一种角度限位装置、转向结构及车辆的制作方法

1.本实用新型实施例涉及转向技术领域，尤其涉及一种角度限位装置、转向结构及车辆。


背景技术：

2.随着汽车科技以及智能驾驶的发展，转向系统也在逐步发展，自最初的机械式无助力转向器，到液压助力转向、电动助力转向以及目前发展的线控转向，转向系统的发展逐步突破了对空间的限制。
3.线控的转向系统中，由于取消了部分机械连接，管柱直接与力反馈单元连接，方向盘转动圈数的限制完全由力反馈单元的电机来控制，反馈单元提供的辅助力矩有限。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，提出了本实用新型实施例，以便提供一种解决上述问题的角度限位装置、转向结构及车辆。
5.在本实用新型的一个实施例中，提供了一种角度限位装置，包括：
6.壳体，所述壳体上设有转接槽及第一限位结构；
7.限位槽盘，所述限位槽盘与所述转接槽可转动连接，所述限位槽盘上设有多个第一驱动结构及与所述第一限位结构配合使用的第二限位结构；
8.输出轴，所述输出轴上设有主动转盘，所述主动转盘上设有与所述第一驱动结构配合使用的第二驱动结构；
9.其中，所述输出轴带动所述主动转盘沿周向同步连续转动时，所述第二驱动结构间歇式地与所述第一驱动结构连接，以带动所述限位槽盘间歇式地转动，当所述第二限位结构与所述第一限位结构抵接时，限制所述输出轴继续沿当前转动方向转动。
10.在一些实施例中，所述壳体包括壳主体及端盖；
11.所述壳主体具有容置槽，所述限位槽盘及所述主动转盘均设置在所述容置槽内；
12.所述端盖盖合连接在所述容置槽的槽口处，所述端盖上设有供所述输出轴穿过的第一转接孔及用于连接所述限位槽盘的第二转接孔。
13.在一些实施例中，所述容置槽的槽底设有凸出于槽底的转接凸台，所述转接槽设置在转接凸台上。
14.在一些实施例中，所述第一限位结构为第一挡块，所述第一挡块设置在所述转接槽的槽壁上，和/或，所述第一挡块设置在所述容置槽的槽底并围绕所述转接槽的槽口；
15.所述第二限位结构为第二挡块，所述限位槽盘与所述转接槽可转动连接时，所述第二挡块与所述第一挡块位置相对应。
16.在一些实施例中，所述第一限位结构设置在所述转接槽远离所述主动转盘的一侧。
17.在一些实施例中，所述限位槽盘包括转接轴及设置在所述转接轴上的从动转盘；
18.所述转接轴可转动设置在所述转接槽内，所述转接轴及所述从动转盘中的至少一个上设有与所述第一限位结构配合使用的第二限位结构；
19.所述从动转盘上设有多个所述第一驱动结构。
20.在一些实施例中，所述转接槽内设有配合所述转接轴使用的自润滑衬套。
21.在一些实施例中，所述转接轴包括支撑段及转接段，所述支撑段的两端分别与所述转接段及所述从动转盘连接，所述支撑段的直径大于所述转接段的直径；
22.从槽底到槽口方向，所述转接槽包括转接腔及支撑腔，所述支撑腔的直径大于所述转接腔的直径，所述转接腔及所述支撑腔之间具有支撑平台；
23.所述转接轴设置在所述转接槽内时，所述转接段位于所述转接腔内，所述支撑段位于所述支撑腔内，所述支撑段抵接在所述支撑平台上。
24.在一些实施例中，所述从动转盘背向所述转接轴的一侧上设有支撑轴，所述支撑轴与所述壳体可转动连接。
25.在一些实施例中，所述第一驱动结构为沿所述从动转盘轴向方向贯穿所述从动转盘的驱动槽；或者，所述第一驱动结构为沿所述从动转盘轴向方向伸出的驱动杆；
26.所述第二驱动结构为配合所述第一驱动结构使用的拨动杆。
27.在一些实施例中，所述拨动杆沿着所述主动转盘轴向方向延伸，或者，所述拨动杆沿着所述主动转盘径向方向延伸。
28.在一些实施例中，所述输出轴的一端设有花键结构；所述主动转盘设有连接孔，所述连接孔的孔壁上设有配合所述花键结构使用的内齿；所述输出轴通过所述花键结构与所述内齿连接，并带动所述主动转盘转动；或者
29.所述输出轴与所述主动转盘为一体成型结构；或者
30.所述输出轴与所述主动转盘焊接固定。
31.相应地，本实用新型实施例还提供了一种转向结构，包括：方向盘和如上述中任一项所述的角度限位装置；
32.所述角度限位装置中的输出轴与所述方向盘连接，所述方向盘用于带动所述输出轴沿周向转动。
33.相应地，本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括车主体及设置在所述车主体上的如上述中所述的转向结构。
