CN104691602A - 一种可分离式转向机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车安全气囊系统领域，特别涉及一种可分离式转向机构，其包括方向盘、上转向柱、蜗杆、驱动系统和控制系统；所述蜗杆的一端设置有第一轴承座，另一端设置有第二轴承座；所述方向盘带动所述上转向柱转动；所述上转向柱设有螺纹，且所述蜗杆上设有第一传动齿轮，所述上转向柱的螺纹可带动所述第一传动齿轮转动；所述控制系统监测到方向盘安全气囊弹出后，控制所述驱动系统来驱动所述蜗杆，使所述第一传动齿轮与所述上转向柱上的螺纹分离。本发明提供的可分离式转向机构可以在方向盘安全气囊弹出时，实现方向盘的轴向移动，从而增加驾驶员头部与方向盘安全气囊碰撞缓冲的行程，减少安全气囊对驾驶员头部的冲击，提高汽车的安全性能。

Description

一种可分离式转向机构
技术领域
本发明涉及汽车安全气囊系统领域，特别涉及一种可分离式转向机构。
背景技术
现有技术中，汽车内置安全气囊以提高其安全性。驾驶员位置的安全气囊安装在汽车转向机构内，当汽车发生足够严重的前碰撞或近似前碰撞事故(相当于以大于l6km／h的速度与一刚性壁正面碰撞)的时候，在车上的探测碰撞点火装置会将突然减速信号传递给气体发生器的引爆装置，使相关物质生成氮气，使驾驶员前方的安全气囊充气。氦气充满气囊所用时间不到0.05s，而产生气体的功臣则是叠氮化钠NaN3。据计算，100g NaN3爆炸后可以生成约50L的氮气，完全充满安全气囊。安全气囊的侧面有排气孔，当驾驶员碰压膨胀的安全气囊时，安全气囊内的氮气通过排气孔排出，原来较热的氦气气体在排出后快速冷却，吸收驾驶员向前运动的能量。但是，当汽车发生碰撞时，安全气囊会以极快的速度弹出，而方向盘又固定不动，使得驾驶员头部在较短的行程内与安全气囊充分接触。由于缓冲过程较短，致使安全气囊对驾驶员头部造成较大的冲击，容易导致驾驶员头部的伤害。
为了解决以上问题，本发明做了有益改进。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种可分离式转向机构，能够在汽车发生碰撞且方向盘内置安全气囊弹出时，实现方向盘的轴向移动，从而增加驾驶员头部与安全气囊碰撞缓冲的行程，减少气囊对驾驶员头部的冲击。
（二）技术方案
本发明是通过以下技术方案实现的：一种可分离式转向机构，包括方向盘、上转向柱、蜗杆、驱动系统和控制系统；所述蜗杆的一端设置有第一轴承座，另一端设置有第二轴承座；所述方向盘带动所述上转向柱转动；所述上转向柱设有螺纹，且所述蜗杆上设有第一传动齿轮，所述上转向柱的螺纹可带动所述第一传动齿轮转动；所述控制系统监测到方向盘安全气囊弹出后，控制所述驱动系统来驱动所述蜗杆，使所述第一传动齿轮与所述上转向柱上的螺纹分离。
其中，所述控制系统包括传感器和控制器，所述控制器分别与所述传感器和驱动系统连接。
进一步，所述传感器为触发型传感器。
具体地，所述驱动系统包括处于负载状态的弹性件和挡块驱动机构；所述弹性件设置在所述第一轴承座上；所述第一轴承座上还设置有挡块，用于阻挡该第一轴承座受所述弹性件推力作用而移动；当方向盘安全气囊弹出时，所述挡块驱动机构带动所述挡块移动并脱离所述第一轴承座，而所述弹性件使所述第一轴承座受推力作用而带动所述蜗杆。
优选的，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的数量为多个。
其中，所述弹簧垂直设置在所述第一轴承座上靠近上转向柱的侧面上，且该弹簧处于压缩状态。
