專利名稱：一種轉向裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車自動化技術領域，特別涉及一種轉向裝置。
背景技術：
隨著汽車電子技術的不斷發展，安全駕駛與智能駕駛對汽車電子及汽車結構設計領域提出了越來越高的要求。其中自適應車燈轉向系統(AFS :Adaptive Front-lighting system)，是一種為了解決汽車夜間行駛時視角問題的系統。在該系統中汽車車燈能夠將燈的照射方向及時轉動到駕駛員所要轉向的方向，以使駕駛員能夠清楚的了解到將要轉向的方向的具體情況，從而提高駕駛安全性。自適應車燈轉向系統中最關鍵的裝置之一就是汽車車燈水平轉向驅動器。在現有技術中，水平轉向驅動器的結構的種類較多，但是大體構造均包含以下幾部分1)步進電機，提供驅動動力并輸出預定轉動角度；2)傳動裝置，作用是減速以及放大步進電機的輸出扭矩；3)輸出裝置，與被驅動的燈頭連接，以驅動燈頭轉動； 4)轉角精度控制系統，該系統由傳感器感知轉角位置，并與預存值進行比較，當產生誤差時，由該驅動器自帶的控制單元發出指令，對角度進行修正。在汽車技術領域中，任何一個零部件，在滿足其使用性能的情況下，要求部件的體積越小越好。在上述的自適應車燈轉向系統中，旋轉執行器安裝在汽車車燈的燈室內，如果旋轉執行器體積能夠減小，將會提高車燈安裝的安裝簡便性。請參考圖1，圖I為現有技術中一種典型的旋轉執行器的結構示意圖。一種現有技術中典型的旋轉執行器，包括兩級傳動，第一級傳動采用蝸輪蝸桿傳動，第二級采用平行軸外傳動。采用兩級傳動的傳動方式，雖然能夠實現車燈的轉向操作， 但是其結構復雜、體積較大，不便于安裝，并且在兩級傳動中，每一級都存在傳動誤差，將會降低旋轉執行器的傳動精度。綜上所述，如何解決現有技術中旋轉執行器體積較大以及低傳動精度的問題，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題為提供一種轉向裝置，該轉向裝置通過其結構能夠實現解決現有技術中旋轉執行器體積較大以及低傳動精度問題的目的。為解決上述技術問題，本發明提供了一種轉向裝置，主要用于汽車車燈的轉向，包括驅動部，所述驅動部的輸出軸上設置有錐形蝸桿；旋轉部，所述旋轉部的上側邊緣部分設置有與所述錐形蝸桿嚙合的齒牙；用于與汽車車燈相連的轉動軸，所述轉動軸設置于所述旋轉部上，并遠離所述旋轉部設置有所述齒牙的一端。優選地，所述驅動部為步進電機。優選地，本發明還包括對所述驅動部的輸出軸提供推力的彈性部件，所述彈性部件與所述輸出軸安裝有所述錐形蝸桿相對的一端相抵接。優選地，所述彈性部件為U型彈片。優選地，所述旋轉部上設置有所述齒牙的邊緣為弧形邊緣。優選地，所述旋轉部為扇形旋轉部。優選地，所述旋轉部上的齒牙于豎直方向上的投影形狀構成包絡結構，所述旋轉部上的齒牙與所述旋轉部形成包絡體結構。優選地，所述錐形蝸桿上的全部輪齒具有相同的模數。本發明提供了一種轉向裝置，主要用于汽車車燈的轉向，應用于汽車的自適應車燈轉向系統中，用以調整汽車車燈的照明方向及時轉動到駕駛員所要轉向的方向上，從而使得駕駛員能夠清楚的了解到將要轉向的方向的具體情況，提高駕駛安全性。