CN108172061B - 一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆教学设备领域，具体的说是一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统。包括转向器以及连接在转向器上的两个转向盘；转向器包括壳体以及可转动设置在壳体内的螺杆、驱动轴和扇形齿轮，螺杆分别通过齿轮组与两根驱动轴传动连接，在螺杆上配合安装有螺母，螺母的外缘设有沿螺杆轴向分布并与扇形齿轮啮合连接的齿条，在壳体的外部设有与扇形齿轮转轴固定连接的转向摇臂；转向盘分别通过转向轴管、第二转向轴、第一转向轴以及多个万向节与驱动轴连接；第二转向轴包括与第一转向轴连接的第一连接杆、与转向管柱连接的第二连接杆以及电磁离合器。本发明可通过双转向盘和柔性转向轴来提高教学安全性，减轻车辆教学过程中产生的伤害。

Description

一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统

技术领域

本发明涉及车辆教学设备领域，具体的说是一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统。

背景技术

随着人们的生活水平的不断提高，家家户户基本上都有了一定的经济基础，尤其是在最近几年，人们对于汽车的需求量不断加大。根据中国汽车工业协会的专家估算：目前我国汽车的存有量大约有4000多万辆，其中私人汽车大约占据了总存量的三分之二左右。

在车辆教学过程中，对于刚刚接触机动车的驾校学员来说，他们的驾驶操作尚不成熟，难免的就可能会在学习过程中因为不当的操作导致各种可能对机动车或者是驾驶人的安全产生影响的事故发生。而与此同时，教练车的设计者出于对机动车以及学员的人身安全考虑，在现有的教练车上已经配备了副后视镜、副制动踏板、灭火器、副加速踏板、副离合器踏板以及其他的一些安全防护装置，但是以这样的教练车现状，仍存在较大的安全隐患：一方面，在紧急情况下，由于学员经验不足，不能及时的进行正确方向控制，导致即便是跟车教练能够及时的对教练车采取紧急制动，但却仍不能控制汽车的行驶方向，这样的状况下很有可能仍然无法避免交通事故的发生，对机动车以及车内人员造成安全问题；另一方面，现有技术中教练车的转向轴大多与转向器采用刚性连接，如发生剧烈撞击，很有可能由转向轴对学员造成伤害。

发明内容

本发明旨在提供一种可通过双转向盘和柔性转向轴来提高教学安全性的教练车用转向系统。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统，包括转向器以及连接在转向器上的两个转向盘；所述转向器包括壳体以及可转动设置在壳体内的一根螺杆、两根驱动轴和一个扇形齿轮，螺杆和两根驱动轴相互平行设置，且螺杆分别通过齿轮组与两根驱动轴传动连接，在螺杆上配合安装有螺母，螺母的外缘设有沿螺杆轴向分布并与扇形齿轮啮合连接的齿条，在壳体的外部设有与扇形齿轮转轴固定连接的转向摇臂；两根驱动轴分别通过第一万向节与第一转向轴的一端连接，第一转向轴的另一端分别通过第二万向节与第二转向轴的一端连接，第二转向轴的另一端分别通过第三万向节与设置在转向盘上的转向管柱连接；所述第二转向轴包括与第一转向轴连接的第一连接杆、与转向管柱连接的第二连接杆以及用于控制第一连接杆和第二连接杆之间相互离合的电磁离合器；所述转向管柱包括与第二转向轴连接的花键轴以及与连接在转向盘上的并与花键轴配合安装的轴套，在轴套内位于花键轴远离第二转向轴的一端和轴套靠近转向盘的一端之间设有缓冲弹簧。

