| 专利名称： | 基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置及转向系统 | ||
| 专利名称(英文)： | The planetary gear train of double-row-based automobile active steering coupling device and steering system | ||
| 专利号： | CN201510072061.3 | 申请时间： | 20150211 |
| 公开号： | CN104627232A | 公开时间： | 20150520 |
| 申请人： | 重庆大学 | ||
| 申请地址： | 400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号 | ||
| 发明人： | 石万凯; 罗才伟; 肖洋轶; 李良军 | ||
| 分类号： | B62D1/20; B62D3/04 | 主分类号： | B62D1/20 |
| 代理机构： | 北京同恒源知识产权代理有限公司 11275 | 代理人： | 赵荣之 |
| 摘要： | 本发明公开了一种基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置及转向系统，包括机械传动装置及动力驱动装置，所述机械传动装置包括并列设置的行星轮系Ⅰ及行星轮系Ⅱ，行星轮系Ⅰ及行星轮系Ⅱ共用一个齿圈，手动输入部分经太阳轮Ⅰ输入至行星轮系Ⅰ，助位移电机输入部分经蜗轮、蜗杆传递至行星架Ⅰ并输入到行星轮系Ⅰ，行星架Ⅰ和太阳轮Ⅰ同时输入，由齿圈输出；行星架Ⅱ固定设置，齿圈将运动输入至行星轮系Ⅱ中，最后由太阳轮Ⅱ对外输出；该装置整体结构较小，节约了安装空间，便于布置；实现了变传动比转向，转向稳定性好、故障率低、可靠性高，操控过程更加灵活。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a planetary gear train of double-row-based automobile active steering coupling device and steering system, which comprises a mechanical transmission device and the power driving device, said mechanical transmission device comprises a parallel arranged planetary gear train and planetary gear train II I, planetary gear train and planetary gear train I II share a ring gear, the sun wheel of the manual input part I I is input to the planetary gear train, the displacement of the motor input some of the worm wheel, worm transmitted to the planet carrier input to a planetary gear train and I I, I I and the sun wheel of the planet carrier input at the same time, the ring gear output; planetary frame II is fixed, the ring gear will move in the input to the planetary gear train II, II the final output to the outside by the sun wheel; the smaller structure of the entire device, save the installation space, convenient arrangement; the variable transmission ratio steering, good steering stability, low failure rate, high reliability, control process is more flexible. | ||
