CN116101361A - 一种折叠方向盘与汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种折叠方向盘及汽车，包括方向盘轮缘，所述方向盘轮缘可翻转的安装在法兰盘上，还包括折叠机构，所述折叠机构包括用于输出扭矩的动力装置、传动轴、蜗轮、蜗杆和连杆，所述动力装置与传动轴连接，能够将扭矩传递至传动轴，所述蜗杆设置在传动轴上，进而能够带动所述蜗杆转动，所述蜗杆与蜗轮相啮合，所述连杆的一端与方向盘轮缘铰接，另一端与蜗轮连接，使得所述蜗轮转动时的扭矩能够通过连杆传动至方向盘轮缘上，进而驱动所述方向盘轮缘在所述法兰盘上翻转。本发明解决在方向盘折叠过程中自由度的问题。

Description

一种折叠方向盘与汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及折叠方向盘。

背景技术

随着汽车自动驾驶技术的不断提高，自动驾驶车辆可以在驾驶员驾驶模式或自动驾驶模式下行驶。在驾驶员驾驶模式下，驾驶员进行驾驶。在自动驾驶模式下，驾驶由自动驾驶系统自动执行。在自动驾驶过程中，为了方便驾驶员，需要确保更大的空间。对驾驶舱内部方向盘也有了不同的要求和设想，现有量产方向盘是不可进行折叠的，但为了实现自动驾驶等多功能场景的需要，方向盘具备折叠功能的需求日益增加。

现有技术之一提出了具有可折叠方向盘结构的转向柱（US17243985），包括：旋转支架轴交叉并连接到转向轴；用于使转向轴沿伸缩方向移动的驱动器；旋转支架包括至少一个可旋转地连接到所述轴的轴连接器、方向盘连接器和在垂直于所述转向轴的轴向的方向上与所述轴间隔开的导向杆；和导向支架包括导向狭缝，当转向轴沿伸缩方向移动时，导向杆通过该导向狭缝进入或退出。

此具有可折叠方向盘结构的转向柱包括：轴，其与转向轴交叉并联接到转向轴；用于沿伸缩方向移动转向轴的驱动器；包括轴耦合器的旋转支架。可旋转地连接到轴的轴联轴器、连接有方向盘的方向盘连接器、以及在垂直于转向轴的轴向的方向上与轴间隔开的导杆导向支架包括导向狭缝，当转向轴沿伸缩方向移动时，导向杆通过该导向狭缝进入或退出。

在固定凸轮和可动凸轮相互支撑的面上形成凸轮面，通过相对的关系，在固定凸轮和可动凸轮之间产生轴向移动。固定凸轮和活动凸轮之间的转动。当旋转支架通过驱动器在轴上旋转时，固定凸轮和活动凸轮相互配合或相互脱开，锁定或解锁旋转支架的旋转。螺母与轴的凸轮单元侧的端部结合，弹簧介于螺母和固定凸轮之间。弹簧由螺母支撑，同时对固定凸轮加压以保持固定凸轮和可动凸轮彼此接触。

当方向盘处于方向盘定位成与转向轴同轴的第一位置时，旋转支架在轴上的转动可以被凸轮单元锁定。换言之，方向盘在轴上从第二位置到第一位置的转动可以被凸轮单元锁定，从而在驾驶员操作方向盘时防止方向盘绕轴转动。旋转支架的旋转当方向盘处于第二位置时，轴上的可以被锁定或解锁。

现有技术方向盘折叠结构，电机、丝杆、旋转折叠结构尺寸大，整个机构在驾驶舱内布置困难，成本高昂；丝杆布置在管柱上下柱筒的一侧，受力不均折叠时存在卡滞问题，且阻止管柱在发生碰撞时的溃缩功能；装置的凸轮锁止机构只能在折叠前后的极限起作用，折叠过程中不能对方向盘进行有效约束；折叠结构与导向支架在折叠过程中由非接触变为接触时会撞击异响产生。

现有技术之二提出了方向盘，其技术方案为，包括方向盘轮缘和方向盘支架，所述方向盘轮缘能够相对于所述方向盘支架运动，并且，所述方向盘轮缘安装为能够围绕第一旋转轴线旋转，所述方向盘轮缘被构造为经由枢转轴连接到所述方向盘支架，以能够相对于所述方向盘支架围绕所述枢转轴的第二旋转轴线枢转，以及，所述方向盘还包括连杆和驱动装置，所述连杆的第一端与所述方向盘轮缘连接以与所述方向盘轮缘一起运动，所述连杆的第二端与所述驱动装置连接并且在受到所述驱动装置的驱动时产生直线位移，以使得所述方向盘轮缘相对于所述方向盘支架围绕所述第二旋转轴线枢转，其中，所述第一旋转轴线垂直于所述第二旋转轴线。

