具有吸能装置的转向管柱的制作方法

本实用新型涉及汽车转向管柱领域，特别涉及一种具有吸能装置的转向管柱。

背景技术：

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，汽车已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系统来改变转向轮的偏转角度来实现的，使汽车按驾驶员固定的方向行驶。汽车转向系统一般由转向盘输入装置、转向器、转向传动机构三部分组成，转向盘输入装置包括方向盘、转向轴等部件。方向盘通过转向轴与转向器连接，当需要调整汽车行驶方向时，驾驶员通过方向盘将力传递给转向器、转向传动机构，转向传动机构将转向器输出的动力传递给转向车轮，实现汽车转向。

由于驾驶员需要操作转向盘输入装置，那么二者之间相隔很近，所以车辆如果不幸遭遇车祸后，车祸中的撞击力会通过转向传动机构传递给转向盘输入装置，进而传达给驾驶员，这样的话，这种撞击力就会对驾驶员的胸部或者头部等人体重要部位造成巨大伤害，根据资料显示，这种损伤占据到驾驶员整体损伤的百分之46，比例接近一半。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有吸能装置的转向管柱。

为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案：

一种具有吸能装置的转向管柱，包括转向盘输入装置，还包括上管向柱、下管向柱，吸能单元以及脱离单元，上管向柱的末端通过万向节与下管向柱的一端传动连接，吸能单元设置在下管向柱的另一端，并且其处于安装状态下，吸能单元位于下管向柱朝向汽车驾驶室方向的侧边，且吸能单元与下管向柱之间呈50度的夹角设置，转向盘输入装置的下部轴接有传递轴，传递轴与转向盘输入装置中的转向盘传动连接，传递轴的末端为敞口设置，并且上管向柱的顶端通过脱离单元与传递轴的该一端能够拆卸的传动连接。

进一步地，所述吸能单元包括隔离块以及两个吸能件，隔离块为圆柱筒结构，隔离块套设在下管向柱上，并且下管向柱能够绕自身轴线转动的与隔离块的内表面配合，两个吸能件对称安装在隔离块的周边，两个吸能件的结构均相同，吸能件包括吸能杆和吸能方形管，吸能杆的一端与隔离块的外表面轴接，吸能方形管套设在吸能杆的另一端，并且吸能杆的该一端能够在吸能方形管内水平活动，吸能方形管在安装状态下，其远离吸能杆的一端通过扭簧轴接在车架内部，吸能方形管的内部设置有吸能缓冲件。

进一步地，所述吸能缓冲件包括若干吸能弹簧，吸能方形管内的前后两个侧面均开设有若干凹孔，并且每一个侧面的所有凹孔依次沿吸能方形管的长度方向间隔排列，所有吸能弹簧分别位于一个凹孔内，吸能弹簧的一端与凹孔的孔底弹性连接，并且另一端焊接有球头，吸能弹簧处于常态下，球头位于凹孔外。

进一步地，所述吸能方形管远离吸能杆的一端为封闭结构，吸能杆位于吸能方形管内的一端为边倒圆结构，并且吸能杆的该一端通过接触弹簧与吸能方形管内的底壁弹性连接。

进一步地，所述上管向柱的外表面开设有第一环形槽，第一环形槽接近上管向柱的顶端，第一环形槽的内表面开设有止回环形槽，第一环形槽与上管向柱的顶端之间设置有止回环盘，止回环盘套设在上管向柱上，上管向柱的顶端设置有多个沿之周向等角度分布的第一插接条。

进一步地，所述传递轴的敞口端内设有定位轴，定位轴的外周面设置有多个沿之周向等角度分布的第二插接条，第二插接条的延伸方向与定位轴的轴向相平行，定位轴远离传递轴的外端开设有能够与上管向柱的顶端以及所有第一插接条相拼合的型槽，定位轴的内端通过定位弹簧与传递轴弹性连接，定位轴通过所有第二插接条能够沿传递轴的轴向活动设置，止回环盘上开设有多个穿插槽，每个穿插槽分别供一个第二插接条能够竖直贯穿。