进一步，所述多个弹簧均匀分布在所述第一轴承座上。
其中，所述第二轴承座内设有销轴；在所述弹性件推力作用下，所述蜗杆带动所述第二轴承座绕所述销轴转动。
进一步，所述销轴以平行于所述上转向柱的方向设置在所述第二轴承座内。
其中，所述挡块驱动机构采用气压驱动方式或电力驱动方式。
（三）有益效果
与现有技术和产品相比，本发明有如下优点：
1、本发明提供的可分离式转向机构可以在方向盘安全气囊弹出时，实现方向盘的轴向移动，从而增加驾驶员头部与安全气囊碰撞缓冲的行程，减少安全气囊对驾驶员头部的冲击，提高汽车的安全性能；
2、本发明结构简单，能够自动实现转向机构的分离控制，确保该分离式转向机构操控的稳定性和精确性，进一步提高转向机构的安全性能。
附图说明
图1是本发明的可分离式转向机构的立体结构示意图一；
图2是本发明的可分离式转向机构的立体结构示意图二；
图3是本发明的可分离式转向机构的立体结构示意图三；
图4是本发明的可分离式转向机构的立体结构示意图四；
图5是本发明的控制系统方框结构图。
附图中，各标号所代表的组件列表如下：
1-方向盘，2-上转向柱，3-第一传动齿轮，4-第一轴承座，5-弹簧，6-下转向柱，7-第二传动齿轮，8-第二轴承座，9-销轴，10-蜗杆，11-螺纹，12-挡块，20-控制系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
如图1和图2所示，本实施例提供一种可分离式转向机构，包括方向盘1、上转向柱2、蜗杆10、下转向柱6、第一传动齿轮3、第二传动齿轮7、驱动系统和控制系统；方向盘1设置在上转向柱2的上端，该上转向柱2靠近下端部位置设有螺纹11。所述蜗杆10的一端设置有第一轴承座4，另一端设置有第二轴承座8。所述蜗杆10上设有第一传动齿轮3，下转向柱6上设有第二传动齿轮7；在转动方向盘1时，方向盘1可以带动上转向柱2转动；上转向柱2上的螺纹11与第一传动齿轮3配合传动，可以带动蜗杆10转动；蜗杆10通过其上的螺纹与第二传动齿轮7配合，带动下转向柱6转动。在方向盘安全气囊弹出时，所述控制系统监测到安全气囊弹出后，控制所述驱动系统来驱动所述蜗杆10，使第一传动齿轮3与所述上转向柱2上的螺纹11分离。从而，在方向盘内置的安全气囊弹出时，方向盘可实现沿上转向柱2轴向移动。在汽车发生碰撞后，驾驶员的头部与位于方向盘上面的安全气囊强烈冲撞。由于方向盘可实现轴向移动，增加驾驶员头部与安全气囊碰撞缓冲的行程，减少安全气囊对驾驶员头部的瞬间的冲击，提高其安全性。
具体地，如图5所示，控制系统20包括传感器和控制器，控制器分别与所述传感器和驱动系统连接。控制器可采用单片机制成，其通过所述传感器监测方向盘安全气囊；传感器可监测到方向盘安全气囊是否弹出。优选的，本实施例的传感器采用触发型传感器。该触发型传感器将感应到的安全气囊触发信号发送至控制器，控制器经过处理后，向所述驱动系统发出控制指令，使驱动系统驱动蜗杆，从而使蜗杆上的传动齿轮与所述上转向柱上的螺纹分离。
其中，本发明中的驱动系统可采用多种结构形式，只要能够驱动蜗杆并使蜗杆上的第一传动齿轮与所述上转向柱上的螺纹分离的机构都能解决本发明的技术问题。如图3和图4所示，本实施例优选一种驱动系统，具体包括弹性件和挡块驱动机构（图中未显示）；所述弹性件处于负载状态，该弹性件优选采用弹簧；弹簧5设置在所述第一轴承座4的侧面上；所述第一轴承座4在与所述弹簧5相对的侧面上设置有挡块12，该挡块12用于阻挡第一轴承座4受弹簧5的推力作用而移动。所述挡块驱动机构采用气动方式或电动方式。挡块驱动机构采用气动方式就是通过气压动力源带动机械传动机构完成伸缩动作，使所述挡块12移动而脱离所述第一轴承座4；同样地，采用电动方式就是利用电动机通过机械传动机构完成伸缩动作，从而带动挡块移动。
