CN108128344B - 一种电驱动履带车辆用线控多功能转向操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电驱动履带车辆用线控多功能转向操纵装置，所述装置包括与驾驶舱的支架转动连接的支撑杆和与所述支撑杆上端连接的转向舵；所述支撑杆内设有与之同轴的角度传感器；所述转向舵上端设有与所述角度传感器和所述整车控制系统通讯连接的人机交互界面。本发明提供的技术方案，转向舵上的人机交互界面采集按键的操作和支撑杆内的角度传感器的转向信息，并传送至整车控制系统；为电驱动履带车辆的转向、换挡、用能调节等方面的操作提供了方便，省去了复杂的机械连接，摆脱了传统转向系统的各种限制，设计新颖，操作方便，效率提高。

Description

一种电驱动履带车辆用线控多功能转向操纵装置

技术领域

本发明涉及一种电驱动履带车辆用操纵装置；具体涉及一种电驱动履带车辆用线控多功能转向操纵装置。

背景技术

随着人们对环境污染和能源短缺的日益关注，以及大功率永磁同步电机、电力电子技术、储能技术的快速进步与发展，电驱动车辆的应用越来越广泛。与传统“内燃机-机械/液力变速”车辆不同，电驱动车辆的转向操纵装置对车辆的转向控制是将传感器采集的驾驶员转向角度，通过CAN/FlexRay总线发送给整车控制器来实现。由于取消了转向相关的机械连接，线控转向系统完全摆脱了传统转向系统的各种限制，给车辆转向特性的设计带来无限的空间，提高了车辆的转向性能，是车辆转向系统的重大革新。

作为改变或保持车辆行驶方向的专门机构的车辆转向系统是使车辆在行驶过程中能按照驾驶员的操作要求而改变行驶方向，并在受到路面传来的偶尔冲击及车辆意外地偏离行驶方向时，能与行驶系统配合保持车辆的操纵稳定性和安全性。传统机械连接的转向操纵装置发展至今可以很好满足以上需求，但现有的电驱动履带车辆上使用的转向操纵装置商存在结构不合理、功能不完善、可靠性不高等诸多弊端，所以需要提供一种电驱动履带车辆的线控转向操纵装置来满足现有技术的需要。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请人设计了一种电驱动履带车辆用线控多功能转向操纵装置；该多功能转向操纵装置在保留基本转向和回正功能的基础上，实现了方向(前进、中心转向、后退)、确认、能量回收、停车充电、电机使能、发电使能、混合动力、按键锁定、静音、换挡等功能，提高车辆控制的灵活性。

本发明的目的是通过下述技术方案进行实现的：

本发明提供了一种电驱动履带车辆用线控多功能转向操纵装置，所述装置包括与驾驶舱的支架转动连接的支撑杆和与所述支撑杆上端连接的转向舵；所述支撑杆内设有与之同轴的角度传感器；所述转向舵上端设有与所述角度传感器和所述整车控制系统通讯连接的人机交互界面。

优选的，所述转向舵包括筒状壳体、与所述壳体上端连接的上端面、与所述壳体下端连接的下盖；所述下盖上表面设有与所述壳体轴线平行的数目大于1的立柱。

优选的，所述壳体的下端端面设有凹槽，所述凹槽内设有防水的绝缘密封条。

优选的，所述转向舵两侧分别连接手柄。

优选的，所述手柄呈E形；所述壳体的水平截面呈矩形，所述壳体的两侧设有供所述手柄安装的安装孔。

优选的，所述支撑杆为中空的套管结构；所述角度传感器的角度采集器内嵌入所述支撑杆的下端并与所述支撑杆的主轴固定连接；所述角度传感器的固定部分与所述支撑杆的下端通过螺钉固定连接。

优选的，所述人机交互界面包括从上至下依次嵌设于所述壳体内的按键固定板、按键主板和控制器主板；所述控制器主板与所述立柱通过螺钉连接；所述按键固定板和所述控制器主板通过螺钉与所述上端面固定连接。

优选的，所述按键主板上设有锅仔片；所述上端面对应所述锅仔片的位置设有固定孔；所述固定孔上侧对应设有指示灯；所述固定孔内设有橡胶按键；所述上端面设有功能显示模块。

优选的，所述橡胶按键包括周边的边沿和中部高于所述边沿的凸起；所述边沿设于所述上端面和所述按键固定板之间；所述凸起设于所述上端面的固定孔中；所述按键固定板对应所述按键位置设有导力柱柱孔；所述导力柱孔内设有导力柱。

优选的，所述锅仔片周边设有发光二极管。

优选的，所述锅仔片分别对应能量回收、停车充电、电动使能、发电使能、混合动力、按键锁定、静音、空挡、一挡、二挡、自动挡、备用1、备用2、系统复位的功能；所述按键上用文字标注与其对应的锅仔片所对应的功能。