在该方案的其中一个实施方式中，传动机构包括彼此传动连接的移动件和旋转件，移动件用于产生直线位移，以及，旋转件用于产生旋转位移。该移动件包括螺杆，该旋转件包括设置在螺杆上的蜗轮以及与蜗轮啮合的蜗杆，并且，蜗杆与驱动装置连接。蜗杆与驱动装置连接以将驱动装置的驱动力传递到螺杆，具体地，在驱动装置的驱动作用下，蜗杆围绕自身的旋转轴线旋转，同时引起与其啮合的蜗轮围绕自身的旋转轴线旋转。由于蜗轮被设置为仅能够旋转而不能够移动，因此，当蜗轮旋转时，通过蜗轮与螺杆之间的螺纹传动连接，螺杆将相对于蜗轮移动。因此，蜗轮的旋转引起螺杆的直线位移。以及，连杆的第二端与螺杆连接，以与螺杆一起移动。需要说明的是，连杆的第二端可以在能够相对于螺杆转动的情形下连接到螺杆。因此，当驱动力从驱动装置依次经由蜗杆、蜗轮传递到蜗杆时，蜗杆产生直线位移使得连杆的第二端也产生直线位移，从而使得方向盘轮缘相对于方向盘支架围绕第二旋转轴线枢转。

上述结构导致其作为动力源的电机只能放置在方向盘的正面，进而占用方向盘正面气囊的布置空间，不利于驾驶员的安全。

现有技术之三提出了车辆方向盘收纳调节机构，包括底座、伸缩部与方向盘安装部，所述底座一侧与车架连接，另一侧与所述伸缩部连接，所述伸缩部包括固定框与伸缩电机，所述固定框内设有转轴，所述转轴与所述固定框的延伸方向一致且贯穿于所述固定框中部，所述伸缩电机的输出端与所述转轴连接，所述转轴上设有滑块，所述滑块上设有转轴孔，所述转轴穿设于所述转轴孔内；所述方向盘安装部包括连接板与安装板，所述连接板一端与所述滑块连接，另一端与所述安装板连接，所述安装板上设有固定支架与调节电机，所述固定支架一端与所述安装板连接且所述固定支架的延伸方向与所述连接板的延伸方向一致，所述固定支架另一端设有安装孔，所述安装孔内设有转动杆，所述转动杆一端与所述安装孔连接，另一端与所述调节电机连接。

上述结构主要采用丝杆滑块机构实现方向盘的溃缩，因此上述结构过多的占用了转向柱的空间，进而造成成本的增加。

现有技术之四提出了一种折叠方向盘，该折叠方向盘包括方向盘和调节机构，调节机构的输出轴与方向盘固连在一起以带动方向盘同步转动，调节机构包括电机、蜗杆、双联齿轮、输出齿轮和双向离合器，其中，电机对输出齿轮的驱动通过啮合的蜗杆和双联齿轮实现，输出齿轮具有轴向伸出的至少一对拨爪组件，双向离合器包括制动件、钳制件和至少一对滚子组件，钳制件与方向盘连接并通过滚子组件可转动地安装于制动件的中部，拨爪组件与滚子组件配合以控制双向离合器的离合状态。

该方案使用两个调节机构时，存在两个动力源，容易出现在方向盘上施加动力不均，进而导致卡滞的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种折叠方向盘，以解决现有技术在方向盘折叠过程中不能对方向盘进行有效约束的问题；目的之二在于提供了一种汽车。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种折叠方向盘，包括方向盘轮缘，所述方向盘轮缘可翻转的安装在法兰盘上，所述法兰盘固定在转向柱上，还包括折叠机构，所述折叠机构包括用于输出扭矩的动力装置、传动轴、蜗轮、蜗杆和连杆，所述动力装置与传动轴连接，能够将扭矩传递至传动轴并驱动传动轴转动，所述蜗杆设置在传动轴上，所述蜗杆与蜗轮相啮合，所述连杆的一端与方向盘轮缘铰接，另一端与蜗轮连接，使得所述蜗轮转动时的扭矩能够通过连杆传动至方向盘轮缘上，进而驱动所述方向盘轮缘在所述法兰盘上翻转。

