CN203064017U - 一种基于磁流变阻尼器的汽车方向盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于磁流变阻尼器的汽车方向盘，包括盘面和转向轴，转向轴包括输入轴和输出轴，盘面安装在输入轴上，在输入轴和输出轴之间安装有磁流变阻尼器，输入轴和磁流变阻尼器之间安装有压力传感器，压力传感器通过信号处理器与单片机的输入端相连，单片机的输出端与可控电源相连，可控电源与磁流变阻尼器相连。所述的压力传感器采用MPX5700AP型压力传感器；所述的单片机采用STC189C51单片机。本实用新型的智能化程度高，可根据驾驶员对方向盘的冲击程度，调节磁流变阻尼器的阻尼，进而改变方向盘输入轴的刚度，以此达到最适合的伸缩，进而实现对驾驶员的保护。

Description

一种基于磁流变阻尼器的汽车方向盘

技术领域

本实用新型属于汽车零部件领域，具体涉及一种汽车方向盘。

背景技术

现代汽车工业的不断发展，使得汽车已是人类生活不可或缺的交通工具，然而随着现代高速公路的飞速发展以及汽车行驶车速的不断提高，车辆对汽车的行驶安全性要求也越来越高。交通事故已成为“世界第一害”，而中国是世界上交通事故死亡人数最多的国家之一。从二十世纪八十年代末中国交通事故年死亡人数首次超过五万人至今，中国(未包括港澳台地区)每年交通事故50万起，因交通事故死亡人数均超过10万人，已经连续十余年居世界第一。然而其中，有大部分发生在高速路上。

当汽车在高速路上行驶时，由于车速较高，汽车发生碰撞对驾驶员的生命安全是十分危险的。由于碰撞时速度大，汽车方向盘极易对驾驶员造成伤害，甚至死亡，尤其是现在货车，本身安全措施不够，同时，为提高载运量，汽车多采用平头式，如此一来，碰撞对驾驶员的安全隐患更是不容忽略。而现在汽车方向盘多数为刚性体，在发生碰撞时，不易吸收能量，鉴于此，研究一种具有吸收能量的智能安全方向盘是十分有必要的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于磁流变阻尼器的可缓冲汽车方向盘。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于磁流变阻尼器的汽车方向盘，包括盘面和转向轴，转向轴包括输入轴和输出轴，盘面安装在输入轴上，在输入轴和输出轴之间安装有磁流变阻尼器，输入轴和磁流变阻尼器之间安装有压力传感器，压力传感器通过信号处理器与单片机的输入端相连，单片机的输出端与可控电源相连，可控电源与磁流变阻尼器相连。

本实用新型还具有如下技术特点：

所述的压力传感器采用MPX5700AP型压力传感器。

所述的单片机采用STC189C51单片机。

本实用新型的智能化程度高，可根据驾驶员对方向盘的冲击程度，调节磁流变阻尼器的阻尼，进而改变方向盘输入轴的刚度，以此达到最适合的伸缩，进而实现对驾驶员的保护。

附图说明

图1是本实用新型的安装位置示意图。

图2是本实用新型的控制部分连接关系示意图。

图3是磁流变阻尼器的整体结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-盘面，2-输入轴，3-输出轴，4-磁流变阻尼器，5-压力传感器，6-信号处理器，7-单片机，8-可控电源，41-工作缸，42-阻尼通道，43-磁流变液，44-励磁线圈，45-磁通，46-活塞，47-活塞杆。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

遵从上述技术方案，如图1和图2所示，一种基于磁流变阻尼器的汽车方向盘，包括盘面1和转向轴，转向轴包括输入轴2和输出轴3，盘面1安装在输入轴2上，在输入轴2和输出轴3之间安装有磁流变阻尼器4，输入轴2和磁流变阻尼器4之间安装有压力传感器5，压力传感器5通过信号处理器6与单片机7的输入端相连，单片机7的输出端与可控电源8相连，可控电源8与磁流变阻尼器4相连。

