CN220595009U - 车辆用方向盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆用方向盘。该方向盘包括转向轴、轮缘组件、毂部组件、轮辐、转动件以及移动件。轮缘组件包括内轮缘和套设在内轮缘内的外轮缘。毂部组件包括多个毂部，多个毂部同轴地设置在转向轴上，所有的毂部都能够围绕转向轴转动，并且部分毂部围绕转向轴的转动不使转向轴转动。内轮缘和外轮缘的每一个经由相应的轮辐连接到毂部；转动件与部分毂部连接，并且能够驱动部分毂部围绕转向轴转动，使得内轮缘能够收缩至外轮缘内，或者内轮缘能够从外轮缘伸出；移动件连接毂部和轮辐，并且能够驱动轮辐相对于毂部移动，使得内轮缘和/或外轮缘能够沿方向盘的径向方向移动。本实用新型的方向盘形状可以改变，有利于获得更多的驾驶位的活动空间。

Description

车辆用方向盘

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及车辆用方向盘。

背景技术

方向盘是车辆的转向系统的一部分，并且驾驶员通过转动方向盘来改变车辆的方向。在现有技术中，方向盘的形状和尺寸是固定的。例如，方向盘通常构造为封闭的圆环。然而，随着自动驾驶技术的发展，车辆可以在没有驾驶员操控的情况下自主地行驶，在这种情况下方向盘会影响驾驶位的活动空间。此外，方向盘可能会遮挡一部分仪表盘，从而影响驾驶员观察与车辆行驶有关的信息。

因此，亟需一种形状可以改变的车辆用方向盘。

上述对背景技术的陈述仅是为了方便对本实用新型技术方案(使用的技术手段、解决的技术问题以及产生的技术效果等方面)的深入理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该消息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种形状可以改变的车辆用方向盘。通过方向盘形状的改变，可以获得更多的驾驶位的活动空间，或者可以便于驾驶员观察仪表板。

根据本实用新型的实施方案，提供了一种车辆用方向盘，其包括：转向轴；轮缘组件，其包括内轮缘和套设在所述内轮缘外的外轮缘；毂部组件，其包括多个毂部，所述多个毂部同轴地设置在转向轴上，所有的毂部都能够围绕转向轴转动，并且部分毂部围绕转向轴的转动不使所述转向轴转动；轮辐，所述内轮缘和外轮缘的每一个经由相应的轮辐连接到毂部；转动件，其与所述部分毂部连接，并且能够驱动所述部分毂部围绕转向轴转动，进而驱动与所述部分毂部连接的内轮缘或外轮缘转动，使得内轮缘能够收缩至外轮缘内，或者内轮缘能够从外轮缘伸出；以及移动件，其连接毂部和轮辐，并且能够驱动轮辐相对于毂部移动，使得内轮缘和/或外轮缘能够沿方向盘的径向方向移动。

所述内轮缘可以包括：被动内轮缘，其与相邻的外轮缘匹配；主动内轮缘，其与被动内轮缘铰接，所述主动内轮缘经由相应的轮辐连接到所述部分毂部，并且主动内轮缘与相应的轮辐铰接，从而主动内轮缘在移动件的操作下能够沿方向盘的径向方向移动，在转动件的操作下能够收缩至相邻的外轮缘内或者从相邻的外轮缘伸出。

被动内轮缘的与主动内轮缘相对的端部设置有第一铰链杆，主动内轮缘的与被动内轮缘相对的端部设置有容纳部，第一铰链杆能够转动地保持在容纳部中，从而被动内轮缘与主动内轮缘之间铰接；主动内轮缘对应于轮辐的位置设置有容纳孔，相应的轮辐的一个端部设置有能够插入到所述容纳孔中的第二铰链杆，从而主动内轮缘与轮辐之间铰接；第一铰链杆和第二铰链杆的轴线设置为与转向轴平行。

外轮缘和内轮缘可以设置为数量相等的多个，并且沿方向盘的周向方向交替布置。

所述外轮缘可以设置为四个，包括第一外轮缘、第二外轮缘、第三外轮缘以及第四外轮缘，所述内轮缘可以设置为四个，包括铰接在一起的第一被动内轮缘和第一主动内轮缘、铰接在一起的第二被动内轮缘和第二主动内轮缘、铰接在一起的第三被动内轮缘和第三主动内轮缘以及铰接在一起的第四被动内轮缘和第四主动内轮缘。

所述毂部组件可以包括第一毂部、第二毂部和第三毂部，所述第一毂部通过轴套设置在转向轴上，轴套的内周表面与转向轴的外周表面通过花键结构相匹配，轴套的外周表面连接至第一毂部内，从而第一毂部围绕转向轴的转动使所述转向轴转动，所述第二毂部和第三毂部围绕转向轴的转动不使所述转向轴转动。

第一毂部、第二毂部和第三毂部的每一个包括环形部和延伸部，环形部同轴地设置在转向轴上，并且第一毂部的环形部通过轴套设置在转向轴上，轴套的外周表面连接至第一毂部的环形部内，所述延伸部从环形部的外边缘沿方向盘的径向方向向外延伸；第一毂部具有四个延伸部，第二毂部和第三毂部分别具有两个延伸部；第一外轮缘、第二外轮缘、第三外轮缘和第四外轮缘的每一个经由相应的轮辐且通过相应的移动件与第一毂部的延伸部连接；第一主动内轮缘和第三主动内轮缘的每一个经由相应的轮辐且通过相应的移动件与第二毂部的延伸部连接；第二主动内轮缘和第四主动内轮缘的每一个经由相应的轮辐且通过相应的移动件与第三毂部的延伸部连接。

