基於線控轉向系統二自由度的力輸出操縱杆的製作方法

2023-05-21 06:33:36 4

專利名稱：基於線控轉向系統二自由度的力輸出操縱杆的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基於線控轉向系統設計的二自由度力輸出操縱杆操縱裝置，可用與轉向、加速、制動。
背景技術：
隨著人們對汽車性能的要求，汽車線控技術將是未來汽車的發展的趨勢，這使得底盤集成控制將成為可能。考慮到傳統汽車上有轉向盤、換擋手柄、油門踏板、剎車踏板等複雜的操作機構，勞動強度大，佔用車內空間大。操縱杆可以解決空間的問題，同時滿足駕駛員單手操縱的需求，駕駛員不必將雙手放在轉向盤上，雙腳限制在踏板上，使駕駛變得更人性化。傳統的油門踏板制動所需要的時間較長，而採用操縱杆可使制動反應時間縮短。但是，裝有轉向盤的傳統汽車，傳動比為15-20左右，操縱杆的擺動角在±30°左右，車輪的擺角在±45°左右，傳動比幾乎為I : 1，不利於駕駛的安全性和操縱穩定性。使用操縱杆機構，取消轉向盤，轉向柱等機構也增強了被動安全性。

發明內容
本發明裝置的作用正是為了提高操縱穩定性，減少由於高速行駛時轉向過於靈敏對駕駛員造成的緊張感，提出的一種通過測量駕駛員施加在操縱杆上的力的大小從而對線控轉向系統E⑶發送信號。由於操縱杆與基座球面接觸，所以操縱杆並不會隨著駕駛員力的方向而隨之移動，而是基本繞著基座的球心轉動。由於操縱杆可以360°轉動，可實現轉向和制動、加速同時進行，並不產生機械方面的幹涉。轉向時，駕駛員向左右推動操縱杆，施加在操縱杆上的力通過ECU的換算，作用在轉向輪上，實現轉向的目的；向前推動操縱杆時，加速度的大小與駕駛員施加的推力成正比；同理，在制動的時候，只需要駕駛員向後拉操縱杆即可實現， 制動強度與施加的拉力成正比。當駕駛員鬆開操縱杆，操縱杆由於彈性軸的彈性自動回正， 與此同時，汽車將保持當前的速度向前直線行駛。換言之，巡航控制可以實現，而且當遇到緊急情況時，直接拉動操縱杆，迅速切換到正常模式。本發明裝置解決其技術問題所採用的技術方案是操縱杆可以在支撐座上自由轉動，在操縱杆底面的前後左右四個位置處採集力的信號，力的大小通過膜片彈簧的變形來體現出來，進而通過應變片的測量，得出此時駕駛員施加的力以及相應的力所施加的位置， 通過系統ECU可以計算得到駕駛員所需要的轉角和加速或者制動的意圖。


附圖給出了發明基於汽車線控轉向系統的力輸入的操縱杆結構示意圖。圖I本發明基於汽車線控轉向系統的力輸入的操縱杆裝置結構的剖視三維視圖。圖2本發明基於汽車線控轉向系統的力輸入的操縱杆裝置結構中應變片在膜片彈簧上的布片方式圖。
權利要求
1.一種二自由度的操縱杆裝置，包括手柄、膜片彈簧、電橋、基座等，其特徵在於操縱手柄(I)通過彈性軸(8)與支撐體(2)連接，所述操縱手柄(I)可以在支撐體(2)上自由轉動，外殼(3)限制了操縱手柄(I)的上下移動和擺動角度的範圍，外殼(3)連接於基座(7)，所述膜片彈簧(4)中心固定在基座(7)上，所述支撐體(2)連接到基座(7)上，膜片彈簧(5)放置在基座(7)上，膜片彈簧(4)的中間和四周貼有應變片(5)，應變片採用半橋連接。
2.按照權利要求I所述的操縱杆裝置，其特徵在於在所述操縱手柄(I)下平面四周加工成球形凸臺，用於對膜片彈簧(4)的四瓣施加力。
3.按照權利要求I所述的操縱杆裝置，其特徵在於所述操縱手柄(I)下端加工成半球殼，可以在半球形支撐座(2)上轉動。
4.按照權利要求I所述的操縱杆裝置，其特徵在於所述膜片彈簧(4)加工成四瓣，分別對應著行駛方向的如後左右。
5.按照權利要求I所述的操縱杆裝置，其特徵在於所述外殼(3)上方開口大小以操縱手柄(I)向各個方向擺動45°為宜。
全文摘要
本發明為一種基於線控轉向系統二自由度的力輸出操縱杆。通過駕駛員的力輸入，向線控系統ECU發送力信號，從而實現駕駛時同時轉向、制動或加速的作用。其操縱手柄可以在支撐座上自由轉動，在操縱杆底面的前後左右四個位置處採集力的信號，力的大小通過膜片彈簧的變形來體現出來，進而通過應變片的測量，得出此時駕駛員施加的力，通過系統ECU可以計算得到駕駛員所需要的轉角和加速或者制動的意圖。
文檔編號B62D1/12GK102582674SQ201210033849
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月16日 優先權日2012年2月16日
發明者侯嘉封, 孫俏, 袁昆, 趙鏡澈, 鄭宏宇, 郭陽子 申請人:吉林大學