[0001] 本发明涉及旋转限位技术领域，具体涉及一种旋转限制装置、转向系统和旋转限制方法。

[0002] 目前汽车产品内饰造型追求越来越多的科技感与创新性，作为转向领域的新兴技术，线控转向系统在动态操作过程中，不像传统机械结构助力转向系统，对于方向盘保持一定的约束力。因方向盘与车轮之间完全通过电控控制，方向盘在周转过程中，若不定义或约束转动行程，则方向盘完全处于自由空转状态。因此，需要引入转向系统硬止点的概念，防止方向盘失去类似传统转向系统的约束力，而造成误操作或者空转。

[0003] 现有技术公开了一种旋转限制装置，管柱通过减速比或回环嵌套方式，将超过360°的部分转换到360°之间。但通过减速比的方案，造成方向盘所有行程内摩擦增大、结构复杂、能耗增大、NVH变差等缺陷；回环嵌套方式，通过两层环来进行超过360°以上的限位，该方法所有行程内也会增大摩擦，长时间运转后，滑轨磨损高，容易出现卡死或手感不正常等现象，同时活动的滑块极易造成冲击问题。

[0004] 因此，如何提供一种旋转限制装置，应用于转向系统时，可以有效控制方向盘旋转硬止点位置，且减少摩擦接触面积及摩擦行程，降低旋转摩擦力，弥补当前该领域的技术缺陷，为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

[0054] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0055] 本文中所述“多个”通常为两个以上；且当采用“多个”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件在数量上的相互关系。

[0056] 请参考图1‑图7，图1为本申请所提供旋转限制装置一种具体实施例的结构示意图；图2为图1旋转限制装置中第二种角度的局部剖视图；图3为图1旋转限制装置中第三种角度的局部结构示意图；图4为图1旋转限制装置中转向部件和传动部件的结构示意图；图5为图1旋转限制装置中第四种角度的局部结构示意图；图6为图1旋转限制装置中抵顶部件的剖视图；图7为本申请所提供转向系统一种具体实施例的结构示意图。

[0057] 本发明提供一种旋转限制装置，包括转向部件1、传动部件2、止动部件3和安装座4，转向部件1和传动部件2均可相对转动地安装于安装座4，传动部件2包括连接于一体的传动块21和三叶拨片22，止动部件3固定于安装座4，止动部件3用于限制传动块21的转动范围，三叶拨片22具有三个拨片分支221，转向部件1具有转向拨片11，转向拨片11和三叶拨片
22的轮廓设计为：

[0058] 转向拨片11能够转动至与任一拨片分支221接触或脱离，并且转向拨片11转动至与中部的拨片分支221接触时，转向部件1带动传动部件2同步转动，转向拨片11转动至与中部的拨片分支221脱离时，传动块21与止动部件3相抵，转向拨片11继续同向转动至与对应端部的拨片分支221接触时，传动部件2能够限制转向部件1的转动，转向拨片11反向转动至与对应端部的拨片分支221接触时，转向拨片11能够推动传动部件2回转，转向拨片11反向转动至与对应端部的拨片分支221脱离时，传动部件2回到初始位置。

[0059] 需要说明的是，这里所说的初始位置，也为零点位置，是指以该位置为起点，传动部件2的顺时针旋转行程和逆时针旋转行程是一致的。

[0060] 本发明旋转限制装置，设置转向部件1、传动部件2、止动部件3和安装座4，其中，安装座4作为整个结构的安装基础，用于安装转向部件1、传动部件2、止动部件3，转向部件1用于与动力输入部件连接，以本发明旋转限制装置应用于转向系统为例，该动力输入部件即为方向盘01，初始状态下，如图9和图10所示，转向拨片11位于背向三叶拨片22的一侧，传动块21位于零点位置，当方向盘01逆时针旋转时，方向盘01带动传动部件2同步逆时针旋转，转向拨片11转动180°之后，首先与三叶拨片22中位于中部的拨片分支221啮合，如图11和图12所示；然后，转向拨片11带动传动部件2整体逆时针转动，当转向拨片11转动至与中部的拨片分支221脱离时，传动块21与止动挡块31相抵，无法再继续转动，如图12和图14所示；但方向盘01还可以再继续逆时针旋转，从而带动传动部件2整体继续逆时针转动，当转向拨片
11继续旋转360°左右，直至与三叶拨片22中左端的拨片分支221抵接时，方向盘01无法再继续逆时针旋转，如图15和图16所示，该位置即为方向盘01逆时针旋转的硬止点位置。

[0061] 随后，方向盘01可以顺时针转动，即从逆时针旋转的硬止点位置反向转动，开始回转过程，如图17和图18所示，方向盘01带动传动部件2同步顺时针转动，当传动部件2旋转近似360°后，转向拨片11与三叶拨片22中左端的拨片分支221抵接，如图21和图22所示，拨片分支221可以在转向拨片11的推动作用下顺时针转动，进而带动传动部件2整体顺时针转动，当转向拨片11转动至与左端的拨片分支221脱离时，三叶拨片22回转到初始位置，如图23和图24所示。

