1.本实用新型涉及车辆行进装置领域，特别是涉及一种应用于车辆的转向系统及其车辆行走装置。


背景技术：

2.随着工业的不断发展，重型机械车辆在工程中的应用也越来越广泛，重型车辆的驾驶成为目前所关注的焦点，其重型车辆在行驶时所需要的的动力较大，能源消耗也是人们关注的焦点，而且人们在驾驶重型车辆行驶时，其重型车辆的驾驶室一般条件比较恶劣，操作不便，容易对人们的健康有害。而且化石燃料对环境有害，且重型车辆对化石燃料的损耗也比较高，对于电能充足的我国来说，电动行驶是重型车辆的发展趋势，近年来，计算机技术在全球发展迅速，在电动行驶的基础上，遥控驾驶技术已相当成熟，为重型车辆的遥控驾驶提供了技术支撑。但是现有技术中一般均为完全的遥控或者电控驾驶技术，在特殊环境下遥控或者电控不能保证良好的行进时，仍需人工驾驶，但是完全的遥控或者电控驾驶技术并不能灵活的改变人工驾驶模式，导致整个驾驶装置适应性不足。
3.例如专利文件cn203698173u公开了一种车辆遥控驾驶系统，其采用齿轮的结构控制方向盘的方向，转向的精度高，能实现多方位定位转向。方向、油门、离合和刹车均采用舵机控制，输出可在角度行程范围内准确控制。但是在面临复杂驾驶环境需要人为操控方向盘时，不可避免的受到齿轮结构的限制，导致整个驾驶过程受操控方式的限制。而且专利文件cn111775941a公开了一种自动无人驾驶车辆及控制系统，通过在车体上转换装置、采集装置、主控装置、行驶装置，达到车辆无人驾驶与主动驾驶的自由切换，无需整车全部替换或新制，但其为能够达到驾驶模式切换的效果，不可避免的需要用到大量的控制和反馈系统，导致整个装置的复杂化和成本增加。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种应用于车辆的转向系统及其车辆行走装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过在减速机构上设有两输入轴，其中一输入轴连接转向电机的输出端，另一输入轴转动连接有用于人为转向的操作机构，且另一输入轴上设有扭矩传感器，进而通过扭矩传感器检测到人为操作后，直接断开对转向电机的控制，以能够保证对电控和人为操作的转换，且结构简单降低了使用成本。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：提供一种应用于车辆的转向系统，包括转向电机、驱动车轮转向的转向机构、控制所述转向电机驱动所述转向机构的电子控制单元，所述转向电机与所述转向机构之间连接有减速机构，所述减速机构设有两输入轴，其中一所述输入轴连接所述转向电机的输出端，另一所述输入轴转动连接有用于人为转向的操作机构，且另一所述输入轴上设有扭矩传感器，所述扭矩传感器用于监测到所述操作机构动作后断开所述电子控制单元对所述转向电机的控制。
6.优选的，所述转向机构包括推动车轮左右摆动的转向齿轮、啮合连接在所述转向
齿轮上的转向齿条，所述转向齿条连接在两同排车轮之间，所述转向齿轮转动连接在所述减速机构的输出轴上。
7.优选的，所述转向齿条的两端均铰接有与车轮相连接的活动连接杆。
8.优选的，连接所述转向电机的所述输入轴上设有离合器，所述离合器与所述扭矩传感器电连接。
9.还提供一种车辆行走装置，包括行进机构和所述应用于车辆的转向系统，所述行进结构包括若干沿车辆行进方向对称设置在车辆两侧的车轮，同一排的两所述车轮连接在所述转向齿条两端。
10.优选的，所述行进机构上设有制动系统，所述制动系统包括设置在所述车轮上的制动电机和刹车卡钳，所述刹车卡钳包括活塞和设置在所述活塞上的刹车片，所述活塞滑动连接在所述制动电机的输出端并将所述刹车片挤压在所述车轮的刹车盘上。
11.优选的，所述行进机构上设有驱动所述车轮行进和后退的转动电机，各所述转动电机同步转动连接。
12.优选的，还包括用于遥控所述行进系统和所述应用于车辆的转向系统的遥控系统，所述遥控系统包括遥控手柄，所述遥控手柄上设有信号发生器和与所述信号发生器电连接的转向控制开关，所述应用于车辆的转向系统上设有用于接收所述信号发生器发出的转向指令的所述电子控制单元。
13.优选的，所述遥控手柄上设有与所述信号发生器电连接的制动开关，所述制动电机电连接有用于接收所述信号发生器发出制动信号的制动控制器。
14.优选的，所述遥控手柄上设有与所述信号发生器电连接的行进开关，所述转动电机电连接有用于接收所述信号发生器发出行进信号的同步电机控制器。