进一步地，所述脱离单元包括支座、外侧支板、内侧支板以及气缸，支座处于安装状态下，固定在车架内部，并且支座的安装姿态与上管向柱的轴向构成90度的直角，第一环形槽内对称设置有两个止回弧片，止回弧片的凹面将第一环形槽内的槽面所包裹，位于第一环形槽远离驾驶室方向的一个止回弧片通过外侧支板与支座的一侧连接，另一个止回弧片通过内侧支板能够活动的插设在支座内，内侧支板通过复位弹簧与支座内部弹性连接，支座的上方设置有止回块，止回块呈竖直贯穿至支座内，并且止回块的末端始终紧贴内侧支板位于支座内的一端，气缸安装在支座远离内侧支板的一端，气缸用以驱动止回块抽离出支座外。

进一步地，两个所述止回弧片的凹面内分别设置有一个定位弧形条，每个定位弧形条在工作状态下，分别挤入在止回环形槽内。

进一步地，所述气缸的输出端设有一端与之传动连接的缩进板，定位轴的外端固定套设有拨拉环，缩进板的另一端开设有圆形缺口，拨拉环能够绕自身轴线转动的嵌于该圆形缺口内。

有益效果：本实用新型的一种具有吸能装置的转向管柱，行车中如果车辆前端受到撞击，那么撞击力率先传达至下管向柱，下管向柱受到撞击力，向驾驶室方向传递以及通过万向节传达部分至上管向柱，该过程中，吸能杆受下管向柱传达的撞击力，从而向吸能方形管内收缩，收缩中，吸能杆的两侧开始逐个挤压所有球头，并且迫使球头压缩吸能弹簧挤入凹孔内，进一步吸收部分撞击力，同时吸能方形管由于受到吸能杆的强行收缩力，开始发生转动，以此配合吸能杆的收缩行程，同时吸能杆在强行收缩中，端部会始终抵触接触弹簧，防止由于撞击力过猛导致吸能杆穿破吸能方形管，并且抵触弹簧始终作为吸能的重要弹簧之一；并且注明：现有的车辆自身前端会设置有多个碰撞传感器，这些传感器均与车辆的自动控制系统电性连接，气缸则与车辆的自动控制系统电性连接，前述中，吸能杆强行收缩过程中，依靠接触弹簧和吸能弹簧吸取撞击力以及缓冲撞击力的传递时间，所以碰撞传感器将接受到信号，迅速传递给控制系统，控制系统则使得气缸进行工作，气缸的活塞端伸出运动，进而通过缩进板和拨拉环将定位轴抵触，也就是推动其回缩至传递轴内，使得定位轴与上管向柱的顶端分离，并且气缸的活塞端伸出中，止回块也与定位轴做相同方向的运动，也即是竖直姿态抽离支座内，进而达到释放一个止回弧片，使该止回弧片通过复位弹簧回缩，进一步使得上管向柱一个侧部没有了支撑力，随后上管向柱由于下管向柱传递的撞击力，上管向柱开始变形或者倾斜折弯，由于转向盘输入装置与上管向柱之间的分离，导致撞击力不会传递给驾驶室内的人员，从而极大的降低撞击给驾驶员带来的身体伤害，本实用新型能够直接缓冲以及吸收掉部分撞击力，并且在缓冲过程中，上管向柱与转向盘输入装置可实现分离，进而极大的降低了驾驶员受到的损伤。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图一；

图2为本实用新型的立体结构示意图二；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本实用新型的侧视图；

