一种多功能汽车转向装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多功能汽车转向装置，包括方向盘、与方向盘连接的转向柱和带动转向柱转动的第一传动组机构，所述转向柱包括依次连接转向套筒、第一齿条齿轮组和用于使转向柱与方向盘转动折叠连接的第一可折叠机构，所述第一齿条齿轮组和转向套筒均与第一传动组机构连接。本实用新型的多功能汽车转向装置提高驾乘舒适性和行车安全性，实现方向盘既能上下伸缩调节又能折叠收起，能够使驾驶员上下车方便，为驾驶员留出更多活动空间。
【专利说明】
一种多功能汽车转向装置
技术领域
[0001]本实用新型属于机动车辆转向技术领域，具体涉及一种多功能汽车转向装置。【背景技术】
[0002]伴随着国家经济的讯速发展，作为交通及运输工具，汽车已经走进千家万户。随着汽车保有量的不断增加，其驾乘舒适性、行驶安全性也越来越受到人们的重视。就汽车转向机构而言，目前大多数汽车方向盘是固定安装后，仅能上下调节，不能进行折叠调节的，这样不仅不便于驾驶员上下车，而且当停车休息时，方向盘占用了驾驶员的休息空间。此外， 就普通汽车而言，汽车的前照灯与汽车方向盘是相互独立的，其只具有固定的照射范围，当夜间汽车在弯道上转弯时，前照灯无法改变照明方向，经常会在弯道内侧出现“盲区”，驾驶者的视线被禁锢在前照灯光束照射的直线范围内，这对于汽车夜间在弯道行驶时非常危险，极大地影响了夜间行车的安全性。由于中高端汽车基本配有前前照灯随动转向系统，已经解决了该问题，但针对低端汽车用户而言，装配该系统成本过高，有点不切实际。因此，为了提高行车安全性和舒适性，如何实现汽车方向盘既能上下伸缩调节又能折叠收起，并且还能够以较低成本的方式实现汽车转向与前照灯联动调节，已经成为一个急需解决的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种多功能汽车转向装置，目的是使汽车方向盘与转向柱可折叠且能够上下伸缩调节方向盘。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0005]—种多功能汽车转向装置，包括方向盘、与方向盘连接的转向柱和带动转向柱转动的第一传动组机构，所述转向柱包括依次连接的转向套筒、第一齿条齿轮组和用于使转向柱与方向盘转动折叠连接的第一可折叠机构，所述第一齿条齿轮组和转向套筒均与第一传动组机构连接。
[0006]所述第一齿条齿轮组的齿条为圆弧形齿条。
[0007]所述第一可折叠机构包括支撑板和由外到内依次设置的双层套筒、第二弹簧、第二铰链，套筒内部顶端与第二弹簧顶端固定连接，第二弹簧下端通过支撑板与第一齿条齿轮组的齿条端部固定连接，所述第二弹簧的自由长度小于套筒长度，所述第二铰链的两端分别与方向盘和第一齿条齿轮组的齿条前端连接。
[0008]所述方向盘包括可折叠构件、固定构件、铰链机构和用于使可折叠构件与固定构件形成弹性拉紧接触的第一弹簧，所述可折叠构件依次通过铰链机构、第一弹簧与固定构件连接，且可折叠构件与固定构件的接触端设有用于容纳铰链机构和第一弹簧的容纳腔体。
[0009]所述铰链机构包括与可折叠构件连接的铰链活动关节和与第一弹簧连接的铰链固定关节，铰链活动关节与铰链固定关节铰接。
[0010]所述固定构件上设有显示屏。
[0011]所述第一传动组机构包括第一齿轮、齿带、第二齿轮以及依次连接的转向灯支撑架、前照灯支架安装体和前照灯支架，所述转向灯支撑架与第二齿轮固定连接，第一齿轮与转向套筒连接且通过齿带带动第二齿轮转动。
[0012]所述转向装置还包括第二传动组机构，第二传动组机构包括依次连接的支撑柱、 第一电机、第一齿轮组、减速器、第一传动轴和与第一齿条齿轮组的齿条嗤合的第三齿轮， 所述支撑柱与汽车底板固定连接。