15.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.第一，减速机构设有两输入轴，其中一输入轴连接转向电机的输出端，以能够通过转动电机接受到电子控制单元的控制，实现电控转向的模式，另一输入轴转动连接有用于人为转向的操作机构，且另一输入轴上设有扭矩传感器，扭矩传感器用于监测到操作机构动作后断开电子控制单元对转向电机的控制，那么在实际的转向过程中，如果处于复杂或者需要人为操控转向的环境中，本领域的技术人员可以直接人为控制操作机构，那么扭矩传感器直接控制电子控制单元断开与转向电机的信号传输，实现人为操作的转换，相对于现有技术中转换装置、采集装置、主控装置、行驶装置的复杂机构的设置，本技术中的结构则简单有效，不仅适应不同的工作环境，而且有效的降低了使用和改造成本。
17.第二，转向机构包括推动车轮左右摆动的转向齿轮、啮合连接在转向齿轮上的转向齿条，转向齿条连接在两同排车轮之间，转向齿轮转动连接在减速机构的输出轴上，在转动电机的驱动下，减速机构的输出轴直接驱动转向齿轮转动，使得转向齿条能够随着转向齿轮的转动而左右移动，进而带动车轮摆动，实现转向动作，保证了转向的有效性。
18.第三，转向齿条的两端均铰接有与车轮相连接的活动连接杆，通过设置活动连接杆，避免了转向齿条与车轮之间的刚性连接，以能够在转向齿条和车轮之间形成连接缓冲，降低了两者之间的磨损，延长了整个转向结构的使用寿命。
19.第四，连接转向电机的输入轴上设有离合器，离合器与扭矩传感器电连接，通过设置离合器，使得扭矩传感器在检测到人为操作后，能够直接将转动电机与减速机构断开传
动连接，避免转动电机存在输出力矩影响人为操作转动减速机构。
20.第五，刹车卡钳包括活塞和设置在活塞上的刹车片，活塞滑动连接在制动电机的输出端并将刹车片挤压在车轮的刹车盘上，在启动刹车卡钳时，活塞能够带动刹车片挤压在车轮的刹车盘上，以对车轮进行摩擦制动，保证对整个车辆制动的有效性。
附图说明
21.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为转向系统结构示意图；
23.图2为遥控手柄结构示意图；
24.其中，1-电子控制单元、2-转向电机、3-减速机构、4-操作机构、5-输出轴、6-转向齿轮、7-转向齿条、8-活动连接杆、9-车轮、10-遥控手柄、11-启动开关、 12-转向控制开关、13-信号发生器、14-行进开关、15-制动开关。
具体实施方式
25.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，所描述的实施例仅仅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。
26.本实用新型的目的是提供一种应用于车辆的转向系统及其车辆行走装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过在减速机构上设有两输入轴，其中一输入轴连接转向电机的输出端，另一输入轴转动连接有用于人为转向的操作机构，且另一输入轴上设有扭矩传感器，进而通过扭矩传感器检测到人为操作后，直接断开对转向电机的控制，以能够保证对电控和人为操作的转换，且结构简单降低了使用成本。
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
28.如图1至2所示，本实用新型提供一种应用于车辆的转向系统，包括转向电机2、驱动车轮9转向的转向机构、控制转向电机2驱动转向机构的电子控制单元1，其中，电子控制单元1接收转向指令后，控制转向电机2正反驱动转向机构推动车轮9的左右转动，通过位置反馈信号，控制转向电机2的转速，优选的为保证转向的稳定性，当电子控制单元1接受到转向指令后，控制转向电机2，将动力输出到转向机构，实现后车轮9的转向，转向电机2与转向机构之间连接有减速机构3，减速机构3设有两输入轴，其中一输入轴连接转向电机2 的输出端，以能够通过转动电机接受到电子控制单元1的控制，实现电控转向的模式，另一输入轴转动连接有用于人为转向的操作机构4，且另一输入轴上设有扭矩传感器，扭矩传感器用于监测到操作机构4动作后断开电子控制单元1 对转向电机2的控制，那么在实际的转向过程中，如果处于复杂或者需要人为操控转向的环境中，本领域的技术人员可以直接人为控制操作机构4，那么扭矩传感器直接控制电子控制单元1断开与转向电机2的信号传输，实现
人为操作的转换，相对于现有技术中转换装置、采集装置、主控装置、行驶装置的复杂机构的设置，本技术中的结构则简单有效，不仅适应不同的工作环境，而且有效的降低了使用和改造成本。
