CN115092239B - 一种方向盘自动收放机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方向盘自动收放机构，包括方向盘本体、第一方向盘手柄、第二方向盘手柄、X轴电机、联轴器、第一Y轴电机、第二Y轴电机、第一翻转支架和第二翻转支架，以联轴器的轴线为X轴，X轴电机驱动联轴器绕X轴转动；第一翻转支架和第二翻转支架分别与联轴器的轴向两端固定连接；第一、第二方向盘手柄分别固设有与第一、第二翻转支架转动连接的第一、第二旋转轴，以第一旋转轴的轴线为第一Y轴，以第二旋转轴的轴线为第二Y轴；第一、第二Y轴电机分别驱动第一、第二旋转轴绕第一、第二Y轴转动。本发明能够在无人驾驶模式下，将方向盘收缩起来，腾出车辆内部的活动空间，当切换至人工驾驶模式时，将方向盘展开，以供驾驶人员正常使用。

Description

一种方向盘自动收放机构

技术领域

本发明属于智能驾驶、无人驾驶技术领域，具体涉及一种方向盘自动收放机构。

背景技术

随着智能驾驶、无人驾驶的技术发展，车辆实现自动驾驶成为未来汽车的发展趋势，对于自动驾驶车辆而言，方向盘成为了非必需品，取消方向盘后可以给车辆腾出更多的活动空间及整车布置空间。但对一部分驾驶员而言，仍需拥有切换人工驾驶模式的需求，这种情形方向盘又成为了不可获取的。此时，我们需要一种方向盘，在无人驾驶模式下，方向盘可以收缩起来，腾出车辆内部的活动空间；当切换至人工驾驶模式时，方向盘可以正常使用，进行车辆驾驶。

发明内容

本发明的目的是提供一种方向盘自动收放机构，能够在无人驾驶模式下，将方向盘收缩起来，腾出车辆内部的活动空间，当切换至人工驾驶模式时，将方向盘展开，以供驾驶人员正常使用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种方向盘自动收放机构，其包括方向盘本体、第一方向盘手柄、第二方向盘手柄、X轴电机、联轴器、第一Y轴电机、第二Y轴电机、第一翻转支架和第二翻转支架，所述X轴电机、联轴器、第一Y轴电机和第二Y轴电机均设置在所述方向盘本体内，所述第一方向盘手柄和所述第二方向盘手柄分别设置在所述方向盘本体的左右两侧；以所述联轴器的轴线为X轴，所述X轴电机与所述方向盘本体固定连接，所述X轴电机的输出轴通过第一传动机构与所述联轴器连接且能驱动所述联轴器绕所述X轴转动；所述第一翻转支架和所述第二翻转支架分别与所述联轴器的轴向两端固定连接；所述第一方向盘手柄固设有第一旋转轴，所述第一旋转轴与所述第一翻转支架远离所述联轴器的一侧转动连接，以所述第一旋转轴的轴线为第一Y轴；所述第二方向盘手柄固设有第二旋转轴，所述第二旋转轴与所述第二翻转支架远离所述联轴器的一侧转动连接，以所述第二旋转轴的轴线为第二Y轴；所述第一旋转轴与所述第二旋转轴相互平行；所述第一Y轴电机与所述第一翻转支架靠近所述联轴器的一侧固定连接，所述第一Y轴电机的输送轴通过第二传动机构与所述第一旋转轴连接，且能驱动所述第一旋转轴绕所述第一Y轴转动；所述第二Y轴电机与所述第二翻转支架靠近所述联轴器的一侧固定连接，所述第二Y轴电机的输出轴通过第三传动机构与所述第二旋转轴连接，且能驱动所述第二旋转轴绕所述第二Y轴转动。

作为本发明的优选方案，所述的方向盘自动收放机构还包括控制器，所述控制器安装在所述方向盘本体内，所述控制器分别与所述X轴电机、第一Y轴电机和第二Y轴电机电连接。

作为本发明的优选方案，所述X轴电机、第一Y轴电机和第二Y轴电机均为带霍尔编码器的直流减速电机。

作为本发明的优选方案，所述第一翻转支架包括第一内侧翻转支架、第一外侧翻转支架和第一圆盘状法兰，所述第一内侧翻转支架和所述第一外侧翻转支架之间通过所述第一圆盘状法兰连接固定，所述方向盘本体的左侧设有与所述第一圆盘状法兰的外周滑动配合的第一支承孔，所述第一支承孔的中心轴线与所述X轴同轴布置，所述第一Y轴电机连接在所述第一内侧翻转支架上，所述第一旋转轴连接在所述第一外侧翻转支架上。