34.本实用新型实施例提供的技术方案，通过第一限位结构可限制限位槽盘的转动圈数，从而限制输出轴的转动圈数，以便模拟传统转向系统中方向盘打死的操作感。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本实用新型实施例提供的一种角度限位装置的爆炸结构示意图；
37.图2为本实用新型实施例提供的一种壳主体的结构示意图；
38.图3为本实用新型实施例提供的一种限位槽盘的结构示意图；
39.图4为本实用新型实施例提供的一种主动转盘的结构示意图；
40.图5为本实用新型实施例提供的一种角度限位装置的局部剖面结构示意图；
41.图6为本实用新型实施例提供的另一种限位槽盘的结构示意图。
具体实施方式
42.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
43.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件或名称，而不能理解为指示或暗示顺序关系、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。
44.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
45.图1为本实用新型实施例提供的一种地刷的剖面结构示意图，参见图1 所示。
46.在本实用新型的一个实施例中，提供了一种角度限位装置，包括：壳体 10、限位槽盘20及输出轴30。
47.其中，结合图1，参见图2至图4，壳体10上设有转接槽11及第一限位结构12。限位槽盘20与转接槽11可转动连接，限位槽盘20上设有多个第一驱动结构21及与第一限位结构12配合使用的第二限位结构22。输出轴30 上设有主动转盘40，主动转盘40上设有与第一驱动结构21配合使用的第二驱动结构41。
48.结合图1，参见图5，输出轴30带动主动转盘40沿周向同步连续转动时，第二驱动结构41间歇式地与第一驱动结构21连接，以带动限位槽盘20间歇式地转动，当第二限位结构22与第一限位结构12抵接时，限制输出轴30 继续沿当前转动方向转动。
49.本实用新型实施例提供的技术方案，通过第一限位结构12可限制限位槽盘20的转动圈数，从而限制输出轴30的转动圈数，以便模拟传统转向系统中方向盘打死的操作感。
50.举例来说，继续参见图5，以限位槽盘20上设有四个第一驱动结构21，主动转盘40上设有两个第二驱动结构41为例，输出轴30(图5中省略输出轴30，故未示出)带动主动转盘40沿逆时针方向(实线箭头所示方向)转动时，主动转盘40随着输出轴30同步沿着时针方向连续转动，此时，主动转盘40的其中一个第二驱动结构41m与限位槽盘20上的其中一个第一驱动结构21a连接，随着主动转盘40的转动，第二驱动结构41m通过第一驱动结构21a带动限位槽盘20沿着顺时针方向(虚线箭头所示方向)转动。
51.当第二驱动结构41m转动的圈数达到脱离圈数时，如第二驱动结构41m 从与第一驱动结构21a连接的位置，沿逆时针转动九十度(即四分之一圈) 时，此时，第二驱动结构41m与第一驱动结构21a分离，第二驱动结构41m 继续沿着逆时针转动，而第一驱动结构21a由于失去作用力，从而停止转动，即限位槽盘20停止转动。随着限位槽盘20的停止，第一驱
动结构21b停止在能够与主动转盘40上另一个第二驱动结构41n连接的位置。
52.当下一个第二驱动结构41n沿逆时针方向转动到与第一驱动结构21b连接时，随着主动转盘40的转动，第二驱动结构41n通过第一驱动结构21b 带动限位槽盘20沿着顺时针方向(虚线箭头所示方向)转动。
53.当第二驱动结构41n转动的圈数达到脱离圈数时，如第二驱动结构41n 从与第一驱动结构21b连接的位置，沿逆时针转动九十度(即四分之一圈) 时，此时，第二驱动结构41n与第一驱动结构21b分离，第二驱动结构41n 继续沿着逆时针转动，而第一驱动结构21b由于失去作用力，从而停止转动，即限位槽盘20停止转动。随着限位槽盘20的停止，第一驱动结构21c停止在能够与主动转盘40上另一个第二驱动结构41m连接的位置。