所述移动件可以包括螺纹杆和电机，电机设置在环形部或延伸部内，螺纹杆设置在延伸部内，并且螺纹杆的轴线与延伸部的延伸方向平行，螺纹杆与电机连接，通过接收电机输出的转动力来绕自身轴线转动；延伸部在延伸方向上的端部设置有开口，轮辐的一端部伸入延伸部的开口，并且轮辐的一端部设置有螺纹腔，螺纹杆插入螺纹腔中，所述螺纹腔中的螺纹与螺纹杆外表面的螺纹相匹配，使得当所述螺纹杆转动时，轮辐能够相对于延伸部移动，轮辐的另一端部连接所述外轮缘和/或主动内轮缘。

所述转动件包括可以电机、第一齿轮、第二齿轮以及用于放置第一齿轮和第二齿轮的支座，第一齿轮、第二齿轮通过接收电机输出的转动力来转动，支座通过花键结构套设在转向轴上，所述第二毂部和第三毂部的环形部的外周表面设置有齿部；所述第一齿轮与第二毂部的齿部相啮合，第二齿轮与第三毂部的齿轮相啮合，使得当第一齿轮逆时针转动且第二齿轮顺时针转动时，第一主动内轮缘和第二主动内轮缘能够收缩至相邻的第二外轮缘内，第三主动内轮缘和第四主动内轮缘能够收缩至相邻的第四外轮缘内，当第一齿轮顺时针转动且第二齿轮逆时针转动时，第一主动内轮缘和第二主动内轮缘能够从相邻的第二外轮缘伸出，第三主动内轮缘和第四主动内轮缘能够从相邻的第四外轮缘伸出。

所述轮缘组件还可以包括六个外轮缘和四个内轮缘，第一外轮缘、第一内轮缘、第二外轮缘、第三外轮缘、第二内轮缘、第四外轮缘、第三内轮缘、第五外轮缘、第六外轮缘以及第四内轮缘沿周向交替布置且连接成环形；转动件驱动与所述部分毂部连接的第二外轮缘、第三外轮缘、第五外轮缘、第六外轮缘转动，从而第一内轮缘能够收缩至第二外轮缘内，第二内轮缘能够收缩至第三外轮缘内，第三内轮缘能够收缩至第五外轮缘内，第四内轮缘能够收缩至第六外轮缘内，或者第一内轮缘能够从第二外轮缘伸出，第二内轮缘能够从第三外轮缘伸出，第三内轮缘能够从第五外轮缘伸出，第四内轮缘能够从第六外轮缘伸出；移动件驱动第一外轮缘、第二外轮缘、第三外轮缘、第四外轮缘、第五外轮缘和第六外轮缘能够沿方向盘的径向方向移动。

所述方向盘可以进一步包括电路板，电路板上设置有传感器，转向轴的底部设置有轴端套，轴端套的底部设置有传感器触发元件，传感器触发元件位于传感器的上方。

所述车辆用方向盘可以进一步包括：安全气囊组件，其设置在毂部上；控制面板，其设置为围绕安全气囊组件，并且包括：按键，驾驶员通过操作按键来改变轮缘组件的形状；显示器，其配置为显示轮缘组件转动的角度以及与当前轮缘组件的形状相对应的模式信息。

本实用新型采取以上技术方案，其具有以下有益效果：车辆用方向盘将轮缘组件分割成内轮缘和外轮缘，通过移动件使外轮缘和/或内轮缘在方向盘的径向方向上可以移动，并且通过转动件使内轮缘相对于外轮缘在方向盘的周向方向上可以转动，提高了外轮缘和内轮缘的每一个的自由运动的能力，从而方向盘的形状可以被改变。通过将外轮缘和内轮缘在径向和周向上的移动或转动进行组合来改变轮缘组件的形状。例如，轮缘组件的直径(或周长)可以缩小，从而有利于驾驶员在车辆自动驾驶期间获得更多的驾驶位的活动空间。此外，轮缘组件还可以从封闭的环形改变为具有缺口，驾驶员可以通过缺口观察仪表板，便于驾驶员了解车辆的行驶信息。

附图说明

下文将结合附图对本实用新型的示例性实施方案进行更为详细的说明。为清楚起见，不同附图中相同的部件以相同标记示出。需要说明的是，附图仅起到示意作用，其并不必然按照比例绘制。在这些附图中：

图1是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘处于完全展开状态时的结构示意图。

图2是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘的结构分解图。

图3是根据本实用新型的一个实施方案的轮辐、被动内轮缘和主动内轮缘之间的结构分解图。

图4是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘处于完全展开状态时的俯视图。

图5是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘处于完全收缩状态时的俯视图。

图6是根据本实用新型的实施方案的外轮缘与移动件之间的结构示意图。

图7是图6中沿A-A截取的截面图。

图8是根据本实用新型的实施方案的销钉的安装示意图。

图9A和图9B是根据本实用新型的实施方案的转动件的结构原理图。

图10A是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘处于完全展开状态时的局部结构示意图。

图10B是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘处于完全收缩状态时的局部结构示意图。

图11是根据本实用新型的实施方案的多个毂部层叠在一起的俯视图。

图12是根据本实用新型的实施方案的转动件和毂部的连接结构的截面图。

图13是根据本实用新型的实施方案的转动件和毂部的俯视图。

图14是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘具有一个缺口时的俯视图。

图15是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘具有两个缺口时的俯视图。

图16是根据本实用新型的另一个实施方案的车辆用方向盘处于完全展开状态时的俯视图。

图17是根据本实用新型的实施方案的转向轴与车辆转向系统之间的结构示意图。

图18是根据本实用新型的实施方案的安全气囊组件和控制面板的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施方案作详细说明，本实施方案在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施方案。