根据上述技术手段，布置了蜗轮蜗杆机构，通过蜗轮蜗杆机构将动力装置的扭矩传递至方向盘轮缘上，并驱动方向盘轮缘翻转，由于蜗轮蜗杆传动机构具备实时自锁功能，在向方向盘轮缘传递扭矩的过程中，通过蜗轮蜗杆自锁，可在方向盘轮缘翻转过程中停止，从而约束方向盘轮缘在翻转的过程中的翻转角度。

进一步，所述连杆远离方向盘轮缘的端部与滑块铰接，所述滑块与丝杆螺纹配合，所述丝杆转动时，所述滑块能够在丝杆上滑动，所述丝杆与蜗轮连接，用于传递蜗轮的扭矩，所述滑块、连杆与方向盘轮缘组成了曲柄连杆机构。

根据上述技术手段，动力装置的扭矩通过蜗轮蜗杆机构、丝杆滑块副、曲柄连杆机构传递至方向盘轮缘上，结合丝杆上连续的外螺纹的特征以及蜗轮蜗杆机构能够实现自锁的结构特点，可以令方向盘轮缘在翻转时停留在任意位置，从而实现方向盘轮缘角度的无极调节。

进一步，所述丝杆与蜗杆呈90°或者接近于90°的方式布置，使得两个所述丝杆分别位于所述法兰盘相对的两侧。

根据上述技术手段，基于蜗轮蜗杆机构能够调整配合角度的特点，将丝杆与蜗杆的角度调整为90°或者接近于90°的方式，节约了布置空间，可令折叠机构布置在法兰盘上，不占用转向柱的空间，进而节约驾驶舱内的空间，解决了现有技术的方向盘占据驾驶舱空间问题；通过更紧凑的结构方案和布置设计降低了折叠方向盘的成本。进一步的，折叠机构集成于法兰盘上解决了对整车其它零件布置和工作的影响。进而令折叠机构与管柱不相关联，不会阻碍管柱的碰撞溃缩功能。

进一步，所述蜗杆的数量为2个，2个所述蜗杆相对于所述传动轴的中轴线轴对称。

根据上述技术手段，折叠机构的动力来源单一，不存在多动力源，因此通过蜗杆与传动轴的布置方式，令动力装置的动力均匀分布到两个连杆上，避免受力不均造成卡滞等后果。

进一步，所述连杆的数量为2个，分别铰接至所述方向盘轮缘的相对位置。

根据上述技术手段，能够在方向盘轮缘上形成相等的力矩。

进一步，所述动力装置安装在所述法兰盘上，并位于所述方向盘轮缘的背面。

根据上述技术手段，不占用方向盘正面的安装气囊的空间。

进一步，所述法兰盘上固定有导轨，所述导轨与丝杆平行，所述导轨穿过滑块，并能够与所述滑块滑动配合。

根据上述技术手段，避免滑块在丝杆转动过程中受到扭矩的作用而跟随转动。

进一步，所述导轨的长度与方向盘轮缘在所述法兰盘上的可翻转的角度相对应。

根据上述技术手段，通过导轨的长度来限制方向盘轮缘翻转角度的极限值，相比于现有技术的凸轮结构的方式，简化了结构复杂度，节约了成本。

进一步，所述动力装置与蜗杆之间设有齿轮传动机构，所述齿轮传动机构的输入齿轮与动力装置连接，用于传递所述动力装置的扭矩，所述齿轮传动机构的输出齿轮固定在所述传动轴上。

根据上述技术手段，结合上述的蜗轮蜗杆机构、丝杆滑块副以及曲柄滑块机构，使得在方向盘折叠的任何时刻，折叠机构的所有机械结构均处于机械配合或连接状态，解决了调解过程中的接触冲击异响和自由度约束不全的问题。

进一步，所述齿轮传动机构为二级齿轮传动。

进一步，所述动力装置为电机。

一种汽车，包括上述的折叠方向盘。

本发明的有益效果：

本发明针对现有技术的凸轮锁止机构只能在方向盘折叠前后的极限起作用，折叠过程中方向盘无有效约束的问题，在折叠机构中设置了蜗轮蜗杆机构，可实现实时自锁功能，进而解决在方向盘折叠过程中自由度的问题；