為了實現對汽車車燈的轉向操作，本發明所提供的轉向裝置包括驅動部、旋轉部和轉動軸。其中，驅動部用于提供車燈轉向動力，驅動部具有輸出軸，輸出軸上設置有錐形蝸桿，錐形蝸桿能夠通過輸出軸進行轉動。旋轉部能夠進行轉動，轉動部的上側邊緣部分設置有齒牙，齒牙與錐形蝸桿嚙合配合。轉動軸設置于旋轉部上，并遠離旋轉部設置有齒牙的邊緣的一端，該結構設計能夠使得旋轉部圍繞轉動軸的軸線進行旋轉動作，并且在旋轉部進行轉動時，齒牙能夠圍繞轉動軸的軸線進行轉動。在上述轉向裝置的結構設計中，當驅動部驅動錐形蝸桿進行旋轉時，由于錐形蝸桿與旋轉部上的齒牙嚙合配合，旋轉部能夠圍繞轉動軸的軸線進行轉動。轉動軸與旋轉部相連接，旋轉部轉動時帶動轉動軸圍繞自身的軸線轉動，此時轉動軸的端部與汽車車燈相連接，則能夠實現汽車車燈轉向的目的。在本發明所提供的轉向裝置中， 首先，由于本裝置采用一級傳動，直接由錐形蝸桿帶動旋轉部轉動(由于轉動軸是設置于旋轉部上，因此可以將轉動軸視為旋轉部的一部分)實現車燈的轉向，采用一級傳動引入的傳動誤差較小，因此能夠實現提高傳動精度的目的；并且，采用一級傳動，其轉向裝置的結構簡單，體積較小，便于本發明的安裝操作；另外，由于采用錐形蝸桿與旋轉部上齒牙的嚙合方式實現連接，該連接結構類似于現有技術中的錐渦輪錐蝸桿結構，具有較大的傳動比，從而能夠滿足車燈轉向的動力輸出要求。本發明所提供的轉向裝置通過上述結構設計， 不僅具有較高的傳動精度，還能夠實現解決現有技術中旋轉執行器體積較大問題的目的。
圖I為現有技術中一種典型的旋轉執行器的結構示意圖；圖2為本發明一種實施例中轉向裝置的結構示意圖；圖2中部件名稱與附圖標記的對應關系為驅動部I;錐形蝸桿11;旋轉部2 ;齒牙21 ；轉動軸3 ；彈性部件4。
具體實施例方式本發明的核心為提供一種轉向裝置，該轉向裝置通過其結構能夠實現解決現有技術中旋轉執行器體積較大以及低傳動精度問題的目的。
為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖2，圖2為本發明一種實施例中轉向裝置的結構示意圖。本發明提供了一種轉向裝置，主要用于汽車車燈的轉向，應用于汽車的自適應車燈轉向系統中，用以調整汽車車燈的照明方向及時轉動到駕駛員所要轉向的方向上，從而使得駕駛員能夠清楚的了解到將要轉向的方向的具體情況，提高駕駛安全性。為了實現對汽車車燈的轉向操作，本發明所提供的轉向裝置包括驅動部I、旋轉部2和轉動軸3。其中，驅動部I用于提供車燈轉向動力，驅動部I具有輸出軸，輸出軸上設置有錐形蝸桿11，錐形蝸桿11能夠通過輸出軸進行轉動。旋轉部2能夠進行轉動，轉動部的上側邊緣部分設置有齒牙21，齒牙21與錐形蝸桿11嚙合配合。轉動軸3設置于旋轉部2上，并遠離旋轉部2 設置有齒牙21的邊緣的一端，該結構設計能夠使得旋轉部2圍繞轉動軸3的軸線進行旋轉動作，并且在旋轉部2進行轉動時，齒牙21能夠圍繞轉動軸3的軸線進行轉動。在上述轉向裝置的結構設計中，當驅動部I驅動錐形蝸桿11進行旋轉時，由于錐形蝸桿11與旋轉部 2上的齒牙21嚙合配合，旋轉部2能夠圍繞轉動軸3的軸線進行轉動。