在本文中，方向术语“左侧”、“右侧”“上方”、“下方”是当乘坐在车辆上的驾驶员观察方向盘时所看到的“左侧”、“右侧”“上方”、“下方”方向。

图1是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘处于完全展开状态时的结构示意图。图2是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘的结构分解图。结合图1和图2，根据本实用新型的实施方案，车辆用方向盘可以包括转向轴100、轮缘组件200、毂部组件以及轮辐400。转向轴100可以连接到车轮转向系统，轮缘组件200可以经由相应的轮辐400连接到毂部组件，并且毂部组件包括毂部300，毂部300同轴地设置在转向轴100上，并且至少一个毂部300围绕转向轴100的转动能够使转向轴100转动。因此，方向盘可以将驾驶员作用到方向盘轮缘组件200上的力转换为转矩后传递给转向轴100和使车轮转向的系统，从而操纵车辆的行驶方向。

轮缘组件200包括内轮缘220和套设在内轮缘220外的外轮缘210。内轮缘220包括铰接在一起的被动内轮缘230和主动内轮缘240。外轮缘210与相邻的被动内轮缘230或主动内轮缘240匹配并且沿周向选择性地滑动。外轮缘210、被动内轮缘230和主动内轮缘240的横截面可以均为圆形。或者，外轮缘210和内轮缘220的横截面还可以为卵形、椭圆形或其他形状。每个被动内轮缘230、每个主动内轮缘240和每个外轮缘210可以分别构造成弧形。

外轮缘210和内轮缘220可以分别设置为多个，外轮缘210和内轮缘220的数量可以相等。多个外轮缘210和多个内轮缘220沿周向交替布置。多个内轮缘220相对于方向盘的中心镜像地布置，并且多个外轮缘210相对于方向盘的中心镜像地布置。

在本实施方案中，外轮缘210和内轮缘220可以分别设置为四个。具体地，外轮缘210包括第一外轮缘211、第二外轮缘212、第三外轮缘213以及第四外轮缘214。内轮缘220包括：铰接在一起的第一被动内轮缘231和第一主动内轮缘241、铰接在一起的第二被动内轮缘232和第二主动内轮缘242、铰接在一起的第三被动内轮缘233和第三主动内轮缘243以及铰接在一起的第四被动内轮缘234和第四主动内轮缘244。

在车辆用方向盘处于完全展开状态时，外轮缘210和内轮缘220沿周向交替布置且连接为环形。第一被动内轮缘231和第三被动内轮缘233相对于方向盘的中心镜像地布置，第二被动内轮缘232和第四被动内轮缘234相对于方向盘的中心镜像地布置。第一主动内轮缘241和第三主动内轮缘243相对于方向盘的中心镜像地布置，第二主动内轮缘242和第四主动内轮缘244相对于方向盘的中心镜像地布置。包括在内轮缘220中的主动内轮缘241、242、243、244相对于方向盘的中心镜像地布置。

外轮缘210、内轮缘220可以分别经由相应的轮辐400连接到毂部300。在本实施方案中，外轮缘211、212、213、214分别通过相应的轮辐400连接到毂部300，并且外轮缘211、212、213、214分别与相应的轮辐400固定连接。包括在内轮缘220中的主动内轮缘241、242、243、244分别通过相应的轮辐400连接到毂部300，并且主动内轮缘241、242、243、244分别与相应的轮辐400铰接。

图3是根据本实用新型的一个实施方案的轮辐、被动内轮缘和主动内轮缘之间的结构分解图。被动内轮缘230与主动内轮缘240能够铰接在一起，如图3所示，被动内轮缘230的与主动内轮缘240相对的端部设置有第一铰链杆250，主动内轮缘240的与被动内轮缘230相对的端部设置有容纳部260。第一铰链杆250能够转动地保持在容纳部260中，从而实现被动内轮缘230和主动内轮缘240之间的铰接。

主动内轮缘240对应于轮辐400的位置设置有容纳孔(未示出)，相应的轮辐400的一个端部设置有能够插入到所述容纳孔中的第二铰链杆270，从而实现主动内轮缘240与轮辐400之间的铰接。

此外，第一铰链杆250和第二铰链杆270的轴线设置为与转向轴100大致上平行(即，在与平行方向呈例如0°到5°的预定角度范围内)。因此，被动内轮缘230与主动内轮缘240之间的铰接结构以及主动内轮缘240与轮辐400之间的铰接结构可以使被动内轮缘230和主动内轮缘240在方向盘的转动平面内各自选择性地转动。

根据本实用新型的实施方案，多个毂部300同轴地设置在转向轴100上，所有的毂部300都能够围绕转向轴100转动，并且部分毂部围绕转向轴100的转动不使转向轴100转动。车辆用方向盘可以进一步包括用于调节轮缘组件200形状的调节组件。调节组件可以包括移动件500和转动件600。移动件500连接毂部300和轮辐400，并且能够驱动轮辐400相对于毂部300移动，使得内轮缘220和/或外轮缘210能够沿方向盘的径向方向移动。转动件600与上述部分毂部300连接，并且能够驱动上述部分毂部300围绕转向轴100转动，进而驱动与上述部分毂部300连接的内轮缘220或外轮缘210转动，使得内轮缘220能够收缩至外轮缘210内，或者内轮缘220能够从外轮缘210伸出。