图5为本实用新型的局部立体剖视图一；

图6为图5中B处的放大图；

图7为本实用新型的局部装配结构示意图；

图8为图7中C处的放大图；

图9为图7中D处的放大图；

图10为本实用新型的局部立体剖视图二；

附图标记说明：转向盘输入装置1，传递轴2，定位弹簧2a，定位轴2b，拨拉环2c，型槽2q，第二插接条2u

上管向柱3，第一环形槽3a，止回环形槽3b，止回环盘3c，穿插槽3q，第一插接条3w。

下管向柱4，万向节4a。

吸能单元5，隔离块5a，吸能件5b，吸能杆5b1，边倒圆结构5b2，接触弹簧5b3，吸能方形管5b4，凹孔5b5，吸能弹簧5b6，球头5b7。

脱离单元6，支座6a，止回块6b，外侧支板6c，内侧支板6d，复位弹簧6q，气缸6w，缩进板6t，圆形缺口6j。

止回弧片7，定位弧形条7a。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本实用新型的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图10所示的一种具有吸能装置的转向管柱，包括转向盘输入装置1，还包括上管向柱3、下管向柱4，吸能单元5以及脱离单元6，上管向柱3的末端通过万向节4a与下管向柱4的一端传动连接，吸能单元5设置在下管向柱4的另一端，并且其处于安装状态下，吸能单元5位于下管向柱4朝向汽车驾驶室方向的侧边，且吸能单元5与下管向柱4之间呈50度的夹角设置，转向盘输入装置1的下部轴接有传递轴2，传递轴2与转向盘输入装置1中的转向盘传动连接，传递轴2的末端为敞口设置，并且上管向柱3的顶端通过脱离单元6与传递轴2的该一端能够拆卸的传动连接。

所述吸能单元5包括隔离块5a以及两个吸能件5b，隔离块5a为圆柱筒结构，隔离块5a套设在下管向柱4上，并且下管向柱4能够绕自身轴线转动的与隔离块5a的内表面配合，两个吸能件5b对称安装在隔离块5a的周边，两个吸能件5b的结构均相同，吸能件5b包括吸能杆5b1和吸能方形管5b4，吸能杆5b1的一端与隔离块5a的外表面轴接，吸能方形管5b4套设在吸能杆5b1的另一端，并且吸能杆5b1的该一端能够在吸能方形管5b4内水平活动，吸能方形管5b4在安装状态下，其远离吸能杆5b1的一端通过扭簧轴接在车架内部，吸能方形管5b4的内部设置有吸能缓冲件；吸能方形管5b4远离吸能杆5b1的一端在安装状态下通过扭簧轴接在车架内部，下管向柱4安装在车架内；行车中，人员操控转向盘输入装置1，迫使上管向柱3转动，然后通过万向节4a使得下管向柱4转动，下管向柱4转动中，依靠隔离块5a作为末端导向，这样的话隔离块5a保持不动，下管向柱4仍旧可以绕自身轴线转动，变相来说，在正常的安全行驶中，吸能杆5b1以及吸能方形管5b4始终保持静态。

所述吸能缓冲件包括若干吸能弹簧5b6，吸能方形管5b4内的前后两个侧面均开设有若干凹孔5b5，并且每一个侧面的所有凹孔5b5依次沿吸能方形管5b4的长度方向间隔排列，所有吸能弹簧5b6分别位于一个凹孔5b5内，吸能弹簧5b6的一端与凹孔5b5的孔底弹性连接，并且另一端焊接有球头5b7，吸能弹簧5b6处于常态下，球头5b7位于凹孔5b5外；行车中如果车辆前端受到撞击，那么撞击力率先传达至下管向柱4，下管向柱4受到撞击力，向驾驶室方向传递以及通过万向节4a传达部分至上管向柱3，该过程中，吸能杆5b1受下管向柱4传达的撞击力，从而向吸能方形管5b4内收缩，收缩中，吸能杆5b1的两侧开始逐个挤压所有球头5b7，并且迫使球头5b7压缩吸能弹簧5b6挤入凹孔5b5内，进一步吸收部分撞击力，同时吸能方形管5b4由于受到吸能杆5b1的强行收缩力，开始发生转动，以此配合吸能杆5b1的收缩行程，也同时缓冲下管向柱4折弯变形的时间，给予上管向柱3与转向盘输入装置1充分脱离的时间。

