧，以及两个后轮62的内侧一侧相互抵接。由于两个后轮62的中线与车辆的中线平行，因此当扩张架与两个后轮62的内侧相抵接时，车辆的中线即与摆正设备40的中线同轴，之后扩张架与两个前轮61的内侧相抵接时，两个前轮61便会与两个后轮62的方向平行，即两个前轮61的中线也与车辆的中线相互平行，完成两个前轮61的定位。之后，再将夹紧设备10夹紧两个前轮61，使得前轮61保持在对中的状态，对中设备20对转向件21进行转动时，便只需转动转向虚位的角度即可。

需要说明的是，在其他实施例中，摆正设备40也可以只对车轮60的位置进行标定，例如通过激光等方式，判断前轮61是否与后轮62处于同一水平线上，而车轮60的调整则可以转动转向件21来完成。

本申请的一些实施例中，对中设备20包括转动件，转动件用于与转向件21相连，且可受控地带动转向件21正传或反转，以获取转向件21的转动角度，并根据转向件21的转动角度，来判断转向件21的中位位置，从而将转向件21调整至中位。当转动件控制转向件21正转至最大角度时，转动件控制转向件21反转至最大角度，此时转向件21从正转的最大角度到反转的最大角度便是转向件21的转向虚位的角度，最后转动件再将反转到最大角度的转向件21转动该角度的一般数值，既可以使得转向件21转动至中位。可选地，转动件可以为电机、气动盘或者液压盘等。

本申请的实施例中，标记设备包括撞针，当转向件21位于中线位置时，撞针可受控的撞击转向件21的安装端面，以在转向件21的安装端面上设置标记点30。安装端面用于安装方向盘，在后续在装配方向盘的过程中，方向盘可以根据标记正确装配。具体地，撞针撞击的位置位于转向件21的中线上，而在装配方向盘的时候，则可以将方向盘的中线标记与转向件21上的标记重合，如此装配完之后方向盘的中线便与转向件21的中线重合，完成方向盘的对中。

本申请的一些实施例中，为了提高对中装置的自动化水平，对中装置还包括固定基座50和移动件51，对中设备20和标记设备均安装于移动件51上，移动件51活动安装于固定基座50上，且对中设备20和标记设备在随移动件51的运动过程中可伸入或退出驾驶舱。由于车辆已经通过上述夹紧设备10和摆正设备40进行了定位，因此通过移动件51带动对中设备20和标记设备进入到驾驶舱后，对中设备20可以很轻松地与转向件21的花键相互连接，以驱动转向件21转动。而当转向件21的对中完成之后，则可以通过移动件51将对中设备20和标记设备退出驾驶舱，以使得车辆可以离开对中装置，以进入到下一个步骤。

本申请实施例还提供一种车辆生产系统，该车辆生产系统包括如上对中装置，由于该车辆生产系统包括上述对中装置的全部技术特征，因此，该车辆生产系统具备上述对中装置的全部技术效果，在此不再赘述。

作为本申请的同一构思，还提供一种变速器总成的控制方法，用于上述任一实施例中的对中装置，参阅图4，该变速器总成的控制方法包括如下步骤：

S1：在夹紧设备10夹紧车轮60的情况下，调用对中设备20驱动转向件转动至中线位置；

S2：调用标记设备在转动件21上设置标记；

S3：对照标记将方向盘装配于转动件21。

本申请的一些实施例中，步骤S1具体包括：通过夹紧设备10用于对车辆的两个前轮61进行夹紧，避免其转动，其中一个夹紧件11抵接车辆左前轮61的左侧，另一个夹紧件11抵接车辆右前轮61的右侧，由于两个车轮60需要同时转动，因此当两个夹紧件11均与车辆的前轮61相抵接时，两个车轮60便无法向任意一个方向进行转动，从而完成对车轮60的夹紧。

进一步地，调用对中设备20驱动转向件转动至中线位置具体包括：

S11：调用对中设备20驱动转向件21正转至第一极限位置；

S12：调用对中设备20驱动转向件21反转至第二极限位置；

S13：根据第一极限位置至第二极限位置确定转向件21的中线位置；

S14：调用对中设备20驱动转向件21转动至中线位置。

具体地，若转向件21从第一极限位置至第二极限位置的转动角度α，则对中设备20带动转动管柱从第二极限位置正转α/2的角度，而通过当转动管柱从第二极限位置正转α/2的角度后，转动管柱不论正转或反转均转动相同的角度到极限位置，则此时转动管柱便处于中位。

本申请的一些实施例中，步骤S2具体包括：当转向件21位于中位时，撞针可受控的撞击转向件21的安装端面，以在转向件21的安装端面上设置标记点30，安装端面用于安装方向盘，可选地，撞针撞击的位置位于转向件21的中线上。

本申请的一些实施例中，步骤S3具体包括：将方向盘的中线标记与转向件21上的标记重合，如此装配完之后方向盘的中线便与转向件21的中线重合，完成方向盘的对中。

本申请的一些实施例中，在步骤S1之前还包括步骤S0：

调用摆正设备40摆正车轮60，使得车轮60的中线与车辆的中线平行，车轮60的中线与车轮60的轴线垂直。

具体地，摆正设备40还包括两个扩张架，两个扩张架之间的中线即为摆正设备40的中线，两个扩张架可在第一方向X以相同的速度相互靠近或远离。

当需要对车轮60进行定位时，车辆运动至两个扩张架同时位于两个前轮61以及两个后轮62之间，之后驱动两个扩张架相互远离，直至两个扩张架分别与两个前轮61的内侧，以及两个后轮62的内侧相互抵接。由于两个后轮62的中线与车辆的中线平行，因此当扩张架与两个后轮62的内侧相抵接时，车辆的中线即与摆正设备40的中线同轴，之后扩张架与两个前轮61的内侧相抵接时，两个前轮61便会与两个后轮62的方向平行，即两个前轮61的中线也与车辆的中线相互平行，完成两个前轮61的定位。

之后，再将夹紧设备10夹紧两个前轮61，使得前轮61保持在对中的状态，对中设备20对转向件21进行转动时，便只需转动转向虚位的角度即可。

上述方向盘对中方向至少具有以下优点：

通过在对中设备20对转向件21进行对中的之前，通过夹紧设备10对车轮60进行夹紧，使得转向件21在对中的过程中只需转动较小的角度，便可以完成方向盘对中的操作，大大降低了方向盘对中的时间，以及由于转向件21转动的角度较小，减少了误差的产生，从而大大增加方向盘对中的精度。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。