CN103192865B - 电动汽车的多功能方向盘机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的多功能方向盘机构，包括方向盘，方向盘固定连接方向盘柱，方向盘柱的外壁与轴承的内圈相固定，轴承内置于一套筒，轴承轴向滑动配合于套筒之内，且轴承的外圈形成一连接耳，连接耳通过套筒轴向开设的导槽伸出其外；连接耳的外端与摇杆的一端通过第一连接销铰接，摇杆的另一端通过第二连接销与曲柄的一端铰接，曲柄的另一端通过销而摆动式地装配于车体，曲柄的此端端部形成齿牙，齿牙与蜗杆相啮合，蜗杆由步进电机驱动。在汽车停车熄火时或者驾驶员启动车辆时，本发明通过电控开关实现方向盘的伸缩功能，使任何体型的驾驶员都能够自由的进出驾驶室，并且可以根据自身需要来调节方向盘的位置。

Description

电动汽车的多功能方向盘机构

技术领域

本发明属于电动汽车制造技术领域，具体涉及一种能够实现汽车防盗、自动伸缩等多功能的方向盘。

背景技术

为了解决汽车碰撞时候方向盘对驾驶员的损伤，国内外研究人员设计了一种安全的方向盘，它是由两节轴中间通过销连接起来的，当汽车受到碰撞时，人由于惯性压在方向盘上，通过方向盘给锁销一个剪切力，使它断掉，方向盘向下收缩，从而对人体一个缓冲，降低撞击力度，增强了安全性能。但是，其存在如下缺陷。首先，正常使用时，它的传动轴是固定的。由于人的体型有差别，当驾驶员进入到驾驶室时，例如前一个驾驶员体型较小，其座位调节的太靠前，而后来进去的驾驶员身体体型较大，则导致其进入驾驶室很困难；另外，有些身材矮小的驾驶员，踩离合器油门踏板困难，不得不把座椅调的很靠前，使得方向盘靠在胸口上，影响驾驶时的操作性。因此，由于方向盘的结构缺陷，导致其不能很好地适应所有体型驾驶员的操作。其次，传统的安全方向盘结构虽不复杂，但是，一旦压断之后，其维修很不方便。最后，现有的汽车方向盘不带防盗功能，只能靠额外的辅助装置来实现汽车防盗，例如，在方向盘上加一把汽车方向盘锁来实现。综上所述，现有的安全方向盘功能单一，难以满足现代人对于高品质汽车的追求。

发明内容

鉴于现有电动汽车的转向传动系统存在上述缺陷，本发明设计了一种电动汽车的多功能方向盘机构。在汽车停车熄火时或者驾驶员启动车辆时，通过电控开关实现方向盘的伸缩功能，使任何体型的驾驶员都能够自由的进出驾驶室，并且可以根据自身需要来调节方向盘的位置。并且，在汽车受到碰撞时，方向盘也能自动伸缩，给驾驶员一个缓冲过程，以减轻驾驶员受到的伤害，实现安全的功能。此外，当方向盘收起后又能够自动上锁，从而实现汽车的防盗功能。本发明方向盘由于结构简单，从而也便于维修。

本发明采取以下技术方案：电动汽车的多功能方向盘机构，包括方向盘，方向盘固定连接方向盘柱，方向盘柱的外壁与轴承的内圈相固定，轴承内置于一套筒，轴承轴向滑动配合于套筒之内，且轴承的外圈形成一连接耳，连接耳通过套筒轴向开设的导槽伸出其外；连接耳的外端与摇杆的一端通过第一连接销铰接，摇杆的另一端通过第二连接销与曲柄的一端铰接，曲柄的另一端通过销而摆动式地装配于车体，曲柄的此端端部形成齿牙，齿牙与蜗杆相啮合，蜗杆由步进电机驱动。

