CN111086450B - 一种自动调节振动属性的方向盘 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车零部件技术领域，特别涉及一种自动调节振动属性的方向盘。在该方向盘中附接有包括振动电机的振动器，所述方向盘包括：骨架，其被构造成一个不完整的环形；断口部分，其设于所述骨架的下部；所述振动器容纳在所述断口部分中，并且在第一位置和第二位置之间可切换地附接至所述骨架；调节部，其与所述振动器相连，用于执行所述切换的动作；控制器，其与监测单元相连，用于控制调节部的运行。通过本发明可以提高方向盘的振荡属性的可调性，自动地根据方向盘操作期间的汽车实时数据优化方向盘在操作期间的震动触感，提升用户体验。

Description

一种自动调节振动属性的方向盘

技术领域

本发明属于汽车零部件技术领域，特别涉及一种方向盘。

背景技术

现有技术中存在一种方向盘的设计，当车辆上的传感器识别出从车道脱离时、或者预测到将要脱离时，或者在其他监控到特定情况下，例如疲劳驾驶时，通过振动马达使方向盘发生震动，从而通知或提醒驾驶员。

例如公开号JPH7-10007的专利文献公开了一种方向盘，其中包括马达和偏心配重的振动产生器被固定于连接轮圈和凸起部的辐条上。然而，由于振动产生器被固定于辐条上，因此由振动产生器产生的振动不仅被传递到轮圈，还被传递到凸起部，也即振动能量被分散，因此，一方面会造成能耗较大或方向盘重量变大的缺陷，另一方面，在一些使用环境下特别是有其他振动发生并作用于方向盘的情况下，给驾驶员提供的震动触感会削弱。

又如公开号CN110316240A的专利文献公开了一种方向盘，在该方向盘中附接有包括振动马达的振动装置，方向盘包括：环部分，其包括芯构件；以及厚度减小部分，其减小质量并设置有芯构件。振动装置容纳在厚度减小部分中并附接至芯构件。但是该方向盘无论在何种使用条件下，只能给驾驶员提供一种固定的震动触感，驾驶员在接触较长时间的振动后，在感官上易疲劳，从而发挥不了该方向盘所应有的提醒功能。

公开号CN109204434A的专利文献考虑到了上述无变化的振动所带来的缺陷，其采用了一种冷热刺激的方式附加于方向盘的振动器上。然而这种方式脱离了振动本身，在方向盘中额外增加了多个热部件，不但不利于节约成本，由于热部件的存在，对方向盘本身的使用寿命也有不利的影响。

因此，现有技术中缺少一种能够自适应地调整自身振动属性的方向盘。

发明内容

本发明提供了一种能够自适应地调整自身振动属性，从而在操作期间能够自动提升震动触感的方向盘。

根据本发明的一方面，提供一种方向盘，在该方向盘中附接有包括振动电机的振动器，所述方向盘包括：骨架，其被构造成一个不完整的环形；断口部分，其设于所述骨架的下部；所述振动器容纳在所述断口部分中，并且在第一位置和第二位置之间可切换地附接至所述骨架；调节部，其与所述振动器相连，用于执行所述切换的动作；控制器，其与监测单元相连，用于控制调节部的运行。

进一步地，所述调节部包括一调节电机，以及将调节电机和振动器连接的传动机构。

进一步地，所述监测单元包括定位装置、车速传感器、车内摄像头、车身雷达中的至少一种。

进一步地，所述断口部分的左右两侧分别有一个第一附接部，所述第一附接部与所述骨架是一体的。

进一步地，所述方向盘还包括一个穿设于所述骨架内的芯构件，所述芯构件由多个单独的铰线构成并且因此沿其长度方向相对地具有挠性，所述芯构件的两个端部分别与一个第二附接部一体地构造。

进一步地，在所述骨架的内部开有一个与骨架同心的用于容纳所述芯构件的环形的槽，所述槽的截面略大于所述芯构件的截面，所述槽的槽口在所述断口部分的端面上与所述第一附接部邻近。

