CN115092241A

CN115092241A - 一种转向管柱高度及角度调整机构

Info

Publication number: CN115092241A
Application number: CN202210737419.XA
Authority: CN
Inventors: 陆挺; 陈前有; 张雪琦; 李骏
Original assignee: Dongfeng Liuzhou Motor Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Liuzhou Motor Co Ltd
Priority date: 2022-06-27
Filing date: 2022-06-27
Publication date: 2022-09-23

Abstract

本发明公开了一种转向管柱高度及角度调整机构，其包括框架、电机、减速器、丝杆、螺母、举升支架以及与转向管柱固定连接的管柱底座，电机通过减速器与丝杆的上端连接，丝杆的下端通过轴承与框架的底部连接，丝杆连接有可沿丝杆长度方向移动的螺母；框架的侧板上设有两条自下而上延伸且朝前侧弯曲的弧形导向孔，管柱底座的左右两侧通过第一滑块与弧形导向孔活动连接；举升支架与螺母固定连接，举升支架的左右两侧分别设有沿前后方向延伸的水平导向孔，管柱底座的左右两侧通过第二滑块与水平导向孔活动连接。本发明能够实现转向管柱角度及高度的同时调整，无需人工过多干预，有效地解决现有转向管柱结构复杂导致的高成本、大重量、难调整等问题。

Description

一种转向管柱高度及角度调整机构

技术领域

本发明属于智能驾驶、无人驾驶技术领域，具体涉及一种转向管柱高度及角度调整机构。

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，我们需要一种转向系统，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。然而，现有的转向管柱有角度调整及高度调整两种调整方式，需要在转向管柱上分别增加角度及高度调整的机构来实现，存在结构复杂导致的高成本、大重量、难调整等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种转向管柱高度及角度调整机构，能够实现转向管柱角度及高度的同时调整，无需人工过多干预，有效地解决现有转向管柱结构复杂导致的高成本、大重量、难调整等问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种转向管柱高度及角度调整机构，其包括框架、电机、减速器、丝杆、螺母、举升支架以及与转向管柱固定连接的管柱底座，所述电机和所述减速器均安装在所述框架的顶部，所述电机的输出端与所述减速器的输入端连接，所述减速器的输出端与所述丝杆的上端连接，所述丝杆的下端通过轴承与所述框架的底部连接，所述丝杆连接有可沿丝杆长度方向移动的螺母，所述丝杆和所述螺母构成丝杆螺母副；所述框架包括两个呈左右对称布置的侧板，所述侧板上设有两条自下而上延伸且朝前侧弯曲的弧形导向孔，所述管柱底座的左右两侧通过第一滑块与所述弧形导向孔活动连接；所述举升支架与所述螺母固定连接，所述举升支架的左右两侧分别设有连接板，所述连接板上设有沿前后方向延伸的水平导向孔，所述管柱底座的左右两侧通过第二滑块与所述水平导向孔活动连接。

作为本发明的优选方案，所述的转向管柱高度及角度调整机构还包括控制器，所述控制器与所述电机电连接。

作为本发明的优选方案，所述电机为带霍尔编码器的直流电机，所述霍尔编码器与所述控制器电连接。

作为本发明的优选方案，所述螺母或举升支架的移动方向上设有上限位开关和下限位开关，所述上限位开关和所述下限位开关分别与所述控制器电连接。

作为本发明的优选方案，所述减速器为涡轮蜗杆减速器。

作为本发明的优选方案，所述轴承为止推轴承。

作为本发明的优选方案，所述框架的顶部设有顶架，所述顶架的左右两侧分别与所述侧板固定连接，所述减速器固定在所述顶架上。

作为本发明的优选方案，所述框架的底部设有底架，所述底架的左右两侧分别与所述侧板固定连接，所述轴承固定在所述底架上。

作为本发明的优选方案，所述第一滑块由螺栓和螺母构成。

作为本发明的优选方案，所述第二滑块由螺栓和螺母构成。

实施本发明提供的一种转向管柱高度及角度调整机构，与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明的转向管柱高度及角度调整机构采用弧形导向结构，能够实现转向管柱角度及高度的同时调整，同时通过增加电机控制，结构上实现了便利性调整，解决了原转向管柱结构复杂导致的高成本、大重量、难调整等问题。

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是本发明实施例的转向管柱高度及角度调整机构处于收纳状态下的结构示意图；

图2是本发明实施例的转向管柱高度及角度调整机构处于展开状态下的结构示意图；

图3是本发明实施例的转向管柱高度及角度调整机构处于展开状态下的另一视向结构示意图。

图中标记：

转向管柱1；管柱底座2；框架3；电机4；减速器5；丝杆6；螺母7；举升支架8；轴承9；侧板10；弧形导向孔11；第一滑块12；连接板13；水平导向孔14；第二滑块15；顶架16；底架17。

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3，现对本发明实施例提供的自动驾驶转向系统进行说明。

如图1至图3所示，本发明实施例的转向管柱高度及角度调整机构，其包括框架3、电机4、减速器5、丝杆6、螺母7、举升支架8以及与转向管柱1固定连接的管柱底座2，所述电机4和所述减速器5均安装在所述框架3的顶部，所述电机4的输出端与所述减速器5的输入端连接，所述减速器5的输出端与所述丝杆6的上端连接，所述丝杆6的下端通过轴承9与所述框架3的底部连接，所述丝杆6连接有可沿丝杆6长度方向移动的螺母7，所述丝杆6和所述螺母7构成丝杆螺母副；所述框架3包括两个呈左右对称布置的侧板10，所述侧板10上设有两条自下而上延伸且朝前侧弯曲的弧形导向孔11，所述管柱底座2的左右两侧通过第一滑块12与所述弧形导向孔11活动连接；所述举升支架8与所述螺母7固定连接，所述举升支架8的左右两侧分别设有连接板13，所述连接板13上设有沿前后方向延伸的水平导向孔14，所述管柱底座2的左右两侧通过第二滑块15与所述水平导向孔14活动连接。