优选的，所述锅仔片、所述发光二极管、所述指示灯和所述角度传感器分别通过线缆与所述控制器主板连接。

优选的，所述控制器主板与所述整车控制系统通讯连接；所述控制器主板设有供电电路、采样电路、通信电路和调试电路。

优选的，所述转向舵内设有分别与所述角度传感器、所述整车控制系统和电源系统连接的航插；所述控制器主板分别与所述航插连接。

优选的，所述控制器主板上设有飞思卡尔MPC5644A单片机。

与最接近现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的技术方案，转向舵上的人机交互界面采集按键的操作和支撑杆内的角度传感器的转向信息，并传送至整车控制系统；为电驱动履带车辆的转向、换挡、功能调节等方面的操作提供了方便，省去了复杂的机械连接，摆脱了传统转向系统的各种限制，设计新颖，操作方便，效率提高。

2、本发明提供的技术方案，将转向和换挡的操作统一集中于该装置上，驾驶人员可以在手不离开手柄的同时通过按键换挡，大大提高了驾驶员操作的便捷性和行车的安全性，而且省去了换挡手柄所占据的空间，提高了驾驶室内的空间利用率。

3、本发明提供的技术方案，将能量回收、停车充电、电动使能、发电使能、混合动力、按键锁定、静音、空挡、一挡、二挡、自动挡、备用1、备用2、系统复位等功能集中于按键主板，提高了换挡、用能调节和静音等操作的便捷性，同时预设了按键锁定可以防止误操作，而且预设了备用按键以备功能扩充使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1：本发明提供的操纵装置的各零件示意图；

图2：本发明提供的操纵装置的俯视图；

图3：本发明所提供的壳体的示意图；

图4：本发明提供的下盖的示意图

附图标记：1-壳体、2-手柄、3-按键固定板、4-按键主板、5-控制器主板、6-下盖、7-支撑杆、8-角度传感器、9-橡胶按键、10-指示灯、11-功能显示模块、12-安装孔、13-立柱。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图4所示，本发明提供了一种电驱动履带车辆用线控多功能转向操纵装置，所述装置包括与驾驶舱的支架转动连接的支撑杆7和与所述支撑杆7上端连接的转向舵；所述支撑杆7内设有与之同轴的角度传感器8；所述转向舵上端设有与所述角度传感器8和所述整车控制系统通讯连接的人机交互界面。

所述转向舵包括筒状壳体1、与所述壳体上端连接的上端面、与所述壳体下端连接的下盖6；所述下盖6上表面设有与所述壳体轴线平行的数目大于1的立柱13。

所述壳体1的下端端面设有凹槽，所述凹槽内设有防水的绝缘密封条。

所述转向舵两侧分别连接手柄2。

所述手柄2呈E形；所述壳体1的水平截面呈矩形，所述壳体的两侧设有供所述手柄安装的安装孔12。

所述支撑杆7为中空的套管结构，可以根据驾驶员的需求调节长短；所述角度传感器8的角度采集器内嵌入所述支撑杆的下端并与所述支撑杆7的主轴固定连接；所述角度传感器8的固定部分与所述支撑杆7的下端通过螺钉固定连接。

所述人机交互界面包括从上至下依次嵌设于所述壳体内的按键固定板5、按键主板4和控制器主板3；所述控制器主板3与所述立柱13通过螺钉连接；所述按键固定板5和所述控制器主板4通过螺钉与所述上端面固定连接。

所述按键主板4上设有锅仔片；所述上端面对应所述锅仔片的位置设有固定孔；所述固定孔上侧对应设有指示灯10；所述固定孔内设有橡胶按键9；所述上端面设有功能显示模块11；所述锅仔片四周设有发光二极管。

所述橡胶按键9包括周边的边沿和中部高于所述边沿的凸起；所述边沿设于所述上端面和所述按键固定板5之间；所述凸起设于所述上端面的固定孔中；所述按键固定板5对应所述按键位置设有导力柱柱孔；所述导力柱孔内设有导力柱。

通过橡胶按键9和导力柱实现对应的电路板上锅仔片按下和弹起实现开关的通断；橡胶按键9上的功能字样可以透光，当通电时，按键主板4上对应位置的发光二极管照亮各橡胶按键9的功能，若相应功能的按键按下时指示灯10处会发光，若再按一次则取消相应功能。

所述锅仔片分别对应能量回收、停车充电、电动使能、发电使能、混合动力、按键锁定、静音、空挡、一挡、二挡、自动挡、备用1、备用2、系统复位的功能；所述橡胶按键9上用文字标注与其对应的锅仔片所对应的功能；