作为本发明的优选方案，所述第二翻转支架包括第二内侧翻转支架、第二外侧翻转支架和第二圆盘状法兰，所述第二内侧翻转支架和所述第二外侧翻转支架之间通过所述第二圆盘状法兰连接固定，所述方向盘本体的右侧设有与所述第二圆盘状法兰的外周滑动配合的第二支承孔，所述第二支承孔的中心轴线与所述X轴同轴布置，所述第二Y轴电机连接在所述第二内侧翻转支架上，所述第二旋转轴连接在所述第二外侧翻转支架上。

作为本发明的优选方案，所述第一传动机构包括第一直齿轮和第二直齿轮，所述第一直齿轮与所述X轴电机的输出轴固定连接，所述第二直齿轮与所述联轴器同轴固定；所述第一直齿轮的直径小于所述第二直齿轮的直径。

作为本发明的优选方案，所述第二传动机构包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第一Y轴电机的输出轴固定连接，所述第二锥齿轮与所述第一旋转轴同轴固定。

作为本发明的优选方案，所述第三传动机构包括第三锥齿轮和第四锥齿轮，所述第三锥齿轮与所述第二Y轴电机的输出轴固定连接，所述第四锥齿轮与所述第二旋转轴同轴固定。

作为本发明的优选方案，所述第一旋转轴上固设有方形的第一固定块，所述第一方向盘手柄设有与所述第一固定块形状匹配的第一固定腔。

作为本发明的优选方案，所述第二旋转轴上固设有方形的第二固定块，所述第二方向盘手柄设有与所述第二固定块形状匹配的第二固定腔。

实施本发明提供的一种方向盘自动收放机构，与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明的方向盘自动收放机构采用了折叠式方向盘手柄，极具未来感的全新造型设计，提高了产品形象；并且，方向盘能够在控制器输出指令下实现自动收缩折叠功能，腾出车辆内部的活动空间，更贴合智能驾驶、无人驾驶定义；当驾驶员需要切换至人工驾驶模式时，方向盘能够在控制器输出指令下自动恢复正常使用状态，以供驾驶员人工驾驶车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例的方向盘自动收放机构处于收纳状态下的结构示意图；

图2是本发明实施例的方向盘自动收放机构处于展开状态下的内部结构图；

图3是方向盘自动收放机构的第一阶段展开的结构示意图；

图4是方向盘自动收放机构的第二阶段展开的结构示意图。

图中标记：

方向盘本体1；第一方向盘手柄2；第二方向盘手柄3；X轴电机4；联轴器5；第一Y轴电机6；第二Y轴电机7；第一翻转支架8；第二翻转支架9；第一传动机构10；第一旋转轴11；第二旋转轴12；第二传动机构13；第三传动机构14；第一内侧翻转支架15；第一外侧翻转支架16；第一圆盘状法兰17；第二内侧翻转支架18；第二外侧翻转支架19；第二圆盘状法兰20；第一支承孔21；第二支承孔22；第一直齿轮23；第二直齿轮24；第一锥齿轮25；第二锥齿轮26；第三锥齿轮27；第四锥齿轮28；第一固定块29；第二固定块30；控制器31。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

