CN112776875A - 平移及伸缩转向柱的系统、方法和装置 - Google Patents

平移及伸缩转向柱的系统、方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种可动式转向柱组件，其可以包括转向柱，该转向柱具有第一套管和第一轴。该第一套管能够相对于转向柱而线性地平移。该第一轴能够相对于第一套管而进行伸缩。

Description

平移及伸缩转向柱的系统、方法和装置
相关申请
本申请要求于2019年11月6号提交的序列号为62/931,280的美国临时专利申请的优先权的权益，特此以援引方式纳入该临时专利申请的整体内容。
背景技术
传统的转向柱能够借助致动器以电动方式被调节。取决于使用者的需求，此类转向柱能在多个不同方向上被调节，包括伸缩方向(即沿着转向柱的轴线)、倾斜方向(即竖向上)和/或倾斜方向(即枢转角度)。转向柱能以多种方式伸缩。例如，某些转向柱通过伸缩的套管或轴来进行伸缩。转向柱的其它示例能够通过固定的轴和平移的套管组件来伸缩。因此，已知的转向柱通常具有转向柱组件的一个部分(例如，上套管)且该部分伸缩到该转向柱组件的另一个部分(例如，下套管)中，或者具有在轴向方向上平移的套管组件。
尽管这些解决方案是可行的，但它们具有局限性。在这些配置方案中，配置伸缩式转向柱使得转向柱组件在下层结构中运行所需的空间增加。由于一些最终应用实际上趋于使转向柱组件可使用的空间减少，因此现有的伸缩式解决方案正成为一种问题。特别是，现今一些最终应用配置要求能够“收起(stow，收纳)”转向柱组件使其不碍事，例如当不需要方向盘时的情况。例如包括自动驾驶应用的情况，且当驾驶员坐在方向盘前时，为驾驶员提供更多空间以操作便携式电脑或其它设备。因此，对转向柱的紧凑性调节的改进仍令人感兴趣。
发明内容
根据本公开的一个方面，一种可动式转向柱组件包括第一套管，该第一套管能沿着该可动式转向柱组件的纵轴线而轴向地平移。该组件还包括第二套管，该第二套管可操作地联接到第一套管，并与第一套管以能伸缩方式接合。
根据本公开的另一个方面，一种可动式转向柱组件包括第一套管，该第一套管能沿着可动式转向柱组件的纵轴线而轴向地平移。该组件还包括第二套管，该第二套管可操作地联接到第一套管，并与第一套管以能伸缩方式接合。该组件还包括单一致动器，该单一致动器可操作地联接到第二套管，该单一致动器致动第二套管的伸缩运动使第二套管运动到第一套管内的端部止动位置，该单一致动器还致动第一套管的轴向平移。
根据本公开的又一个方面，一种可动式转向柱组件包括第一套管，该第一套管能沿着可动式转向柱组件的纵轴线而轴向地平移。该组件还包括第二套管，该第二套管可操作地联接到第一套管，并与第一套管以能伸缩方式接合。该组件还包括第一致动器，该第一致动器可操作地联接到第一套管以致动第一套管的轴向平移。该组件还包括第二致动器，该第二致动器可操作地联接到第二套管以致动第二套管的伸缩运动，其中第二致动器被可操作地安装在第一套管上，第二致动器在第一套管的平移过程中与第一套管一起平移。该组件还包括第三致动器，该第三致动器致动可动式转向柱组件的倾角(rake，倾斜)调节。
通过以下接合附图的描述，这些和其他优点和特征将变得明显。
附图说明
在本说明书随附的权利要求特别地指出并明确地要求保护作为本发明的主题。本发明的上述和其它特征以及优点将在以下结合附图进行的详细描述中变得明显，其中：
图1为示出处于第一位置的可动式转向柱组件的立体图；
图2为示出处于第二位置的可动式转向柱组件的立体图；
图3为示出处于第三位置的可动式转向柱组件的立体图；
图4为示出处于第一位置的可动式转向柱组件的立体图；
图5为示出处于第三位置示可动式转向柱组件的立体图；以及
图6为根据本公开的另一个方面的可动式转向柱组件的立体图。
具体实施方式
现在参照附图，本发明将参考具体实施例进行描述，但不以此为限，图1至图6示出了一系列图，这些图描述了可动式转向柱组件的系统、方法和装置的实施例，该可动式转向柱组件可以平移和伸缩。
参考图1和图2，其示出了可动式转向柱组件并以附图标记10表示。转向柱组件10包括套管组件，该套管组件包括多个套管部分。在一些实施例中，如本文所述，该套管组件可以包括两个套管部分，例如第一套管部分12和第二套管部分14。第一套管部分12可以被称为下套管，第二套管部分14可以被称为上套管。然而，应理解的是，在一些实施例中整个套管组件可以包括两个以上的套管部分。
