電動汽車的多功能方向盤機構的製作方法
2023-05-10 18:56:41 1
專利名稱：電動汽車的多功能方向盤機構的製作方法
技術領域：
本發明屬於電動汽車製造技術領域，具體涉及一種能夠實現汽車防盜、自動伸縮等多功能的方向盤。
背景技術：
為了解決汽車碰撞時候方向盤對駕駛員的損傷，國內外研究人員設計了一種安全的方向盤，它是由兩節軸中間通過銷連接起來的，當汽車受到碰撞時，人由於慣性壓在方向盤上，通過方向盤給鎖銷一個剪切力，使它斷掉，方向盤向下收縮，從而對人體一個緩衝，降低撞擊力度，增強了安全性能。但是，其存在如下缺陷。首先，正常使用時，它的傳動軸是固定的。由於人的體型有差別，當駕駛員進入到駕駛室時，例如前一個駕駛員體型較小，其座位調節的太靠前，而後來進去的駕駛員身體體型較大，則導致其進入駕駛室很困難；另外，有些身材矮小的駕駛員，踩離合器油門踏板困難，不得不把座椅調的很靠前，使得方向盤靠在胸口上，影響駕駛時的操作性。因此，由於方向盤的結構缺陷，導致其不能很好地適應所有體型駕駛員的操作。其次，傳統的安全方向盤結構雖不複雜，但是，一旦壓斷之後，其維修很不方便。最後，現有的汽車方向盤不帶防盜功能，只能靠額外的輔助裝置來實現汽車防盜，例如，在方向盤上加一把汽車方向盤鎖來實現。綜上所述，現有的安全方向盤功能單一，難以滿足現代人對於高品質汽車的追求。
發明內容
鑑於現有電動汽車的轉向傳動系統存在上述缺陷，本發明設計了一種電動汽車的多功能方向盤機構。在汽車停車熄火時或者駕駛員啟動車輛時，通過電控開關實現方向盤的伸縮功能，使任何體型的駕駛員都能夠自由的進出駕駛室，並且可以根據自身需要來調節方向盤的位置。並且，在汽車受到碰撞時，方向盤也能自動伸縮，給駕駛員一個緩衝過程，以減輕駕駛員受到的傷害，實現安全的功能。此外，當方向盤收起後又能夠自動上鎖，從而實現汽車的防盜功能。本發明方向盤由於結構簡單，從而也便於維修。本發明米取以下技術方案:電動汽車的多功能方向盤機構，包括方向盤，方向盤固定連接方向盤柱，方向盤柱的外壁與軸承的內圈相固定，軸承內置於一套筒，軸承軸向滑動配合於套筒之內，且軸承的外圈形成一連接耳，連接耳通過套筒軸向開設的導槽伸出其外；連接耳的外端與搖杆的一端通過第一連接銷鉸接，搖杆的另一端通過第二連接銷與曲柄的一端鉸接，曲柄的另一端通過銷而擺動式地裝配於車體，曲柄的此端端部形成齒牙，齒牙與蝸杆相嚙合，蝸杆由步進電機驅動。所述電動汽車的多功能方向盤機構，步進電機分兩路分別聯接步進電機正轉開關、步進電機反轉開關，步進電機正轉開關、步進電機反轉開關合成一路後，依次聯接鑰匙開關、車門鎖開關、熔絲、總熔絲後，接入蓄電池的負極，蓄電池的正極接地。所述電動汽車的多功能方向盤機構，套筒內安裝一電磁繼電器，電磁繼電器通過彈簧連接一金屬制的滑塊，滑塊滑動式地裝配於套筒內，當軸承下降到極限位置時，在彈簧的作用力下，滑塊處於軸承所在有滑道。所述電動汽車的多功能方向盤機構，電磁繼電器的一端接地，另一端依次通過所述的鑰匙開關、車門鎖開關、熔絲、總熔絲後，接入蓄電池的負極。電動汽車可以簡化掉傳統汽車轉向系統中的複雜傳動裝置，採用線控技術，使得方向盤可以集成實現很多功能。本發明主要包括方向盤組件、曲柄搖杆機構、步進電機及渦輪蝸杆減速齒輪組及電子鎖。與現有技術相比，本發明具有如下技術效果:1、與傳統的固定方向盤相比，本發明多功能方向盤可以為駕駛員進出駕駛室能夠留出較大的空間，不受方向盤的制約，並且方向盤可以停在任意位置，在調整座位的時候也可以調節方向盤的位置，從而可以適應不同體型駕駛員的操作需求，調整至最佳位置。