转向角度检测装置及半挂式运输车的制作方法

1.本实用新型涉及运输车辆技术领域，尤其涉及一种转向角度检测装置及半挂式运输车。


背景技术：

2.随着运输车智能化技术的不断发展，业界的一个目标在于能够实现对车辆行驶的智能控制。对于牵引车牵引半挂车运输的场景，需要获取半挂车与牵引车之间的相对角度，以便于实现更好地控制车辆的行驶。
3.现有技术中，将角度传感器安装在牵引车上后，使用万向节或联轴器将角度传感器辅以销轴配合，与半挂车的销轴连接来获取转向数据。但因牵引车与半挂车之间并不是刚性连接，所以在行使过程中半挂车与牵引车会产生前后、上下的相对位移，角度传感器与万向节或联轴器与销轴也不能完全使用销钉定死(否则因车身位移会损坏角度传感部件)，同时因加工精度及配合问题，导致角度传感器销轴与万向节或联轴器存在间隙，所读取的转向角度和实际的角度有一定偏差，并且会随着运行时间增加，磨损增加，角度偏差增大。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种转向角度检测装置及半挂式运输车，用于解决现有的半挂式运输车中，牵引车相对半挂车的转动角度检测精度较差的技术问题。
5.为此，根据本实用新型的一个方面，提供了一种转向角度检测装置，应用于转动结构上，转动结构包括第一元件、第二元件和转动轴，第一元件和第二元件通过转动轴转动连接，且转动轴固接于第一元件，该转向角度检测装置包括：
6.角度传感器，包括传感器本体和可转动地连接于传感器本体的转轴，传感器本体用于固接转动轴；以及
7.弹性连接件，一端固接于转轴，另一端用于固接第二元件，弹性连接件在第二元件相对于转动轴转动的方向上为刚性，以使弹性连接件能够将第二元件相对于转动轴转动的角度传递至转轴并使转轴转动同样的角度；在第一元件和第二元件沿平行于或垂直于转轴的方向发生相对位移的过程中，弹性连接件能够发生弹性伸缩变形。
8.可选地，弹性连接件具有用于连接转轴和第二元件的两个连接端以及设置于两个连接端之间的至少一个弯曲部，在第一元件和第二元件沿平行于或垂直于转轴的方向发生相对位移的过程中，弯曲部能够发生弹性伸缩变形。
9.可选地，弹性连接件为连接片，连接片的宽度方向垂直于转轴，连接片的长度方向的两端形成两个连接端，两个连接端之间的连接片向预设方向弯曲以形成弯曲部；
10.其中，预设方向包括第一元件和第二元件沿平行于和/或垂直于转轴的方向发生相对位移的方向。
11.可选地，连接片呈c形、u形、v形、s形、n形或w形。
12.可选地，转向角度检测装置还包括转接组件，转接组件固接于转轴上，两个连接端
中的一个固接于转接组件上。
13.可选地，转接组件包括套管和固定在套管一端的安装板，套管固定在转轴上，两个连接端中的一个固接于安装板上。
14.可选地，转接组件还包括弧形块和紧固件，弧形块上设置有通孔，套管的侧部设置有开口，套管上设置有与开口相对的安装孔，转轴的外径小于套管的内径，转轴上沿径向设置有过孔，套管套设在转轴上，弧形块置于开口内，紧固件依次贯穿通孔、过孔和安装孔以使套管、转轴和弧形块连为一体。
15.可选地，转向角度检测装置还包括安装底座，角度传感器固定在安装底座上，安装底座用于固接转动轴。
16.可选地，转向角度检测装置还包括安装支架，两个连接端中的一个固接于安装支架上，安装支架用于固接第二元件。
17.根据本实用新型的另一个方面，提供了一种半挂式运输车，该半挂式运输车包括牵引车、半挂车以及如上述的转向角度检测装置，牵引车和半挂车之间通过转动结构连接，第一元件和第二元件中的一个固接于牵引车，第一元件和第二元件中的另一个固接于半挂车。