本发明实施例的转向管柱1高度及角度调整机构的工作原理如下：

电机4安装在框架3的顶部，电机4的旋转动力通过丝杆螺母副转化为直线动力传递到举升支架8，从而带动举升支架8上下移动；安装有转向管柱1的管柱底座2分别通过第一滑块12、第二滑块15连接到侧板10上的弧形导向孔11、举升支架8上的水平导向孔14；即当控制器输出启动指令给电机4时，电机4能够驱动转向管柱1在弧形导向孔11和水平导向孔14的导向作用下实现高度及角度的调整，进而使得方向盘总成在转向管柱1上行至上限位时正好从操控台一侧伸出(如图2所示)，使得方向盘总成转向管柱1下行至下限位时正好缩回至操控台中(如图1所示)。

可见，本发明的转向管柱1高度及角度调整机构采用弧形导向结构，能够实现转向管柱1角度及高度的同时调整，同时通过增加电机4控制，结构上实现了便利性调整，解决了原转向管柱1结构复杂导致的高成本、大重量、难调整等问题。

进一步地，为实现电机4自动化控制，本发明实施例的转向管柱1高度及角度调整机构还包括控制器，所述电机4与所述控制器电连接。其中，所述控制器以ECU为核心连接电机4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4的电流、电压和温度检测模块等)。

需要说明的是，所述电机4优选为带霍尔编码器的直流无刷电机，所述霍尔编码器与所述控制器电连接。霍尔编码器用于精确控制电机4的转动角度。由此，驾驶员能够根据自身体型及坐姿，通过控制电机4将连接于转向管柱1的方向盘调整至舒适的人工驾驶位置。

示例性的，所述螺母7或举升支架8的移动方向上设有上限位开关和下限位开关，所述上限位开关和所述下限位开关分别与所述控制器电连接。由此，上限位开关和下限位开关分别形成转向管柱1的上限位和下限位，当上限位开关与螺母7或举升支架8之间产生物理作用时，上限位开关向控制器发送电信号，控制器接收到上限位开关的电信号后将自动控制电机4停止工作，进而有效地保证转向管柱1处于制定的展开状态；当下限位开关与螺母7或举升支架8之间产生物理作用时，上限位开关向控制器发送电信号，控制器接收到下限位开关的电信号后将自动控制电机4停止工作，进而有效地保证转向管柱1处于制定的收纳状态。

示例性的，所述减速器5优选为涡轮蜗杆减速器。

示例性的，如图3所示，为提高框架3的结构强度，所述框架3的顶部设有顶架16，所述顶架16的左右两侧分别与所述侧板10固定连接，所述减速器5固定在所述顶架16上；所述框架3的底部设有底架17，所述底架17的左右两侧分别与所述侧板10固定连接，所述轴承9固定在所述底架17上。其中，所述轴承9优选为止推轴承，有利于承受垂直轴向力。

示例性的，如图1所示，所述第一滑块12和所述第二滑块15均由螺栓和螺母7构成，结构简单，并且能够通过调整螺栓和螺母拧紧力矩来调整侧板10与管柱底座2之间、举升支架8与管柱底座2之间的滑动力大小。

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

1.一种转向管柱高度及角度调整机构，其特征在于，包括框架、电机、减速器、丝杆、螺母、举升支架以及与转向管柱固定连接的管柱底座，所述电机和所述减速器均安装在所述框架的顶部，所述电机的输出端与所述减速器的输入端连接，所述减速器的输出端与所述丝杆的上端连接，所述丝杆的下端通过轴承与所述框架的底部连接，所述丝杆连接有可沿丝杆长度方向移动的螺母，所述丝杆和所述螺母构成丝杆螺母副；所述框架包括两个呈左右对称布置的侧板，所述侧板上设有两条自下而上延伸且朝前侧弯曲的弧形导向孔，所述管柱底座的左右两侧通过第一滑块与所述弧形导向孔活动连接；所述举升支架与所述螺母固定连接，所述举升支架的左右两侧分别设有连接板，所述连接板上设有沿前后方向延伸的水平导向孔，所述管柱底座的左右两侧通过第二滑块与所述水平导向孔活动连接。

2.根据权利要求1所述的转向管柱高度及角度调整机构，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述电机电连接。

3.根据权利要求2所述的转向管柱高度及角度调整机构，其特征在于，所述电机为带霍尔编码器的直流电机，所述霍尔编码器与所述控制器电连接。

4.根据权利要求2所述的转向管柱高度及角度调整机构，其特征在于，所述螺母或举升支架的移动方向上设有上限位开关和下限位开关，所述上限位开关和所述下限位开关分别与所述控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的转向管柱高度及角度调整机构，其特征在于，所述减速器为涡轮蜗杆减速器。

6.根据权利要求1所述的转向管柱高度及角度调整机构，其特征在于，所述轴承为止推轴承。

7.根据权利要求1所述的转向管柱高度及角度调整机构，其特征在于，所述框架的顶部设有顶架，所述顶架的左右两侧分别与所述侧板固定连接，所述减速器固定在所述顶架上。

8.根据权利要求1所述的转向管柱高度及角度调整机构，其特征在于，所述框架的底部设有底架，所述底架的左右两侧分别与所述侧板固定连接，所述轴承固定在所述底架上。

9.根据权利要求1所述的转向管柱高度及角度调整机构，其特征在于，所述第一滑块由螺栓和螺母构成。

10.根据权利要求1所述的转向管柱高度及角度调整机构，其特征在于，所述第二滑块由螺栓和螺母构成。