在本实用新型的实施方案中，外轮缘210和/或内轮缘220能够在方向盘的径向方向上移动，并且内轮缘220相对于外轮缘210能够在方向盘的周向方向上转动，从而可以通过将外轮缘210和内轮缘220在径向上的移动和周向上的转动进行组合来改变轮缘组件的形状，例如，轮缘组件的直径(或周长)可以缩小。

图4是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘处于完全展开状态时的俯视图。图5是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘处于完全收缩状态时的俯视图。调节组件可以使轮缘组件200在图4和图5所示的形状之间进行改变。图4和图5示出的方向盘(具体地，沿着圆周方向延伸的轮缘组件200)均构造为封闭的弧形。根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘能够在图4示出的方向盘(即，轮缘组件200)尺寸与图5示出的方向盘尺寸之间调节，从而有利于驾驶员在车辆自动驾驶期间获得更多的驾驶位的活动空间。

根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘可以包括与外轮缘210和内轮缘220数量相对应的移动件500。外轮缘210和内轮缘220的每一个均由相对应的一个移动件500驱动。如图4所示，在外轮缘210和内轮缘220均为四个的情况下，车辆用方向盘可以包括八个移动件500。

在下文中，以用于外轮缘210的一个移动件500为例来具体地描述移动件500。

图6是根据本实用新型的实施方案的外轮缘与移动件之间的结构示意图。图7是图6中沿A-A截取的截面图。结合图2、图6和图7，移动件500可以设置在毂部300中。毂部300可以包括同轴地设置在转向轴100上的环形部311和从环形部311的外边缘沿方向盘的径向方向向外延伸的至少一个延伸部312。具体地，环形部311和延伸部312可以设置为中空的结构。移动件500可以包括电机510和螺纹杆520。

包括在移动件500中的电机510可以设置在环形部311或延伸部312内。优选地，电机510可以配备有相应的安装盖540，用于将电机510固定在环形部311中。电机510将接收到的电力转换为转动力并输出。螺纹杆520设置在延伸部312内，并且螺纹杆520的轴线与延伸部312的延伸方向平行。螺纹杆520与电机510连接，通过接收电机510输出的转动力来绕自身轴线转动。延伸部312在延伸方向上的端部设置有开口，轮辐400的一端部可以伸入延伸部312的开口。此外，轮辐400的一端部设置有螺纹腔，螺纹杆520插入螺纹腔中，该螺纹腔中的螺纹与螺纹杆520外表面的螺纹相匹配。轮辐400的另一端部与相应的外轮缘210(或内轮缘220)连接。因此，由电机510生成的转动力转换为使轮辐400和外轮缘210(或内轮缘220)一起沿方向盘的径向方向平移运动的力。

图8是根据本实用新型的实施方案的销钉的安装示意图。移动件500可以进一步包括销钉530。沿延伸部312的延伸方向可以设置有限位槽313，销钉530设置在限位槽313中，并且销钉530的末端固定在轮辐400上。因此，轮辐400与延伸部312通过销钉530进行连接，有利于轮辐400的一端部在延伸部312内部移动时的稳定。当外轮缘210(或内轮缘220)沿方向盘的径向方向移动时，销钉530会沿着限位槽313移动。

根据本实用新型的实施方案，内轮缘220设计为包括铰接在一起的被动内轮缘230和主动内轮缘240，并且主动内轮缘240还能够在转动件600的操作下收缩至相邻的外轮缘210内或者从相邻的外轮缘210伸出，可以解决外轮缘210和内轮缘220本身不是弹性材料而导致的方向盘在收缩或展开的过程中外轮缘210与内轮缘220之间相互滑动出现不顺畅的问题。如果内轮缘220构造成整个的弧形并且仅有移动件500，那么在移动件500使外轮缘210沿方向盘的径向方向向内移动时，外轮缘210与内轮缘220相互滑动，多个外轮缘210之间的距离变小，但是由于内轮缘220不是弹性材料，内轮缘220在外轮缘210的束缚下不发生弯曲，这样会阻碍外轮缘210的向内移动。

在下文中，以用于内轮缘的一个转动件为例来具体地描述转动件600。图9A和图9B是根据本实用新型的实施方案的转动件的结构原理图。

根据本实用新型的实施方案，转动件600可以包括齿轮610。如图9A和图9B所示，环形部311的外周表面可以设置有齿部，齿轮610可以与该齿部相啮合。齿轮610可以通过接收电机输出的转动力来转动。当齿轮610逆时针转动时，齿轮610带动毂部300顺时针转动，与毂部300连接的轮辐400顺时针转动。由于轮辐400与主动内轮缘240连接(具体地，铰接)，因此主动内轮缘240会随着轮辐400顺时针转动，即朝向相邻的外轮缘210转动，从而收缩至相邻的外轮缘210内。相反地，当齿轮610顺时针转动时，主动内轮缘240逆时针转动，即远离相邻的外轮缘210，从而从相邻的外轮缘210的内部伸出。

下面以位于车辆用方向盘右上角的第一外轮缘211、第二外轮缘212、第一主动内轮缘241以及第一被动内轮缘231作为示例来更详细地描述方向盘在完全展开状态与完全收缩状态之间的变换过程。

图10A是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘处于完全展开状态时的局部结构示意图。图10B是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘处于完全收缩状态时的局部结构示意图。

参照图9A和图9B以及图10A和图10B，当方向盘处于完全展开状态时，轮缘组件200的直径(或周长)更大，多个外轮缘210之间的距离更大，第一被动内轮缘231的外部被第一外轮缘211完全覆盖，第一主动内轮缘241的外部基本上暴露出。外轮缘210和内轮缘220构成方向盘的外观。

