CN108820033B - 一种车辆控制的集成操纵杆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆控制的集成操纵杆，包括有操纵杆、速度控制机构、方向感应机构和控制器；速度控制机构设置在操纵杆的顶部，可发出不同速度档位的指令信号；操纵杆可偏摆向正投影于水平面上的任意一个方向；方向感应机构与操纵杆的底部连接，对操纵杆的偏摆方向产生对应的感应信号；控制器电性连接速度控制机构和方向感应机构，控制器接收速度指令信号和偏摆方向感应信号，并计算出相应的速度档位及操纵杆的偏摆方向。本发明可以将传统轮毂电机驱动车辆的方向盘、操纵杆和车速踏板等集成于一体，将复杂的机械控制变为简单的电气控制，缩小了体积、降低了制造成本。一只手即可完成这几样操作动作，可以降低车辆操控的难度。

Description

一种车辆控制的集成操纵杆
技术领域
本发明属于车辆操纵杆装置技术领域，具体涉及一种车辆控制的集成操纵杆。
背景技术
目前市场上使用的轮毂电机驱动车辆是采用类似传统汽车的操控方式，配备有方向盘、操纵杆和车速踏板，这种操控方式系统复杂且操作费力，同时制造成本也很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆控制的集成操纵杆，以解决上述背景技术中提出的轮毂电机驱动车辆的操控方式系统复杂且操作费力，同时制造成本也很高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种车辆控制的集成操纵杆，包括有操纵杆、速度控制机构、方向感应机构和控制器；
所述速度控制机构设置在操纵杆的顶部，可发出不同速度档位的指令信号；
所述操纵杆可偏摆向正投影于水平面上的任意一个方向；
所述方向感应机构与操纵杆的底部连接，对操纵杆的偏摆方向产生对应的感应信号；
所述控制器电性连接速度控制机构和方向感应机构，所述控制器接收速度指令信号和偏摆方向感应信号，并计算出相应的速度档位及操纵杆的偏摆方向。
优选的，所述操纵杆包括有摇杆和设置在摇杆顶部的手柄壳，所述手柄壳内设置有空腔，所述手柄壳顶部开口并通过隔条分隔成若干个档位口；
所述速度控制机构包括有换速拨片、弹性装置、拨叉和可变电阻器，所述换速拨片顶部位于手柄壳外部，所述换速拨片底部通过档位口伸入至空腔内，所述换速拨片上设置有与隔条适配的凸棱，所述可变电阻器固定设置在空腔内，所述可变电阻器的转轴与拨叉一端固定连接，所述拨叉另一端设置有凹槽，所述换速拨片底部伸入至凹槽内，所述弹性装置的两端分别与凹槽底部与换速拨片底部固定连接，所述可变电阻器与控制器电性连接。
优选的，所述档位口的数量为五个，所述弹性装置为螺旋弹簧，所述可变电阻器为电位器。
优选的，所述方向感应机构包括有导磁外壳，所述导磁外壳的顶部开口，所述导磁外壳的内壁上安装有定子铁芯，所述定子铁芯上周向均匀安装有若干个定子线圈，所述导磁外壳内底部设置有摇杆安装槽和励磁线圈，所述摇杆安装槽位于若干个定子线圈的中心位置正下方，所述励磁线圈套设在摇杆安装槽外；
所述摇杆的底部安装在摇杆安装槽内；
所述定子线圈和励磁线圈均通过引线来与控制器电性连接，所述励磁线圈中通入交变电流，所述定子线圈中产生感应电压。
优选的，所述摇杆上还设置有圆柱形凸出部，所述凸出部与定子铁芯位于同一水平面上。
优选的，所述摇杆的底部和摇杆安装槽均呈球形且相互适配。
优选的，所述导磁外壳内还设置有碟簧，所述碟簧分别连接凸出部的底部和摇杆安装槽的顶部，所述碟簧用于将摇杆偏摆后将其回复原位。
优选的，所述导磁外壳的顶部固定设置有上盖，所述上盖的中心位置开口，所述摇杆贯穿上盖的开口，所述上盖的开口处设置有防尘罩。
优选的，所述定子线圈的数量为八组。
优选的，所述摇杆和导磁外壳均由铁磁材料制成，所述定子铁芯由硅钢片制成。
有益效果：
(1)本发明可以将传统轮毂电机驱动车辆的方向盘、操纵杆和车速踏板等集成于一体，将复杂的机械控制变为简单的电气控制，缩小了体积、降低了制造成本。一只手即可完成这几样操作动作，可以降低车辆操控的难度，将手忙脚乱的驾驶变为一只手即可完成的操纵，提高驾驶的舒适性和乐趣。
(2)本发明设有一个能感知摇杆偏摆方向的方向感应机构，摇杆可偏摆向正投影于水平面上的任意一个方向，并以检测的偏摆方向控制车辆运行方向，指向快速且准确；该发明还设有一个通过改变拨叉位置来调节可变电阻器阻值的装置，并以该阻值的变化来调节车辆速度。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图。