2、當在受到重壓後，可以起到緩衝作用，從而實現了安全方向盤的功能。較傳統的安全方向盤，其結構更簡單，當壓斷後銷之後只需要更換一個即可，方便快捷。3、方向盤落座後自帶電子鎖將方向盤鎖住，並且由兩個電控開關一起控制方向盤的伸縮，使得即使盜車者啟動汽車後，由於方向盤處於鎖定狀態而不能將汽車開走。不僅省去了額外加裝汽車防盜鎖的過程及成本，也使得汽車更加安全。4、本發明方向盤具有結構簡單、節省成本等優點。
圖1是本發明方向盤機構的結構示意圖。圖2是方向盤局部結構圖。圖3是方向盤鎖的結構圖。圖4是方向盤鎖的控制電路圖。圖5是步進電機的控制電路圖。
具體實施例方式下面結合附圖來作詳細的說明。參見圖1-5，方向盤10固定連接方向盤柱8，方向盤柱8的外壁與軸承7的內圈固定相連。軸承7內置於一個套筒9，且軸承7的外圈形成一個連接耳6，此連接耳6通過套筒9上的一個導槽伸出其外，連接耳6可以帶動軸承7在套筒9內軸向移動，固定套筒9安裝於車體。連接耳6的外端與搖杆4的一端通過連接銷13鉸接，當方向盤受到重壓時，此連接銷13被壓斷，以實現安全盤的功能。搖杆4的另一端通過連接銷5與曲柄2的一端鉸接，曲柄2的另一端開有一個定位孔，此定位孔裝配一銷1，曲柄2通過銷I而擺動式地配合於車體。且曲柄2的此端端部帶有齒牙3，齒牙3與蝸杆11相嚙合，蝸杆11由步進電機12驅動。步進電機12輸出的轉矩通過蝸杆11、曲柄2、搖杆4、連接耳6，使軸承7在套筒9內作軸向的上下移動，進而帶動方向盤柱8作同步運動，實現方向盤的伸縮(升降)功能。參見圖5，步進電機12分兩路分別聯接步進電機正轉開關30、步進電機反轉開關31，兩開關再合成一路後，依次聯接鑰匙開關29、車門鎖開關28、熔絲27、總熔絲26後，接入蓄電池25的負極，蓄電池25的正極接地。其工作過程是:當駕駛員進入車內之前，首先打開車門，閉合車門鎖開關28，然後將鑰匙插進鑰匙孔內接通鑰匙開關29，開車準備工作做好後，手動按下電機開關30或31，步進電機12的控制電路被接通而開始工作，步進電機12正向或反向轉動，並通過渦輪蝸杆減速後，將動力傳給曲柄2,曲柄2繞銷I擺動,從而帶動搖杆4運動，又由於搖杆4與軸承7鉸接，使軸承7 (及方向盤柱8)沿套筒9的內壁上下滑動，從而實現了方向盤10的伸縮。其中，按下正轉開關30時，方向盤10升起；按下反轉開關31時，方向盤10則收起(下降)。當方向盤10調整至合適高度後，再關閉開關30或31。由於渦輪蝸杆自身具有自鎖功能，當方向盤10定位於一個位置後，便不會再滑動。因此，通過上述操作來調節方向盤的(高度)位置，當上車準備好後，按下相應的開關按鈕將方向盤調整至適合駕駛員操作的位置上，而無需調整座椅。如圖1所示，搖杆4和連接耳6通過連接銷13連接在一起並傳遞力，此處連接銷13的強度可以承受一定的拉壓應力。在正常使用情況下，其不會斷；而當發生意外狀況時，駕駛員由於慣性作用，給方向盤10 —個較大的衝擊力，此時連接銷13會被這個力給剪斷，方向盤10會往內縮(下降)，從而給人體一個緩衝作用，起到了安全方向盤的作用；且，此結構簡單，便於維修。參見圖2、3，套筒9內安裝一電磁繼電器17，電磁繼電器17通過彈簧16連接一滑塊15，滑塊15滑動式地裝配於套筒9內，彈簧16有一定的預緊壓力，在彈簧16的作用力下，滑塊15處於軸承7所在有滑道。