请一并参阅图1至图4，现对本发明实施例提供的方向盘自动收放机构进行说明。

如图2所示，本发明实施例的方向盘自动收放机构，其包括方向盘本体1、第一方向盘手柄2、第二方向盘手柄3、X轴电机4、联轴器5、第一Y轴电机6、第二Y轴电机7、第一翻转支架8和第二翻转支架9，所述X轴电机4、联轴器5、第一Y轴电机6和第二Y轴电机7均设置在所述方向盘本体1内，所述第一方向盘手柄2和所述第二方向盘手柄3分别设置在所述方向盘本体1的左右两侧；以所述联轴器5的轴线为X轴，所述X轴电机4与所述方向盘本体1固定连接，所述X轴电机4的输出轴通过第一传动机构10与所述联轴器5连接且能驱动所述联轴器5绕所述X轴转动；所述第一翻转支架8和所述第二翻转支架9分别与所述联轴器5的轴向两端固定连接；所述第一方向盘手柄2固设有第一旋转轴11，所述第一旋转轴11与所述第一翻转支架8远离所述联轴器5的一侧转动连接，以所述第一旋转轴11的轴线为第一Y轴；所述第二方向盘手柄3固设有第二旋转轴12，所述第二旋转轴12与所述第二翻转支架9远离所述联轴器5的一侧转动连接，以所述第二旋转轴12的轴线为第二Y轴；所述第一旋转轴11与所述第二旋转轴12相互平行；所述第一Y轴电机6与所述第一翻转支架8靠近所述联轴器5的一侧固定连接，所述第一Y轴电机6的输送轴通过第二传动机构13与所述第一旋转轴11连接，且能驱动所述第一旋转轴11绕所述第一Y轴转动；所述第二Y轴电机7与所述第二翻转支架9靠近所述联轴器5的一侧固定连接，所述第二Y轴电机7的输出轴通过第三传动机构14与所述第二旋转轴12连接，且能驱动所述第二旋转轴12绕所述第二Y轴转动。其中，所述X轴电机4、第一Y轴电机6、第二Y轴电机7分别与所述控制器31电连接。

本发明实施例的方向盘自动收放机构的工作原理如下：

X轴电机4通过电机安装支架安装在方向盘本体1上，X轴电机4的旋转动力通过第一传动机构10传递到联轴器5，联轴器5、第一翻转支架8和第二翻转支架9之间为固连关系，即当控制器31输出启动指令给X轴电机4时，X轴电机4能够驱动第一翻转支架8和第二翻转支架9在方向盘本体1的安装孔（即第一支承孔和第二支承孔）上实现绕X轴正向或反向旋转，进而使得连接于第一翻转支架8的第一方向盘手柄2和连接于第二翻转支架9的第二方向盘手柄3同步地朝向驾驶座椅一侧翻转（如图3所示）或背离驾驶座椅一侧翻转（如图1所示）。

第一Y轴电机6和第二Y轴电机7分别安装在第一翻转支架8和第二翻转支架9上，且第一Y轴电机6的输出轴和第二Y轴电机7的输出轴均与联轴器5同轴布置，第一Y轴电机6的旋转动力通过第二传动机构13传递到第一旋转轴11，第二Y轴电机7的旋转动力通过第三传动机构14传递到第二旋转轴12，并且第一旋转轴11和第一方向盘手柄2之间为固连关系，第二旋转轴12和第二方向盘手柄3之间为固连关系，即当控制器31输出启动指令给第一Y轴电机6和第二Y轴电机7时，第一Y轴电机6能够驱动第一旋转轴11实现第一Y轴正向或反向旋转，第二Y轴电机7能够驱动第二旋转轴12实现第二Y轴正向或反向旋转，进而使得第一方向盘手柄2和第二方向盘手柄3同步地背离方向盘本体1一侧翻转（如图4所示）或朝向方向盘本体1一侧翻转（如图3所示）。

可见，本实施例的方向盘自动收放机构采用了折叠式方向盘手柄，极具未来感的全新造型设计，提高了产品形象；并且，方向盘总成100能够在控制器31输出指令下实现自动收缩折叠功能，腾出车辆内部的活动空间，更贴合智能驾驶、无人驾驶定义；当驾驶员需要切换至人工驾驶模式时，方向盘总成100能够在控制器31输出指令下自动恢复正常使用状态，以供驾驶员人工驾驶车辆。

示例性的，如图2所示，所述控制器31安装在所述方向盘本体1内，提高系统的集成程度，方便各个电器件之间连接。

需要说明的是，所述控制器31以ECU为核心连接各个电机以及其它部件模块（如：DC转DC电源管理模块，按键信号输入模块，状态控制输出模块，电机的电流、电压和温度检测模块等）。