1.一种基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置，其特征在于：包括机械传动装置及动 力驱动装置，所述机械传动装置包括并列设置的行星轮系Ⅰ及行星轮系Ⅱ，所述动力驱 动装置包括助位移电机、相互啮合的蜗轮及蜗杆；所述行星轮系Ⅰ主要由输入轴、太阳 轮Ⅰ、行星架Ⅰ、行星轮Ⅰ及齿圈组成，所述蜗轮空套在输入轴上，所述输入轴一端与 太阳轮Ⅰ相连，所述行星架Ⅰ一端连接在蜗轮上，另一端与行星轮Ⅰ相连，所述行星轮 Ⅰ分别与太阳轮Ⅰ及齿圈啮合；所述行星轮系Ⅱ主要由输出轴、太阳轮Ⅱ、行星架Ⅱ及 行星轮Ⅱ组成，所述太阳轮Ⅱ与输出轴相连，所述行星架Ⅱ一端固定在车身上，另一端 上设有行星轮Ⅱ，所述行星轮Ⅱ分别与太阳轮Ⅱ及齿圈啮合。
2.根据权利要求1所述的基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置，其特征在于：还包 括端盖，所述端盖固定在齿圈的两端面上。
3.一种汽车转向系统，包括从上至下依次连接设置的转向盘、扭杆、蜗轮蜗杆减速机构、 万向节、转向操作机构支架及齿轮齿条转向器，其特征在于：还包括如权利要求1-2任一 项所述的基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置，所述转向操作机构支架设置在输 入轴上，所述输入轴通过万向节与转向盘相连，所述输出轴通过万向节与齿轮齿条转向 器相连。
1.一种基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置，其特征在于：包括机械传动装置及动 力驱动装置，所述机械传动装置包括并列设置的行星轮系Ⅰ及行星轮系Ⅱ，所述动力驱 动装置包括助位移电机、相互啮合的蜗轮及蜗杆；所述行星轮系Ⅰ主要由输入轴、太阳 轮Ⅰ、行星架Ⅰ、行星轮Ⅰ及齿圈组成，所述蜗轮空套在输入轴上，所述输入轴一端与 太阳轮Ⅰ相连，所述行星架Ⅰ一端连接在蜗轮上，另一端与行星轮Ⅰ相连，所述行星轮 Ⅰ分别与太阳轮Ⅰ及齿圈啮合；所述行星轮系Ⅱ主要由输出轴、太阳轮Ⅱ、行星架Ⅱ及 行星轮Ⅱ组成，所述太阳轮Ⅱ与输出轴相连，所述行星架Ⅱ一端固定在车身上，另一端 上设有行星轮Ⅱ，所述行星轮Ⅱ分别与太阳轮Ⅱ及齿圈啮合。
2.根据权利要求1所述的基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置，其特征在于：还包 括端盖，所述端盖固定在齿圈的两端面上。
3.一种汽车转向系统，包括从上至下依次连接设置的转向盘、扭杆、蜗轮蜗杆减速机构、 万向节、转向操作机构支架及齿轮齿条转向器，其特征在于：还包括如权利要求1-2任一 项所述的基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置，所述转向操作机构支架设置在输 入轴上，所述输入轴通过万向节与转向盘相连，所述输出轴通过万向节与齿轮齿条转向 器相连。
翻译：技术领域
本发明属于汽车转向系统领域，具体涉及一种基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装 置及转向系统。
背景技术
随着汽车技术的迅速发展，车辆的可靠性、安全性和舒适性成为车辆企业发展必须面对 的问题。车辆转向系统的性能对车辆的整体性能有着重要的影响，因此越来越受到人们的关 注。汽车转向技术先后经历了传统机械式转向系统、液压助力转向系统、电控液压动力转向 系统到现在应用的电动液压动力转向系统和电动助力转向系统。但上述系统都不能或较难根 据车辆运行工况对操纵稳定性的要求实施主动修正控制，也不能对驾驶员的转向误操作进行 补偿，因而未能使与操纵稳定性最为密切的转向系统的性能发挥其最大作用。而当前世界最 前沿的研究热点则集中在操控性和安全性更优的新一代转向技术——主动转向系统。
“主动转向”是指：除了驾驶员的转向操作外，汽车自身也具有转向功能，即通过主动 对车轮转向角的调节，提高车辆的稳定性、主动安全性和操纵舒适性。主动转向系统目前主 要有两种型式：机械式叠加转向和线控转向。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种尺寸较小、安全性高、且便于布置的基于双排行 星轮系的汽车主动转向耦合装置及转向系统。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于双排行星轮系的汽车主动转向耦 合装置，包括机械传动装置及动力驱动装置，所述机械传动装置包括并列设置的行星轮系Ⅰ 及行星轮系Ⅱ，所述动力驱动装置包括助位移电机、相互啮合的蜗轮及蜗杆；所述行星轮系 Ⅰ主要由输入轴、太阳轮Ⅰ、行星架Ⅰ、行星轮Ⅰ及齿圈组成，所述蜗轮空套在输入轴上， 所述输入轴一端与太阳轮Ⅰ相连，所述行星架Ⅰ一端连接在蜗轮上，另一端与行星轮Ⅰ相连， 所述行星轮Ⅰ分别与太阳轮Ⅰ及齿圈啮合；所述行星轮系Ⅱ主要由输出轴、太阳轮Ⅱ、行星 架Ⅱ及行星轮Ⅱ组成，所述太阳轮Ⅱ与输出轴相连，所述行星架Ⅱ一端固定在车身上，另一 端上设有行星轮Ⅱ，所述行星轮Ⅱ分别与太阳轮Ⅱ及齿圈啮合。