图2为本发明侧视结构示意图。
图3为本发明导磁外壳内部俯视结构示意图。
图中：1-操纵杆，11-摇杆，12-手柄壳，121-空腔，122-隔条，123-档位口，13-凸出部，2-速度控制机构，21-换速拨片，22-弹性装置，23-拨叉，231-凹槽，24-可变电阻器，3-方向感应机构，31-导磁外壳，311-摇杆安装槽，32-定子铁芯，33-定子线圈，34-励磁线圈，35-碟簧，36-上盖，37-防尘罩。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1-3所示，一种车辆控制的集成操纵杆，包括有操纵杆1、速度控制机构2、方向感应机构3和控制器；
所述速度控制机构2设置在操纵杆1的顶部，可发出不同速度档位的指令信号；
所述操纵杆1可偏摆向正投影于水平面上的任意一个方向；
所述方向感应机构3与操纵杆1的底部连接，对操纵杆1的偏摆方向产生对应的感应信号；
所述控制器电性连接速度控制机构2和方向感应机构3，所述控制器接收速度指令信号和偏摆方向感应信号，并计算出相应的速度档位及操纵杆1的偏摆方向。
所述操纵杆1包括有摇杆11和设置在摇杆11顶部的手柄壳12，所述手柄壳12内设置有空腔121，所述手柄壳12顶部开口并通过隔条122分隔成若干个档位口123；
所述速度控制机构2包括有换速拨片21、弹性装置22、拨叉23和可变电阻器24，所述换速拨片21顶部位于手柄壳12外部，所述换速拨片21底部通过档位口123伸入至空腔121内，所述换速拨片21上设置有与隔条122适配的凸棱，所述可变电阻器24固定设置在空腔121内，所述可变电阻器24的转轴与拨叉23一端固定连接，所述拨叉23另一端设置有凹槽231，所述换速拨片21底部伸入至凹槽231内，所述弹性装置22的两端分别与凹槽231底部与换速拨片21底部固定连接，所述可变电阻器24与控制器电性连接。
所述档位口123的数量为五个，所述弹性装置22为螺旋弹簧，所述可变电阻器24为电位器。
所述方向感应机构3包括有导磁外壳31，所述导磁外壳31的顶部开口，所述导磁外壳31的内壁上安装有定子铁芯32，所述定子铁芯32上周向均匀安装有若干个定子线圈33，所述导磁外壳31内底部设置有摇杆安装槽311和励磁线圈34，所述摇杆安装槽311位于若干个定子线圈33的中心位置正下方，所述励磁线圈34套设在摇杆安装槽311外；
所述摇杆11的底部安装在摇杆安装槽311内；
所述定子线圈33和励磁线圈34均通过引线来与控制器电性连接，所述励磁线圈34中通入交变电流，所述定子线圈33中产生感应电压。
所述摇杆11上还设置有圆柱形凸出部13，所述凸出部13与定子铁芯32位于同一水平面上。
所述摇杆11的底部和摇杆安装槽311均呈球形且相互适配，使得摇杆本体11偏摆更加流畅方便。
所述导磁外壳内还设置有碟簧35，所述碟簧35分别连接凸出部13的底部和摇杆安装槽311的顶部，所述碟簧35用于将摇杆11偏摆后将其回复原位；碟簧具有负荷大，行程短，所需空间小等优点。
所述导磁外壳31的顶部固定设置有上盖36，所述上盖36的中心位置开口，所述摇杆11贯穿上盖36的开口，所述上盖36的开口处设置有防尘罩37；从而对导磁外壳31内进行密封，防止粉尘进入。
所述定子线圈33的数量为八组。
所述摇杆11和导磁外壳31均由铁磁材料制成，所述定子铁芯32由硅钢片制成。
本实施例的工作原理：调节速度时，按下换速拨片21，换速拨片21上的凸棱与隔条122分离开，然后换速拨片21可在五个档位口123中前后拨动，选好相应的档位口123后放开换速拨片21，换速拨片21上的凸棱被隔条122卡死。换速拨片21拨动时，拨叉23同时会带动可变电阻器24的转轴旋转，可变电阻器24的转轴旋转到不同角度时对应不同的阻值，通过控制器检测器阻值并相应的调节轮毂电机的速度，从而达到控制车速的目的。
调节方向时，励磁线圈34构成初级绕组，八组定子线圈33构成次级绕组，定子铁芯32的中心位置设有摇杆11及其凸出部13，由导磁外壳31、定子铁芯32、摇杆11、凸出部13、以及凸出部13与定子铁芯32之间的气隙共同组成了磁回路。当励磁线圈34通入交变电流，那么八组定子线圈33中会感应出交变电压。当摇杆本体11处于定子铁芯32的中心位置时，八组定子线圈33中的感应电压完全一致；若摇杆本体11偏向某个方向，那么这个方向的感应电压因凸出部13与定子铁芯32之间的气隙变小而增大，其它几组定子线圈33都会因气隙变化了而使所感应的电压有所变化。根据这个规律，通过检测八组定子线圈33的感应电压并通过控制器进行比较计算，便可确定摇杆11的偏摆方向，并以此调节两个轮毂电机的转速，最终达到改变车辆运行方向的目的。