所述吸能方形管5b4远离吸能杆5b1的一端为封闭结构，吸能杆5b1位于吸能方形管5b4内的一端为边倒圆结构5b2，并且吸能杆5b1的该一端通过接触弹簧5b3与吸能方形管5b4内的底壁弹性连接；吸能杆5b1在受到撞击力在吸能方形管5b4内收缩中，边倒圆结构5b2会使得吸能杆5b1充分和顺利挤压所有球头5b7，并且接触弹簧5b3为大型的弹簧，刚性强，防止由于撞击力过猛导致吸能杆5b1穿破吸能方形管5b4，从而威胁驾驶室内的人员。

所述上管向柱3的外表面开设有第一环形槽3a，第一环形槽3a接近上管向柱3的顶端，第一环形槽3a的内表面开设有止回环形槽3b，第一环形槽3a与上管向柱3的顶端之间设置有止回环盘3c，止回环盘3c套设在上管向柱3上，上管向柱3的顶端设置有多个沿之周向等角度分布的第一插接条3w；在正常状态下，上管向柱3与传递轴2之间处于拼接状态，并且传递轴2自转中，可使得上管向柱3随之同步转动；

所述传递轴2的敞口端内设有定位轴2b，定位轴2b的外周面设置有多个沿之周向等角度分布的第二插接条2u，第二插接条2u的延伸方向与定位轴2b的轴向相平行，定位轴2b远离传递轴2的外端开设有能够与上管向柱3的顶端以及所有第一插接条3w相拼合的型槽2q，定位轴2b的内端通过定位弹簧2a与传递轴2弹性连接，定位轴2b通过所有第二插接条2u能够沿传递轴2的轴向活动设置，止回环盘3c上开设有多个穿插槽3q，每个穿插槽3q分别供一个第二插接条2u能够竖直贯穿；传递轴2与上管向柱3处于常态下的连接方式为：定位轴2b至少一半延伸至传递轴2外，即定位轴2b的该一端通过型槽2q将上管向柱3的顶端包裹，由于第一插接条3w的设置，定位轴2b与上管向柱3之间处于固定套设的状态；并且定位轴2b上的多个第二插接条2u的端部下穿各自的穿插槽3q，配合止回环盘3c使得定位轴2b与上管向柱3内外稳定插接；由于定位弹簧2a的设置，迫使定位轴2b处于压紧姿态下套设在上管向柱3的顶端，这些设置使得后续传递轴2自转中，可通过定位轴2b将上管向柱3稳定带着同步自转，从而传达转向力矩。

所述脱离单元6包括支座6a、外侧支板6c、内侧支板6d以及气缸6w，支座6a处于安装状态下，固定在车架内部，并且支座6a的安装姿态与上管向柱3的轴向构成90度的直角，第一环形槽3a内对称设置有两个止回弧片7，止回弧片7的凹面将第一环形槽3a内的槽面所包裹，位于第一环形槽3a远离驾驶室方向的一个止回弧片7通过外侧支板6c与支座6a的一侧连接，另一个止回弧片7通过内侧支板6d能够活动的插设在支座6a内，内侧支板6d通过复位弹簧6q与支座6a内部弹性连接，支座6a的上方设置有止回块6b，止回块6b呈竖直贯穿至支座6a内，并且止回块6b的末端始终紧贴内侧支板6d位于支座6a内的一端，气缸6w安装在支座6a远离内侧支板6d的一端，气缸6w用以驱动止回块6b抽离出支座6a外；上管向柱3通过气缸6w的配合安装在车架内，具体的常态是：两个止回弧片7将第一环形槽3a内贴紧，并且止回弧片7内设置有滚珠小轴承，这样的话后续上管向柱3可以绕止回弧片7的轴线转动，不会被止回弧片7限位住，所以止回弧片7只是单纯将上管向柱3支撑至一个设定的姿态，并不对其进行止动限位；但是车辆发生撞击后，气缸6w会使得其位置的止回块6b抽离支座6a内，这样的话，与事先止回块6b相接触的止回弧片7通过复位弹簧6q回缩，进而释放对第一环形槽3a内的限位作用；