示例性的，所述X轴电机4、第一Y轴电机6、第二Y轴电机7均优选为带霍尔编码器的直流减速电机；霍尔编码器用于精确控制电机的转动角度，有效地保证方向盘手柄处于制定的展开状态或收纳状态。

示例性的，如图2所示，所述第一翻转支架8包括设置于所述方向盘本体1内的第一内侧翻转支架15以及设置于所述方向盘本体1外的第一外侧翻转支架16，所述第一内侧翻转支架15和所述第一外侧翻转支架16之间通过第一圆盘状法兰17连接固定，所述方向盘本体1的左侧设有与所述第一圆盘状法兰17的外周滑动配合的第一支承孔21，所述第一支承孔21的中心轴线与所述X轴同轴布置，所述第一Y轴电机6连接在所述第一内侧翻转支架15上，所述第一旋转轴11连接在所述第一外侧翻转支架16上；所述第二翻转支架9包括设置于所述方向盘本体1内的第二内侧翻转支架18以及设置于所述方向盘本体1外的第二外侧翻转支架19，所述第二内侧翻转支架18和所述第二外侧翻转支架19之间通过第二圆盘状法兰20连接固定，所述方向盘本体1的右侧设有与所述第二圆盘状法兰20的外周滑动配合的第二支承孔22，所述第二支承孔22的中心轴线与所述X轴同轴布置，所述第二Y轴电机7连接在所述第二内侧翻转支架18上，所述第二旋转轴12连接在所述第二外侧翻转支架19上。这样的设计，能够使方向盘总成100的结构更加紧凑、稳定，且方向盘总成100的装配也更加方便。

示例性的，如图2所示，为使X轴电机4的旋转动力更好地输出，所述第一传动机构10包括第一直齿轮23和第二直齿轮24，所述第一直齿轮23与所述X轴电机4的输出轴固定连接，所述第二直齿轮24与所述联轴器5同轴固定；所述第一直齿轮23的直径小于所述第二直齿轮24的直径。由此，X轴电机4的旋转动力依次通过第一直齿轮23、第二直齿轮24传递到联轴器5。

示例性的，如图2所示，为使Y轴电机的旋转动力更好地输出，所述第二传动机构13包括第一锥齿轮25和第二锥齿轮26，所述第一锥齿轮25与所述第一Y轴电机6的输出轴固定连接，所述第二锥齿轮26与所述第一旋转轴11同轴固定；所述第三传动机构14包括第三锥齿轮27和第四锥齿轮28，所述第三锥齿轮27与所述第二Y轴电机7的输出轴固定连接，所述第四锥齿轮28与所述第二旋转轴12同轴固定。由此，第一Y轴电机6的旋转动力依次通过第一锥齿轮25、第二锥齿轮26传递到第一旋转轴11；第二Y轴电机7的旋转动力依次通过第三锥齿轮27、第四锥齿轮28传递到第二旋转轴12。

示例性的，如图2所示，由于方向盘手柄在设计及制造的要求下一般为中空壳体结构，为方便方向盘手柄与旋转轴之间实现固连，所述第一旋转轴11上固设有方形的第一固定块29，所述第一方向盘手柄2设有与所述第一固定块29形状匹配的第一固定腔；所述第二旋转轴12上固设有方形的第二固定块30，所述第二方向盘手柄3设有与所述第二固定块30形状匹配的第二固定腔。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种方向盘自动收放机构，其特征在于，包括方向盘本体、第一方向盘手柄、第二方向盘手柄、X轴电机、联轴器、第一Y轴电机、第二Y轴电机、第一翻转支架和第二翻转支架，所述X轴电机、联轴器、第一Y轴电机和第二Y轴电机均设置在所述方向盘本体内，所述第一方向盘手柄和所述第二方向盘手柄分别设置在所述方向盘本体的左右两侧；以所述联轴器的轴线为X轴，所述X轴电机与所述方向盘本体固定连接，所述X轴电机的输出轴通过第一传动机构与所述联轴器连接且能驱动所述联轴器绕所述X轴转动；所述第一翻转支架和所述第二翻转支架分别与所述联轴器的轴向两端固定连接；所述第一方向盘手柄固设有第一旋转轴，所述第一旋转轴与所述第一翻转支架远离所述联轴器的一侧转动连接，以所述第一旋转轴的轴线为第一Y轴；所述第二方向盘手柄固设有第二旋转轴，所述第二旋转轴与所述第二翻转支架远离所述联轴器的一侧转动连接，以所述第二旋转轴的轴线为第二Y轴；所述第一旋转轴与所述第二旋转轴相互平行；所述第一Y轴电机与所述第一翻转支架靠近所述联轴器的一侧固定连接，所述第一Y轴电机的输送轴通过第二传动机构与所述第一旋转轴连接，且能驱动所述第一旋转轴绕所述第一Y轴转动；所述第二Y轴电机与所述第二翻转支架靠近所述联轴器的一侧固定连接，所述第二Y轴电机的输出轴通过第三传动机构与所述第二旋转轴连接，且能驱动所述第二旋转轴绕所述第二Y轴转动；其中，所述X轴电机能够驱动第一翻转支架和第二翻转支架在方向盘本体的安装孔上实现绕X轴正向或反向旋转，进而使得连接于第一翻转支架的第一方向盘手柄和连接于第二翻转支架的第二方向盘手柄同步地朝向驾驶座椅一侧翻转或背离驾驶座椅一侧翻转。