[0013]所述转向装置还包括第三传动组机构，所述第三传动机构包括依次连接的第二齿条齿轮组、传动杆、前照灯初始位置保持件、前照灯上下运动支撑杆、限位杆和与支撑杆固定连接的第三弹簧，所述前照灯支架设有第一槽，第一槽内设有固定片体和沿固定片体转动的转动片体，前照灯上下运动支撑杆的一端与转动片体连接，前照灯上下运动支撑杆的另一端设有沿限位杆运动的质量环，所述第二传动组机构还包括依次连接的第二电机、锥齿轮组和第二传动轴，第二传动轴与第二齿条齿轮组连接，第二电机与支撑柱固定连接。
[0014]所述前照灯初始位置保持件为夹子，所述传动杆设有与夹子连接的垂直件，夹子的一个臂设有第二槽，另一个臂与设于车底板上的支撑杆固定连接，所述垂直件插入槽内可沿第二槽滑动。
[0015]有益效果:本实用新型的多功能汽车转向装置提高驾乘舒适性和行车安全性，实现方向盘既能上下伸缩调节又能折叠收起，其折叠收起是指不仅方向盘盘面能够折叠，其转向柱也能折叠，最大限度地为驾驶员上下车提供方便;并且在能实现方向盘转向与前照灯联动调节的同时，还能实现汽车上/下坡时，前照灯向下/上偏移一定角度，从而能够保证驾驶员视野范围，避免危险发生。在实现前述功能的基础上，该多功能汽车方向盘盘面还具有转向角实时显示功能，方便驾驶员对车况的掌握，以提醒驾驶员及时调整方向盘转向角度。能够使驾驶员上下车方便，为驾驶员留出更多活动空间。【附图说明】
[0016]本说明书包括以下附图，所示内容分别是:
[0017]图1是本实用新型多功能汽车转向装置的总体结构示意图；
[0018]图2是本实用新型多功能汽车转向装置的方向盘结构示意图；
[0019]图3是图2中A的局部放大图；
[0020]图4是本实用新型多功能汽车转向装置的转向柱结构示意图；
[0021]图5是图4中B的局部放大图；[〇〇22]图6是图4中C的局部放大图；[〇〇23]图7是图4中D的局部放大图；
[0024]图8是转向柱中第一可折叠机构结构示意图；
[0025]图9是本实用新型多功能汽车转向装置的第一传动组机构结构示意图；
[0026]图10是图9中前照灯支架尾端结构示意图；
[0027]图11是本实用新型多功能汽车转向装置的第二传动机构结构示意图；
[0028]图12是本实用新型多功能汽车转向装置的第三传动机构结构示意图；
[0029]图13是图12中前照灯上下运动支撑杆与限位杆的放大图；
[0030]图14是图13中前照灯上下运动支撑杆与限位杆连接处的局部放大图；[〇〇31]图15是图12中传动杆的局部放大图；[〇〇32]图16是图15中E的局部放大图；
[0033]图17是图12中前照灯初始位置保持件的结构示意图。[〇〇34] 图中标记为:[〇〇35]1、方向盘，2、可折叠构件，3、固定构件，4、第一弹簧，5、铰链活动关节，6、铰链固定关节，7、显示屏，8、第一可折叠机构，9、第一齿条齿轮组，10、转向套筒，11、第一齿轮，12、第二齿轮，13、齿带，14、转向柱，15、转向灯支撑架，16、前照灯支架安装体，17、前照灯支架， 18、固定片体，19、转动片体，20、按钮开关，21、线束，22、电机组合体，23、第一齿轮组，24、减速器，25、第一传动轴，26、第三齿轮，27、锥齿轮组，28、支撑柱，29、第二传动轴，30、第二齿条齿轮组，31、传动杆，32、前照灯初始位置保持件，33、前照灯上下运动支撑杆，34、限位杆， 35、第三弹簧，36、支撑杆，37、质量环，38、垂直件，39、第二槽。【具体实施方式】
[0036]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
[0037]如图1至图17所示，本实用新型具体涉及一种多功能汽车转向装置，包括方向盘1、 与方向盘1连接的转向柱14和带动转向柱14转动的第一传动组机构，转向柱14包括依次连接的转向套筒10、第一齿条齿轮组9和用于使转向柱与方向盘转动折叠连接的第一可折叠机构8,第一齿条齿轮组9和转向套筒10均与第一传动组机构连接。
