一种可以调节高度和角度的方向盘的制作方法

本发明涉及汽车转向传动技术领域，具体为一种可以调节高度和角度的方向盘。

背景技术：

方向盘是用于调整汽车方向的重要操作设备，但现有的方向盘高度和角度调整装置通常安装在车体内部，需要专业人员进行调整，这种调整方式复杂，不适用于频繁更换驾驶员的汽车，现有的方向盘与轮胎的传动比固定，在市区行驶时，由于车速较低，较小的转向比便于快速操纵汽车，但在高速公路上，车速较高，过快的转向容易导致汽车失控，使用起来具有一定的安全隐患，针对上述问题，需要对现有设备进行改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可以调节高度和角度的方向盘，以解决上述背景技术中提出的现有的方向盘高度和角度调整装置通常安装在车体内部，需要专业人员进行调整，这种调整方式复杂，不适用于频繁更换驾驶员的汽车，现有的方向盘与轮胎的传动比固定，在市区行驶时，由于车速较低，较小的转向比便于快速操纵汽车，但在高速公路上，车速较高，过快的转向容易导致汽车失控，使用起来具有一定的安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可以调节高度和角度的方向盘，包括固定架、第一螺杆、第二螺杆和步进电机，所述固定架内部设置有转动架，且固定架前后两侧内壁开设有滑槽，同时转动架前后两端与滑槽滑动连接，所述转动架前侧设置第一齿条，且第一齿条前端与第一齿牙后端啮合连接，所述第一螺杆贯穿固定架前端与第一齿牙后端转动连接，所述转动架一侧滑动连接有防护套，且转动架另一侧转动连接有活动轴，所述防护套内部转动连接有连接轴，且连接轴靠近活动轴的一端与活动轴花键连接，同时连接轴远离活动轴的一端设置有方向盘，所述方向盘上设置有控制按钮，所述防护套一侧设置有第二齿条，且第二齿条与第二齿牙啮合连接，所述第二螺杆贯穿转动架一侧与第二齿牙转动连接，所述活动轴远离连接轴的一端通过万向节与固定轴相连接，且固定轴外侧设置有转矩传感器，所述固定轴下端设置在传动箱内部，且固定轴一侧滑动连接有三角板，所述三角板设置在第一电磁开关与第二电磁开关之间，且第一电磁开关与第二电磁开关设置在传动箱内壁表面，所述三角板靠近滑杆的一侧转动连接有第一齿轮，且三角板靠近活动轴的一端转动连接有第二齿轮，所述传动箱内部设置有第一传动轴与中间轴，且第一传动轴设置在中间轴后侧，所述第一传动轴外侧与固定轴外侧花键连接有第一齿轮，且固定轴外侧与中间轴外侧花键连接有第二齿轮，所述第一传动轴外侧与中间轴外侧均固定有端面齿轮，且第一传动轴靠近滑杆的一端与第二传动轴靠近滑杆的一端均与连接齿条啮合连接。

优选的，所述第二传动轴设置在中间轴与滑杆之间，且第二传动轴靠近中间轴的一端设置有行星齿轮，同时行星齿轮与中间轴啮合连接，所述滑杆贯穿套筒，且套筒与传动箱下端相连通，所述滑杆一侧设置有连接齿条，且滑杆另一侧设置有靶标，所述套筒内壁设置有接近开关，所述步进电机一端贯穿套筒与连接齿条啮合连接，且步进电机另一端设置有信号处理器。

优选的，所述滑槽的圆心、第二齿条的圆心以及万向节中心线位于同一水平直线上。

优选的，所述控制按钮、信号处理器、第一电磁开关、第二电磁开关、转矩传感器、步进电机与接近开关之间的连接方式为电性连接。

优选的，所述三角板靠近滑杆的一端设置有第一电磁开关，且三角板靠近活动轴的一端设置有第二电磁开关。

优选的，所述第一齿轮与第二齿轮均设置有两个，且两个第一齿轮之间以及两个第二齿轮之间均为啮合连接。

优选的，所述第一传动轴外侧的第一齿轮与第一传动轴外侧的端面齿轮构成啮合连接。

优选的，所述中间轴外侧的第二齿轮与中间轴外侧的端面齿轮构成啮合连接。

优选的，所述滑杆与套筒的连接方式为滑动连接，且滑杆前后两侧滑动方向的滑动距离相等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该可以调节高度和角度的方向盘，

