CN215043067U - 用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，涉及自动驾驶技术领域。该用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，包括主体，所述主体侧壁卡接有面板，所述主体远离面板一侧转动连接有固定罩，所述主体位于固定罩、面板之间的侧边缘固定连接有辐条，所述辐条远离主体的一端固定连接有轮缘，本实用新型，通过电动伸缩杆及第一弹簧作用带动第一离合块与转向柱传动轴进行分离及啮合，实现自动驾驶及手动驾驶的切换，第二离合组件通过电磁铁锁合装置、摩擦片、第二弹簧的作用，在自动驾驶及手动驾驶切换中，起到固定及松开方向盘主体作用，确保在自动驾驶时，方向盘不会跟随主动驾驶转动，防尘组件可以避免灰尘进入内部，延长使用寿命。

Description

用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶技术领域，具体为用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置。

背景技术

随着自动驾驶汽车的发展，自动驾驶汽车的技术发展提升迅速，世界多个汽车制造商以及互联网企业均在其发展规划中提及布局自动化驾驶产业，自动驾驶汽车给人们带来出行的方便和快乐的享受，

但目前市面成熟的自动驾驶汽车在切换到自动驾驶的模式时，方向盘也在不停的转动，让人感觉到莫名和恐惧的感受，甚至让驾驶员及车上人员的心里不安，更直接的会影响到驾驶员的正常乘坐，另一方面，当前具备自动驾驶能力的车辆中，所使用的方向盘设备均采用传统结构，虽然可以满足转向作业的需要，但当车辆处于自动驾驶过程中，由于方向盘也在不停的转动，车内人员可能会对方向盘的失误操控而造成对车辆运行路线的调整，导致车辆自动驾驶系统和驾驶人员对方向盘操控产生冲突，严重影响车辆运行安全性和可靠性。

综上所述，目前市面常见的汽车自动驾驶技术，均存在自动驾驶模式下转向时方向盘跟随转动而对司乘人员造成困扰，以及容易误碰导致自动驾驶路线错误或造成严重后果的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，解决了在自动驾驶模式下转向时方向盘跟随转动而对司乘人员造成困扰，以及容易误碰导致自动驾驶路线错误或造成严重后果的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，包括主体，所述主体侧壁卡接有面板，所述主体远离面板一侧转动连接有固定罩，所述主体位于固定罩、面板之间的侧边缘固定连接有辐条，所述辐条远离主体的一端固定连接有轮缘，所述主体远离面板的一侧固定连接有套管，所述固定罩接近主体的一端侧壁设置有第二沉孔，所述第二沉孔内侧壁固定连接有滚珠轴承，所述滚珠轴承内侧壁与套管外壁转动连接，所述固定罩通过滚珠轴承、套管与主体转动连接，所述主体内侧壁固定连接有带座轴承，所述带座轴承固定连接在主体内侧壁且远离面板的一侧，所述带座轴承内侧转动连接有转向柱传动轴，所述转向柱传动轴两端外壁伸出带座轴承，所述转向柱传动轴靠近面板一端外壁设置有第一离合齿，所述转向柱传动轴远离第一离合齿的一端外壁贯穿主体侧壁并贯穿套管内侧至固定罩内侧，所述固定罩内侧右壁固定连接有用于控制套管与固定罩离合作用的第二离合组件，所述主体内侧右壁固定连接有用于控制转向柱传动轴与主体离合作用的第一离合组件，所述主体内侧设置有用于控制第一离合组件、第二离合组件的切换装置，所述切换装置固定连接在面板相对主体的一侧，所述固定罩与套管之间、主体与面板之间设置有用于对主体、固定罩内部防尘的防尘组件。