54.以此类推，重复上述的方式，从实现输出轴30带动主动转盘40沿逆时针方向连续转动，第二驱动结构41间歇式地与第一驱动结构21连接，以带动限位槽盘20间歇式地转动。限位槽盘20转动的同时，设置在限位槽盘20 上的第二限位结构22随着限位槽盘20同步顺时针转动。当第二限位结构22 与壳体10上的第一限位结构12抵接时，由于第二限位结构22及第一限位结构12的相互作用，使得限位槽盘20不能够继续沿着顺时针转动，主动转盘 40不能继续沿着逆时针，进而限制输出轴30继续沿当前转动方向转动，以便模拟传统转向系统中方向盘打死的操作感。
55.相应地，输出轴30带动主动转盘40沿顺时针方向转动时，传动方式与逆时针转动时方式相同，仅方向不同，当第二限位结构22逆时针转动到与壳体10上的第一限位结构12抵接时，由于第二限位结构22及第一限位结构 12的相互作用，使得限位槽盘20不能够继续沿着逆时针转动，主动转盘40 不能继续沿着顺时针，进而限制输出轴30继续沿当前转动方向转动，以便模拟传统转向系统中方向盘打死的操作感。
56.进一步地，在本实用新型实施例中，可通过设置第一驱动结构21及第二限位结构22的相应的数量以及对应的设置角度，同时设置第一限位结构12 及第二限位结构22的数量、相对位置及对应的设置角度，实现限制限位槽盘 20的转动圈数，从而限制输出轴30的转动圈数，使得输出轴30只能在设计的圈数及角度范围内旋转，进而实现方向盘的硬限位，更有效地模拟传统转向系统方向盘打死的操作感。
57.需要说明的是，本实用新型实施例中，并不对第一驱动结构21及第二限位结构22的数量以及对应的设置角度具体限定，只要能够确保主动转盘40 能够间歇式地带动限位槽盘20转动即可，同时本实用新型实施例中，并不对第一限位结构12及第二限位结构22的数量、相对位置及对应的设置角度进行具体限定，只要能够限制限位槽盘20的转动圈数即可。
58.例如，在一种可实现的实施例中，第一驱动结构21为四个，并沿着限位槽盘20的周向间隔均匀设置，第二限位结构22为两个，并沿着主动转盘40 的周向对称设置，第一限位结构12及第二限位结构22均为一个。当然，此种设置方式仅为一种示例，并不能作为本实用新型实施例的不当限定。
59.下面对本实用新型实施例提供的技术方案做进一步地详细介绍。
60.继续参见图1及图2，在本实用新型的一些可实现的实施例中，壳体10 的一种可实现的方式是，壳体10包括壳主体101及端盖102。壳主体101具有容置槽1011，限位槽盘20及主动转盘40均设置在容置槽1011内。端盖 102盖合连接在容置槽1011的槽口处，端盖102上
设有供输出轴30穿过的第一转接孔1021及用于连接限位槽盘20的第二转接孔1022。壳主体101及端盖102为限位槽盘20及主动转盘40提供支撑，同时，端盖102盖合容置槽1011的槽口后，使得容置腔形成一个相对封闭的转动空间，限位槽盘20 及主动转盘40设置在转动空间内可避免与其他部件之间的相互干扰，以确保限位槽盘20及主动转盘40之间的传动稳定，同时，还可起到密封作用，防止污染物进入容置槽1011的内部，对容置槽1011内的限位槽盘20及主动转盘40起到保护作用。
61.继续参见图1及图2，转接槽11的一种可实现方式是，容置槽1011的槽底设有凸出于槽底的转接凸台13，转接槽11设置在转接凸台13上。通过转接凸台13增大了转接槽11的厚度，从而增加了限位槽盘20与转接槽11 的接触面积，使得限位槽盘20可更加稳定地与转接槽11连接。同时，通过转接凸台13还可抬高限位槽盘20的相对高度，减少限位槽盘20与容置槽 1011的槽底接触，减少限位槽盘20的转动摩擦力，使得限位槽盘20转动更加顺畅。
62.进一步地，第一限位结构12的一种可实现方式是，参见图1及图2，第一限位结构12为第一挡块，第一挡块设置在转接槽11的槽壁上。第一限位结构12的另一种可实现方式是，第一限位结构12为第一挡块，第一挡块设置在容置槽1011的槽底并围绕转接槽11的槽口。第一挡块的上述设置方式可以相互独立实现，也可相互组合在一起实现。
63.基于第一限位结构12的实现方式，第二限位结构22为第二挡块，限位槽盘20与转接槽11可转动连接时，第二挡块与第一挡块位置相对应。例如，当第一挡块设置在转接槽11的槽壁上时，为了配合第一挡块，参见图3，限位槽盘20包括转接轴201及设置在转接轴201上的从动转盘202。第二挡块设置在转接轴201上，转接轴201伸入转接槽11内，第二挡块随着限位槽盘 20的转动而转动，直到与第一挡块抵接时，可限制限位槽盘20继续沿着当前方向转动。