參見圖4，電磁繼電器17的一端接地，另一端依次通過鑰匙開關29、車門鎖開關28、熔絲27、總熔絲26後，接入蓄電池25的負極。當駕駛員打開車門鎖開關28後，進入駕駛室，將鑰匙開關29接通通電，此時，電磁繼電器17的線圈通電，產生一個電磁力，該電磁力足以克服彈簧力，而將金屬制的滑塊15吸引過來，使得軸承7所在的滑道是導通的，軸承7可以自由的滑動。當駕駛員摁下方向盤伸出開關後，在電機的帶動下，方向盤可以沿著滑道上升。當軸承7退到(下降)到極限位置時，軸承7上的承接耳6剛好退到了滑塊15的滑道口下方，而不會影響到滑塊15的運動。因此，當停車後，按下圖5中電機反轉開關31，將方向盤收起，關掉鑰匙開關29，電磁繼電器17的線圈斷開，失去電磁力，滑塊15在彈簧16的彈力作用下滑出，並停止於軸承7所在的滑道，從而將方向盤10卡死，使得方向盤10不能被拉出(上升)，起到了自鎖防盜的作用。本領域中的普通技術人員應當認識到，以上實施例僅是用來驗證本發明，而並非作為對本發明的限定，只要是在本發明的範圍內，對以上實施例的變化、變形都將落在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.電動汽車的多功能方向盤機構，包括方向盤，方向盤固定連接方向盤柱，其特徵在於:方向盤柱的外壁與軸承的內圈相固定，軸承內置於一套筒，軸承軸向滑動配合於套筒之內，且軸承的外圈形成一連接耳，連接耳通過套筒軸向開設的導槽伸出其外；連接耳的外端與搖杆的一端通過第一連接銷鉸接，搖杆的另一端通過第二連接銷與曲柄的一端鉸接，曲柄的另一端通過銷而擺動式地裝配於車體，曲柄的此端端部形成齒牙，齒牙與蝸杆相嚙合，蝸杆由步進電機驅動。
2.如權利要求1所述電動汽車的多功能方向盤機構，其特徵在於:所述的步進電機分兩路分別聯接步進電機正轉開關、步進電機反轉開關，步進電機正轉開關、步進電機反轉開關合成一路後，依次聯接鑰匙開關、車門鎖開關、熔絲、總熔絲後，接入蓄電池的負極，蓄電池的正極接地。
3.如權利要求2所述電動汽車的多功能方向盤機構，其特徵在於:套筒內安裝一電磁繼電器，電磁繼電器通過彈簧連接一金屬制的滑塊，滑塊滑動式地裝配於套筒內，當軸承下降到極限位置時，在彈簧的作用力下，滑塊處於軸承所在有滑道。
4.如權利要求3所述電動汽車的多功能方向盤機構，其特徵在於:所述電磁繼電器的一端接地，另一端依次通過所述的鑰匙開關、車門鎖開關、熔絲、總熔絲後，接入蓄電池的負極。
全文摘要
本發明公開了一種電動汽車的多功能方向盤機構，包括方向盤，方向盤固定連接方向盤柱，方向盤柱的外壁與軸承的內圈相固定，軸承內置於一套筒，軸承軸向滑動配合於套筒之內，且軸承的外圈形成一連接耳，連接耳通過套筒軸向開設的導槽伸出其外；連接耳的外端與搖杆的一端通過第一連接銷鉸接，搖杆的另一端通過第二連接銷與曲柄的一端鉸接，曲柄的另一端通過銷而擺動式地裝配於車體，曲柄的此端端部形成齒牙，齒牙與蝸杆相嚙合，蝸杆由步進電機驅動。在汽車停車熄火時或者駕駛員啟動車輛時，本發明通過電控開關實現方向盤的伸縮功能，使任何體型的駕駛員都能夠自由的進出駕駛室，並且可以根據自身需要來調節方向盤的位置。
文檔編號B60R25/0215GK103192865SQ20131011862
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月8日 優先權日2013年4月8日
發明者孟慶華, 黃琴寶 申請人:杭州電子科技大學