优选的，所述第一离合组件包括第一固定板、四组导正销、电动推杆、第一离合块，所述第一固定板固定连接在主体内侧左壁，四组所述导正销滑动连接在第一固定板内壁，所述第一离合块固定连接在四组导正销远离第一固定板的一端部，所述电动推杆固定连接在第一固定板下表面且位于四组导正销之间，所述电动推杆远离第一固定板的一端与第一离合块固定连接，所述第一固定板、第一离合块之间设置有四组第一弹簧，四组所述第一弹簧分别套设在四组导正销外壁。

优选的，所述第一离合块远离导正销的一侧设置有第二离合齿，所述第二离合齿尺寸参数与第一离合齿吻合。

优选的，所述第二离合组件包括第二固定板、第二离合块、第二摩擦片、第二弹簧，所述第二固定板固定连接在固定罩内侧右壁且位于套管下方，所述第二固定板上表面固定连接有两组导正螺杆，所述第二离合块滑动连接在导正螺杆外壁，所述导正螺杆外壁螺纹连接有限位螺母，所述第二离合块通过限位螺母限位，所述第二离合块内侧壁固定连接有第一摩擦片，所述第二摩擦片固定连接在套管外壁，所述第二离合块两端均固定连接有挂耳，所述挂耳内壁设置有第一沉孔、通孔，所述通孔设置在挂耳内壁且远离第二离合块的一端，所述第一沉孔内侧壁与导正螺杆滑动连接，所述第二离合块通过第一沉孔与导正螺杆滑动连接，所述第二摩擦片固定连接在套管外壁。

优选的，所述电磁铁锁合装置固定连接在通孔内侧所述，第二弹簧套设在导正螺杆外壁且位于第一沉孔内侧。

优选的，所述切换组件包括开关盒、切换开关、滑动盖，所述开关盒固定连接在面板与主体相对的一侧，所述切换开关固定连接在开关盒内侧，所述滑动盖滑动连接在开关盒与面板之间。

优选的，所述开关盒与面板之间设置有滑槽，所述滑动盖滑动连接在滑槽内侧。

优选的，所述防尘组件包括端盖、防尘垫，所述端盖固定连接在固定罩与套管之间，所述端盖设置在第二沉孔口部，所述防尘垫设置在主体与面板之间。

工作原理：该用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，第一离合组件为常闭组件，及断电或缺电状态为闭合状态，第二离合组件为常开组件，即断电或缺电状态为分离状态，从自动驾驶切换到手动驾驶时，打开面板上的滑动盖，按下切换开关，第一离合组件上的电动伸缩杆做伸出动作，带动第一离合块向转向柱传动轴移动，直到第二离合齿与第一离合齿啮合，此时主体与转向柱传动轴处于闭合状态，通过手动转动轮缘带动主体及转向柱传动轴向转向器总成输入转向扭矩，同步的第一弹簧弹力辅助第一离合块与转向柱传动轴啮合，当缺电状态下，主要通过第一弹簧弹力完成第一离合块与转向柱传动轴啮合，当按下切换开关切换为手动的同时，第二离合组件同步动作，电磁铁锁合装置断电失去磁性，两组抱住套管的第二离合块通过第二弹簧的弹力分开，第一摩擦片与第二摩擦片分开，套管处于自由状态，当需要更换到自动驾驶模式时，通过切换开关或者自动驾驶程序切换，第一离合器及第二离合器同步动作，第一离合组件中电动推杆缩回带动第一离合块脱离转向柱传动轴，第二离合组件中电磁铁锁合装置通电产生磁性，相对设置的两组第二离合块通过电磁铁锁合装置磁性相互吸附到一起，电磁铁锁合装置磁力大于第二弹簧弹力，当两组第二离合块抱合后，第一摩擦片与第二摩擦片接触，套管被固定住无法转动，车辆转向总成被自动驾驶接管，方向盘不会跟转，且手动无法转动。