“方向”按键不同于其他按键，通过按“方向”按键实现“前进”、“中心”、“后退”功能的切换；并会在功能显示屏上做出相应的显示。

所述锅仔片、所述发光二极管、所述指示灯10和所述角度传感器8分别通过线缆与所述控制器主板5连接。

所述控制器主板5与所述整车控制系统通讯连接；所述控制器主板3设有供电电路、采样电路、通信电路和调试电路。

所述转向舵内设有分别与所述角度传感器8、所述整车控制系统和电源系统连接的航插；所述控制器主板5分别与所述航插连接。

所述控制器主板5上设有飞思卡尔MPC5644A单片机。

本发明在使用中，若按一下橡胶按键9，按键主板4上相应功能的锅仔片会瞬间接通开关电路，发送低电平信号给转向舵控制器主板5，此时转向舵控制器主板5会记录下当前此开关的状态，开关状态通为1，断为0，同时点亮此功能对应的指示灯。其中，“方向”按键用来作为车辆行驶方向的控制，通过按下“方向”按键来选择车辆行驶方向，当选择某个行驶方向时，需要连续按下“方向”按键直到功能显示模块11对应显示该功能，即选择好车辆的行驶方向。“空挡”、“一挡”、“二挡”、“自动挡”实现车辆换挡，当需要某个挡位时可以直接选择相应挡位的按键，而且四个挡位相互排斥，选择某挡即取消其他挡位，保证有且只有一个档位被选择；“能量回收”、“停车充电”、“电动使能”、“混合动力”、“静音”、“系统复位”按键按一下则转向舵控制器主板5会将开关状态记为1，在此基础上若再按一下即取消当前按键的功能；“发电使能”按键按下时开关状态记为1，松手此时开关状态记为0；“备用2”按键目前用作“确认”按键使用，所有按键的状态只有“确认”键按下时按键状态才能发送到总线上，在此之前可以改变按键状态，改变之前的状态转向舵控制器主板5不会执行相应功能，只有按下“确认”键转向舵控制器主板5才会执行最新的按键状态，并给相应的执行部件发送控制命令；“按键锁定”按键按下时，其他按键均被锁定，无法进行按键状态改变。本发明中控制器主板5用来处理人机交互界面上的按键状态信号及指示灯信号，采集角度传感器8的转向角度，发送按键状态、转向角度信号给整车控制系统，对控制器主板5的软件进行调试和下载；采用的单片机是飞思卡尔MPC5644A，主要用到的单片机功能模块有：数字I/O、ADC、CAN模块以及片内FLASH；控制器主板5可以高效、快速、稳定处理大量的信息，这对接收、处理和发送大量信息提供了基础和可能，基于本发明的设计思想，可以根据不同电驱动车辆的需求衍生出诸多新的控制功能。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (2)

1.一种电驱动履带车辆用线控多功能转向操纵装置，所述装置包括与驾驶舱的支架转动连接的支撑杆和与所述支撑杆上端连接的转向舵；其特征在于，所述支撑杆内设有与之同轴的角度传感器；所述转向舵上端设有与所述角度传感器和整车控制系统通讯连接的人机交互界面；

所述转向舵包括筒状壳体、与所述壳体上端连接的上端面、与所述壳体下端连接的下盖；所述下盖上表面设有与所述壳体轴线平行的数目大于1的立柱；

所述支撑杆为中空的套管结构；所述角度传感器的角度采集器内嵌入所述支撑杆的下端并与所述支撑杆的主轴固定连接；所述角度传感器的固定部分与所述支撑杆的下端通过螺钉固定连接；

所述人机交互界面包括从上至下依次嵌设于所述壳体内的按键固定板、按键主板和控制器主板；所述控制器主板与所述立柱通过螺钉连接；所述按键固定板和所述控制器主板通过螺钉与所述上端面固定连接；

所述按键主板上设有锅仔片；所述上端面对应所述锅仔片的位置设有固定孔；所述固定孔上侧对应设有指示灯；所述固定孔内设有橡胶按键；所述上端面设有功能显示模块；

所述橡胶按键包括周边的边沿和中部高于所述边沿的凸起；所述边沿设于所述上端面和所述按键固定板之间；所述凸起设于所述上端面的固定孔中；所述按键固定板对应所述按键位置设有导力柱孔；所述导力柱孔内设有导力柱；

所述转向舵两侧分别连接手柄；

所述手柄呈E形；所述壳体的水平截面呈矩形，所述壳体的两侧设有供所述手柄安装的安装孔；

所述锅仔片周边设有发光二极管；

所述锅仔片分别对应能量回收、停车充电、电动使能、发电使能、混合动力、按键锁定、静音、空挡、一挡、二挡、自动挡、备用1、备用2、系统复位的功能；所述按键上用文字标注与其对应的锅仔片所对应的功能；

所述锅仔片、发光二极管、所述指示灯和所述角度传感器分别通过线缆与所述控制器主板连接；

所述控制器主板与所述整车控制系统通讯连接；所述控制器主板设有供电电路、采样电路、通信电路和调试电路；

所述转向舵内设有分别与所述角度传感器、所述整车控制系统和电源系统连接的航插；所述控制器主板分别与所述航插连接；

所述控制器主板上设有飞思卡尔MPC5644A单片机。

2.根据权利要求1所述的一种电驱动履带车辆用线控多功能转向操纵装置，其特征在于，所述壳体的下端端面设有凹槽，所述凹槽内设有防水的绝缘密封条。

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