2.根据权利要求1所述的方向盘自动收放机构，其特征在于，还包括控制器，所述控制器安装在所述方向盘本体内，所述控制器分别与所述X轴电机、第一Y轴电机和第二Y轴电机电连接。

3.根据权利要求2所述的方向盘自动收放机构，其特征在于，所述X轴电机、第一Y轴电机和第二Y轴电机均为带霍尔编码器的直流减速电机。

4.根据权利要求1所述的方向盘自动收放机构，其特征在于，所述第一翻转支架包括第一内侧翻转支架、第一外侧翻转支架和第一圆盘状法兰，所述第一内侧翻转支架和所述第一外侧翻转支架之间通过所述第一圆盘状法兰连接固定，所述方向盘本体的左侧设有与所述第一圆盘状法兰的外周滑动配合的第一支承孔，所述第一支承孔的中心轴线与所述X轴同轴布置，所述第一Y轴电机连接在所述第一内侧翻转支架上，所述第一旋转轴连接在所述第一外侧翻转支架上。

5.根据权利要求1所述的方向盘自动收放机构，其特征在于，所述第二翻转支架包括第二内侧翻转支架、第二外侧翻转支架和第二圆盘状法兰，所述第二内侧翻转支架和所述第二外侧翻转支架之间通过所述第二圆盘状法兰连接固定，所述方向盘本体的右侧设有与所述第二圆盘状法兰的外周滑动配合的第二支承孔，所述第二支承孔的中心轴线与所述X轴同轴布置，所述第二Y轴电机连接在所述第二内侧翻转支架上，所述第二旋转轴连接在所述第二外侧翻转支架上。

6.根据权利要求1所述的方向盘自动收放机构，其特征在于，所述第一传动机构包括第一直齿轮和第二直齿轮，所述第一直齿轮与所述X轴电机的输出轴固定连接，所述第二直齿轮与所述联轴器同轴固定；所述第一直齿轮的直径小于所述第二直齿轮的直径。

7.根据权利要求1所述的方向盘自动收放机构，其特征在于，所述第二传动机构包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第一Y轴电机的输出轴固定连接，所述第二锥齿轮与所述第一旋转轴同轴固定。

8.根据权利要求1所述的方向盘自动收放机构，其特征在于，所述第三传动机构包括第三锥齿轮和第四锥齿轮，所述第三锥齿轮与所述第二Y轴电机的输出轴固定连接，所述第四锥齿轮与所述第二旋转轴同轴固定。

9.根据权利要求1所述的方向盘自动收放机构，其特征在于，所述第一旋转轴上固设有方形的第一固定块，所述第一方向盘手柄设有与所述第一固定块形状匹配的第一固定腔。

10.根据权利要求1所述的方向盘自动收放机构，其特征在于，所述第二旋转轴上固设有方形的第二固定块，所述第二方向盘手柄设有与所述第二固定块形状匹配的第二固定腔。

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