[0038]第一可折叠机构8包括支撑板和由外到内依次设置的双层套筒、第二弹簧、第二铰链，套筒内部顶端与第二弹簧顶端固定连接，第二弹簧下端通过支撑板与第一齿条齿轮组9 的齿条前端部固定连接，第二弹簧的自由长度小于套筒长度，第二铰链的两端分别与方向盘和第一齿条齿轮组的齿条前端连接。具体的说，转向柱是由四段不同的转向柱体组成。第一段是一个铰链连接的可绕第二铰链转动部分，第二段的第一齿条齿轮组的齿条为一段圆弧齿条部分，并且下端开有两个键，之所以设置成圆弧形齿条是考虑到方向盘在转动时不会与减速器输出齿轮发生干涉，该第一齿轮齿条始终保持啮合状态。第三段是与第二段相啮合的带键槽的转向套筒，通过键与键槽的配合可以保证转向柱转向力的传递。第四段是下端通过底部键与第一传动组机构中的第一齿轮相啮合的部分。如图4所示。
[0039]具体的工作过程:转向柱的折叠由方向盘下的第二铰链完成，第二铰链在我们不需要折叠方向盘的时候由一内设第二弹簧的双层套筒限制第二铰链的运动，套筒顶端内部与第二弹簧顶端固定连接，第二弹簧下端与转向柱第二段的前部无齿条部分通过一圆形支撑板固定连接，第二弹簧自由长度小于外套筒长度，整个第二弹簧被套筒覆盖，当我们需要折叠转向柱时，便可以将套筒向下拉住，露出折叠铰链部分，即可折叠转向柱，当需要重新回位时，将转向柱扶正，在弹力作用下，套筒自动回位。转向柱的折叠能够在汽车不启动的时候进一步为驾驶员提供空间。圆弧齿条和键槽的存在使得不会发生运动干涉。底部键的作用主要是与第一齿轮11啮合完成力矩的传递。
[0040]方向盘包括可折叠构件2、固定构件3、铰链机构和用于使可折叠构件2与固定构件 3形成弹性拉紧接触的第一弹簧4,可折叠构件2依次通过铰链机构、第一弹簧4与固定构件3 连接，且可折叠构件2与固定构件3的接触端设有用于容纳铰链机构和第一弹簧4的容纳腔体。容纳腔体的设置便于铰链结构和第一弹簧的放置，使得可折叠构件2与固定构件3通过第一弹簧4的弹性拉紧力抵触在一起时，能够形成较密闭的结构，稳定性相对更好。铰链机构包括与可折叠构件连接的铰链活动关节5和与弹簧连接的铰链固定关节6,铰链活动关节 5与铰链固定关节6铰接。如图2所示，铰链机构实现对半折叠，并且由第一弹簧4实现方向盘的回位。第一弹簧4工作在收缩位，具有足够的弹力，方向盘1需要折叠的时候，向外拉动至一定距离，便可以折叠，能实现折叠90度以上，折叠后，若需要回位，只需回正，弹簧收缩力拉住铰链和方向盘，此时方向盘作为一个整体使用。折叠主要为了驾驶员上下车方便，为驾驶员留出更多活动空间。另外固定构件上通过加装电子控制单元可以在转向角显示区安装显示屏7用于转向角实时显示，方便驾驶员对车况的掌握，不至于紧张而忘记方向盘的转动角度，提醒驾驶员及时调整方向盘转向角度。
[0041]第一传动组机构包括第一齿轮11、齿带13、第二齿轮12以及依次连接的转向灯支撑架15、前照灯支架安装体16和前照灯支架17，转向灯支撑架15与第二齿轮12固定连接，第一齿轮11与转向套筒10连接且通过齿带13带动第二齿轮12转动。其中第二齿轮12比第一齿轮11要大一些。
[0042]方向盘转动带动第一齿轮11转动，第一齿轮11通过齿带13带动第二齿轮12转动， 从而完成了力矩的传递，带动前照灯水平转动。第二齿轮12与第一齿轮11的传动比设置用以保证实际操作过程中，随第一齿轮在有限的转动角度范围内，第二齿轮左右转动一定幅度，从而带动前照大灯随方向盘转动而在一定范围内转动。
[0043]如图10所示，前照灯支架17尾部设有第一槽，第一槽内是两片链接在一起可以相对转动的片体组成“剪刀式”机构，一个为固定片体18,另一个转动片体19可绕其转动，用以保证前照大灯的上下运动。
[0044]前照灯上下运动支撑杆可以在第一槽内移动，其主要目的是前照灯的左右水平运动与上下运动不发生干涉。