18.本实用新型提供的转向角度检测装置及半挂式运输车的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的转向角度检测装置中，角度传感器与转动轴之间、弹性连接件与转轴之间以及弹性连接件与第二元件之间均通过固定连接的方式连接，且弹性连接件在第二元件相对于转动轴转动的方向上为刚性，在第一元件和第二元件发生相对转动的过程中，传感器本体同第一元件一同转动，第一元件与第二元件之间形成的角度通过弹性连接件准确地传递至转轴，以使传感器本体精确获取转向角度数据，同时，在第一元件和第二元件沿平行于或垂直于转轴的方向发生相对位移的过程中，弹性连接件能够发生弹性伸缩变形，进而可以消除第一元件与第二元件之间在相应方向上产生的相对位移对传感器本体的影响，保证角度传感器准确获取转向角度。将该转向角度检测装置应用于牵引车和半挂车之间的转动结构上，能够准确获取半挂车与牵引车之间的转向角度，提高半挂式运输车的驾驶安全。
附图说明
19.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，下面描述中的附图仅仅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。
20.其中：
21.图1是本实用新型一实施例示出的一种转向角度检测装置的立体结构示意图；
22.图2是本实用新型一实施例示出的另一种转向角度检测装置的立体结构示意图；
23.图3是本实用新型一实施例示出的转向角度检测装置的爆炸示意图；
24.图4是本实用新型一实施例示出的转向角度检测装置中转接组件的拆解示意图；
25.图5是本实用新型一实施例示出的转向角度检测装置中转接组件固接于转轴后的剖视结构示意图；
26.图6是本实用新型一实施例示出的具有安装底座和安装支架的转向角度检测装置示意图；
27.图7是图1示出的转向角度检测装置应用于一种转动结构上的示意图；
28.图8是图6示出的转向角度检测装置应用于另一种转动结构上的示意图。
29.主要元件符号说明：
30.10、转向角度检测装置；
31.100、角度传感器；
32.110、传感器本体；120、转轴；121、过孔；
33.200、弹性连接件；
34.210、连接端；211、固定孔；220、弯曲部；
35.300、转接组件；
36.310、套管；311、开口；312、安装孔；320、安装板；321、连接孔；
37.330、弧形块；331、通孔；340、紧固件；
38.400、安装底座；
39.500、安装支架；
40.20、转动结构；
41.1000、第一元件；
42.2000、第二元件；
43.3000、转动轴。
具体实施方式
44.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以通过许多其他不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
45.需要说明的是，当元件被称为“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间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
46.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
48.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。本文所使用的术语“及/或”包括
一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
49.正如背景技术中所记载的，现有的半挂式运输车中，牵引车相对半挂车的转动角度检测精度较差。
50.为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，如图1-图2和图7所示，本实用新型的实施例提供了一种转向角度检测装置10，应用于转动结构20上，转动结构20包括第一元件1000、第二元件2000和转动轴3000，第一元件1000和第二元件2000通过转动轴3000转动连接，且转动轴3000固接于第一元件1000，该转向角度检测装置10包括角度传感器100和弹性连接件200。角度传感器100包括传感器本体110和可转动地连接于传感器本体110的转轴120，传感器本体110用于固接转动轴3000。弹性连接件200的一端固接于转轴120，另一端用于固接第二元件2000，弹性连接件200在第二元件2000相对于转动轴3000转动的方向上为刚性，以使弹性连接件200能够将第二元件2000相对于转动轴3000转动的角度传递至转轴120并使转轴120转动同样的角度；在第一元件1000和第二元件2000沿平行于或垂直于转轴120的方向发生相对位移的过程中，弹性连接件200能够发生弹性伸缩变形。