[0062] 当方向盘01继续顺时针旋转时，方向盘01带动传动部件2同步顺时针旋转，转向拨片11空转一段行程后，同样先与三叶拨片22中位于中部的拨片分支221抵接；然后，转向拨片11带动传动部件2整体顺时针转动，当转向拨片11转动至与中部的拨片分支221脱离时，传动块21与止动挡块31相抵，无法再继续转动；但方向盘01还可以再继续顺时针旋转，从而带动传动部件2整体继续顺时针转动，当转向拨片11继续旋转接近360°，直至与三叶拨片22中右端的拨片分支221抵接时，方向盘01无法再继续顺时针旋转，该位置即为方向盘01顺时针旋转的硬止点位置。

[0063] 随后，方向盘01可以逆时针转动，即从顺时针旋转的硬止点位置反向转动，开始回转过程，方向盘01带动传动部件2同步逆时针转动，当传动部件2旋转近似360°后，转向拨片11与三叶拨片22中右端的拨片分支221抵接，拨片分支221可以在转向拨片11的推动作用下逆时针转动，进而带动传动部件2整体逆时针转动，当转向拨片11转动至与右端的拨片分支
221脱离时，三叶拨片22再次回转到初始位置。

[0064] 由此可见，本发明利用传动部件2和止动部件3，控制转向部件1旋转行程的终止位置，有效约束转向部件1的旋转行程，当本发明旋转限制装置应用于转向系统时，转向部件1与方向盘01连接，从而实现对方向盘01旋转行程终止位置的控制，有效约束方向盘01的旋转行程，弥补线控转向硬止点领域的空白，既有效保证正常工作状态下方向盘01旋转行程的精准控制，又有效防止车辆落电状态下方向盘01的误操作空转；同时，与现有技术的旋转限制装置相比，本发明能够有效减少止动过程中的摩擦接触面积及摩擦行程，降低旋转摩擦力。

[0065] 由上述可以看出，本实施例中，以初始位置为起点，转向部件1逆时针旋转行程和顺时针旋转行程均为540°左右，即接近一圈半行程，实际应用中，还可根据需求调整初始位置时转向拨片11的位置，以进行行程范围的调整。

[0066] 请继续参考图7，本实施例中，转向部件1具体包括转向套筒12、转向轴13和固定结构14，固定结构14固定连接转向套筒12的端壁和安装座4的对应侧壁，如此，转向套筒12的端壁和安装座4的对应侧壁之间具有一定间距，转动轴13可转动地穿设于转向套筒12内部，转向拨片11设置于转动轴13的周壁靠近安装座4的一端，并且转向拨片11至少部分外露于转向套筒12，便于转向拨片11与三叶拨片22配合。

[0067] 如此，转向套筒12起到承载转动轴13的作用，保证转动轴13的安装稳定性，进而提高转向拨片11的旋转精度。

[0068] 其中，固定结构14的数量不做限制，只要能够保证转向套筒12和安装座4的连接稳定性即可，如固定结构14的数量可以为一个或多个，当固定结构14的数量为多个时，多个固定结构14可以沿周向间隔分布。优选地，固定结构14的数量为三个，三个固定结构14沿周向均匀分布，即相邻两个固定结构14之间的夹角为120°。固定结构14的形状包括但不限于圆柱形。

[0069] 其中，固定结构14与转向套筒12、安装座4的连接方式也不做限制，如固定结构14可以在两端设置外螺纹，或者，固定结构14直接采用螺杆结构，转向套筒12和安装座4对应设置相匹配的螺纹孔，固定结构14与转向套筒12、安装座4均螺纹连接；或者，固定结构14与转向套筒12、安装座4均焊接固定；或者，转向套筒12和安装座4对应设置相匹配的连接孔，固定结构14插装在连接孔内部，并过盈配合，实现转向套筒12和安装座4的相对固定；或者，固定结构14与转向套筒12和安装座4中的一者一体成型，另一者设置相匹配的连接孔，固定结构14插装在连接孔内部，并过盈配合。

[0070] 其中，转动轴13可转动地穿设于转向套筒12内部，转动轴13与转向套筒12的内孔可以间隙配合，或者，还包括连接轴承，连接轴承的外圈与转向套筒12的内孔过盈配合以相对固定，连接轴承的内圈与转动轴13的外周壁过盈配合以相对固定，如此，转动轴13与转向套筒12通过连接轴承连接，提高转动轴13的转动顺畅性。