在方向盘由完全展开状态变换为完全收缩状态的过程中，移动件500使第一外轮缘211、第二外轮缘212和第一主动内轮缘241沿方向盘的径向方向向内移动。随着第一外轮缘211、第二外轮缘212和第一主动内轮缘241的移动，由于第一被动内轮缘231和第一主动内轮缘241之间铰接，因此第一主动内轮缘241的移动可以使得第一被动内轮缘231也沿方向盘的径向方向向内移动。此外，第一被动内轮缘231在第一外轮缘211的束缚下能够相对于第一主动内轮缘241转动。

在齿轮610逆时针转动的驱动下，第一主动内轮缘241顺时针朝向相邻的外轮缘210(即，第二外轮缘212)转动，因而第一主动内轮缘241收缩至第二外轮缘212的内部。

根据本实用新型的实施方案，通过第一外轮缘211与第一被动内轮缘231之间的滑动、第二外轮缘212与第一主动内轮缘241之间的滑动以及第一外轮缘211、第二外轮缘212和第一主动内轮缘241沿方向盘径向方向的向内移动，使得方向盘由完全展开状态变换为完全收缩状态。多个外轮缘210之间的距离变小，大致上仅外轮缘210构成方向盘的外观。被动内轮缘230和主动内轮缘240之间具有角度θ。

进一步参照图9A至图9B以及图10A至图10B，当方向盘从完全收缩状态变换为完全展开状态时，移动件500可以使第一外轮缘211、第二外轮缘212和第一主动内轮缘241沿方向盘的径向方向向外移动。同时，齿轮610驱动第一主动内轮缘241从第二外轮缘212内伸出，第一外轮缘211与第一被动内轮缘231之间相互滑动并且第二外轮缘212与第一主动内轮缘241之间相互滑动，多个外轮缘210之间的距离变大，被动内轮缘230和主动内轮缘240之间的角度θ可以变为0°。

根据本实用新型的实施方案，毂部300可以设置为三个。毂部组件包括第一毂部310、第二毂部320和第三毂部330。第一毂部310、第二毂部320和第三毂部330的每一个包括环形部311和延伸部312。在这三个毂部300之中，第一毂部310(即，第一毂部310的环形部311)通过轴套340设置在转向轴100上，使得第一毂部310围绕转向轴100的转动使转向轴100转动。具体地，轴套340的内周表面与转向轴100的外周表面通过花键结构相匹配，轴套340的外周表面连接至第一毂部310(即，第一毂部310的环形部311)内。

第二毂部320和第三毂部330是上述部分毂部300。即，第二毂部320和第三毂部330不经由轴套340设置在转向轴100上。第二毂部320和第三毂部330围绕转向轴的转动不使转向轴100转动。

第一毂部310具有四个延伸部312，第二毂部320和第三毂部330分别具有两个延伸部312。

第一外轮缘211、第二外轮缘212、第三外轮缘213和第四外轮缘214的每一个经由相应的轮辐400且通过相应的移动件500与第一毂部310的延伸部312连接。除了外轮缘211、212、213、214在移动件500的操作下可以沿方向盘的径向方向移动外，通过驾驶员在驾驶过程中对外轮缘211、212、213、214的转动，可以使第一毂部310带动转向轴100转动，从而改变车辆的行驶方向。

第一主动内轮缘241和第三主动内轮缘243的每一个经由相应的轮辐400且通过相应的移动件500与第二毂部320的延伸部312连接。第二主动内轮缘242和第四主动内轮缘244的每一个经由相应的轮辐400且通过相应的移动件500与第三毂部330的延伸部312连接。

图12是根据本实用新型的实施方案的转动件和毂部的连接结构的截面图。图13是根据本实用新型的实施方案的转动件和毂部的连接结构的俯视图。参照图12和图13，齿轮610可以设置为两个，具体地，包括第一齿轮611和第二齿轮612，第一齿轮611与第二毂部320的齿部相啮合，第二齿轮612与第三毂部330的齿轮相啮合。

转动件600可以进一步包括用于放置齿轮610的支座620，支座620通过花键结构套设在转向轴100上，第一齿轮611和第二齿轮612分开设置在支座620的两侧。因此，当驾驶员操作轮缘组件200转动以改变车辆的行驶方向时，支座620随着转向轴100的转动而转动，使得位于支座620一侧的第一齿轮611保持与第二毂部320齿部相啮合的状态，位于支座620另一侧的第二齿轮612保持与第三毂部330的齿部相啮合的状态。

由于第二毂部320和第三毂部330顺序地套设在转向轴100上，因此，第一齿轮611的高度与第二毂部320的环形部311的高度相对应，第二齿轮612的高度与第三毂部330的环形部311的高度相对应。当第一齿轮611和第二齿轮612的转动方向相反时，第二毂部320和第三毂部330可以围绕转向轴100沿相反的方向转动，并且第二毂部320和第三毂部330的转动不会带动转向轴100的转动，即不影响车辆的行驶方向。在第二毂部320和第三毂部330转动的过程中，所有的主动内轮缘241、242、243、244可以同步地收缩至外轮缘210内，或者从外轮缘210伸出。

具体地，当方向盘从完全展开状态变换为完全收缩状态时，如图10A和10B所示，第一齿轮611逆时针转动，使得第二毂部320顺时针转动，结合图4，第一主动内轮缘241顺时针转动至第二外轮缘212内，第三主动内轮缘243顺时针转动至第四外轮缘214内。同时，第二齿轮612顺时针转动，使得第三毂部330逆时针转动，结合图4，第二主动内轮缘242逆时针转动至第二外轮缘212内，第四主动内轮缘244逆时针转动至第四外轮缘214内。