51.在本实用新型实施例中，该转向角度检测装置10中的角度传感器100与转动轴3000之间、弹性连接件200与转轴120之间以及弹性连接件200与第二元件2000之间均通过固定连接的方式连接，且弹性连接件200在第二元件2000相对于转动轴3000转动的方向上为刚性，在第一元件1000和第二元件2000发生相对转动的过程中，传感器本体110同第一元件1000一同转动，第一元件1000与第二元件2000之间形成的角度通过弹性连接件200准确地传递至转轴120，以使传感器本体110精确获取转向角度数据，同时，在第一元件1000和第二元件2000沿平行于或垂直于转轴120的方向发生相对位移的过程中，弹性连接件200能够发生弹性伸缩变形，进而可以消除第一元件1000与第二元件2000之间在相应方向上产生的相对位移对传感器本体110的影响，保证角度传感器100准确获取转向角度。将该转向角度检测装置10应用于牵引车和半挂车之间的转动结构20上，能够准确获取半挂车与牵引车之间的转向角度，提高半挂式运输车的驾驶安全。
52.角度传感器100的传感器本体110可以检测转轴120的转动而产生电信号，该电信号传递给相应的控制器进而计算得出转轴120的转动角度。需要说明的是，该角度传感器100的具体结构以及传感器本体110获取转轴120转动角度的具体实现方案均可采用现有的成熟技术，此处不再赘述。
53.可以理解的是，为了使第一元件1000和第二元件2000发生相对转动的过程中，转轴120相对于传感器本体110转动的角度等于第二元件2000相对于转动轴3000转动的角度，传感器本体110固设在转动轴3000上需要保证转轴120与转动轴3000同轴。
54.需要说明的是，该转向角度检测装置10并不局限于应用在背景技术中所提到的半挂式运输车上，在其他通过上述转动结构20连接的两个部件或装置之间，需要检测两部件或装置之间的相对转向角度时同样可以采用该转向角度检测装置10。
55.以将该转向角度检测装置10应用于半挂式运输车上来检测牵引车与半挂车之间的相对转向角度为例，牵引车和半挂车之间通常是通过固定在牵引车上的鞍座和固定在半挂车的车架上的牵引销转动连接实现牵引车对半挂车的牵引，即鞍座、车架和牵引销构成上述转动结构20，车架相当于上述转动结构20中的第一元件1000，鞍座相当于上述转动结构20中的第二元件2000，牵引销相当于上述转动结构20中与第一元件1000固接的转动轴
3000。当鞍座绕牵引销转动时(例如半挂式运输车转向时)，鞍座带动弹性连接件200绕牵引销一同转动，通过弹性连接件200将转动角度传递至传感器本体110上的转轴120，进而将鞍座绕牵引销转动的角度转化为传感器本体110相对转轴120部转动的角度而被角度传感器100测量。
56.在一种实施例中，如图1图2和图7所示，弹性连接件200具有用于连接转轴120和第二元件2000的两个连接端210以及设置于两个连接端210之间的至少一个弯曲部220，在第一元件1000和第二元件2000沿平行于或垂直于转轴120的方向发生相对位移的过程中，弯曲部220能够发生弹性伸缩变形。
57.通过如上设置，利用弯曲部220在第一元件1000和第二元件2000沿平行于或垂直于转轴120的方向发生相对位移的过程中发生弹性伸缩变形，可消除第一元件1000与第二元件2000之间在相应方向上产生的相对位移对传感器本体110的影响(例如半挂式运输车在颠簸路面上行使的过程中半挂车与牵引车之间产生的前后、上下的相对位移对角度传感器100的影响)，提高传感器本体110的测量精度和使用寿命。