本发明令传动轴上的蜗杆的位置相对于传动轴的中垂线轴对称，并采用单一动力源，在折叠过程中折叠力均匀分布到法兰盘的两侧，防止受力不均导致卡滞；

本发明通过更紧凑的结构方案和布置设计降低了折叠方向盘的成本，将折叠机构集成于法兰盘上，保证了方向盘可将轮缘进行旋转、折叠功能的实现，且无需占用转向柱侧面的位置，减小了方向盘占据驾驶舱空间，降低了对整车其它零件布置和工作的影响，结构紧凑，降低了成本，工程可行性大；

本发明在方向盘折叠的任何时刻机械结构均处于机械配合或连接状态，解决了调解过程中的接触冲击异响和自由度约束不全的问题。

附图说明

图1为方向盘轮缘与法兰盘连接方式示意图；

图2为折叠机构示意图；

图3为方向盘轮缘结构示意图；

图4为法兰盘结构示意图；

图5为本发明爆炸图；

图6为方向盘折叠方式示意图；

图7为本发明功能实现原理流程图。

其中，110-法兰盘；111-丝杆导轨固定支架；120-方向盘轮缘；121-折叠转轴；130-折叠机构；131-电机，132-第一齿轮；133-第二齿轮；134-第三齿轮；135-导轨；136-传动轴；137-蜗轮；138-丝杆；139-蜗杆；140-滑块连杆机构；141-滑块，142-第一销轴，143-第二销轴，144-连杆。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本发明技术方案的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

此外，以下实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

基于背景技术之一提出的方向盘折叠结构，电机、丝杆、旋转折叠结构尺寸大，机构在驾驶舱内布置困难，成本高昂；丝杆布置在管柱上下柱筒的一侧，受力不均折叠时存在卡滞问题，且阻止管柱在发生碰撞时的溃缩功能；装置的凸轮锁止机构只能在折叠前后的极限起作用，折叠过程中方向盘无有效约束。本实施例提出一种新的折叠方向盘结构，折叠方向盘可将轮缘绕转轴进行旋转、翻折，所有的机械结构均布置在法兰盘110上，结构紧凑成本低廉，不影响整车其它零件布置；调节机构中有蜗轮蜗杆结构可实现实时自锁功能；折叠过程中折叠力均匀分布到两侧防止受力不均卡滞；折叠机构与管柱不相关关联，不会阻碍管柱的碰撞溃缩功能；背景技术之二提出的方案存在占用方向盘正面空间，导致气囊布置空间不足；背景技术之三提出了方案存在占用转向柱的空间过大的问题；背景技术之四存在的容易出现卡滞的问题，本实施例的解决方式为：

本实施例提出了一种折叠方向盘，如图1和图3所示，其中方向盘轮缘120和法兰盘110，方向盘轮缘120设有折叠转轴121，方向盘轮缘120通过折叠转轴121转动连接至法兰盘110，令方向盘轮缘120可围绕折叠转轴121转动，进而实现方向盘轮缘120在法兰盘110上的翻转，进而实现方向盘轮缘120的折叠与展开。本实施例中可以理解的是，方向盘轮缘120的反转的轴线是近乎平行于纸面的。

在法兰盘110上固定有折叠机构130，方向盘轮缘120通过折叠机构130实现如图6所示的状态，即朝下折叠时，可将方向盘轮缘120收缩折叠到仪表板下方，朝上展开时，方向盘轮缘120展开至正常驾驶状态。

如图2所示，折叠机构130包括电机131、第一齿轮132、第二齿轮133、第三齿轮134、导轨135、传动轴136、蜗轮137、丝杆138和蜗杆139。电机131固定在法兰盘110上，并位于方向盘轮缘120的背部，起到不占用方向盘正面的气囊的空间，进一步提高了驾驶舱内驾驶人员的安全性。可以理解的是，电机131与法兰盘110的固定方式是将电机131的壳体的外部设置一个安装座，安装座不限于L型或者U型，通过螺钉将安装座固定在电机131的壳体上，然后将安装座螺纹连接至法兰盘110上。