(三)有益效果

本实用新型提供了用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置。具备以下有益效果：

1、设置的第一离合组件，通过电动伸缩杆及第一弹簧作用带动第一离合块与转向柱传动轴进行分离及啮合，实现自动驾驶及手动驾驶的切换，结构简单，便于推广。

2、设置的第二离合组件通过电磁铁锁合装置及第二弹簧的作用，在自动驾驶及手动驾驶切换中，起到固定及松开方向盘主体作用，确保在自动驾驶时，方向盘不会跟随主动驾驶转动，也确保自动驾驶时人员不会误碰方向盘所造成安全影响。

3、设置的防尘组件可以避免灰尘进入内部造成第一离合组件、第二离合组件离合效果差，延长使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型整体结构侧视图；

图3为本实用新型局部结构正面剖视图；

图4为本实用新型图3中A处局部放大图；

图5为本实用新型图3中B处局部放大图；

图6为本实用新型图3中C处局部放大图；

图7为本实用新型第二离合组件连接结构剖视图；

图8为本实用新型第二离合块结构剖视图；

图9为本实用新型固定罩结构剖视图；

图10为本实用新型第一离合组件连接机构示意图；

图11为本实用新型端盖结构示意图。

其中，1、主体；2、轮缘；3、套管；4、固定罩；5、第一固定板；6、导正销；7、电动推杆；8、第一弹簧；9、第一离合块；10、转向柱传动轴； 11、第一离合齿；12、带座轴承；13、端盖；14、滚珠轴承；15、第二固定板；16、导正螺杆；17、第二离合块；18、第一摩擦片；19、第二摩擦片； 20、挂耳；21、电磁铁锁合装置；22、第二弹簧；23、限位螺母；24、第一沉孔；25、通孔；26、第二沉孔；27、第二离合齿；28、面板；29、开关盒； 30、滑槽；31、切换开关；32、滑动盖；33、辐条；34、防尘垫。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

如图1-11所示，本实用新型实施例提供用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置：包括主体1，主体1侧壁卡接有面板28，主体1远离面板28一侧转动连接有固定罩4，主体1位于固定罩4、面板28之间的侧边缘固定连接有辐条33，辐条33远离主体1的一端固定连接有轮缘2，主体1远离面板28 的一侧固定连接有套管3，固定罩4接近主体1的一端侧壁设置有第二沉孔 26，第二沉孔26内侧壁固定连接有滚珠轴承14，滚珠轴承14内侧壁与套管 3外壁转动连接，固定罩4通过滚珠轴承14、套管3与主体1转动连接，主体1内侧壁固定连接有带座轴承12，带座轴承12固定连接在主体1内侧壁且远离面板28的一侧，带座轴承12内侧转动连接有转向柱传动轴10，转向柱传动轴10两端外壁伸出带座轴承12，转向柱传动轴10靠近面板28一端外壁设置有第一离合齿11，转向柱传动轴10远离第一离合齿11的一端外壁贯穿主体1侧壁并贯穿套管3内侧至固定罩4内侧，固定罩4内侧右壁固定连接有用于控制套管3与固定罩4离合作用的第二离合组件，主体1内侧右壁固定连接有用于控制转向柱传动轴10与主体1离合作用的第一离合组件，主体1内侧设置有用于控制第一离合组件、第二离合组件的切换装置，切换装置固定连接在面板28相对主体1的一侧，固定罩4与套管3之间、主体1与面板28之间设置有用于对主体1、固定罩4内部防尘的防尘组件。

第一离合组件包括第一固定板5、四组导正销6、电动推杆7、第一离合块9，第一固定板5固定连接在主体1内侧左壁，四组导正销6滑动连接在第一固定板5内壁，第一离合块9固定连接在四组导正销6远离第一固定板 5的一端部，电动推杆7固定连接在第一固定板5下表面且位于四组导正销6 之间，电动推杆7远离第一固定板5的一端与第一离合块9固定连接，第一固定板5、第一离合块9之间设置有四组第一弹簧8，四组第一弹簧8分别套设在四组导正销6外壁，第一离合组件为常闭型离合组件，即断电或缺电时，通过第一弹簧8可可以实现闭合。