在示出的实施例中，第二套管部分14能在第一套管部分12内伸缩。无论套管组件的准确类型如何，至少一个套管部分(例如，第二套管部分14)以朝向和远离驾驶员的方式在另一个套管部分(例如，第一套管部分12)内伸缩，而另一个套管部分(例如，第一套管部分12)以朝向和远离驾驶员的方式平移。在一些实施例中，平移行程和伸缩行程的范围足够明显使得转向柱被视为“被收起”，当停车时或当车辆在半自动或自动模式运行时，这为驾驶员提供了足够的空间来执行非驾驶功能。本文所述的可动式转向柱组件10有助于明显的伸缩和平移行程范围。
如本文所使用，术语“伸缩(telescope)”之类是指一个套管部分在另一个套管部分内以引起套管部分之间的相对轴向运动的方式滑动。
如本文所使用，术语“平移(translate)”之类是指一个套管部分在与转向柱组件的纵轴线相对应的轴向方向上运动，而不一定相对于另一个套管部分滑动。
图1示出了处于第一位置的可动式转向柱组件10，而图2示出了处于第二位置的组件10。如图所示，图2中的第二位置具有从驾驶员位置缩回以提供更多空间的转向柱组件10(同手轮一起)。为了达到这个位置而进行了以上所描述的，第二套管部分14在第一套管部分12内的伸缩，以及随着第一套管部分12的轴向平移的附加缩回。图3至图5还更详细地示出了从图3到图5的缩回过程。
伸缩和平移运动可以由任何适合的机电式致动器致动。作为非限制性示例，该机电式致动器可以是可操作地联接到丝杠组件的电动机，该丝杠组件驱动一个或多个套管部分的运动。在一些实施例中，使用单个致动器20来完成致动。在这种实施例中，单个致动器20驱动第二套管部分14的伸缩运动和第一套管部分12的平移运动。在不同的实施例中，单个致动器20可以设置在整个转向柱组件10中的不同位置。
在图6的实施例中，采用两个机电式致动器来实现以上所描述的伸缩和平移运动。特别地，第一致动器30被可操作地联接到第一套管部分12，以致动第一套管12的轴向平移。如同本文所描述的实施例，其能够以任何适合的方式来实施，包括但不限于丝杠组件。第二致动器32被可操作地联接到第二套管部分14以致动第二套管部分14的伸缩运动。如以上所描述，在不同的实施例中，致动器30、32可被设置在整个转向柱组件10中的不同位置处。第二致动器32被可操作地安装到第一套管部分12，而第二致动器32在第一套管部分12的平移过程中与第一套管部分12一起平移。
本文所描述的任何实施例均可包括倾角致动器40(图6)，该倾角致动器被用于致动可动式转向柱组件的倾角调节。
在一些实施例中，第一套管部分12和第二套管部分14可被配置为分别地且同时地进行平移和伸缩。换言之，一个套管部分的伸缩运动和另一个套管部分的平移运动同时发生。在其它的实施例中，第一套管部分12和第二套管部分14被配置为分别地且顺序地平移而后伸缩。换言之，第一套管部分12平移到特定的轴向位置，而随后第二套管部分14在第一套管部分12内伸缩。在其它的实施例中，第二套管部分14和第一套管部分12被配置为分别地顺序地伸缩而后平移。换言之，第二套管部分14在第一套管部分12内伸缩，而随后第一套管部分12平移。
在这些示例中，转向柱组件能够在单个转向柱组件中将平移运动(例如，线性平移运动)和伸缩运动结合。转向柱组件的型式可以包括并且结合有用于转向柱组件的一个或多个伸缩轴与一个或多个平移套管。在这些示出的实施例中，转向柱组件可包括伸缩轴，该伸缩轴能够伸缩进出转向柱组件的第一套管，且该第一套管能够相对于转向柱组件的第二套管而进行平移。
这些实施例能够以更有效的方式使用环境中的可用空间。例如，在线控转向应用中，这种设计能提高性能表现。尽管具有需要额外空间的更大的手轮(方向盘)致动器的应用会限制对用于收起和存放转向柱组件(和手轮致动器)的空间的有效利用，但本文公开的这些实施例可以克服这类限制。在收起转向柱组件的过程中，转向柱组件能够同时进行平移和伸缩，或者以任何组合方式依序先后平移和伸缩。
任何一个实施例的任何特征、元素、组件或优点可以被用于任何其它实施例。
虽然仅接合有限数量的示例详细地描述了各种实施例，但应容易理解的是，实施例不限于这些公开的型式，相反地，实施例可以被修改以包含在此之前未描述的、与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替换或等同物。此外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但应理解的是(本发明的)方面可以仅包括所描述的特征和组件中的某一些。相应地，实施例不应视为被上述描述说限制。