电机131固定在法兰盘110上；第一齿轮132固定在电机131的转子芯轴上；第二齿轮133安装在法兰盘110上，第二齿轮133开绕自身轴线转动并承接第一齿轮132通过齿轮啮合传递来过的扭矩；第二齿轮133通过齿轮啮合将扭矩传递给第三齿轮134，第三齿轮134和蜗杆136固定在传动轴135上，传动轴135安装与法兰盘110上并可绕自身轴线旋转；蜗杆136通过啮合传动将扭矩传递至蜗轮137上，并将力矩传递的方向改变了90°，蜗轮137固定在丝杆138上，丝杆138安装在在丝杆导轨固定支架111上，丝杆138受到蜗轮传递的力矩可绕自身轴线旋转；导轨135固定在丝杆导轨固定支架111上；

其中，第一齿轮132、第二齿轮133和第三齿轮134相互啮合，并且组合为齿轮传动机构，第一齿轮132为输入齿轮，并固定在电机131的转子芯轴上，第二齿轮133安装在法兰盘110上，电机131用于输出扭矩，第三齿轮134为输出齿轮，第三齿轮134安装在传动轴136上，进而使得电机131的扭矩通过第一齿轮132、第二齿轮133和第三齿轮134传递至传动轴136上，进而驱动传动轴136转动，传动轴136安装在法兰盘110上并可绕自身轴线旋转，传动轴136通过两级齿轮减速，有效降低来自电机131的旋转速度。同时本实施例中不限于齿轮传动机构的齿轮数量，齿轮的数量及齿轮可根据驾驶舱内的布置空间以及所需的减速比来设定。本实施例中，通过程序来控制电机131的转速，减少其转速波动的概率，进而减小齿轮配合时产生的敲齿异响。

在另一个实施例中，在电机131与皮带轮相连接，皮带轮安装在电机131的芯轴上，并在传动轴136上再安装一个皮带轮，然后在两个皮带轮之间设置与两者相匹配的皮带，进而通过两个皮带轮和皮带来带动传动轴136转动。

如图4和图5所示，传动轴136布置有两个蜗杆139，两个蜗杆139相对于传动轴136的中垂线方向轴对称，每个蜗杆139均配置有与其相适配的蜗轮137，并且蜗轮137和蜗杆139时刻处于相啮合的状态。蜗轮137固定在丝杆138的端部，当蜗轮137与蜗杆139相配合时能够驱动丝杆138转动。在折叠机构130中，齿轮传动机构以及蜗轮蜗杆机构与时刻处于啮合状态，有效降低来自电机的旋转速度和增加力矩，可选型尺寸规格更小的电机131，有利于布置和降低成本。在该实施例中，2个蜗杆139分别布置在传动轴136的两个端部上，并且两者相向布置，并且蜗杆139的轴向方向与传动轴136相平行。

即通过技术手段“方向盘轮缘可翻转的安装在法兰盘110上，电机131（动力装置）与传动轴136连接，能够将扭矩传递至传动轴136，蜗杆139设置在传动轴136上，进而能够带动蜗杆139转动，蜗杆139与蜗轮137相啮合，连杆144的一端与方向盘轮缘120铰接，另一端与蜗轮137连接，使得蜗轮转动时的扭矩能够通过连杆传动至方向盘轮缘上，进而驱动方向盘轮缘在所述法兰盘上翻转。”的效果为：由于布置了蜗轮蜗杆机构，并通过蜗轮蜗杆机构将动力装置的扭矩传递至方向盘轮缘120上，并驱动方向盘轮缘120翻转，由于蜗轮蜗杆传动机构能够可实现实时自锁功能，在向方向盘轮缘传递扭矩的过程中，通过停止驱动装置的转动方式，使得蜗轮蜗杆自锁，进而固定方向盘轮缘120，从而令方向盘轮缘在翻转的过程中进行有效的约束。

同时，折叠机构的动力来源单一，不存在多动力源，因此通过蜗杆与传动轴的布置方式，令动力装置的动力均匀分布到两个连杆上，避免受力不均造成卡滞等后果。

本实施例中，蜗杆137与丝杆138呈90°或者趋近于90°的方向布置，使得两个丝杆138分别位于法兰盘110的两侧，有利于节约布置空间。实现蜗杆137通过啮合传动将扭矩传递至蜗轮137上，并将力矩传递的方向改变了90°。当两个蜗轮蜗杆相配合并开始传动时，传动轴136的扭矩传递至丝杆138上，并驱动丝杆138转动。因此可以利用法兰盘110周向上的空间，将两个丝杆138布置于法兰盘110的两侧，丝杆138和传动轴136轴向包围法兰盘110，不占用转向柱轴向方向的空间。