第一离合块9远离导正销6的一侧设置有第二离合齿27，第二离合齿27 尺寸参数与第一离合齿11吻合，通过第二离合齿27啮合进第一离合齿11，将主体1与转向柱传动轴10啮合。

第二离合组件包括第二固定板15、第二离合块17、第二摩擦片19、电磁铁锁合装置21、第二弹簧22，第二固定板15固定连接在固定罩4内侧右壁且位于套管3下方，第二固定板15上表面固定连接有两组导正螺杆16，第二离合块17滑动连接在导正螺杆16外壁，导正螺杆16外壁螺纹连接有限位螺母23，第二离合块17通过限位螺母23限位，第二离合块17内侧壁固定连接有第一摩擦片18，第二摩擦片19固定连接在套管3外壁，第二离合块17两端均固定连接有挂耳20，挂耳20内壁设置有第一沉孔24、通孔25，通孔25设置在挂耳20内壁且远离第二离合块17的一端，第一沉孔24内侧壁与导正螺杆16滑动连接，第二离合块17通过第一沉孔24与导正螺杆16 滑动连接，第二摩擦片19固定连接在套管3外壁，第二离合组件为常开型离合组件，即断电或缺电时，可通过第二弹簧22将第二离合块17与套管3分离，避免在断电时方向盘无法转动。

电磁铁锁合装置21固定连接在通孔25内侧，第二弹簧22套设在导正螺杆16外壁且位于第一沉孔24内侧，第二离合块17通过电磁铁锁合装置21 的通断的及第二弹簧22做闭合及分离动作。

切换组件包括开关盒29、切换开关31、滑动盖32，开关盒29固定连接在面板28与主体1相对的一侧，切换开关31固定连接在开关盒29内侧，滑动盖32滑动连接在开关盒29与面板28之间，将切换开关31设置在方向盘面板28内侧，方便操作。

开关盒29与面板28之间设置有滑槽30，滑动盖32滑动连接在滑槽30 内侧，滑动盖32与滑槽30过盈配合，具有一定阻尼，滑动盖32不会在转动方向盘时自己打开。

防尘组件包括端盖13、防尘垫34，端盖13固定连接在固定罩4与套管 3之间，端盖13设置在第二沉孔26口部，防尘垫34设置在主体1与面板 28之间，通过防尘组件，可以避免灰尘进入固定罩4及主体1内部，避免第一离合组件、第二离合组件因灰尘失效，延长使用寿命。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均在本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，包括主体(1)，其特征在于：所述主体(1)侧壁卡接有面板(28)，所述主体(1)远离面板(28)一侧转动连接有固定罩(4)，所述主体(1)位于固定罩(4)、面板(28)之间的侧边缘固定连接有辐条(33)，所述辐条(33)远离主体(1)的一端固定连接有轮缘(2)，所述主体(1)远离面板(28)的一侧固定连接有套管(3)，所述固定罩(4)接近主体(1)的一端侧壁设置有第二沉孔(26)，所述第二沉孔(26)内侧壁固定连接有滚珠轴承(14)，所述滚珠轴承(14)内侧壁与套管(3)外壁转动连接，所述固定罩(4)通过滚珠轴承(14)、套管(3)与主体(1)转动连接，所述主体(1)内侧壁固定连接有带座轴承(12)，所述带座轴承(12)固定连接在主体(1)内侧壁且远离面板(28)的一侧，所述带座轴承(12)内侧转动连接有转向柱传动轴(10)，所述转向柱传动轴(10)两端外壁伸出带座轴承(12)，所述转向柱传动轴(10)靠近面板(28)一端外壁设置有第一离合齿(11)，所述转向柱传动轴(10)远离第一离合齿(11)的一端外壁贯穿主体(1)侧壁并贯穿套管(3)内侧至固定罩(4)内侧，所述固定罩(4)内侧右壁固定连接有用于控制套管(3)与固定罩(4)离合作用的第二离合组件，所述主体(1)内侧右壁固定连接有用于控制转向柱传动轴(10)与主体(1)离合作用的第一离合组件，所述主体(1)内侧设置有用于控制第一离合组件、第二离合组件的切换装置，所述切换装置固定连接在面板(28)相对主体(1)的一侧，所述固定罩(4)与套管(3)之间、主体(1)与面板(28)之间设置有用于对主体(1)、固定罩(4)内部防尘的防尘组件。