[0045]第二传动组机构主要实现两个运动，是由两个电机即电机组合体22分别作为动力来源，有各自的传动机构。电机组合体为两个单独的电机，分别为第一电机和第二电机。第二传动组机构包括依次连接的支撑柱28、第一电机、第一齿轮组23、减速器24、第一传动轴 25和与第一齿条齿轮组9的齿条啮合的第三齿轮26,支撑柱28与汽车底板固定连接。主要实现减速器和圆弧齿条的工作，也就是转向柱的伸缩，当我们需要调节转向柱时，按下按钮开关使第一电机工作，动力从第一电机通过第一齿轮组23,传给减速器器24,减速器24将动力传递给第一传动轴25,以及第三齿轮26,第三齿轮26与第一齿条齿轮组的圆弧齿条相啮合而运动，从而带动转向柱的伸缩。需要调整转向柱高度时，驾驶员可以启动与减速器相连的第一电机，通过第一电机和减速器24带动第一齿条齿轮组工作，第一电机的正反转能够实现齿条向上或向下运动，使得驾驶员可以因为身高和臂长不同来调节转向柱长度，方便不同驾驶员驾车。
[0046]第二电机主要实现前照灯初始位置保持件32(夹子)的开合与关闭。转向装置还包括第三传动组机构，第三传动机构包括依次连接的第二齿条齿轮组30、传动杆31、前照灯初始位置保持件32、前照灯上下运动支撑杆33、限位杆34和与支撑柱28固定连接的第三弹簧 35。第二传动组机构还包括依次连接的第二电机、锥齿轮组27和第二传动轴29,第二传动轴 29与第二齿条齿轮组30连接，第二电机与支撑柱28固定连接。
[0047]按下第二电机的按钮开关，第二电机工作，动力从锥齿轮组27传入下部第二齿条齿轮组30,从而带动夹子开合运动。锥齿轮组主要实现了力运动方向的改变，在本方案中锥齿轮组实现了电机的力传递给下部第二齿条齿轮组，带动夹子的运动。
[0048]前照灯上下运动支撑杆的一端通过转动片体19与前照灯支架连接，前照灯上下运动支撑杆的另一端设有沿限位杆运动的质量环37。该质量环我们定义为质量比较大的环， 可以带动大灯及支撑杆的运动，该质量环套在限位杆上，环内上端面与限位杆接触。限位杆 34通过支撑杆36与车底板固定连接。
[0049]工作原理:第二电动机工作带动锥齿轮组27转动，锥齿轮组27通过传动轴将动力传给下面的第二齿条齿轮组，第二齿条齿轮组通过传动杆与夹子的一个臂相连接，当齿轮齿条部分带动传动杆前后运动时，从而控制夹子实现开合运动，在平缓路面行驶不需要前照灯上下运动时。夹子保持夹紧状态，前照灯上下运动支撑杆被夹紧而无法活动。当汽车上下坡时通过启动第二电机将夹子打开，前照灯上下运动支撑杆33由下部质量环37带动而沿限位杆前后移动，从而带动前照灯做上下运动。前照灯支架17下通过限位卡槽与上下运动支撑件33前端相连接，该连接方式保证了大灯在做水平运动时不会带着该支撑件运动。
[0050]当汽车在上坡时:限位杆处于左低右高状态，质量环由于其质量较大可以克服第三弹簧35压力而向左下方运动从而拉动支撑杆顶端和前照灯向下运动。[〇〇51]当汽车在坡顶时:限位杆34处于水平状态，第三弹簧35弹力克服质量环与限位杆之间的摩擦力，从而使得前照灯支撑杆回位。[〇〇52]当汽车在下坡时:限位杆34左高右低，质量环克服第三弹簧35拉力带动前照灯上下运动支撑杆向下运动，在向下运动的过程中，前照灯上下运动支撑杆逐步趋于竖直，此时大灯被推动向上运动。[〇〇53]当汽车恢复平面行驶时:限位杆处于水平状态，第三弹簧35弹力克服质量环与限位架之间的摩擦力，从而使得大灯支撑架回位，限位杆及质量环表面做相对光滑处理，以减小摩擦。