进一步地，所述振动器通过一对第一附接部在第一位置直接地附接至所述骨架，或通过一对第二附接部在第二位置附接至所述芯构件，显然，所述第一位置即为一对第一附接部之间的位置，所述第二位置即为一对第二附接部之间的位置。

进一步地，所述振动器包括电机支架，所述电机支架用于固定保持所述振动电机并附接至所述骨架，并且，所述电机支架包括两端的附接至所述骨架的支耳，以及两个支耳之间的横跨所述断口部分的连接部，在连接部上还有两个垂直于骨架所在的平面的立壁。

本发明的有益效果是：提高方向盘的振荡属性的可调性，优化了方向盘在操作期间的震动触感，提升了用户体验。

附图说明

图1示出了振动器在第一位置与方向盘骨架附接的结构图；

图2示出了方向盘的骨架的结构图；

图3示出了方向盘的骨架穿设好芯构件的局部放大图；

图4示出了第一附接部和第二附接部的结构；

图5示出了电机支架的结构图。

具体实施方式

下面参照附图，详细描述本发明的结构以及所实现的功能。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例的方向盘包括方向盘主体，方向盘主体包括：大致环形的骨架1、布置在骨架1的中心并紧固至转向轴(未示出)的凸台部分2、以及将骨架1和凸台部分2连接起来的左、右辐条3，另一个下辐条的一端固定于凸台部分2而另一端不与骨架1相连，且下辐条具有镂空部C，骨架1被构造成一个不完整的环形，断口部分B设于所述骨架1的下部；包括振动电机的振动器4容纳在所述断口部分B中。

上述有断口部分B的环形结构使得振动器4附接至骨架1时，振动器4的质量与骨架缺失的一段的质量大体相抵，因而可以抑制方向盘的骨架因引入振动器造成的质量显著增加，可以防止方向盘的固有振动部分的减小，并且有助于避免或减少在车辆行驶期间方向盘产生不必要的振动。

此外，所述断口部分B的左右两侧分别有一个第一附接部11，所述第一附接部11与所述骨架1是一体的。

在所述骨架1的内部开有一个槽12，槽12是与骨架1同心的环形的槽。槽12的槽口在所述断口部分B的左右两个端面上与所述第一附接部11邻近。

所述槽12的加工可以是在骨架1的分模制造时在上半骨架和下半骨架分别铣出一个半圆槽，再合并而成。

一个芯构件穿设于所述槽12内，所述芯构件由多个单独的铰线构成并且因此沿其长度方向相对地具有挠性，所述芯构件的两个端部伸出槽12的槽口后分别与一个第二附接部51一体地构造。

如图3和4所示，一对第一附接部11和一对第二附接部51处于同一平面，同侧的第一附接部11和第二附接部51之间有间隔，且在相对的两个面上分别开有一个片状槽111和511，在片状槽111的开口具有扩大口径的倒角112，在槽511的开口具有扩大口径的倒角512，片状槽111和片状槽511是等大等深且齐平的。

所述振动器4包括电机支架6，所述电机支架6用于固定保持所述振动电机并附接至所述骨架，如图5所示，所述电机支架6包括两端的附接至所述骨架的支耳61，以及两个支耳61之间的横跨所述断口部分的连接部62，在连接部62上还有两个垂直于骨架所在的平面的立壁63。所述支耳61的尺寸，与所述片状槽111和片状槽511的尺寸相适配，也即支耳61可以紧密配合地插入或离开所述片状槽111和片状槽511。

所述振动器4通过一对第一附接部11在第一位置直接地附接至所述骨架，也即电机支架6的一对支耳61完全嵌入第一附接部11的一对片状槽111中；而在另一个指定时刻通过一对第二附接部51在第二位置附接至所述芯构件，也即电机支架6的一对支耳61完全嵌入第二附接部51的一对片状槽511中。