64.当第一挡块设置在转接槽11的槽壁上时，为了配合第一挡块，第二挡块可设置在从动转盘202上，第二挡块随着限位槽盘20的转动而转动，直到与第一挡块抵接时，可限制限位槽盘20继续沿着当前方向转动。当然，为配合第一限位结构12的实现方式，第二挡块的上述设置方式可以相互独立实现，也可相互组合在一起实现。
65.进一步地，在本实用新型的一些可实现的实施例中，第一限位结构12 设置在转接槽11远离主动转盘40的一侧。此种设置方式下，更加便于限位槽盘20及主动转盘40之间的装配。
66.结合图1及图3，在本实用新型的一些可实现的实施例中，限位槽盘20 的一种可实现方式是，限位槽盘20包括转接轴201及设置在转接轴201上的从动转盘202。转接轴201可转动设置在转接槽11内，转接轴201及从动转盘202中的至少一个上设有与第一限位结构12配合使用的第二限位结构22。从动转盘202上设有多个第一驱动结构21。转接轴201与转接槽11配合，能够实现限位槽盘20与壳体10之间的连接，同时转接轴201可抬高从动转盘202的高度，避免从动转盘202与容置槽1011的槽底接触，使得限位槽盘 20转动更加顺畅。为进一步使得限位槽盘20转动更加顺畅，在本实用新型的一些可实现的实施例中，转接槽11内设有配合转接轴201使用的自润滑衬套50。自润滑衬套50位于转接轴201与转接槽11的槽壁之间，可有效减少摩擦阻力，使得限位槽盘20转动更加平滑、顺畅，同时，也有效减少转接轴 201与转接槽11的槽壁之间的磨损，减少部件的损坏，提高使用寿命。自润滑衬套50包括但不限于为通过特氟龙(聚四氟乙烯，poly tetra fluoroethylene，简写为ptfe，别称特氟
龙)材料制成，特氟龙材料耐磨且具有润滑性。自润滑衬套50可设置在转接槽11，也可直接套设在转接轴201上。通过自润滑衬套50可实现转接轴201与转接槽11之间稳定的转动，且减少转动过程中产生的异响和抖动现象，可有效的提高转动的稳定性。
67.为进一步地减少从动转盘202与转接凸台13之间的接触，在本实用新型的一些可实现的实施例中，参见图3，转接轴201包括支撑段2021及转接段 2022，支撑段2021的两端分别与转接段2022及从动转盘202连接，支撑段 2021的直径大于转接段2022的直径。参见图2，从槽底到槽口方向，转接槽 11包括转接腔111及支撑腔112，支撑腔112的直径大于转接腔111的直径，转接腔111及支撑腔112之间具有支撑平台113。转接轴201设置在转接槽11内时，转接段2022位于转接腔111内，支撑段2021位于支撑腔112内，支撑段2021抵接在支撑平台113上。通过支撑段2021的支撑，可使得从动转盘202远离转接凸台13，避免从动转盘202与转接凸台13接触产生较大的摩擦力。同时，参见图5，从动转盘202与转接凸台13之间还会产生间隙，通过该间隙可以避让主动转盘40，避免主动转盘40与从动转盘202之间产生干涉。当然，本实用新型实施例中，并不限定主动转盘40的使用方向，主动转盘40可如图5中的方向使用，即主动转盘40上的第一驱动结构21朝上方延伸，主动转盘40也可翻转之后使用，即主动转盘40上的第一驱动结构 21朝下方延伸，此种设置方式下，可减少主动转盘40与从动转盘202之间的干涉影响。
68.结合图1，参见图5及图6，为进一步保证限位槽盘20的转动稳定，在本实用新型的一些可实现的实施例中，从动转盘202背向转接轴201的一侧上设有支撑轴203，支撑轴203与壳体10可转动连接。具体地，限位槽盘20 通过转接轴201与转接槽11可转动连接，通过支撑轴203与端盖102上的第二转接孔1022可转动连接，通过转接槽11及第二转接孔1022的双重限位作用，可将限位槽盘20的位置固定，使得限位槽盘20能够在一个相对固定的位置平稳转动，减少脱扣的情况发生，提高安全性。
69.在本实用新型的一些可实现的实施例中，第一驱动结构21的实现方式包括多种，一种可实现的方式是，参见图1、图3及图5，第一驱动结构21为沿从动转盘202轴向方向贯穿从动转盘202的驱动槽。为适配第一驱动结构 21使用，第二驱动结构41的一种可实现方式是，参见图1、图4及图5，第二驱动结构41为配合第一驱动结构21使用的拨动杆。在使用时，随着主动转盘40的转动，拨动杆可伸入驱动槽内，并带动限位槽盘20转动，随着转动，拨动杆逐渐深入驱动槽内直到伸入最大距离后，再随着转动，拨动杆逐渐从驱动槽内退出，直到达到脱离圈数，此时，拨动杆与驱动槽分离，拨动杆继续转动，而由于失去作用力，从而停止转动，即限位槽盘20停止转动。