基于蜗轮蜗杆机构能够调整配合角度的特点，将丝杆与蜗杆的角度调整为90°或者接近于90°的方式，节约了布置空间，可令折叠机构布置在法兰盘上，不占用转向柱的空间，进而节约驾驶舱内的空间，解决了现有技术的方向盘占据驾驶舱空间问题；通过更紧凑的结构方案和布置设计降低了折叠方向盘的成本。折叠机构集成于法兰盘上解决了对整车其它零件布置和工作的影响。进而令折叠机构与管柱不相关关联，不会阻碍管柱的碰撞、溃缩等其他功能。

在实现解决占据驾驶舱布置空间的问题时，也可采用锥齿轮配合的方式来实现，即在传动轴136的两端部均布置锥齿轮，锥齿轮的材质、尺寸、倾斜程度根据驾驶舱的空间来选择，然后在丝杆138的端部也布置一个锥齿轮，传动轴136的锥齿轮与丝杆138端部的锥齿轮相适配，当两个锥齿轮相配合并开始传动时，传动轴136的扭矩传递至丝杆138上，并驱动丝杆138转动。由于两个锥齿轮所成了90°的角度，因此可以利用法兰盘110周向上的空间，将两个丝杆138布置于法兰盘110的两侧，丝杆138和传动轴136轴向包围法兰盘110，不占用转向柱轴向方向的空间。

滑块连杆机构140包括滑块141、第一销轴142、第二销轴143和连杆144，滑块141安装在丝杆138，与丝杆138组成丝杆滑块副，在丝杆138的一侧设有导轨135，丝杆138和导轨135均安装在丝杆导轨固定支架111上，丝杆138与导轨135相平行布置，并且导轨135穿过滑块141，使得滑块141与导轨135滑动连接，目的在于是为了防止滑块141在受丝杆138的力矩时发生翻转，可以帮助滑块141顺利的将旋转运动转化为直线运动。丝杆138收到蜗轮138的扭矩后可绕自身的轴线旋转。

本实施例中，可设置两个滑块，为了叙述方便，下文采用滑块一和滑块二代替。

具体的：滑块一通过内螺纹安装在丝杆138上，并可随丝杆138的正反转产生沿丝杆138轴向的向前或向后的直线运动；滑块二通过内孔圆柱副安装在导轨上，滑块二与滑块一固定连接，滑块一带动滑块二在导轨135上滑动做直线运动，滑块二的存在是为了防止滑块一在受丝杆138的力矩时发生翻转，可以帮助滑块一顺利的将旋转运动转化为直线运动；第一销轴142固定在滑块二上，第二销轴143固定在方向盘轮缘120上，连杆144可同时绕第一销轴142和第二销轴143的轴线转动；滑块二连同第一销轴142直线运动时带动连杆144的一头发生直线运动的同时发生绕第一销轴142旋转的运动，连杆144的直动和转动会牵引方向盘轮缘120发生绕折叠转轴的旋转运动，从而实现方向盘的折叠或打开功能。

动力装置的扭矩通过蜗轮蜗杆机构、丝杆滑块副、曲柄连杆机构传递至方向盘轮缘上，结合丝杆上连续的外螺纹的特征以及蜗轮蜗杆机构能够实现自锁的结构特点，可以令方向盘轮缘在翻转时停留在任意位置，从而实现方向盘轮缘角度的无极调节。

丝杆导轨固定支架111将丝杆138和导轨135固定，导轨135的长度小于丝杆138的长度，令导轨135的长度与方向盘轮缘120可翻转的角度相对应，例如滑块141滑动至导轨135一端时，方向盘轮缘120呈折叠状态，滑动至另一端时，方向盘轮缘120呈展开状态。通过导轨的长度来限制方向盘轮缘翻转角度的极限值，相比于现有技术的凸轮结构的方式，简化了结构复杂度，节约了成本。