优选的，两个电磁离合器并联设置在同一个电源上，在两个电磁离合器和电源组成的电路中还设有保护电阻以及用于将两个电磁离合器分别与电源连接的双向开关。

优选的，所述双向开关为带有回弹复位功能的踏板式开关。

优选的，在所述壳体内位于螺杆的两端分别设有滚动轴承。

优选的，在所述螺杆和螺母之间设有用于减小螺杆和螺母之间摩擦的钢球。

有益效果

本发明包括一个转向器以及与该转向器连接的两个转向盘，两个转向盘分别供位于驾驶位的学院以及副驾驶位的教练使用，两个转向盘与转向器之间分别设有电磁离合器，用于切换两个转向盘对于转向器的控制。在优选实施方式中，两个电磁离合器并联并通过一个带有回弹复位功能的双向踏板式开关控制，在紧急状况下，位于副驾驶位的教练员可通过踩下踏板式开关以通过位于副驾驶位的转向盘来控制教练车的方向，此时位于驾驶位的转向盘与转向器分离空转，不影响教练员对于教练车方向的操控。此结构反应灵敏，精确度高，可大大减轻由于学员慌乱操作导致的教练车撞击事故。

本发明两个转向盘与转向器之间的转向轴均由多段组成，多段之间分别通过万向节连接，多段转向轴和对应的万向节组成了本发明的第一道缓冲机构；转向盘上的转向管柱包括花键轴、轴套和缓冲弹簧，花键轴可与轴套配合传递扭矩并可相对滑动，由缓冲弹簧形成本发明的第二道缓冲。当教练车产生剧烈的撞击后，转向轴通过万向节产生进一步的弯曲，缓冲弹簧避免花键轴和轴套之间产生剧烈的硬性撞击，由此，即可解决现有技术中的转向轴因撞击而产生的伤人事件，大大提高本身事故高发的教练车的安全性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大示意图；

图3为图1中B部分的局部放大示意图；

图4为本发明中的两个电磁离合器的电控原理图；

图中标记：1、转向盘，2、转向管柱，201、轴套，202、缓冲弹簧，203、花键轴，3、第三万向节，4、第二转向轴，401、第二连接杆，402、电磁离合器，403、第一连接杆，5、第二万向节，6、第一转向轴，7、第一万向节，8、驱动轴，9、壳体，10、螺杆，11、扇形齿轮，12、转向摇臂，13、螺母，14、钢球，15、电源，16、保护电阻，17、双向开关。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明的一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统，包括转向器以及连接在转向器上的两个转向盘1。转向器与教练车前轮相连并用于控制教练车的行进方向；两个转盘中的一个转向盘1设置在驾驶位，正常教学中，由学员对车辆方向进行操控，另一个转向盘1设置在副驾驶位，在学员失控的紧急时刻切换至教练员进行方向操控。

转向器包括与教练车车架固定连接的壳体9。在壳体9内可转动设有相互平行的一根螺杆10和两根驱动轴8。螺杆10和驱动轴8上均设有齿轮，且两根驱动轴8均通过齿轮组与螺杆10啮合传动连接，使任意转动一根驱动轴8均可带动螺杆10转动。在壳体9内位于螺杆10的两端分别设有滚动轴承，在螺杆10的中部配合安装有螺母13，为了减小螺杆10和螺母13之间的摩擦力，在螺杆10和螺母13之间设有用于减小螺杆10和螺母13之间摩擦的钢球14，从而将螺杆10和螺母13之间的滑动摩擦变为钢球14的滚动摩擦。在螺母13的外缘设有沿螺杆10轴向分布并与扇形齿轮11啮合连接的齿条，扇形齿轮11通过转轴转动设置在在壳体9内，转轴的一端设置在壳体9的外部并与转向摇臂12固定连接，转向摇臂12的另一端与教练车的转向轮连接，进而通过螺杆10的转动来改变教练车行进过程中的转向。

两根驱动轴8分别通过第一万向节7与第一转向轴6的一端连接，第一转向轴6的另一端分别通过第二万向节5与第二转向轴4的一端连接，第二转向轴4的另一端分别通过第三万向节3与设置在转向盘1上的转向管柱2连接。通过第一万向节7、第二万向节5和第三万向节3构成了转向盘1和驱动轴8之间的柔性连接，从而在教练车产生剧烈碰撞时使柔性连接弯曲变形，避免刚性连接对驾驶人员产生撞击伤害。