70.第一驱动结构21的另一种可实现的方式是，第一驱动结构21为沿从动转盘202轴向方向伸出的驱动杆。驱动杆与驱动槽的作用相似，第二驱动结构41为配合驱动杆使用的拨动杆。在使用时，随着主动转盘40的转动，拨动杆与驱动杆连接，并带动限位槽盘20转动，随着转动，拨动杆与驱动杆的相对位置发生变化，再随着转动，拨动杆与驱动杆逐渐分离，直到达到脱离圈数，此时，拨动杆与驱动杆分离，拨动杆继续转动，而驱动杆由于失去作用力，从而停止转动，即限位槽盘20停止转动。根据第一驱动结构21的不同实现方式，拨动杆的实现方式也包括多种，例如，继续参见图1、图4及图5，拨动杆沿着主动转盘40轴向方向延伸，或者，拨动杆沿着主动转盘40 径向方向延伸。
71.在本实用新型的一些可实现的实施例中，输出轴30与主动转盘40的连接方式包括
多种，一种可实现的方式是，参见图1，输出轴30的一端设有花键结构31。主动转盘40设有连接孔42，连接孔42的孔壁上设有配合花键结构31使用的内齿43。输出轴30通过花键结构31与内齿43连接，并带动主动转盘40转动。输出轴30与主动转盘40分体设置，便于各部件之间的制作、运输及存储，同时结构简单，便于两者的安装与拆卸，便于后续的维护与维修。花键结构31与内齿43连接后，可有效限制输出轴30与主动转盘40之间的周向相对位移，从而使得输出轴30沿周向转动时，可带动主动转盘40 随着输出轴30同步转动。本实用新型实施例中，除了通过花键结构31与内齿43限制输出轴30与主动转盘40之间的周向相对位移之外，还可通过其他多种方式实现，如输出轴30与主动转盘40连接的部分为非回转圆结构，如通过三角形、矩形、六角形等结构连接，或者通过在圆柱结构的侧面设置凸起结构实现连接等。
72.本实用新型实施例中，输出轴30与主动转盘40处理可以分体设置之外，输出轴30与主动转盘40为一体成型结构；或者输出轴30与主动转盘40焊接固定。通过将输出轴30与主动转盘40形成一个整体结构，增加两者之间的位置稳定性之外，更有利于两者之间的作用力的传递，使得作用力专递更加直接，减少因加工误差带来的传导滞后性。
73.综上，通过输出轴30可带动主动转盘40连续转动，主动转盘40可间歇式地带动限位槽盘20间歇式地转动，限位槽盘20受到壳体10上第一限位结构12的限制，只能在设计的角度范围内转动，从而限制输出轴30的转动圈数，以便模拟传统转向系统中方向盘打死的操作感。
74.基于本实用新型的上述实施例的技术方案，相应地，本实用新型实施例还提供了一种转向结构，包括：方向盘和如上述实施例中的角度限位装置。其中，角度限位装置中的输出轴30与方向盘连接，方向盘用于带动输出轴30沿周向转动。
75.进一步地，基于本实用新型的上述实施例的技术方案，相应地，本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括车主体及设置在车主体上的如上述实施例中的转向结构。车辆包括但不限于为燃油汽车、电动汽车及其他通过方向盘进行转向控制的交通工具。
76.需要说明的是，本实用新型实施例中的角度限位装置的实现方式可参考上述实施例中角度限位装置的实现方式，在结构不冲突的情况下，可相互参考及借鉴，此处不再一一赘述。
77.综上所述，本实用新型实施例提供的技术方案，通过第一限位结构12 可限制限位槽盘20的转动圈数，从而限制输出轴30的转动圈数，以便模拟传统转向系统中方向盘打死的操作感。
78.需要说明的是，虽然结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本实用新型实施例的保护范围的限定。在本实用新型实施例所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本实用新型的保护范围。
79.本实用新型实施例的示例旨在简明地说明本实用新型实施例的技术特点，使得本领域技术人员能够直观了解本实用新型实施例的技术特点，并不作为本实用新型实施例的不当限定。
80.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：
其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。