2.根据权利要求1所述的用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，其特征在于：所述第一离合组件包括第一固定板(5)、四组导正销(6)、电动推杆(7)、第一离合块(9)，所述第一固定板(5)固定连接在主体(1)内侧左壁，四组所述导正销(6)滑动连接在第一固定板(5)内壁，所述第一离合块(9)固定连接在四组导正销(6)远离第一固定板(5)的一端部，所述电动推杆(7)固定连接在第一固定板(5)下表面且位于四组导正销(6)之间，所述电动推杆(7)远离第一固定板(5)的一端与第一离合块(9)固定连接，所述第一固定板(5)、第一离合块(9)之间设置有四组第一弹簧(8)，四组所述第一弹簧(8)分别套设在四组导正销(6)外壁。

3.根据权利要求2所述的用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，其特征在于：所述第一离合块(9)远离导正销(6)的一侧设置有第二离合齿(27)，所述第二离合齿(27)尺寸参数与第一离合齿(11)吻合。

4.根据权利要求3所述的用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，其特征在于：所述第二离合组件包括第二固定板(15)、第二离合块(17)、第二摩擦片(19)、电磁铁锁合装置(21)、第二弹簧(22)，所述第二固定板(15) 固定连接在固定罩(4)内侧右壁且位于套管(3)下方，所述第二固定板(15)上表面固定连接有两组导正螺杆(16)，所述第二离合块(17)滑动连接在导正螺杆(16)外壁，所述导正螺杆(16)外壁螺纹连接有限位螺母(23)，所述第二离合块(17)通过限位螺母(23)限位，所述第二离合块(17)内侧壁固定连接有第一摩擦片(18)，所述第二摩擦片(19)固定连接在套管(3)外壁，所述第二离合块(17)两端均固定连接有挂耳(20)，所述挂耳(20)内壁设置有第一沉孔(24)、通孔(25)，所述通孔(25)设置在挂耳(20)内壁且远离第二离合块(17)的一端，所述第一沉孔(24)内侧壁与导正螺杆(16)滑动连接，所述第二离合块(17)通过第一沉孔(24)与导正螺杆(16)滑动连接，所述第二摩擦片(19)固定连接在套管(3)外壁。

5.根据权利要求4所述的用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，其特征在于：所述电磁铁锁合装置(21)固定连接在通孔(25)内侧,所述第二弹簧(22)套设在导正螺杆(16)外壁且位于第一沉孔(24)内侧。

6.根据权利要求5所述的用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，其特征在于：所述切换装置包括开关盒(29)、切换开关(31)、滑动盖(32)，所述开关盒(29)固定连接在面板(28)与主体(1)相对的一侧，所述切换开关(31)固定连接在开关盒(29)内侧，所述滑动盖(32)滑动连接在开关盒(29)与面板(28)之间。

7.根据权利要求6所述的用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，其特征在于：所述开关盒(29)与面板(28)之间设置有滑槽(30)，所述滑动盖(32)滑动连接在滑槽(30)内侧。

8.根据权利要求7所述的用于自动驾驶汽车的方向盘离合器装置，其特征在于：所述防尘组件包括端盖(13)、防尘垫(34)，所述端盖(13)固定连接在固定罩(4)与套管(3)之间，所述端盖(13)设置在第二沉孔(26)口部，所述防尘垫(34)设置在主体(1)与面板(28)之间。

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