[0071] 可以理解，实际应用中，不设置转向套筒12也是可行的，此时，转动轴13的一端直接与安装座4连接，并且可相对转动，转动轴13的另一端和动力输入部件连接，转向拨片11设置于转动轴13的周壁，以与三叶拨片22配合。当然，本实施通过设置转向套筒12，起到对转动轴13的承载作用，能够提高转向部件1的结构稳定性，为更加优选的技术方案。

[0072] 请继续参考图2，本实施例中，传动部件2还包括传动轴23，传动轴23可转动地穿过安装座4，传动块21和三叶拨片22均连接于传动轴23，并且传动块21和三叶拨片22分设于安装座4的两侧，如此，能够使得整体结构在纵向上更加紧凑，并提高传动部件2的安装稳定性。

[0073] 其中，三叶拨片22和传动轴23可以采用一体加工成型，也可以分件加工，并通过过盈配合固定；传动块21与传动轴23采用过盈配合固定，以使传动块21与三叶拨片22旋转时保持同步。

[0074] 其中，传动轴23可转动地穿过安装座4，传动轴23与安装座4的安装孔可以间隙配合；为了提高传动轴23的转动平稳性，还可以包括连接轴承，连接轴承的外圈与安装孔的内壁过盈配合，以相对固定，连接轴承的内圈与传动轴23的外周壁过盈配合，以相对固定。

[0075] 实际应用中，传动轴23安装于安装座4，传动块21和三叶拨片22均设置于安装座4的一侧也是可行的，如传动轴23的一端可转动地连接于安装座4，传动块21靠近安装座4，以与止动部件3配合，三叶拨片22位于传动块21远离安装座4的一侧，以与三叶拨片22配合。当然，本申请中传动块21和三叶拨片22分设于安装座4两侧的技术方案，使得整体结构在纵向上更加紧凑，并提高传动部件2的安装稳定性，为更加优选的技术方案。

[0076] 进一步地，本实施例中，拨片分支221至少在与转向拨片11的接触位置表面加工有缓冲材料(图中未示出)，避免转向拨片11和拨片分支221直接刚性接触，降低转向拨片11和拨片分支221的接触噪声。

[0077] 其中，缓冲材料的具体材质不做限制，如可以为橡胶等。

[0078] 其中，缓冲材料的设置范围也不做限制，如缓冲材料可以只设置于拨片分支221与拨片分支221的接触位置表面；或者，在拨片分支221的表面均加工缓冲材料也是可行的，即拨片分支221的表面包覆一层缓冲材料。

[0079] 此外，本实施例中，缓冲材料仅设置于拨片分支221；实际应用中，缓冲材料还可以设置于转向拨片11，并至少位于和拨片分支221的接触位置表面；或者，在转向拨片11与拨片分支221相互接触的位置表面同时设置缓冲材料也是可行的。

[0080] 请继续参考图5，本实施例中，止动部件3包括两个止动挡块31，两个止动挡块31对称设置并具有间距，传动块21位于两个止动挡块31之间，传动块21的旋转中心位于止动部件3对称轴上。

[0081] 可以理解，当传动部件2处于初始位置时，传动块21的轴线与止动部件3的对称轴重合，当传动块21顺时针转动至与对应的止动挡块31相抵时，传动块21无法继续转动，此时，传动部件2处于顺时针转动的最大位移处；当传动块21逆时针转动至与对应的止动挡块31相抵时，传动块21无法继续转动，此时，传动部件2处于逆时针转动的最大位移处，如此，两个止动挡块31起到限制传动部件2转动范围的作用。而传动块21的旋转中心位于止动部件3对称轴上，可以保证传动块21逆时针旋转行程和顺时针旋转行程保证一致。

[0082] 当然，实际应用中，止动部件3并不局限于上述结构形式，如止动部件3可以为一体式的弧形结构，弧形结构内壁两端形成抵接壁，两个抵接壁起到限制传动部件2转动范围的作用。

[0083] 可以理解，前述旋转限制装置中，三叶拨片22在未与转向拨片11啮合时，传动部件2处于可相对转动的状态，在遇到未知的作用力时，传动部件2可能发生晃动，产生噪声。基于此，如图5所示，本发明旋转限制装置还包括抵顶部件5，抵顶部件5包括弹性件51和滚珠
52，弹性件51沿止动部件3的对称轴延伸，弹性件51一端固定于安装座4，滚珠52连接于弹性件51的另一端，弹性件51处于蓄能状态，以将滚珠52压紧于传动块21的周壁。