两个所述止回弧片7的凹面内分别设置有一个定位弧形条7a，每个定位弧形条7a在工作状态下，分别挤入在止回环形槽3b内；定位弧形条7a是配合止回弧片7同步确保上管向柱3与传递轴2之间的传动连接的稳定，也就是定位弧形条7a的凹面内也设置有滚珠小型轴承，所以止回环形槽3b的槽面与定位弧形条7a是转动配合的；进一步确保在常态下，上管向柱3不会产生沿其径向的不稳定晃动，甚至与传递轴2之间产生脱落。

所述气缸6w的输出端设有一端与之传动连接的缩进板6t，定位轴2b的外端固定套设有拨拉环2c，缩进板6t的另一端开设有圆形缺口6j，拨拉环2c能够绕自身轴线转动的嵌于该圆形缺口6j内；现有的车辆自身前端会设置有多个碰撞传感器，这些传感器均与车辆的自动控制系统电性连接，气缸6w则与车辆的自动控制系统电性连接，在车辆发生撞击后，碰撞传感器接受到信号，并且迅速传递给控制系统，控制系统则使得气缸6w进行工作，气缸6w的活塞端伸出运动，进而通过缩进板6t和拨拉环2c将定位轴2b抵触，也就是推动其回缩至传递轴2内，使得定位轴2b与上管向柱3的顶端分离，并且气缸6w的活塞端伸出中，止回块6b也与定位轴2b做相同方向的运动，也即是竖直姿态抽离支座6a内，进而达到释放一个止回弧片7，使该止回弧片7通过复位弹簧6q回缩，进一步使得上管向柱3没有了支撑力，并且开始倾斜或变形，进一步达到了与转向盘输入装置1之间的脱离，防止撞击力通过上管向柱3以及转向盘输入装置1传递给驾驶员，从而造成对驾驶员的极大伤害；并且在车辆常态下，定位轴2b绕自身轴线转动中，依靠拨拉环2c与缩进板6t避让，也就是缩进板6t在上升中，才会抵触到定位轴2b，使其上升。

工作原理：行车中如果车辆前端受到撞击，那么撞击力率先传达至下管向柱4，下管向柱4受到撞击力，向驾驶室方向传递以及通过万向节4a传达部分至上管向柱3，该过程中，吸能杆5b1受下管向柱4传达的撞击力，从而向吸能方形管5b4内收缩，收缩中，吸能杆5b1的两侧开始逐个挤压所有球头5b7，并且迫使球头5b7压缩吸能弹簧5b6挤入凹孔5b5内，进一步吸收部分撞击力，同时吸能方形管5b4由于受到吸能杆5b1的强行收缩力，开始发生转动，以此配合吸能杆5b1的收缩行程，同时吸能杆5b1在强行收缩中，端部会始终抵触接触弹簧5b3，防止由于撞击力过猛导致吸能杆5b1穿破吸能方形管5b4，并且抵触弹簧始终作为吸能的重要弹簧之一；并且注明：现有的车辆自身前端会设置有多个碰撞传感器，这些传感器均与车辆的自动控制系统电性连接，气缸6w则与车辆的自动控制系统电性连接，前述中，吸能杆5b1强行收缩过程中，依靠接触弹簧5b3和吸能弹簧5b6吸取撞击力以及缓冲撞击力的传递时间，所以碰撞传感器将接受到信号，迅速传递给控制系统，控制系统则使得气缸6w进行工作，气缸6w的活塞端伸出运动，进而通过缩进板6t和拨拉环2c将定位轴2b抵触，也就是推动其回缩至传递轴2内，使得定位轴2b与上管向柱3的顶端分离，并且气缸6w的活塞端伸出中，止回块6b也与定位轴2b做相同方向的运动，也即是竖直姿态抽离支座6a内，进而达到释放一个止回弧片7，使该止回弧片7通过复位弹簧6q回缩，进一步使得上管向柱3一个侧部没有了支撑力，随后上管向柱3由于下管向柱4传递的撞击力，上管向柱3开始变形或者倾斜折弯，由于转向盘输入装置1与上管向柱3之间的分离，导致撞击力不会传递给驾驶室内的人员，从而极大的降低撞击给驾驶员带来的身体伤害。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作出任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。