滑块141通过内螺纹安装在丝杆138上，并可随丝杆138的正反转产生沿丝杆138轴向的向前或向后的直线运动，滑块141通过第一销轴142与连杆144的一端铰接，连杆144的另一端通过第二销轴143固定在方向盘轮缘120上，连杆144可同时绕第一销轴142和第二销轴143的轴线转动；滑块141连同第一销轴142直线运动时带动连杆144的一头发生直线运动的同时发生绕第一销轴142旋转的运动，连杆144的直动和转动会牵引方向盘轮缘120发生绕折叠转轴的旋转运动，从而实现方向盘的折叠或打开功能。连杆144、滑块141和方向盘轮缘120组成曲柄连杆机构，曲柄连杆机构传递了折叠机构130输出的扭矩，并将扭矩施加在了方向盘轮缘120上，进而驱动方向盘轮缘120围绕折叠转轴121转动，如图6所示，电机131正转时，实现了方向盘轮缘120的折叠，电机131反转时，实现了方向盘轮缘120的展开。

本实施例中，连杆144通过第一销轴142和第二销轴143实现了与滑块144和方向盘轮缘120的铰接，铰接不限于上述方式，也可通过铰接轴承来实现，只要满足滑块144、方向盘轮缘120和连杆144之间的抗弯刚度，转动刚度即可。

本实施例的方向盘折叠方式如图7所示，折叠方向盘功能实现的动力源为电机131，电机131产生正转或者反转的扭矩，第一齿轮132固定在电机131的转子芯轴上随电机131发生转动，第一齿轮132带动第二齿轮133转动并改变旋转方向和传动比降低转速，第二齿轮133带动第三齿轮134转动，第三齿轮134连同传动轴136和蜗杆139一同转动，蜗杆139带动固定在丝杆上的蜗轮137一起转动，实现力矩方向的改变和降低转速并增加扭矩，滑块141的内螺纹与丝杆138配合将丝杆138的旋转运动改变为滑块141的直线运动，滑块141与导轨滑动连接可以防止滑块141发生转动并保证进行平稳的直线运动，连杆144的一端通过铰接在滑块141上，另一端通过铰接固定在方向盘轮缘120上，滑块141沿导轨直线运动时，连杆144的一端随滑块141运动，另一端带动方向盘轮缘120绕折叠转轴121转动，最终实现方向盘的折叠或者展开功能。

本实施例中，结合上述的蜗轮蜗杆机构、丝杆滑块副以及曲柄滑块机构，使得在方向盘折叠的任何时刻，折叠机构的所有机械结构均处于机械配合或连接状态，解决了调解过程中的接触冲击异响和自由度约束不全的问题。

本实施例提出的折叠方向盘可配合线控转向柱将方向盘折叠，给驾驶员留出更多的车内空间和车内座舱布局想象。方向盘折叠功能的实现可以配合整车完成但不限于自动驾驶场景：切换为自动驾驶模式时，方向盘折叠后，自动驾驶系统接管车辆控制；需要手动介入时，转向柱伸出，方向盘展开，驾驶员接管车辆控制。迎宾功能场景：车辆熄火下电后，方向盘折叠后嵌入仪表台板；车辆点火上电，转向柱伸出，方向盘展开。休息功能场景：驾驶员在停车等待时，可通过手动设置，将方向盘折叠后嵌入仪表台板；启动车辆（或手动设置）时，转向柱自动伸出，方向盘展开。

因此根据上文所述，在解决现有技术的问题时，即方向盘折叠结构，电机、丝杆、旋转折叠结构尺寸大，整个机构在驾驶舱内布置困难，成本高昂；丝杆布置在管柱上下柱筒的一侧，受力不均折叠时存在卡滞问题，且阻止管柱在发生碰撞时的溃缩功能；装置的凸轮锁止机构只能在折叠前后的极限起作用，折叠过程中不能对方向盘进行有效约束；折叠结构与导向支架在折叠过程中由非接触变为接触时会撞击异响产生，本实施例通过布置于方向盘上的折叠机构实现了方向盘的折叠功能，解决方向盘占据驾驶舱空间问题；通过更紧凑的结构方案和布置设计降低了折叠方向盘的成本；折叠机构集成于方向盘上解决了对整车其它零件布置和工作的影响。通过传动轴将折叠力均匀分向方向盘轮缘两侧，有效解决了调节过程中的卡滞问题。通过将折叠结构全部布置于法兰盘上，节约了安装空间。通过蜗轮蜗杆结构可以解决在方向盘折叠过程中自由度的问题。

本实施例在方向盘折叠的任何时刻机械结构均处于机械配合或连接状态，解决了调解过程中的接触冲击异响和自由度约束不全的问题。

本实施例针对现有技术的凸轮锁止机构只能在方向盘折叠前后的极限起作用，折叠过程中方向盘无有效约束的问题，在折叠机构中设置了蜗轮蜗杆机构，可实现实时自锁功能，进而解决在方向盘折叠过程中自由度的问题；