在第一位置，由于第一附接部与骨架是一体化的刚体，振动器4所产生的振动直接传导至骨架1，为驾驶员提供干脆的震动触感；在第二位置，由于芯构件具有挠性，其有助于在受到振动力时减少方向盘的运动，振动器4所产生的振动传导至具有挠性的芯构件上，从而为驾驶员提供相对于在第一位置时更为缓和的震动触感。

上述切换动作是由调节部(未示出)执行的，所述调节部包括一个调节电机，其固定于所述镂空部C，并通过镂空部C的壁上的一个通孔，与振动器4传动地连接。在本实施例中，利用一个齿轮-齿条副进行传动，齿条的一端与电机支架6的立壁63固连，调节电机正转或反转，调节电机上的齿轮带动齿条使得振动器4在第一位置和第二位置之间切换。

调节电机被控制器控制运行，而控制器与监测单元相连，在本实施例中，所述监测单元是车速传感器，当车速超过一定值时，车身的振动加剧，会有更多的振动被传递到方向盘上，因此为了在有震感的操作环境下依旧实现振动提醒的功能，此时选择控制振动器4位于第一位置。而在车速低于一定值时，选择控制振动器4位于第二位置为驾驶员提供更柔和的震动触感，使之更舒服。

实施例二

如图1和图2所示，本实施例的方向盘包括方向盘主体，方向盘主体包括：大致环形的骨架1、布置在骨架1的中心并紧固至转向轴(未示出)的凸台部分2、以及将骨架1和凸台部分2连接起来的左、右辐条3，另一个下辐条的一端固定于凸台部分2而另一端不与骨架1相连，且下辐条具有镂空部C，骨架1被构造成一个不完整的环形，断口部分B设于所述骨架1的下部；包括振动电机的振动器4容纳在所述断口部分B中。

上述有断口部分B的环形结构使得振动器4附接至骨架1时，振动器4的质量与骨架缺失的一段的质量大体相抵，因而可以抑制方向盘的骨架因引入振动器造成的质量显著增加，可以防止方向盘的固有振动部分的减小，并且有助于避免或减少在车辆行驶期间方向盘产生不必要的振动。

此外，所述断口部分B的左右两侧分别有一个第一附接部11，所述第一附接部11与所述骨架1是一体的。

在所述骨架1的内部开有一个槽12，槽12是与骨架1同心的环形的槽。槽12的槽口在所述断口部分B的左右两个端面上与所述第一附接部11邻近。

所述槽12的加工可以是在骨架1的分模制造时在上半骨架和下半骨架分别铣出一个半圆槽，再合并而成。

一个芯构件穿设于所述槽12内，所述芯构件由多个单独的铰线构成并且因此沿其长度方向相对地具有挠性，所述芯构件的两个端部伸出槽12的槽口后分别与一个第二附接部51一体地构造。

如图3和4所示，一对第一附接部11和一对第二附接部51处于同一平面，同侧的第一附接部11和第二附接部51之间有间隔，且在相对的两个面上分别开有一个片状槽111和511，在片状槽111的开口具有扩大口径的倒角112，在槽511的开口具有扩大口径的倒角512，片状槽111和片状槽511是等大等深且齐平的。

所述振动器4包括电机支架6，所述电机支架6用于固定保持所述振动电机并附接至所述骨架，如图5所示，所述电机支架6包括两端的附接至所述骨架的支耳61，以及两个支耳61之间的横跨所述断口部分的连接部62，在连接部62上还有两个垂直于骨架所在的平面的立壁63。所述支耳61的尺寸，与所述片状槽111和片状槽511的尺寸相适配，也即支耳61可以紧密配合地插入或离开所述片状槽111和片状槽511。

所述振动器4通过一对第一附接部11在第一位置直接地附接至所述骨架，也即电机支架6的一对支耳61完全嵌入第一附接部11的一对片状槽111中；而在另一个指定时刻通过一对第二附接部51在第二位置附接至所述芯构件，也即电机支架6的一对支耳61完全嵌入第二附接部51的一对片状槽511中。