第二转向轴4为分体式，包括与第一转向轴6连接的第一连接杆403、与转向管柱2连接的第二连接杆401以及用于控制第一连接杆403和第二连接杆401之间相互离合的电磁离合器402。两个电磁离合器402并联设置在同一个电源15上，在两个电磁离合器402和电源15组成的电路中还设有保护电阻16以及用于将两个电磁离合器402分别与电源15连接的双向开关17。本实施例中的双向开关17为带有回弹复位功能的踏板式开关，踏板式开关在非踩踏状态下将电源15与对应驾驶位的第二转向轴4上的第一连接杆403和第二连接杆401接合，将电源15与对应副驾驶位的第二转向轴4上的第一连接杆403和第二连接杆401分离，在踩踏状态下相反。从而能够在紧急状况下，位于副驾驶位的教练员可通过踩下踏板式开关以通过位于副驾驶位的转向盘1来控制教练车的方向，此时位于驾驶位的转向盘1与转向器分离空转，不影响教练员对于教练车方向的操控。此结构反应灵敏，精确度高，可大大减轻由于学员慌乱操作导致的教练车撞击事故。

转向管柱2包括与第二转向轴4连接的花键轴203以及与连接在转向盘1上的并与花键轴203配合安装的轴套201，在轴套201内位于花键轴203远离第二转向轴4的一端和轴套201靠近转向盘1的一端之间设有缓冲弹簧202。当教练车产生剧烈的撞击后，转向轴通过万向节产生进一步的弯曲，缓冲弹簧202避免花键轴203和轴套201之间产生剧烈的硬性撞击，由此，即可解决现有技术中的转向轴因撞击而产生的伤人事件，大大提高本身事故高发的教练车的安全性能。

Claims (5)

1.一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统，其特征在于：包括转向器以及连接在转向器上的两个转向盘（1）；所述转向器包括壳体（9）以及可转动设置在壳体（9）内的一根螺杆（10）、两根驱动轴（8）和一个扇形齿轮（11），螺杆（10）和两根驱动轴（8）相互平行设置，且螺杆（10）分别通过齿轮组与两根驱动轴（8）传动连接，在螺杆（10）上配合安装有螺母（13），螺母（13）的外缘设有沿螺杆（10）轴向分布并与扇形齿轮（11）啮合连接的齿条，在壳体（9）的外部设有与扇形齿轮（11）转轴固定连接的转向摇臂（12）；两根驱动轴（8）分别通过第一万向节（7）与第一转向轴（6）的一端连接，第一转向轴（6）的另一端分别通过第二万向节（5）与第二转向轴（4）的一端连接，第二转向轴（4）的另一端分别通过第三万向节（3）与设置在转向盘（1）上的转向管柱（2）连接；所述第二转向轴（4）包括与第一转向轴（6）连接的第一连接杆（403）、与转向管柱（2）连接的第二连接杆（401）以及用于控制第一连接杆（403）和第二连接杆（401）之间相互离合的电磁离合器（402）；所述转向管柱（2）包括与第二转向轴（4）连接的花键轴（203）以及与连接在转向盘（1）上的并与花键轴（203）配合安装的轴套（201），花键轴（203）相背于第二转向轴（4）的一端插设在轴套（201）内，并在轴套（201）中设有与花键轴（203）位于轴套（201）内的一端配合的缓冲弹簧（202）。

2.根据权利要求1所述的一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统，其特征在于：两个电磁离合器（402）并联设置在同一个电源（15）上，在两个电磁离合器（402）和电源（15）组成的电路中还设有保护电阻（16）以及用于将两个电磁离合器（402）分别与电源（15）连接的双向开关（17）。

3.根据权利要求2所述的一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统，其特征在于：所述双向开关（17）为带有回弹复位功能的踏板式开关。

4.根据权利要求1所述的一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统，其特征在于：在所述壳体（9）内位于螺杆（10）的两端分别设有滚动轴承。

5.根据权利要求1所述的一种用于提高教学安全性的教练车用转向系统，其特征在于：在所述螺杆（10）和螺母（13）之间设有用于减小螺杆（10）和螺母（13）之间摩擦的钢球（14）。

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