Claims (19)

1.一种可动式转向柱组件，包括：
第一套管，能沿着所述可动式转向柱组件的纵轴线轴向地平移；以及
第二套管，能操作地联接到所述第一套管，并与所述第一套管以伸缩方式接合。
2.根据权利要求1所述的可动式转向柱组件，其中，所述第一套管和所述第二套管被配置为分别地且同时地平移及伸缩。
3.根据权利要求1所述的可动式转向柱组件，其中，所述第一套管和所述第二套管被配置为分别地且按顺序地平移而后伸缩。
4.根据权利要求1所述的可动式转向柱组件，其中，所述第二套管和所述第一套管被配置为分别地且按顺序地伸缩而后平移。
5.根据权利要求1所述的可动式转向柱组件，还包括：
第一致动器，能操作地联接到所述第一套管以致动所述第一套管的轴向平移；以及
第二致动器，能操作地联接到所述第二套管以致动所述第二套管的伸缩运动。
6.根据权利要求5所述的可动式转向柱组件，还包括第三致动器，所述第三致动器用以致动所述可动式转向柱组件的倾角调节。
7.根据权利要求5所述的可动式转向柱组件，其中，所述第二致动器能操作地安装到所述第一套管，所述第二致动器在所述第一套管平移的过程中与所述第一套管一起平移。
8.根据权利要求1所述的可动式转向柱组件，其中，所述第一套管和所述第二套管为线控转向柱组件的一部分。
9.根据权利要求1所述的可动式转向柱组件，其中，所述第一套管和所述第二套管为自动驾驶系统的一部分。
10.一种可动式转向柱组件，包括：
第一套管，能沿着所述可动式转向柱组件的纵轴线轴向地平移；
第二套管，能操作地联接到所述第一套管，并与所述第一套管以伸缩方接合；以及
单个致动器，能操作地联接到所述第二套管，所述单个致动器致动所述第二套管的伸缩运动，以使所述第二套管运动到所述第一套管内的端部止动位置，所述单个致动器还致动所述第一套管的轴向平移。
11.根据权利要求10所述的可动式转向柱组件，其中，所述单个致动器能操作地安装到所述第一套管，所述单个致动器在所述第一套管平移的过程中与所述第一套管一起平移。
12.根据权利要求10所述的可动式转向柱组件，其中，所述第一套管和所述第二套管为线控转向柱组件的一部分。
13.根据权利要求10所述的可动式转向柱组件，其中，所述第一套管和所述第二套管为自动驾驶系统的一部分。
14.一种可动式转向柱组件，包括：
第一套管，能沿着所述可动式转向柱组件的纵轴线轴向地平移；
第二套管，能操作地联接到所述第一套管，并与所述第一套管以伸缩方式接合；
第一致动器，能操作地联接到所述第一套管以致动所述第一套管的轴向平移；
第二致动器，能操作地联接到所述第二套管以致动所述第二套管的伸缩运动，其中，所述第二致动器被能操作地安装到所述第一套管，所述第二致动器在所述第一套管平移的过程中与所述第一套管一起平移；以及
第三致动器，致动所述可动式转向柱组件的倾角调节。
15.根据权利要求14所述的可动式转向柱组件，其中，所述第一套管和所述第二套管被配置为分别地且同时地平移及伸缩。
16.根据权利要求14所述的可动式转向柱组件，其中，所述第一套管和所述第二套管被配置为分别地且按顺序地平移而后伸缩。
17.根据权利要求14所述的可动式转向柱组件，其中，所述第二套管和所述第一套管被配置为分别地且按顺序地伸缩而后平移。
18.根据权利要求14所述的可动式转向柱组件，其中，所述第一套管和所述第二套管为线控转向柱组件的一部分。
19.根据权利要求14所述的可动式转向柱组件，其中，所述第一套管和所述第二套管为自动驾驶系统的一部分。
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