58.为便于理解说明，第一元件1000和第二元件2000沿平行于转轴120的方向发生相对位移的方向在图7中以x示出，第一元件1000和第二元件2000沿垂直于转轴120的方向发生相对位移的方向在图7中以y示出。
59.具体来说，连接端210与转轴120之间以及连接端210与第二元件2000之间均可通过螺钉连接、焊接、粘接剂粘接等其它固定连接的方式实现固定连接，在此不做限定。
60.在一种具体的实施例中，如图1-图2和图7所示，弹性连接件200为连接片，连接片的宽度方向垂直于转轴120，连接片的长度方向的两端形成两个连接端210，两个连接端210之间的连接片向预设方向弯曲以形成弯曲部220；其中，预设方向包括第一元件1000和第二元件2000沿平行于和/或垂直于转轴120的方向发生相对位移的方向。
61.通过如上设计，弹性连接件200结构简单，便于生产制造和降低生产成本。
62.连接片的宽度方向垂直于转轴120，即连接片在第二元件2000相对于转动轴3000转动的方向上具备一定宽度，使得弹性连接件200在第二元件2000相对于转动轴3000转动的方向上为刚性，通过连接片传递转向角度时连接片在转动方向上不发生形变，保证转向角度传递的精确性。
63.两个连接端210之间的连接片向预设方向弯曲以形成弯曲部220，通过弯曲部220在第一元件1000和第二元件2000沿平行于或垂直于转轴120的方向发生相对位移的过程中弹性伸缩变形，以消除第一元件1000与第二元件2000之间在相应方向上产生的相对位移对传感器本体110的影响，延长角度传感器100的寿命，保证角度传感器100准确获取转向角度。
64.具体来说，在本实施例中，连接片可采用宽度为100mm、厚度为0.5mm的金属带裁切冲压形成，连接片的长度可根据转轴120与第二元件2000之间的间距裁取。
65.可以理解的是，弯曲部220的数量和弯曲方向可以根据连接片的实际安装情况具体设置，如图1所示，弯曲部220的数量为一个且由连接片向平行于转轴120的方向弯曲形成，也可如图2所示，弯曲部220的数量为两个且由连接片向第一元件1000和第二元件2000沿垂直于转轴120的方向发生相对位移的方向弯曲形成。当然，在其他实施例中，弯曲部220的数量也可为多个，其中既有连接片向第一元件1000和第二元件2000沿垂直于转轴120的
方向发生相对位移的方向弯曲形成的，也有连接片向第一元件1000和第二元件2000沿平行于转轴120的方向发生相对位移的方向弯曲形成的。
66.在一些具体的实施例中，连接片呈c形、u形、v形、s形、n形或w形。
67.当然，可以理解的是，在其他一些实施例中，连接片也可以为其他形状，只要能够实现上述功能即可，在此不做限定。
68.在一种实施例中，如图1-图2所示，转向角度检测装置10还包括转接组件300，转接组件300固接于转轴120上，两个连接端210中的一个固接于转接组件300上。
69.由于转轴120的尺寸较小，通过将转接组件300固定在转轴120上能够增大转轴120对外连接的尺寸，便于弹性连接件200的连接端210在转轴120上的安装固定以及提高连接端210与转轴120连接后的稳定性和可靠性。
70.转接组件300与转轴120之间以及转接组件300与连接端210之间可通过螺钉连接、焊接、粘接剂粘接等其它固定连接的方式实现固定连接，在此不做限定。
71.在一种具体实施例中，如图3-图4所示，转接组件300包括套管310和固定在套管310一端的安装板320，套管310固定在转轴120上，两个连接端210中的一个固接于安装板320上。
72.通过如上设置，使得转接组件300结构简单，同时，套管310与转轴120之间实现固定连接的方式简单可靠，例如套管310与转轴120之间过盈配合或将套管310套在转轴120后再将两者焊接等等。安装板320具有平整的安装面，便于连接片的连接端210和安装板320之间固定连接，连接片的端部与安装板320之间可通过焊接、铆接、螺栓螺母连接等等。
73.在一些实施例中，如图3-图4所示，连接片的连接端210与安装板320之间通过螺栓连接。具体地，安装板320上间隔设置有两个连接孔321，连接端210上设置有与两连接孔321对应的两个固定孔211，螺栓依次贯穿固定孔211和连接后与螺母拧紧，从而实现连接端210与安装板320的固定。