进一步，还包括端盖，所述端盖固定在齿圈的两端面上。
本发明还提供一种汽车转向系统，包括从上至下依次连接设置的转向盘、扭杆、蜗轮蜗 杆减速机构、万向节、转向操作机构支架及齿轮齿条转向器，还包括基于双排行星轮系的汽 车主动转向耦合装置，所述转向操作机构支架设置在输入轴上，所述输入轴通过万向节与转 向盘相连，所述输出轴通过万向节与齿轮齿条转向器相连。
本发明的有益效果在于：该转向装置整体结构较小，极大的节约了安装空间，便于布置； 通过设置机械传动装置与动力驱动装置的动力耦合，实现了变传动比转向；采用机械式叠加 转向，转向稳定性好、故障率低、可靠性高，操控过程更加灵活。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置的结构示意图；
图2为图1的结构简图；
图3为汽车转向系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图所示，本实施例中的基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置，包括机械传动装 置及动力驱动装置，所述机械传动装置包括并列设置的行星轮系Ⅰ及行星轮系Ⅱ，所述动力 驱动装置包括助位移电机、相互啮合的蜗杆1及蜗轮2；所述行星轮系Ⅰ主要由输入轴10、 太阳轮Ⅰ3、行星架Ⅰ4、行星轮Ⅰ4及齿圈5组成，所述蜗轮2空套在输入轴10上，所述输 入轴10一端与太阳轮Ⅰ3相连，所述行星架Ⅰ9一端与蜗轮2连接，另一端与行星轮Ⅰ4相 连，所述行星轮Ⅰ4分别与太阳轮Ⅰ3及齿圈5啮合；所述行星轮系Ⅱ主要由输出轴11、太 阳轮Ⅱ7、行星架Ⅱ8及行星轮Ⅱ6组成，所述太阳轮Ⅱ7与输出轴11相连，所述行星架Ⅱ8 一端固定在车身上，另一端上设有行星轮Ⅱ6，所述行星轮Ⅱ6分别与太阳轮Ⅱ7及齿圈5啮 合。
在本实施例中，行星轮系Ⅰ及行星轮系Ⅱ共用一个齿圈5，助位移电机驱动蜗杆1旋转， 进而蜗杆1带动蜗轮2旋转，行星架Ⅰ9与蜗轮2连接，旋转的蜗轮2通过行星架Ⅰ9带动行 星轮Ⅰ4转动；另一方面，手动输入的转向力带动太阳轮Ⅰ3旋转，太阳轮Ⅰ3与行星轮Ⅰ4 啮合，行星轮Ⅰ4与齿圈5啮合，齿圈5获得来自手动输入及助位移电机的转向力；太阳轮 Ⅱ7与行星轮Ⅱ6啮合，行星轮Ⅱ6与齿圈啮合，行星架Ⅱ8固定，行星轮Ⅱ6将齿圈5上的 转向力传递给太阳轮Ⅱ7，最终从输出轴11处输出。
本实施例中还包括端盖12，所述端盖12固定在齿圈5的两端面上，可用于密封，防止 相互啮合的齿轮间进入杂物。
本发明还提供一种汽车转向系统，包括从上至下依次连接设置的转向盘13、扭杆14、蜗 轮蜗杆减速机构15、万向节16、转向操作机构支架17及齿轮齿条转向器18，还包括上述基 于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置，所述转向操作机构支架17设置在输入轴10上， 所述输入轴10通过万向节16与转向盘13相连，所述输出轴11通过万向节16与齿轮齿条转 向器18相连。
具体的，基于双排行星轮系的汽车主动转向耦合装置安装于汽车转向盘13和齿轮齿条转 向器18之间，可实现汽车的变传动比转向。其转向过程为：
手动输入(转向盘13输入)部分经太阳轮Ⅰ3输入至第一级行星轮系(行星轮系Ⅰ)， 助位移电机输入部分经蜗轮2、蜗杆1传递至行星架Ⅰ9并输入到第一级行星轮系；在第一级 行星轮系中，行星架Ⅰ9和太阳轮Ⅰ3同时输入，并由齿圈5输出。齿圈5将运动输入至第二 级行星轮系(行星轮系Ⅱ)中，最后由太阳轮Ⅱ7对外输出，进而由齿轮齿条转向器18实现 转向。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述 优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和 细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