[0054]传动杆31前段为第二齿条齿轮组结构，是由一排齿条组成，用于与齿轮相啮合，后段没有设置齿条，主要是考虑到夹子的开合与关闭并不需要太大的行程，便将后段设成杆的形式。[0〇55]传动杆31与夹子的连接处设有垂直件38，夹子的一个臂设有第二槽39，另一个臂与设于车底板上的支撑杆固定连接，垂直件插入第二槽39内可沿第二槽滑动。垂直件38插入第二槽39内，与第二槽39成一定角度布置，其主要作用是保持传动杆的直线运动。传动杆带动夹子工作时，夹子运动端的运动轨迹是圆弧，但传动杆由齿轮齿条带动，设置成只可以沿直线方向运动，当传动杆带动夹子做圆弧运动，传动杆末端与第二槽存在相对滑动，因此传动杆的直线运动得以保持。[〇〇56]以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进;或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种多功能汽车转向装置，包括方向盘、与方向盘连接的转向柱和带动转向柱转动 的第一传动组机构，其特征在于:所述转向柱包括依次连接的转向套筒、第一齿条齿轮组和 用于使转向柱与方向盘转动折叠连接的第一可折叠机构，所述第一齿条齿轮组和转向套筒 均与第一传动组机构连接。2.根据权利要求1所述的多功能汽车转向装置，其特征在于:所述第一齿条齿轮组的齿 条为圆弧形齿条。3.根据权利要求2所述的多功能汽车转向装置，其特征在于:所述第一可折叠机构包括 支撑板和由外到内依次设置的双层套筒、第二弹簧、第二铰链，套筒内部顶端与第二弹簧顶 端固定连接，第二弹簧下端通过支撑板与第一齿条齿轮组的齿条端部固定连接，所述第二 弹簧的自由长度小于套筒长度，所述第二铰链的两端分别与方向盘和第一齿条齿轮组的齿 条前端连接。4.根据权利要求2所述的多功能汽车转向装置，其特征在于:所述方向盘包括可折叠构 件、固定构件、铰链机构和用于使可折叠构件与固定构件形成弹性拉紧接触的第一弹簧，所 述可折叠构件依次通过铰链机构、第一弹簧与固定构件连接，且可折叠构件与固定构件的 接触端设有用于容纳铰链机构和第一弹簧的容纳腔体。5.根据权利要求4所述的多功能汽车转向装置，其特征在于:所述铰链机构包括与可折 叠构件连接的铰链活动关节和与第一弹簧连接的铰链固定关节，铰链活动关节与铰链固定 关节铰接。6.根据权利要求4所述的多功能汽车转向装置，其特征在于:所述固定构件上设有显示屏。7.根据权利要求1所述的多功能汽车转向装置，其特征在于:所述第一传动组机构包括 第一齿轮、齿带、第二齿轮以及依次连接的转向灯支撑架、前照灯支架安装体和前照灯支 架，所述转向灯支撑架与第二齿轮固定连接，第一齿轮与转向套筒连接且通过齿带带动第 二齿轮转动。8.根据权利要求1所述的多功能汽车转向装置，其特征在于:所述转向装置还包括第二 传动组机构，第二传动组机构包括依次连接的支撑柱、第一电机、第一齿轮组、减速器、第一 传动轴和与第一齿条齿轮组的齿条啮合的第三齿轮，所述支撑柱与汽车底板固定连接。9.根据权利要求8所述的多功能汽车转向装置，其特征在于:所述转向装置还包括第三 传动组机构，所述第三传动机构包括依次连接的第二齿条齿轮组、传动杆、前照灯初始位置 保持件、前照灯上下运动支撑杆、限位杆和与支撑杆固定连接的第三弹簧，所述前照灯支架 设有第一槽，第一槽内设有固定片体和沿固定片体转动的转动片体，前照灯上下运动支撑 杆的一端与转动片体连接，前照灯上下运动支撑杆的另一端设有沿限位杆运动的质量环， 所述第二传动组机构还包括依次连接的第二电机、锥齿轮组和第二传动轴，第二传动轴与 第二齿条齿轮组连接，第二电机与支撑柱固定连接。10.根据权利要求9所述的多功能汽车转向装置，其特征在于:所述前照灯初始位置保 持件为夹子，所述传动杆设有与夹子连接的垂直件，夹子的一个臂设有第二槽，另一个臂与 设于车底板上的支撑杆固定连接，所述垂直件插入槽内可沿第二槽滑动。
【文档编号】B62D1/185GK205668587SQ201620497177
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】王海涛, 李大练, 程勋凤, 代肖肖, 黄静飞, 李玉如, 张梅, 叶良, 费孝峰
【申请人】安徽工程大学