轉動軸3與旋轉部 2相連接，旋轉部2轉動時帶動轉動軸3圍繞自身的軸線轉動，此時轉動軸3的端部與汽車車燈相連接，則能夠實現汽車車燈轉向的目的。在本發明所提供的轉向裝置中，首先，由于本裝置采用一級傳動，直接由錐形蝸桿11帶動旋轉部2轉動(由于轉動軸3是設置于旋轉部2上，因此可以將轉動軸3視為旋轉部2的一部分)實現車燈的轉向，采用一級傳動引入的傳動誤差較小，因此能夠實現提高傳動精度的目的；并且，采用一級傳動，其轉向裝置的結構簡單，體積較小，便于本發明的安裝操作；另外，由于采用錐形蝸桿11與旋轉部2上齒牙21的嚙合方式實現連接，該連接結構類似于現有技術中的錐渦輪錐蝸桿結構，具有較大的傳動比，從而能夠滿足車燈轉向的動力輸出要求。本發明所提供的轉向裝置通過上述結構設計，不僅具有較高的傳動精度，還能夠實現解決現有技術中旋轉執行器體積較大問題的目的。為了能夠實現更加精準的車燈轉向控制，在本發明的一個具體實施方式
中，驅動部I為步進電機，步進電機的輸出軸上設置有錐形蝸桿U。步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。如果采用“步距角”較小的步進電機時，由于步進電機每一步的轉動角度較小， 能夠實現精度較高的轉向控制。由于本發明提供的轉向裝置是通過錐形蝸桿11與旋轉部2上的齒牙21相互嚙合實現傳動的，該結構類似于現有技術中的錐渦輪錐蝸桿結構，在這種連接結構中，錐形蝸桿 11上的輪齒與旋轉部2上的齒牙21之間具有較大的間隙。為了減小這種齒牙21之間的間隙，本發明還提供了彈性部件4，彈性部件4與輸出軸安裝有錐形蝸桿11相對的一端抵接， 彈性部件4在產生形變后，能夠對驅動部I的輸出軸提供推力。作為一般性常識可知，在類似于電機等驅動裝置中，進行旋轉的輸出軸都具有沿其軸線方向上的較小的活動量。因此，當彈性部件4作用于傳動部件的輸出軸上時，能夠推動輸出軸移動，使得輸出軸帶動錐形蝸桿11頂住旋轉部2上的齒牙21，通過該結構設計減小錐形蝸桿11上的輪齒與旋轉部 2上的齒牙21之間的間隙，提高傳動的可靠性。具體地，在本發明的一個實施方式中彈性部件4為U型彈片。U型彈片具有兩個擺臂，這兩個擺臂由于制作材料的材料性能，例如銅質彈片，在發生形變時能夠產生回復力。 壓縮U型彈片的兩個擺臂使其間距減小，固定其中一個擺臂，另一個擺臂與驅動裝置的輸出軸相抵接，此時，U型彈片所產生的回復作用將給與輸出軸一個推力，該推力作用輸出軸實現錐形蝸桿11與旋轉部2上的齒牙21之間間距的減小。此外，其他的能夠實現推動驅動部I的輸出軸的部件均可應用于本發明中，例如彈簧。在采用彈簧時，彈簧在壓縮狀態下， 一端固定設置，另外一端則與驅動部I的輸出軸相連接，也可以實現對輸出軸的推動作用。一般情況下，如果一個部件能夠進行旋轉運動時，為了保證該部件具有限定的轉動空間，該部件大多會采用具有弧形邊緣的結構設計。例如，采用圓盤結構的部件，圍繞其圓盤中心線進行旋轉時，該部件所占用的轉動空間是固定的。在本發明中，由于旋轉部2在工作時需要進行轉動，為了能夠使得旋轉部2轉動時占用的空間固定，旋轉部2上設置有齒牙21的邊緣為弧形邊緣。具體地，基于上述實施例，在本發明的另外一個實施方式中，旋轉部2采用扇形結構，旋轉部2為扇形旋轉部2。采用扇形結構的旋轉部2類似于上述圓盤結構的一部分，在旋轉部2轉動時，其轉動空間一定。在此需要說明一下，包絡是一種可以認為由許多橢圓形曲線交織而成的結構。在本發明的一個具體實施方式