类似地，当方向盘从完全收缩状态变换为完全展开状态时，第一齿轮611顺时针转动并且第二齿轮612逆时针转动，第一主动内轮缘241和第二主动内轮缘242从第二外轮缘212内伸出，第三主动内轮缘243、第四主动内轮缘244从第四外轮缘214内伸出。

车辆用方向盘进一步包括轴支架630，轴支架630通过花键结构同轴地设置在转向轴100上，可以随转向轴100的转动而转动。轴支架630位于支座620的底面，从而可以固定轴支架630上方的支座620。

此外，根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘还可以改变为具有缺口，驾驶员可以通过缺口观察仪表板，便于驾驶员了解车辆的行驶信息。

图14是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘具有一个缺口时的俯视图。调节组件可以使轮缘组件200在图4所示的完全展开状态的封闭形状和图14所示的形状之间进行改变。图14示出的方向盘构造为具有上方的缺口，缺口有利于驾驶员观察仪表板。当方向盘从完全展开状态变换为具有一个缺口状态时，首先，转动件600使第一主动内轮缘241收缩至第二外轮缘212内，并且使第四主动内轮缘244收缩至第四外轮缘214内。接下来，移动件500使第一外轮缘211沿方向盘的径向方向向内移动。最后，转动件600使第一主动内轮缘241从第二外轮缘212内伸出，并且使第四主动内轮缘244从第四外轮缘214内伸出。因而，方向盘的上方出现了一个缺口，驾驶员可以通过该缺口观察仪表板，了解与车辆行驶有关的信息。

图15是根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘具有两个缺口时的俯视图。调节组件可以使轮缘组件200在图4所示的完全展开状态的封闭形状和图15所示的形状之间进行改变。图15示出的方向盘构造为具有上方和下方两个缺口，这种形状的方向盘适用于车辆的游戏与娱乐模式。当方向盘从完全展开状态变换为具有两个缺口状态时，首先，转动件600使第一主动内轮缘241、第二主动内轮缘242收缩至第二外轮缘212内，并且使第三主动内轮缘243、第四主动内轮缘244收缩至第四外轮缘214内。接下来，移动件500使第一外轮缘211和第三外轮缘213沿方向盘的径向方向向内移动。因而，方向盘的上方和下方均出现了缺口，驾驶员可以利用图15所示的方向盘形状进行游戏或娱乐活动。

在上述实施方案中，以轮缘组件200包括四个外轮缘210和四个内轮缘220为例进行说明。然而，应当理解的是，根据本实用新型的车辆用方向盘的轮缘组件200还可以包括其它数量的外轮缘210和其它数量的内轮缘220。

图16是根据本实用新型的另一个实施方案的车辆用方向盘处于完全展开状态时的俯视图。如图16所示，轮缘组件200可以包括六个外轮缘和四个内轮缘，即第一外轮缘211、第一内轮缘221、第二外轮缘212、第三外轮缘213、第二内轮缘222、第四外轮缘214、第三内轮缘223、第五外轮缘215、第六外轮缘216以及第四内轮缘224沿周向交替布置且连接成环形。

与图4所示的实施方案的主动内轮缘241、242、243、244经由轮辐400与上述部分毂部300(第二毂部320和第三毂部330)连接，并且转动件600驱动主动内轮缘241、242、243、244转动不同，在图16所示的实施方案中，第二外轮缘212、第三外轮缘213、第五外轮缘215、第六外轮缘216经由轮辐400与上述部分毂部300连接，转动件600驱动第二外轮缘212、第三外轮缘213、第五外轮缘215、第六外轮缘216能够转动，从而第一内轮缘221能够收缩至第二外轮缘212内，第二内轮缘222能够收缩至第三外轮缘213内，第三内轮缘223能够收缩至第五外轮缘215内，第四内轮缘224能够收缩至第六外轮缘216内。与图4所示的实施方案的移动件500驱动主动内轮缘241、242、243、244和外轮缘211、212、213、214沿方向盘的径向方向向内移动不同，在图16所示的实施方案中，移动件500使外轮缘211、212、213、214、215、216沿方向盘的径向方向向内移动。由此，轮缘组件200可以从完全展开状态变换为完全收缩状态。

类似地，轮缘组件200也可以从完全收缩状态变换为完全展开状态，第一内轮缘221能够从第二外轮缘212伸出，第二内轮缘222能够从第三外轮缘213伸出，第三内轮缘223能够从第五外轮缘215伸出，第四内轮缘224能够从第六外轮缘216伸出，外轮缘211、212、213、214、215、216能够沿方向盘的径向方向向外移动。此外，内轮缘220可以设计为包括铰接在一起的被动内轮缘和主动内轮缘。

返回到图1和图2，根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘可以包括支架700，三个毂部300安装在支架700内，支架700设置有槽口710，毂部300的延伸部312可以从槽口710中伸出。

根据本实用新型的实施方案，车辆转向系统可以利用线控转向(Steering byWire，SBW)来代替机械的转向结构，车辆的方向盘(即，转向轴100)的转动可以通过电信号发送到车轮转向系统。图17是根据本实用新型的实施方案的转向轴与车轮转向系统之间的结构示意图。结合图1、图2和图17，车辆用方向盘可以进一步包括设置在支架700底部的盒体800。盒体800包括连接在一起的第一盒体810和第二盒体820。盒体800的内部设置有电路板830。电路板830上设置有传感器840，转向轴100的底部设置有轴端套860，轴端套860的底部设置有传感器触发元件870。转向轴100穿过第一盒体810，设置在转向轴100底部的轴端套860上的传感器触发元件870位于传感器840的上方。