74.在一种更加具体的实施例中，如图3-图5所示，转接组件300还包括弧形块330和紧固件340，弧形块330上设置有通孔331，套管310的侧部设置有开口311，套管310上设置有与开口311相对的安装孔312，转轴120的外径小于套管310的内径，转轴120上沿径向设置有过孔121，套管310套设在转轴120上，弧形块330置于开口311内，紧固件340依次贯穿通孔331、过孔121和安装孔312以使套管310、转轴120和弧形块330连为一体。
75.通过如上设置，既方便转接组件300在转轴120上的安装和拆卸，同时，通过紧固件340和弧形块330能够将转轴120紧紧压在贴靠在套管310的内壁上，保证套管310与转轴120之间不会出现转向虚位，保证传感器本体110读取数据准确。
76.进一步地，为提高弧形块330与转轴120外壁的接触面积，弧形块330与转轴120外壁的弧度相近。
77.具体来说，紧固件340包括但不限于螺栓和铆钉。
78.在一种实施例中，如图6和图8所示，转向角度检测装置10还包括安装底座400，角度传感器100固定在安装底座400上，安装底座400用于固接转动轴3000。
79.通过设置安装底座400，便于角度传感器100对外安装固定。
80.具体来说，角度传感器100与安装底座400之间可通过螺栓实现固定连接，安装底座400可为一端封闭、另一端设置法兰的筒状结构，角度传感器100固定在筒状结构的封闭
端，法兰用于对外连接，当然，安装底座400也可为其他形状，在此不做限定。
81.在一种实施例中，如图6和图8所示，转向角度检测装置10还包括安装支架500，两个连接端210中的一个固接于安装支架500上，安装支架500用于固接第二元件2000。
82.通过设置安装支架500，便于弹性连接件200对外安装固定。
83.具体来说，连接端210与安装支架500之间可通过螺栓实现固定连接，安装支架500可为l形的安装板320，当然，安装支架500也可为其他形状，在此不做限定。
84.根据本实用新型的另一个方面，本实用新型的实施例还提供了一种半挂式运输车，该半挂式运输车包括牵引车、半挂车以及如上述的转向角度检测装置10，牵引车和半挂车之间通过转动结构20连接，第一元件1000和第二元件2000中的一个固接于牵引车，第一元件1000和第二元件2000中的另一个固接于半挂车。
85.在本实用新型实施例中，该半挂式运输车采用上述的转向角度检测装置10，可消除在车辆行驶过程中，半挂车与牵引车之间产生的前后、上下的相对位移对角度传感器100的影响，同时保证转向角度精准传递到角度传感器100，获取准确数据。
86.综上，实施本实施例提供的转向角度检测装置10及半挂式运输车，至少具有以下有益技术效果：
87.该转向角度检测装置10中，角度传感器100与转动轴3000之间、弹性连接件200与转轴120之间以及弹性连接件200与第二元件2000之间均通过固定连接的方式连接，且弹性连接件200在第二元件2000相对于转动轴3000转动的方向上为刚性，在第一元件1000和第二元件2000发生相对转动的过程中，传感器本体110同第一元件1000一同转动，第一元件1000与第二元件2000之间形成的角度通过弹性连接件200准确地传递至转轴120，以使传感器本体110精确获取转向角度数据，同时，在第一元件1000和第二元件2000沿平行于或垂直于转轴120的方向发生相对位移的过程中，弹性连接件200能够发生弹性伸缩变形，进而可以消除第一元件1000与第二元件2000之间在相应方向上产生的相对位移对传感器本体110的影响，保证角度传感器100准确获取转向角度。将该转向角度检测装置10应用于牵引车和半挂车之间的转动结构20上，能够准确获取半挂车与牵引车之间的转向角度，提高半挂式运输车的驾驶安全。
88.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。