[0084] 如上设置，传动部件2始终受到来自抵顶部件5的作用力，来保持静平衡状态，如当传动部件2位于初始位置时，滚珠52与传动块21的端部周壁抵接，此时，弹性件51处于最大压缩状态，弹性力也是最大的，如图10所示；当转向拨片11转动至与中部的拨片分支221接触时，转向部件1能够带动传动部件2同步转动，此时，传动块21也顺时针或逆时针转动，弹性件51沿轴向逐渐恢复，滚珠52在弹性件51的恢复力作用下沿着传动块21的周壁移动，当转向拨片11转动至与中部的拨片分支221脱离时，传动块21与止动部件3相抵，抵顶部件5将传动块21压紧于止动部件3，使得传动部件2能够保持在当前位置，如图14所示；而当转向拨片11反向转动至与对应端部的拨片分支221接触时，转向拨片11推动传动部件2回转，弹性件51受到传动块21的推力逐渐压缩，滚珠52在弹性件51的弹力作用下沿着传动块21的周壁反向移动，直至转向拨片11反向转动至与对应端部的拨片分支221脱离时，传动部件2回到初始位置，弹性件51也回到最大压缩状态，滚珠52重新与传动块21的端部周壁抵接，如图24所示。

[0085] 由此可见，本发明增设抵顶部件5，使得传动部件2无论转动至任何位置始终受到来自抵顶部件5的作用力来保持静平衡状态，防止传动部件2发生晃动，避免噪声的产生。

[0086] 进一步地，本申请中，传动块21为水滴形结构，其自由端为尖角端，若不对传动块21的自由端进行加工，传动块21与滚珠52的接触面积很小，无法保证接触状态，因此，如图4所示，传动块21的自由端设置有凹槽21a，当传动块21位于初始位置时，滚珠52压装在凹槽
21a内部，增大滚珠52与传动块21的接触面积，提高滚珠52与传动块21的接触稳定性，同时，滚珠52还能够受力脱离该凹槽21a，防止对传动块21的转动产生阻力。

[0087] 此外，如图1‑图2所示，抵顶部件5还包括固定于安装座4的限位滑轨53，限位滑轨53内部形成沿止动部件3对称轴延伸的导向槽，弹性件51和滚珠52安装在该导向槽内。

[0088] 如此，限位滑轨53能够起到导向作用，使得弹性件51只能够沿导向槽的延伸方向伸展或压缩，避免弹性件51及滚珠52的运动偏离轴线。

[0089] 其中，如图6所示，限位滑轨53具体包括相对设置、并连接于一体的第一限位部531和第二限位部532，第一限位部531固定于安装座4，第一限位部531和第二限位部532之间具有间距，第一限位部531和第二限位部532相对设置有弧形凹槽53a，弧形凹槽53a之间形成安装空间，弹性件51安装在该安装空间内。

[0090] 可以理解，实际应用中，不设置第一限位部531也是可行的，此时，可以直接在安装座4上加工出弧形凹槽53a。

[0091] 同时，第一限位部531和第二限位部532之间的间距应当保证传动块21可以转动至第一限位部531和第二限位部532之间，即第一限位部531和第二限位部532之间的间距不小于传动块21的厚度。

[0092] 如图2所示，抵顶部件5还包括底座54，底座54固定于安装座4，第一限位部531和第二限位部532均与底座54固定连接，实现二者的相对固定，且底座54位于远离传动块21的一端，防止底座54对传动块21的转动产生干涉，弹性件51远离滚珠52的一端也固定于底座54，实现弹性件51与安装座4的相对固定。

[0093] 其中，底座54与安装座4可以采用焊接固定方式，第一限位部531和第二限位部532中至少一者可以与底座54一体成型。

[0094] 本发明还提供一种转向系统，包括方向盘01，还包括前述旋转限制装置，方向盘01和转向部件1连接。

[0095] 本发明转向系统，包括前述旋转限制装置，因此具有前述旋转限制装置相同的技术效果，在此不再赘述。

[0096] 其中，方向盘01具体包括连接于一体的方向盘轮圈011、方向盘轮毂012和方向盘旋转输入轴013，方向盘旋转输入轴013与转向轴13固定连接，连接方式不做限制，如可以焊接固定，或螺纹连接等。

[0097] 本发明还提供一种旋转限制方法，适用于前述旋转限制装置，包括如下步骤：

[0098] 转向部件1沿旋转方向转动，转向拨片11转动至与中部的拨片分支221接触时，转向部件1带动传动部件2同步转动，转向拨片11转动至与中部的拨片分支221脱离时，传动块21与止动部件3相抵，转向拨片11继续同向转动至与对应端部的拨片分支221接触，传动部件2限制转向部件1的转动，转向拨片11反向转动至与对应端部的拨片分支221接触时，转向拨片11推动传动部件2回转，转向拨片11反向转动至与对应端部的拨片分支221脱离时，传动部件2回到初始位置。

[0099] 本发明旋转限制方法，适用于前述旋转限制装置，因此具有与前述旋转限制装置相同的技术效果，在此不再赘述。

[0100] 以上对本发明所提供的一种旋转限制装置、转向系统和旋转限制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。