中，旋轉部2上的齒牙21于豎直方向上的投影形狀構成包絡結構，旋轉部2上的齒牙21與旋轉部2形成包絡體結構。本發明所提供的轉向裝置，通過采用錐形蝸桿11以及旋轉部2包絡體結構，不僅能夠在很小的中心距下實現很大的傳動比，且強度也能滿足要求。因為錐蝸輪錐蝸桿傳動重合度非常大，能達到錐蝸輪所有齒數的10%。具體地，本發明所提供的錐形蝸桿11上的全部輪齒具有相同的模數，如此設置不僅便于蝸桿的制造，還能夠使得傳動具有較高的平穩性。以上對本發明所提供的一種轉向裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種轉向裝置，主要用于汽車車燈的轉向，其特征在于，包括驅動部(I)，所述驅動部(I)的輸出軸上設置有錐形蝸桿(11)；旋轉部(2)，所述旋轉部(2)的上側邊緣部分設置有與所述錐形蝸桿(11)嚙合的齒牙 (21)；用于與汽車車燈相連的轉動軸(3)，所述轉動軸(3)設置于所述旋轉部(2)上，并遠離所述旋轉部(2)設置有所述齒牙(21)的一端。
2.根據權利要求I所述轉向裝置，其特征在于，所述驅動部(I)為步進電機。
3.根據權利要求2所述轉向裝置，其特征在于，還包括對所述驅動部(I)的輸出軸提供推力的彈性部件(4)，所述彈性部件(4)與所述輸出軸安裝有所述錐形蝸桿(11)相對的一端相抵接。
4.根據權利要求3所述轉向裝置，其特征在于，所述彈性部件(4)為U型彈片。
5.根據權利要求I所述轉向裝置，其特征在于，所述旋轉部(2)上設置有所述齒牙(21)的邊緣為弧形邊緣。
6.根據權利要求5所述轉向裝置，其特征在于，所述旋轉部(2)為扇形旋轉部(2)。
7.根據權利要求5所述轉向裝置，其特征在于，所述旋轉部(2)上的齒牙(21)于豎直方向上的投影形狀構成包絡結構，所述旋轉部(2)上的齒牙(21)與所述旋轉部(2)形成包絡體結構。
8.根據權利要求I至7任一項所述轉向裝置，其特征在于，所述錐形蝸桿(11)上的全部輪齒具有相同的模數。
全文摘要
本發明公開了一種轉向裝置，包括驅動部、旋轉部和轉動軸。驅動部具有輸出軸，輸出軸上設置有錐形蝸桿，錐形蝸桿能夠通過輸出軸進行轉動。轉動部的上側邊緣部分設置有齒牙，齒牙與錐形蝸桿嚙合配合。轉動軸設置于旋轉部上，并遠離旋轉部設置有齒牙的邊緣的一端，該結構設計能夠使得旋轉部圍繞轉動軸進行旋轉動作，并且在旋轉部進行轉動時，齒牙能夠圍繞轉動軸的軸線進行轉動。本發明所提供的轉向裝置通過上述結構設計，采用錐形蝸桿通過與旋轉部的一級傳動形式實現車燈的轉向操作，不僅使得該轉向裝置具有較高的傳動精度，還能夠實現解決現有技術中旋轉執行器體積較大問題的目的。
文檔編號B60Q1/076GK102582506SQ201210027800
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月8日 優先權日2012年2月8日
發明者楊軒, 王文平, 程愛明 申請人:北京經緯恒潤科技有限公司