所述电动汽车的多功能方向盘机构，步进电机分两路分别联接步进电机正转开关、步进电机反转开关，步进电机正转开关、步进电机反转开关合成一路后，依次联接钥匙开关、车门锁开关、熔丝、总熔丝后，接入蓄电池的负极，蓄电池的正极接地。

所述电动汽车的多功能方向盘机构，套筒内安装一电磁继电器，电磁继电器通过弹簧连接一金属制的滑块，滑块滑动式地装配于套筒内，当轴承下降到极限位置时，在弹簧的作用力下，滑块处于轴承所在有滑道。

所述电动汽车的多功能方向盘机构，电磁继电器的一端接地，另一端依次通过所述的钥匙开关、车门锁开关、熔丝、总熔丝后，接入蓄电池的负极。

电动汽车可以简化掉传统汽车转向系统中的复杂传动装置，采用线控技术，使得方向盘可以集成实现很多功能。

本发明主要包括方向盘组件、曲柄摇杆机构、步进电机及涡轮蜗杆减速齿轮组及电子锁。与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1、与传统的固定方向盘相比，本发明多功能方向盘可以为驾驶员进出驾驶室能够留出较大的空间，不受方向盘的制约，并且方向盘可以停在任意位置，在调整座位的时候也可以调节方向盘的位置，从而可以适应不同体型驾驶员的操作需求，调整至最佳位置。

2、当在受到重压后，可以起到缓冲作用，从而实现了安全方向盘的功能。较传统的安全方向盘，其结构更简单，当压断后销之后只需要更换一个即可，方便快捷。

3、方向盘落座后自带电子锁将方向盘锁住，并且由两个电控开关一起控制方向盘的伸缩，使得即使盗车者启动汽车后，由于方向盘处于锁定状态而不能将汽车开走。不仅省去了额外加装汽车防盗锁的过程及成本，也使得汽车更加安全。

4、本发明方向盘具有结构简单、节省成本等优点。

附图说明

图1是本发明方向盘机构的结构示意图。

图2是方向盘局部结构图。

图3是方向盘锁的结构图。

图4是方向盘锁的控制电路图。

图5是步进电机的控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图来作详细的说明。

参见图1-5，方向盘10固定连接方向盘柱8，方向盘柱8的外壁与轴承7的内圈固定相连。轴承7内置于一个套筒9，且轴承7的外圈形成一个连接耳6，此连接耳6通过套筒9上的一个导槽伸出其外，连接耳6可以带动轴承7在套筒9内轴向移动，固定套筒9安装于车体。

连接耳6的外端与摇杆4的一端通过连接销13铰接，当方向盘受到重压时，此连接销13被压断，以实现安全盘的功能。摇杆4的另一端通过连接销5与曲柄2的一端铰接，曲柄2的另一端开有一个定位孔，此定位孔装配一销1，曲柄2通过销1而摆动式地配合于车体。且曲柄2的此端端部带有齿牙3，齿牙3与蜗杆11相啮合，蜗杆11由步进电机12驱动。步进电机12输出的转矩通过蜗杆11、曲柄2、摇杆4、连接耳6，使轴承7在套筒9内作轴向的上下移动，进而带动方向盘柱8作同步运动，实现方向盘的伸缩（升降）功能。

参见图5，步进电机12分两路分别联接步进电机正转开关30、步进电机反转开关31，两开关再合成一路后，依次联接钥匙开关29、车门锁开关28、熔丝27、总熔丝26后，接入蓄电池25的负极，蓄电池25的正极接地。其工作过程是：当驾驶员进入车内之前，首先打开车门，闭合车门锁开关28，然后将钥匙插进钥匙孔内接通钥匙开关29，开车准备工作做好后，手动按下电机开关30或31，步进电机12的控制电路被接通而开始工作，步进电机12正向或反向转动，并通过涡轮蜗杆减速后，将动力传给曲柄2，曲柄2绕销1摆动，从而带动摇杆4运动，又由于摇杆4与轴承7铰接，使轴承7（及方向盘柱8）沿套筒9的内壁上下滑动，从而实现了方向盘10的伸缩。其中，按下正转开关30时，方向盘10升起；按下反转开关31时，方向盘10则收起（下降）。当方向盘10调整至合适高度后，再关闭开关30或31。由于涡轮蜗杆自身具有自锁功能，当方向盘10定位于一个位置后，便不会再滑动。因此，通过上述操作来调节方向盘的（高度）位置，当上车准备好后，按下相应的开关按钮将方向盘调整至适合驾驶员操作的位置上，而无需调整座椅。