(1)设置有转动架、万向节、第一螺杆和第二螺杆，连接轴与活动轴滑动连接，调节方向盘的高度，第二螺杆推动第二齿牙啮合第二齿条，使连接轴与活动轴之间连接紧固，以万向节为中心转动活动轴与转动架，调节方向盘的角度，第一螺杆推动第一齿牙啮合第一齿条，使转动架与固定件之间连接紧固，操作过程简单，使用起来更加便捷；

(2)设置有接近开关、步进电机和靶标，滑杆沿套筒滑动，滑杆推动轮胎转动进行转向，靶标根据三个接近开关的接近顺序判断转向方向，按动控制按钮，步进电机推动滑杆滑动，直至靶标接近中间的接近开关，使中间的接近开关发出定位信号，这就完成了方向自动复位回正，更加便于驾驶员操作；

(3)设置有三角板、第一传动轴、第二传动轴和行星齿轮，第一电磁开关与第二电磁开关通过拉动三角板的方式，控制固定轴与第一传动轴或中间轴相连接，其中中间轴通过行星齿轮与第二传动轴相连接，使得中间轴转动速度大于第二传动轴，便于根据实际使用情况调整转向比，使用起来更具有实用性。

附图说明

图1为本发明主视剖面结构示意图；

图2为本发明俯视剖面结构示意图；

图3为本发明固定架主视剖面结构示意图；

图4为本发明固定架右侧视剖面结构示意图；

图5为本发明图1中a处放大结构示意图；

图6为本发明套筒仰视剖面结构示意图；

图7为本发明传动轴右侧视剖面结构示意图；

图8为本发明工作流程结构示意图。

图中：1、固定架，2、转动架，3、滑槽，4、第一齿条，5、第一齿牙，6、第一螺杆，7、防护套，8、活动轴，9、连接轴，10、方向盘，11、控制按钮，12、第二齿条，13、第二齿牙，14、第二螺杆，15、万向节，16、固定轴，17、转矩传感器，18、传动箱，19、三角板，20、第一电磁开关，21、第二电磁开关，22、第一齿轮，23、第二齿轮，24、第一传动轴，25、中间轴，26、端面齿轮，27、滑杆，28、第二传动轴，29、连接齿条，30、行星齿轮，31、套筒，32、靶标，33、接近开关，34、步进电机，35、信号处理器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种可以调节高度和角度的方向盘，如图1、图2和图4所示，固定架1内部设置有转动架2，且固定架1前后两侧内壁开设有滑槽3，同时转动架2前后两端与滑槽3滑动连接，滑槽3的圆心、第二齿条12的圆心以及万向节15中心线位于同一水平直线上，转动架2以万向节15为中心转动时，转动架2沿滑槽3滑动同时第一齿牙5沿第一齿条4移动，转动架2前侧设置第一齿条4，且第一齿条4前端与第一齿牙5后端啮合连接，第一螺杆6贯穿固定架1前端与第一齿牙5后端转动连接，转动架2一侧滑动连接有防护套7，且转动架2另一侧转动连接有活动轴8，防护套7内部转动连接有连接轴9，且连接轴9靠近活动轴8的一端与活动轴8花键连接，同时连接轴9远离活动轴8的一端设置有方向盘10。

如图1、图3和图5所示，方向盘10上设置有控制按钮11，控制按钮11、信号处理器35、第一电磁开关20、第二电磁开关21、转矩传感器17、步进电机34与接近开关33之间的连接方式为电性连接，转矩传感器17与接近开关33收集信息发送至信号处理器35，通过控制按钮11控制第一电磁开关20、第二电磁开关21以及步进电机34，提高自动化程度，方便驾驶员使用，防护套7一侧设置有第二齿条12，且第二齿条12与第二齿牙13啮合连接，第二螺杆14贯穿转动架2一侧与第二齿牙13转动连接，活动轴8远离连接轴9的一端通过万向节15与固定轴16相连接，且固定轴16外侧设置有转矩传感器17。