当方向盘安全气囊弹出时，所述挡块驱动机构带动所述挡块12远离所述第一轴承座4；所述弹簧5使所述第一轴承座4受弹力移动且带动所述蜗杆10，使该蜗杆10上的第一传动齿轮3与所述上转向柱2的螺纹11分离。
进一步，所述弹簧5的数量为多个。所述弹簧5垂直设置在所述第一轴承座4上靠近上转向柱2的侧面上，且该弹簧5处于压缩状态。弹簧5的一端与第一轴承座连接，另一端与所述汽车车身支架上。所述多个弹簧5均匀分布在所述第一轴承座4一侧表面上，保证第一轴承座受力均匀。
其中，所述第二轴承座8内设有销轴9，所述蜗杆10可带动所述第二轴承座8绕所述销轴9转动，并与所述上转向柱2分离。所述销轴9以平行于所述上转向柱2的方向设置在所述第二轴承座8内，并固定在汽车车身支架上。当弹簧5推动所述蜗杆10朝远离上转向柱2方向运动时，所述蜗杆10带动第二轴承座4绕所述销轴9转动，从而使蜗杆10上的第一传动齿轮3与所述上转向柱2的螺纹11分离。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种可分离式转向机构，其特征在于，包括方向盘、上转向柱、蜗杆、驱动系统和控制系统；所述蜗杆的一端设置有第一轴承座，另一端设置有第二轴承座；所述方向盘带动所述上转向柱转动；所述上转向柱设有螺纹，且所述蜗杆上设有第一传动齿轮，所述上转向柱的螺纹可带动所述第一传动齿轮转动；所述控制系统监测到方向盘安全气囊弹出后，控制所述驱动系统来驱动所述蜗杆，使所述第一传动齿轮与所述上转向柱上的螺纹分离。
2.根据权利要求1所述的可分离式转向机构，其特征在于，所述控制系统包括传感器和控制器，所述控制器分别与所述传感器和驱动系统连接。
3.根据权利要求2所述的可分离式转向机构，其特征在于，所述传感器为触发型传感器。
4.根据权利要求1所述的可分离式转向机构，其特征在于，所述驱动系统包括处于负载状态的弹性件和挡块驱动机构；所述弹性件设置在所述第一轴承座上；所述第一轴承座上还设置有挡块，用于阻挡该第一轴承座受所述弹性件推力作用而移动；当方向盘安全气囊弹出时，所述挡块驱动机构带动所述挡块移动并脱离所述第一轴承座，而所述弹性件使所述第一轴承座受推力作用而带动所述蜗杆。
5.根据权利要求4所述的可分离式转向机构，其特征在于，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的数量为多个。
6.根据权利要求5所述的可分离式转向机构，其特征在于，所述弹簧垂直设置在所述第一轴承座上靠近上转向柱的侧面上，且该弹簧处于压缩状态。
7.根据权利要求5所述的可分离式转向机构，其特征在于，所述多个弹簧均匀分布在所述第一轴承座上。
8.根据权利要求4所述的可分离式转向机构，其特征在于，所述第二轴承座内设有销轴；在所述弹性件推力作用下，所述蜗杆带动所述第二轴承座绕所述销轴转动。
9.根据权利要求8所述的可分离式转向机构，其特征在于，所述销轴以平行于所述上转向柱的方向设置在所述第二轴承座内。
10.根据权利要求4所述的可分离式转向机构，其特征在于，所述挡块驱动机构采用气压驱动方式或电力驱动方式。
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