本实施例令传动轴上的蜗杆的位置相对于传动轴的中垂线轴对称，并采用单一动力源，在折叠过程中折叠力均匀分布到法兰盘的两侧，防止受力不均导致卡滞；

本实施例通过更紧凑的结构方案和布置设计降低了折叠方向盘的成本，将折叠机构集成于法兰盘上，保证了方向盘可将轮缘进行旋转、折叠功能的实现，且无需占用转向柱侧面的位置，减小了方向盘占据驾驶舱空间，降低了对整车其它零件布置和工作的影响，结构紧凑，降低了成本，工程可行性大；

本实施例在方向盘折叠的任何时刻机械结构均处于机械配合或连接状态，解决了调解过程中的接触冲击异响和自由度约束不全的问题。

本实施例还公开了一种汽车，配置有上述折叠方向盘。

上述的折叠方向盘固定在转向柱上，其中方向盘轮缘120通过法兰盘110与转向柱连接，法兰盘110用于传递方向盘轮缘的扭矩。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种折叠方向盘，包括方向盘轮缘（120），所述方向盘轮缘（120）可翻转的安装在法兰盘（110）上，所述法兰盘（110）固定在转向柱上，其特征在于：还包括折叠机构（130），所述折叠机构（130）包括用于输出扭矩的动力装置、传动轴（136）、蜗轮（137）、蜗杆（139）和连杆（144），所述动力装置与传动轴（136）连接，能够将扭矩传递至传动轴（136）并驱动传动轴（136）转动，所述蜗杆（139）设置在传动轴（136）上，所述蜗杆（139）与蜗轮（137）相啮合，所述连杆（144）的一端与方向盘轮缘（120）铰接，另一端与蜗轮（137）连接，使得所述蜗轮（137）转动时的扭矩能够通过连杆（144）传动至方向盘轮缘（120）上，进而驱动所述方向盘轮缘（120）在所述法兰盘（110）上翻转。

2.根据权利要求1所述的折叠方向盘，其特征在于：所述连杆（144）远离方向盘轮缘（120）的端部与滑块（141）铰接，所述滑块（141）与丝杆（138）螺纹配合，所述丝杆（138）转动时，所述滑块（141）能够在丝杆（138）上滑动，所述丝杆（138）与蜗轮（137）连接，用于传递蜗轮（137）的扭矩，所述滑块（141）、连杆（144）与方向盘轮缘（120）组成曲柄连杆机构。

3.根据权利要求2所述的折叠方向盘，其特征在于：所述丝杆（138）与蜗杆（139）呈90°，或者接近于90°的方式布置，使得两个所述丝杆（138）分别位于所述法兰盘（110）相对的两侧。

4.根据权利要求3所述的折叠方向盘，其特征在于：所述蜗杆（139）的数量为2个，2个所述蜗杆（139）相对于所述传动轴（136）的中轴线轴对称。

5.根据权利要求4所述的折叠方向盘，其特征在于：所述连杆（144）的数量为2个，分别铰接至所述方向盘轮缘（120）的相对位置。

6.根据权利要求5所述的折叠方向盘，其特征在于：所述动力装置安装在所述法兰盘（110）上，并位于所述方向盘轮缘（120）的背面。

7.根据权利要求2所述的折叠方向盘，其特征在于：所述法兰盘（110）上固定有导轨（135），所述导轨（135）与丝杆（138）平行，所述导轨（135）穿过滑块（141），并能够与所述滑块（141）滑动配合。

8.根据权利要求7所述的折叠方向盘，其特征在于：所述导轨（135）的长度与方向盘轮缘（120）在所述法兰盘（110）上的可翻转的角度相对应。

9.根据权利要求1所述的折叠方向盘，其特征在于：所述动力装置与蜗杆（139）之间设有齿轮传动机构，所述齿轮传动机构的输入齿轮与动力装置连接，用于传递所述动力装置的扭矩，所述齿轮传动机构的输出齿轮固定在所述传动轴（136）上。

10.根据权利要求9所述的折叠方向盘，其特征在于：所述齿轮传动机构为二级齿轮传动。

11.根据权利要求1或6或9所述的折叠方向盘，其特征在于：所述动力装置为电机（131）。

12.一种汽车，其特征在于：包括权利要求1-11任一所述的折叠方向盘。

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