压力传感器5采用MPX5700AP型压力传感器，由于其稳定性好，测量精确度高，抗干扰性强，适合本装置使用。

单片机7采用STC189C51单片机；信号处理器6采用ZMD31050传感器信号处理芯片。

可控电源8采用免维护型蓄电池。免维护型蓄电池是用铅钙合金制造，由于蓄电池采用了铅钙合金做栅架，所以充电时产生的水分解量少，水分蒸发量也低，加上外壳采用密封结构，释放出来的硫酸气体也很少，所以它与传统蓄电池相比，具有不需添加任何液体，对接线桩头，电量储存时间长等优点。

磁流变阻尼器4是基于磁流变液的可控特性的一种新型阻尼器，其工作原理是在外加磁场的作用下，磁流变液43中随机分布的磁极化粒子沿磁场方向运动，磁化运动使粒子首尾相联，形成链状或网状结构，从而使磁流变液43的流动特性发生变化，进而使磁流变阻尼器4的阻尼通道42两端的压力差发生变化，达到改变阻尼力的目的。如图3所示，磁流变阻尼器4内部磁场由缠绕于活塞46中部的励磁线圈44激发，励磁线圈缠绕部分即为磁芯，此处磁通45最为密集，磁通45流出磁芯后经由活塞46端部流向阻尼通道42（即活塞46与工作缸41之间的环形间隙），穿过阻尼通道42后进入工作缸41，并再次穿过另一侧的阻尼通道42后最终回到磁芯，形成回路。如图1所示，磁流变阻尼器4的活塞杆47与输入轴2连接，工作缸41与输出轴3连接。

车辆行驶过程中，压力传感器5实时测量汽车方向盘的压力，同时将方向盘的压力信号经信号处理器6处理传到单片机7。当高速行驶的汽车发生碰撞或急刹车时，方向盘上的压力瞬间改变，压力传感器5将压力突然改变的信号传给信号处理器6，信号处理器6将物理信号转化为数字信号并传给单片机7，单片机7对压力信号的变化做出判断，并控制可控电源8电流的输出大小，通过电流改变改变磁流变阻尼器4内的励磁线圈44加载的磁场，由磁场强度的改变控制磁流变液43的液体特性，使得磁流变阻尼器4的阻尼发生改变，以此控制方向盘的收缩量，最优地吸收驾驶员的能量，减小方向盘对驾驶员的冲击，当汽车行驶达到稳定或静止时，压力传感器5将驾驶员作用在方向盘上的压力再次传给信号处理器6，信号处理器6将模拟信号转化为数字信号并传给单片机7，单片机7接收信号判断车辆已经进入平稳状态，即控制可控电源8电流的输出大小，使得磁流变阻尼器4中的磁场强度减弱，磁流变阻尼器4的阻尼力减小，以此反复控制，达到方向盘的最优吸振，使得驾驶员所受方向盘的冲击力最小，以此减小对驾驶员的伤害。

Claims (3)

1.一种基于磁流变阻尼器的汽车方向盘，包括盘面（1）和转向轴，转向轴包括输入轴（2）和输出轴（3），盘面（1）安装在输入轴（2）上，其特征在于，在输入轴（2）和输出轴（3）之间安装有磁流变阻尼器（4），输入轴（2）和磁流变阻尼器（4）之间安装有压力传感器（5），压力传感器（5）通过信号处理器（6）与单片机（7）的输入端相连，单片机（7）的输出端与可控电源（8）相连，可控电源（8）与磁流变阻尼器（4）相连。

2.如权利要求1所述的基于磁流变阻尼器的汽车方向盘，其特征在于，所述的压力传感器（5）采用MPX5700AP型压力传感器。

3.如权利要求1所述的基于磁流变阻尼器的汽车方向盘，其特征在于，所述的单片机（7）采用STC189C51单片机。

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