本发明可以将传统轮毂电机驱动车辆的方向盘、操纵杆和车速踏板等集成于一体，将复杂的机械控制变为简单的电气控制，缩小了体积、降低了制造成本。一只手即可完成这几样操作动作，可以降低车辆操控的难度，将手忙脚乱的驾驶变为一只手即可完成的操纵，提高驾驶的舒适性和乐趣。
本发明设有一个能感知摇杆11偏摆方向的方向感应机构3，摇杆11可偏摆向正投影于水平面上的任意一个方向，并以检测的偏摆方向控制车辆运行方向，指向快速且准确；该发明还设有一个通过改变拨叉23位置来调节可变电阻器24阻值的装置，并以该阻值的变化来调节车辆速度。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。

Claims (8)

1.一种车辆控制的集成操纵杆，其特征在于：
包括有操纵杆(1)、速度控制机构(2)、方向感应机构(3)和控制器；
所述速度控制机构(2)设置在操纵杆(1)的顶部，可发出不同速度档位的指令信号；
所述操纵杆(1)可偏摆向正投影于水平面上的任意一个方向；
所述方向感应机构(3)与操纵杆(1)的底部连接，对操纵杆(1)的偏摆方向产生对应的感应信号；
所述控制器电性连接速度控制机构(2)和方向感应机构(3)，所述控制器接收速度指令信号和偏摆方向感应信号，并计算出相应的速度档位及操纵杆(1)的偏摆方向；
所述操纵杆(1)包括有摇杆(11)和设置在摇杆(11)顶部的手柄壳(12)，所述手柄壳(12)内设置有空腔(121)，所述手柄壳(12)顶部开口并通过隔条(122)分隔成若干个档位口(123)；
所述速度控制机构(2)包括有换速拨片(21)、弹性装置(22)、拨叉(23)和可变电阻器(24)，所述换速拨片(21)顶部位于手柄壳(12)外部，所述换速拨片(21)底部通过档位口(123)伸入至空腔(121)内，所述换速拨片(21)上设置有与隔条(122)适配的凸棱，所述可变电阻器(24)固定设置在空腔(121)内，所述可变电阻器(24)的转轴与拨叉(23)一端固定连接，所述拨叉(23)另一端设置有凹槽(231)，所述换速拨片(21)底部伸入至凹槽(231)内，所述弹性装置(22)的两端分别与凹槽(231)底部与换速拨片(21)底部固定连接，所述可变电阻器(24)与控制器电性连接；
所述方向感应机构(3)包括有导磁外壳(31)，所述导磁外壳(31)的顶部开口，所述导磁外壳(31)的内壁上安装有定子铁芯(32)，所述定子铁芯(32)上周向均匀安装有若干个定子线圈(33)，所述导磁外壳(31)内底部设置有摇杆安装槽(311)和励磁线圈(34)，所述摇杆安装槽(311)位于若干个定子线圈(33)的中心位置正下方，所述励磁线圈(34)套设在摇杆安装槽(311)外；
所述摇杆(11)的底部安装在摇杆安装槽(311)内；
所述定子线圈(33)和励磁线圈(34)均通过引线来与控制器电性连接，所述励磁线圈(34)中通入交变电流，所述定子线圈(33)中产生感应电压。
2.根据权利要求1所述的一种车辆控制的集成操纵杆，其特征在于：
所述档位口(123)的数量为五个，所述弹性装置(22)为螺旋弹簧，所述可变电阻器(24)为电位器。
3.根据权利要求1所述的一种车辆控制的集成操纵杆，其特征在于：
所述摇杆(11)上还设置有圆柱形凸出部(13)，所述凸出部(13)与定子铁芯(32)位于同一水平面上。
4.根据权利要求1所述的一种车辆控制的集成操纵杆，其特征在于：
所述摇杆(11)的底部和摇杆安装槽(311)均呈球形且相互适配。
5.根据权利要求1所述的一种车辆控制的集成操纵杆，其特征在于：
所述导磁外壳内还设置有碟簧(35)，所述碟簧(35)分别连接凸出部(13)的底部和摇杆安装槽(311)的顶部，所述碟簧(35)用于将摇杆(11)偏摆后将其回复原位。
6.根据权利要求1所述的一种车辆控制的集成操纵杆，其特征在于：
所述导磁外壳(31)的顶部固定设置有上盖(36)，所述上盖(36)的中心位置开口，所述摇杆(11)贯穿上盖(36)的开口，所述上盖(36)的开口处设置有防尘罩(37)。
7.根据权利要求1所述的一种车辆控制的集成操纵杆，其特征在于：
所述定子线圈(33)的数量为八组。
8.根据权利要求1所述的一种车辆控制的集成操纵杆，其特征在于：
所述摇杆(11)和导磁外壳(31)均由铁磁材料制成，所述定子铁芯(32)由硅钢片制成。
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