具体地，电路板830可以是印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，传感器触发元件870可以是磁体，传感器840可以是霍尔传感器。当驾驶员作用到方向盘轮缘组件200上的力传递到转向轴100时，霍尔传感器可以获得转向角数据，电路板830根据霍尔传感器检测到的转向角数据输出用于控制车辆转向的信号，并且控制车辆的行驶方向。

此外，盒体800中还设置有用于提供转向力负载的负载装置850。负载装置850可以是齿轮结构，相应地，转向轴100的外周表面设置有齿轮部880，齿轮部880与负载装置850的齿轮结构相匹配。车辆可以利用负载装置850调整不同行驶模式的负载力。

返回到图2，根据本实用新型的实施方案，车辆用方向盘可以进一步包括安全气囊组件910和控制面板930。图18是根据本实用新型的实施方案的安全气囊组件和控制面板的结构示意图。结合图2和图18，安全气囊组件910可以通过固定装置920设置在毂部300(具体地，第一毂部310)上。在本实施方案中，固定装置920具有用于固定在第一毂部310的环形部311上的爪部921。

控制面板930设置为围绕安全气囊组件910。控制面板930可以包括按键931和显示器932。在本实施方案中，可以将方向盘形状与模式编号进行预先匹配。例如，将图14所示的具有一个缺口的方向盘的形状定义为模式1，将图15所示的具有两个缺口的方向盘的形状定义为模式2，将图4所示的处于完全展开状态的方向盘的形状定义为模式3，将图5所示的处于完全收缩状态的方向盘的形状定义为模式4。用于切换这些模式的按键931可以至少包括模式确认按键和模式改变按键。驾驶员可以通过操作这些按键来改变轮缘组件的形状。

显示器932可以显示与当前方向盘(即，轮缘组件)的形状相对应的模式信息，例如，显示器932可以显示“模式1”、“模式2”、“模式3”和“模式4”。显示器932还可以显示轮缘组件200转动的角度。具体地，显示器932两侧具有发光二极管(light-emitting diode，LED)指示灯933。当驾驶员操作方向盘向右转动60°时，右侧的LED指示灯933会亮起，并且显示器932上显示“60”。当驾驶员操作方向盘向左转动60°时，左侧的LED指示灯933会亮起，显示器932上也显示“60”。

根据本实用新型的实施方案的车辆用方向盘将轮缘组件分成内轮缘和外轮缘，通过移动件使外轮缘和/或内轮缘能够在方向盘的径向方向上移动，并且通过转动件使内轮缘相对于外轮缘能够在方向盘的周向方向上转动，提高了外轮缘和内轮缘的每一个的自由运动的能力，从而方向盘的形状可以改变。

通过将外轮缘和内轮缘在径向上的移动和周向上的转动进行组合来改变轮缘组件的形状。例如，轮缘组件的直径(或周长)可以缩小，从而有利于驾驶员在车辆自动驾驶期间获得更多的驾驶位的活动空间。此外，轮缘组件还可以从封闭的环形变为具有缺口的形状，驾驶员可以通过缺口观察仪表板，便于驾驶员了解车辆的行驶信息。

本实用新型的各种实施方案并非所有可能组合的穷举性示例，而是旨在描述本实用新型的代表性方面，并且以各种实施方案描述的内容可以独立地或以两种或更多种的组合来应用。

以上示例性实施方案所呈现的描述仅用以说明本实用新型的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本实用新型限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本实用新型的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本实用新型的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (12)

1.一种车辆用方向盘，其特征在于，包括：

转向轴；

轮缘组件，其包括内轮缘和套设在所述内轮缘外的外轮缘；

毂部组件，其包括多个毂部，所述多个毂部同轴地设置在转向轴上，所有的毂部都能够围绕转向轴转动，并且部分毂部围绕转向轴的转动不使所述转向轴转动；

轮辐，所述内轮缘和外轮缘的每一个经由相应的轮辐连接到毂部；

转动件，其与所述部分毂部连接，并且能够驱动所述部分毂部围绕转向轴转动，进而驱动与所述部分毂部连接的内轮缘或外轮缘转动，使得内轮缘能够收缩至外轮缘内，或者内轮缘能够从外轮缘伸出；以及

移动件，其连接毂部和轮辐，并且能够驱动轮辐相对于毂部移动，使得内轮缘和/或外轮缘能够沿方向盘的径向方向移动。

2.根据权利要求1所述的车辆用方向盘，其特征在于，

所述内轮缘包括：

被动内轮缘，其与相邻的外轮缘匹配；

主动内轮缘，其与被动内轮缘铰接，所述主动内轮缘经由相应的轮辐连接到所述部分毂部，并且主动内轮缘与相应的轮辐铰接，从而主动内轮缘在移动件的操作下能够沿方向盘的径向方向移动，在转动件的操作下能够收缩至相邻的外轮缘内或者从相邻的外轮缘伸出。

3.根据权利要求2所述的车辆用方向盘，其特征在于，

被动内轮缘的与主动内轮缘相对的端部设置有第一铰链杆，主动内轮缘的与被动内轮缘相对的端部设置有容纳部，第一铰链杆能够转动地保持在容纳部中，从而被动内轮缘与主动内轮缘之间铰接；