在第一位置，由于第一附接部与骨架是一体化的刚体，振动器4所产生的振动直接传导至骨架1，为驾驶员提供干脆的震动触感；在第二位置，由于芯构件具有挠性，其有助于在受到振动力时减少方向盘的运动，振动器4所产生的振动传导至具有挠性的芯构件上，从而为驾驶员提供相对于在第一位置时更为缓和的震动触感。

上述切换动作是由调节部(未示出)执行的，所述调节部包括一个调节电机，其固定于所述镂空部C，并通过镂空部C的壁上的一个通孔，与振动器4传动地连接。在本实施例中，利用一个曲柄连杆副进行传动，连杆的一端与电机支架6的立壁63固连，调节电机正转或反转，调节电机上的曲柄带动连杆使得振动器4在第一位置和第二位置之间切换。

调节电机被控制器控制运行，而控制器与监测单元相连，在本实施例中，所述监测单元是定位装置(GPS或北斗系统)，当车辆行驶于非铺装的颠簸路段时，车身的振动加剧，会有更多的振动被传递到方向盘上，因此为了在有震感的操作环境下依旧实现振动提醒的功能，此时选择控制振动器4位于第一位置。而当车辆行驶于铺装路段时，选择控制振动器4位于第二位置为驾驶员提供更柔和的震动触感，使之更舒服。

实施例三

与前述实施例不同的是，在本实施例中，所述监测单元是车内摄像头，与该摄像头匹配的是一套疲劳监测系统，当车内摄像头采集到的驾驶员的面部表情表征其有疲劳的倾向时，选择控制振动器4位于第一位置，为驾驶员提供更干脆利落的震动触感。

实施例四

与前述实施例不同的是，在本实施例中，所述监测单元是车身雷达，当他车与本车靠近的速度超过设定值，选择控制振动器4位于第一位置。

本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。

Claims (6)

1.一种自动调节振动属性的方向盘，在该方向盘中附接有包括振动电机的振动器，其特征在于，所述方向盘包括：

骨架，其被构造成一个不完整的环形；

断口部分，其设于所述骨架的下部，所述断口部分的左右两侧分别有一个第一附接部，所述第一附接部与所述骨架是一体的；

芯构件，其穿设于所述骨架内，所述芯构件由多个单独的铰线构成并且因此沿其长度方向相对地具有挠性，所述芯构件的两个端部分别与一个第二附接部一体地构造；

所述振动器容纳在所述断口部分中，并且在第一位置和第二位置之间可切换地附接至所述骨架；

调节部，其与所述振动器相连，用于执行所述切换的动作；

控制器，其与监测单元相连，用于控制调节部的运行。

2.如权利要求1所述的方向盘，其特征在于，所述调节部包括一个调节电机，以及将调节电机和振动器连接的传动机构。

3.如权利要求1所述的方向盘，其特征在于，所述监测单元包括定位装置、车速传感器、车内摄像头、车身雷达中的至少一种。

4.如权利要求1所述的方向盘，其特征在于，在所述骨架的内部开有一个与骨架同心的用于容纳所述芯构件的环形的槽，所述槽的截面大于所述芯构件的截面，所述槽的槽口在所述断口部分的端面上与所述第一附接部邻近。

5.如权利要求1所述的方向盘，其特征在于，所述振动器通过一对第一附接部在第一位置直接地附接至所述骨架，或通过一对第二附接部在第二位置附接至所述芯构件。

6.如权利要求1所述的方向盘，其特征在于，所述振动器包括电机支架，所述电机支架用于固定保持所述振动电机并附接至所述骨架，并且，

所述电机支架包括两端的附接至所述骨架的支耳，以及两个支耳之间的横跨所述断口部分的连接部，在连接部上还有两个垂直于骨架所在的平面的立壁。

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