如图1、图2和图7所示，固定轴16下端设置在传动箱18内部，且固定轴16一侧滑动连接有三角板19，三角板19靠近滑杆27的一端设置有第一电磁开关20，且三角板19靠近活动轴8的一端设置有第二电磁开关21，第一电磁开关20拉动三角板19，使第一齿轮22与第一传动轴24上的端面齿轮26啮合连接，同理，第二电磁开关21使中间轴25上的端面齿轮26与第二齿轮23啮合连接，三角板19设置在第一电磁开关20与第二电磁开关21之间，且第一电磁开关20与第二电磁开关21设置在传动箱18内壁表面，三角板19靠近滑杆27的一侧转动连接有第一齿轮22，且三角板19靠近活动轴8的一端转动连接有第二齿轮23，第一齿轮22与第二齿轮23均设置有两个，且两个第一齿轮22之间以及两个第二齿轮23之间均为啮合连接，第一传动轴24外侧的第一齿轮22与第一传动轴24外侧的端面齿轮26构成啮合连接，中间轴25外侧的第二齿轮23与中间轴25外侧的端面齿轮26构成啮合连接，方便固定轴16通过两个第一齿轮22以及第一传动轴24上的端面齿轮26带动第一传动轴24转动或通过两个第二齿轮23以及中间轴25上的端面齿轮26带动中间轴25转动，传动箱18内部设置有第一传动轴24与中间轴25，且第一传动轴24设置在中间轴25后侧，第一传动轴24外侧与固定轴16外侧花键连接有第一齿轮22，且固定轴16外侧与中间轴25外侧花键连接有第二齿轮23，第一传动轴24外侧与中间轴25外侧均固定有端面齿轮26，且第一传动轴24靠近滑杆27的一端与第二传动轴28靠近滑杆27的一端均与连接齿条29啮合连接，滑杆27与套筒31的连接方式为滑动连接，且滑杆27前后两侧滑动方向的滑动距离相等，滑杆27沿套筒31滑动时推动轮胎转动进行转向。

如图2、图6和图8所示，第二传动轴28设置在中间轴25与滑杆27之间，且第二传动轴28靠近中间轴25的一端设置有行星齿轮30，同时行星齿轮30与中间轴25啮合连接，滑杆27贯穿套筒31，且套筒31与传动箱18下端相连通，滑杆27一侧设置有连接齿条29，且滑杆27另一侧设置有靶标32，套筒31内壁设置有接近开关33，接近开关33设置有三个，两侧的接近开关33用于判断滑杆27的滑动方向，中间的接近开关33用于定位滑杆27，步进电机34一端贯穿套筒31与连接齿条29啮合连接，且步进电机34另一端设置有信号处理器35。

工作原理：在使用该可以调节高度和角度的方向盘时，接近开关33的型号为e2a-m12ls04-m1，信号处理器35的型号为tms320f28016pza，转矩传感器17的型号为sca100t-d01，转动松开第一螺杆6，以万向节15为中心转动转动架2，同时转动架2沿滑槽3滑动，使转动架2转动更加稳定，拧紧第一螺杆6，使第一齿牙5与第一齿条4啮合，起到连接固定转动架2与固定架1的作用，转动松开第二螺杆14，拉动连接轴9，调整方向盘10的高度，拧紧第二螺杆14，使第二齿牙13与第二齿条12啮合，起到连接固定防护套7与转动架2的作用，方便快速调整方向盘10的高度与角度，低速行驶的情况下，按动控制按钮11，信号处理器35控制第一电磁开关20拉动三角板19，使三角板19上的第一齿轮22与第一传动轴24上的端面齿轮26啮合，转动方向盘10，方向盘10带动连接轴9以及活动轴8转动，活动轴8通过万向节15带动固定轴16转动，固定轴16通过两个第一齿轮22的啮合、第一齿轮22与第一传动轴24上的第一传动轴24啮合带动第一传动轴24转动，第一传动轴24通过与连接齿条29的啮合推动滑杆27滑动，转矩传感器17检测到转动，信号处理器35根据检测信息控制步进电机34，步进电机34通过与连接齿条29的啮合推动滑杆27滑动，步进电机34起到辅助转向，减少驾驶人员出力的作用，根据不同的接近开关33与靶标32的接近顺序，便于信号处理器35分辨滑杆27的滑动方向，需要自动回正复位时，按动控制按钮11，步进电机34推动反向滑动，直至靶标32接近中间的接近开关33，使滑杆27完成自动复位，高速行驶的情况下，按动控制按钮11，信号处理器35控制第二电磁开关21拉动三角板19，同理，固定轴16带动中间轴25转动，中间轴25通过行星齿轮30调整传动比，使第二传动轴28的转速低于中间轴25，调低转向比，使其更适用于高速行驶的状态，使用起来更具有实用性，这就完成了全部工作，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。