主动内轮缘对应于轮辐的位置设置有容纳孔，相应的轮辐的一个端部设置有能够插入到所述容纳孔中的第二铰链杆，从而主动内轮缘与轮辐之间铰接；

第一铰链杆和第二铰链杆的轴线设置为与转向轴平行。

4.根据权利要求3所述的车辆用方向盘，其特征在于，外轮缘和内轮缘设置为数量相等的多个，并且沿方向盘的周向方向交替布置。

5.根据权利要求4所述的车辆用方向盘，其特征在于，所述外轮缘设置为四个，包括第一外轮缘、第二外轮缘、第三外轮缘以及第四外轮缘，所述内轮缘设置为四个，包括铰接在一起的第一被动内轮缘和第一主动内轮缘、铰接在一起的第二被动内轮缘和第二主动内轮缘、铰接在一起的第三被动内轮缘和第三主动内轮缘以及铰接在一起的第四被动内轮缘和第四主动内轮缘。

6.根据权利要求4所述的车辆用方向盘，其特征在于，所述毂部组件包括第一毂部、第二毂部和第三毂部，所述第一毂部通过轴套设置在转向轴上，轴套的内周表面与转向轴的外周表面通过花键结构相匹配，轴套的外周表面连接至第一毂部内，从而第一毂部围绕转向轴的转动使所述转向轴转动，所述第二毂部和第三毂部围绕转向轴的转动不使所述转向轴转动。

7.根据权利要求6所述的车辆用方向盘，其特征在于，

第一毂部、第二毂部和第三毂部的每一个包括环形部和延伸部，环形部同轴地设置在转向轴上，并且第一毂部的环形部通过轴套设置在转向轴上，轴套的外周表面连接至第一毂部的环形部内，所述延伸部从环形部的外边缘沿方向盘的径向方向向外延伸；

第一毂部具有四个延伸部，第二毂部和第三毂部分别具有两个延伸部；

第一外轮缘、第二外轮缘、第三外轮缘和第四外轮缘的每一个经由相应的轮辐且通过相应的移动件与第一毂部的延伸部连接；

第一主动内轮缘和第三主动内轮缘的每一个经由相应的轮辐且通过相应的移动件与第二毂部的延伸部连接；

第二主动内轮缘和第四主动内轮缘的每一个经由相应的轮辐且通过相应的移动件与第三毂部的延伸部连接。

8.根据权利要求7所述的车辆用方向盘，其特征在于，所述移动件包括螺纹杆和电机，电机设置在环形部或延伸部内，螺纹杆设置在延伸部内，并且螺纹杆的轴线与延伸部的延伸方向平行，螺纹杆与电机连接，通过接收电机输出的转动力来绕自身轴线转动；

延伸部在延伸方向上的端部设置有开口，轮辐的一端部伸入延伸部的开口，并且轮辐的一端部设置有螺纹腔，螺纹杆插入螺纹腔中，所述螺纹腔中的螺纹与螺纹杆外表面的螺纹相匹配，使得当所述螺纹杆转动时，轮辐能够相对于延伸部移动，轮辐的另一端部连接所述外轮缘和/或主动内轮缘。

9.根据权利要求7所述的车辆用方向盘，其特征在于，所述转动件包括电机、第一齿轮、第二齿轮以及用于放置第一齿轮和第二齿轮的支座，第一齿轮、第二齿轮通过接收电机输出的转动力来转动，支座通过花键结构套设在转向轴上，所述第二毂部和第三毂部的环形部的外周表面设置有齿部；

所述第一齿轮与第二毂部的齿部相啮合，第二齿轮与第三毂部的齿轮相啮合，使得当第一齿轮逆时针转动且第二齿轮顺时针转动时，第一主动内轮缘和第二主动内轮缘能够收缩至相邻的第二外轮缘内，第三主动内轮缘和第四主动内轮缘能够收缩至相邻的第四外轮缘内，当第一齿轮顺时针转动且第二齿轮逆时针转动时，第一主动内轮缘和第二主动内轮缘能够从相邻的第二外轮缘伸出，第三主动内轮缘和第四主动内轮缘能够从相邻的第四外轮缘伸出。

10.根据权利要求1所述的车辆用方向盘，其特征在于，所述轮缘组件包括六个外轮缘和四个内轮缘，第一外轮缘、第一内轮缘、第二外轮缘、第三外轮缘、第二内轮缘、第四外轮缘、第三内轮缘、第五外轮缘、第六外轮缘以及第四内轮缘沿周向交替布置且连接成环形；

转动件驱动与所述部分毂部连接的第二外轮缘、第三外轮缘、第五外轮缘、第六外轮缘转动，从而第一内轮缘能够收缩至第二外轮缘内，第二内轮缘能够收缩至第三外轮缘内，第三内轮缘能够收缩至第五外轮缘内，第四内轮缘能够收缩至第六外轮缘内，或者第一内轮缘能够从第二外轮缘伸出，第二内轮缘能够从第三外轮缘伸出，第三内轮缘能够从第五外轮缘伸出，第四内轮缘能够从第六外轮缘伸出；

移动件驱动第一外轮缘、第二外轮缘、第三外轮缘、第四外轮缘、第五外轮缘和第六外轮缘能够沿方向盘的径向方向移动。

11.根据权利要求1所述的车辆用方向盘，其特征在于，所述方向盘进一步包括电路板，电路板上设置有传感器，转向轴的底部设置有轴端套，轴端套的底部设置有传感器触发元件，传感器触发元件位于传感器的上方。

12.根据权利要求1所述的车辆用方向盘，其特征在于，所述车辆用方向盘进一步包括：

安全气囊组件，其设置在毂部上；

控制面板，其设置为围绕安全气囊组件，并且包括：

按键，驾驶员通过操作按键来改变轮缘组件的形状；

显示器，其配置为显示轮缘组件转动的角度以及与当前轮缘组件的形状相对应的模式信息。