如图1所示，摇杆4和连接耳6通过连接销13连接在一起并传递力，此处连接销13的强度可以承受一定的拉压应力。在正常使用情况下，其不会断；而当发生意外状况时，驾驶员由于惯性作用，给方向盘10一个较大的冲击力，此时连接销13会被这个力给剪断，方向盘10会往内缩（下降），从而给人体一个缓冲作用，起到了安全方向盘的作用；且，此结构简单，便于维修。

参见图2、3，套筒9内安装一电磁继电器17，电磁继电器17通过弹簧16连接一滑块15，滑块15滑动式地装配于套筒9内，弹簧16有一定的预紧压力，在弹簧16的作用力下，滑块15处于轴承7所在有滑道。参见图4，电磁继电器17的一端接地，另一端依次通过钥匙开关29、车门锁开关28、熔丝27、总熔丝26后，接入蓄电池25的负极。当驾驶员打开车门锁开关28后，进入驾驶室，将钥匙开关29接通通电，此时，电磁继电器17的线圈通电，产生一个电磁力，该电磁力足以克服弹簧力，而将金属制的滑块15吸引过来，使得轴承7所在的滑道是导通的，轴承7可以自由的滑动。当驾驶员摁下方向盘伸出开关后，在电机的带动下，方向盘可以沿着滑道上升。当轴承7退到(下降)到极限位置时，轴承7上的承接耳6刚好退到了滑块15的滑道口下方，而不会影响到滑块15的运动。因此，当停车后，按下图5中电机反转开关31，将方向盘收起，关掉钥匙开关29，电磁继电器17的线圈断开，失去电磁力，滑块15在弹簧16的弹力作用下滑出，并停止于轴承7所在的滑道，从而将方向盘10卡死，使得方向盘10不能被拉出（上升），起到了自锁防盗的作用。

本领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来验证本发明，而并非作为对本发明的限定，只要是在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变形都将落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.电动汽车的多功能方向盘机构，包括方向盘，方向盘固定连接方向盘柱，其特征在于：方向盘柱的外壁与轴承的内圈相固定，轴承内置于一套筒，轴承轴向滑动配合于套筒之内，且轴承的外圈形成一连接耳，连接耳通过套筒轴向开设的导槽伸出其外；连接耳的外端与摇杆的一端通过第一连接销铰接，摇杆的另一端通过第二连接销与曲柄的一端铰接，曲柄的另一端通过销而摆动式地装配于车体，曲柄的此端端部形成齿牙，齿牙与蜗杆相啮合，蜗杆由步进电机驱动；所述的步进电机分两路分别联接步进电机正转开关、步进电机反转开关，步进电机正转开关、步进电机反转开关合成一路后，依次联接钥匙开关、车门锁开关、熔丝、总熔丝后，接入蓄电池的负极，蓄电池的正极接地；套筒内安装一电磁继电器，电磁继电器通过弹簧连接一金属制的滑块，滑块滑动式地装配于套筒内，当轴承下降到极限位置时，在弹簧的作用力下，滑块处于轴承所在滑道。

2.如权利要求1所述电动汽车的多功能方向盘机构，其特征在于：所述电磁继电器的一端接地，另一端依次通过所述的钥匙开关、车门锁开关、熔丝、总熔丝后，接入蓄电池的负极。