29.其中，转向机构包括推动车轮9左右摆动的转向齿轮6、啮合连接在转向齿轮6上的转向齿条7，转向齿条7连接在两同排车轮9之间，转向齿轮6转动连接在减速机构3的输出轴5上，在转动电机的驱动下，减速机构3的输出轴5 直接驱动转向齿轮6转动，使得转向齿条7能够随着转向齿轮6的转动而左右移动，进而带动车轮9摆动，实现转向动作，保证了转向的有效性。
30.进一步的，转向齿条7的两端均铰接有与车轮9相连接的活动连接杆8，通过设置活动连接杆8，避免了转向齿条7与车轮9之间的刚性连接，以能够在转向齿条7和车轮9之间形成连接缓冲，降低了两者之间的磨损，延长了整个转向结构的使用寿命。
31.优选的，连接转向电机2的输入轴上设有离合器，离合器与扭矩传感器电连接，通过设置离合器，使得扭矩传感器在检测到人为操作后，能够直接将转动电机与减速机构3断开传动连接，避免转动电机存在输出力矩影响人为操作转动减速机构3。
32.进一步的，还提供一种车辆行走装置，包括行进机构和应用于车辆的转向系统，行进结构包括若干沿车辆行进方向对称设置在车辆两侧的车轮9，以保证整个车辆行走装置的平稳性，且同一排的两车轮9连接在转向齿条7两端，同时对同一排的车轮9进行转向控制，保证了转向的有效性。其中，整个车辆行走装置采用聚合物锂离子电池为重型车辆提供动力，并可通过遥控或者电控车辆的行驶，也可通过电缆供电，还可通过逆变电源随时充电以满足野外作业的供电需求和应急状态需求。
33.其中，行进机构上设有制动系统，制动系统由电子驻车分系统取代传统机械手刹系统。制动系统包括设置在车轮9上的制动电机和刹车卡钳，通过制动电机对刹车卡钳进行线性控制，实现遥控驾驶的主动制动控制，具体的，刹车卡钳包括活塞和设置在活塞上的刹车片，活塞滑动连接在制动电机的输出端并将刹车片挤压在车轮9的刹车盘上，在启动刹车卡钳时，活塞能够带动刹车片挤压在车轮9的刹车盘上，以对车轮9进行摩擦制动，保证对整个车辆制动的有效性。优选制动电机采用直流电机，以保证启动和调速性能好,调速范围广平滑，且直流电机的输出端设有减速机构3，以有效的调节制动的范围。
34.进一步的，行进机构上设有驱动车轮9行进和后退的转动电机，各转动电机同步转动连接。优选的转动电机采用永磁同步电机，由于其取消了励磁系统损耗，提高了效率，保证了车轮9行进的同步性，且结构简单，运行可靠，并有效的降低了自身重量，也能够进一步的降低对车轮9行进的影响，且降低了能耗，同时由于永磁同步电机的尺寸和形状灵活多样，以能够适应不同车轮9 的外形结构，提高了其自身的适应性。
35.遥控行驶是将无线遥控技术与工程车辆机械、液压和电子控制集于一体。其中包括：无线指令发射器，遥控指令接收器。无线遥控发射器发出的遥控指令进行编码、载波调制以及信号放大，然后通过遥控发射器以无线电波的方式发向重型车辆的主机；重型车辆上的接收器将收到的遥控信号进行放大、解调、译码、驱动后发送给plc。重型车辆上的各种机电液转换元件在plc指令下分别驱动相应的执行机构和转动机构完成相应的动作指令，这些动作指令可以满足重型车辆的正常运行。
36.进一步的，本技术中还包括用于遥控行进系统和应用于车辆的转向系统的遥控系
统，操作人员通过遥控装置控制行走方向、转向和制动，遥控系统包括为分布式架构，子系统主要包括遥控分系统、转向分系统、制动分系统及行进分系统等，各个系统之间全部通过can总线网络连接，且遥控系统包括遥控手柄10，遥控手柄10主要由按键、射频发送芯片和射频接收装置组成，具体的遥控手柄10上设有信号发生器13和与信号发生器13电连接的转向控制开关12，应用于车辆的转向系统上设有用于接收信号发生器13发出的转向指令的电子控制单元1。启动遥控手柄10启动开关11，通过转向控制开关12与行进开关14 以及信号发射器控制重型车辆的行驶，并有制动开关15控制其制动系统。
37.优选的，遥控系统的控制主要是对永磁同步电机和制动电机的控制。其中，遥控手柄10上设有与信号发生器13电连接的制动开关15，制动电机电连接有用于接收信号发生器13发出制动信号的制动控制器。且遥控手柄10上设有与信号发生器13电连接的行进开关14，转动电机电连接有用于接收信号发生器 13发出行进信号的同步电机控制器。行进时，通过信号发生器13发出行驶信号，制动控制器接收到信号并向制动电机发出行驶信号，使制动电机由工作状态变成不工作状态，同时向永磁同步电机发出行驶指令，控制永磁同步电机的正转，车辆开始行驶。同样倒行时，控制永磁同步电机的反转。
38.根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内。
39.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
40.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。