一種多功能汽車轉向裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多功能汽車轉向裝置，包括方向盤、與方向盤連接的轉向柱和帶動轉向柱轉動的第一傳動組機構，所述轉向柱包括依次連接轉向套筒、第一齒條齒輪組和用于使轉向柱與方向盤轉動折疊連接的第一可折疊機構，所述第一齒條齒輪組和轉向套筒均與第一傳動組機構連接。本實用新型的多功能汽車轉向裝置提高駕乘舒適性和行車安全性，實現方向盤既能上下伸縮調節又能折疊收起，能夠使駕駛員上下車方便，為駕駛員留出更多活動空間。
【專利說明】
一種多功能汽車轉向裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于機動車輛轉向技術領域，具體涉及一種多功能汽車轉向裝置。【背景技術】
[0002]伴隨著國家經濟的訊速發展，作為交通及運輸工具，汽車已經走進千家萬戶。隨著汽車保有量的不斷增加，其駕乘舒適性、行駛安全性也越來越受到人們的重視。就汽車轉向機構而言，目前大多數汽車方向盤是固定安裝后，僅能上下調節，不能進行折疊調節的，這樣不僅不便于駕駛員上下車，而且當停車休息時，方向盤占用了駕駛員的休息空間。此外， 就普通汽車而言，汽車的前照燈與汽車方向盤是相互獨立的，其只具有固定的照射范圍，當夜間汽車在彎道上轉彎時，前照燈無法改變照明方向，經常會在彎道內側出現“盲區”，駕駛者的視線被禁錮在前照燈光束照射的直線范圍內，這對于汽車夜間在彎道行駛時非常危險，極大地影響了夜間行車的安全性。由于中高端汽車基本配有前前照燈隨動轉向系統，已經解決了該問題，但針對低端汽車用戶而言，裝配該系統成本過高，有點不切實際。因此，為了提高行車安全性和舒適性，如何實現汽車方向盤既能上下伸縮調節又能折疊收起，并且還能夠以較低成本的方式實現汽車轉向與前照燈聯動調節，已經成為一個急需解決的問題。
【發明內容】

[0003]本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本實用新型提供一種多功能汽車轉向裝置，目的是使汽車方向盤與轉向柱可折疊且能夠上下伸縮調節方向盤。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為:
[0005]—種多功能汽車轉向裝置，包括方向盤、與方向盤連接的轉向柱和帶動轉向柱轉動的第一傳動組機構，所述轉向柱包括依次連接的轉向套筒、第一齒條齒輪組和用于使轉向柱與方向盤轉動折疊連接的第一可折疊機構，所述第一齒條齒輪組和轉向套筒均與第一傳動組機構連接。
[0006]所述第一齒條齒輪組的齒條為圓弧形齒條。
[0007]所述第一可折疊機構包括支撐板和由外到內依次設置的雙層套筒、第二彈簧、第二鉸鏈，套筒內部頂端與第二彈簧頂端固定連接，第二彈簧下端通過支撐板與第一齒條齒輪組的齒條端部固定連接，所述第二彈簧的自由長度小于套筒長度，所述第二鉸鏈的兩端分別與方向盤和第一齒條齒輪組的齒條前端連接。
[0008]所述方向盤包括可折疊構件、固定構件、鉸鏈機構和用于使可折疊構件與固定構件形成彈性拉緊接觸的第一彈簧，所述可折疊構件依次通過鉸鏈機構、第一彈簧與固定構件連接，且可折疊構件與固定構件的接觸端設有用于容納鉸鏈機構和第一彈簧的容納腔體。
[0009]所述鉸鏈機構包括與可折疊構件連接的鉸鏈活動關節和與第一彈簧連接的鉸鏈固定關節，鉸鏈活動關節與鉸鏈固定關節鉸接。
[0010]所述固定構件上設有顯示屏。
[0011]所述第一傳動組機構包括第一齒輪、齒帶、第二齒輪以及依次連接的轉向燈支撐架、前照燈支架安裝體和前照燈支架，所述轉向燈支撐架與第二齒輪固定連接，第一齒輪與轉向套筒連接且通過齒帶帶動第二齒輪轉動。
[0012]所述轉向裝置還包括第二傳動組機構，第二傳動組機構包括依次連接的支撐柱、 第一電機、第一齒輪組、減速器、第一傳動軸和與第一齒條齒輪組的齒條嗤合的第三齒輪， 所述支撐柱與汽車底板固定連接。
[0013]所述轉向裝置還包括第三傳動組機構，所述第三傳動機構包括依次連接的第二齒條齒輪組、傳動桿、前照燈初始位置保持件、前照燈上下運動支撐桿、限位桿和與支撐桿固定連接的第三彈簧，所述前照燈支架設有第一槽，第一槽內設有固定片體和沿固定片體轉動的轉動片體，前照燈上下運動支撐桿的一端與轉動片體連接，前照燈上下運動支撐桿的另一端設有沿限位桿運動的質量環，所述第二傳動組機構還包括依次連接的第二電機、錐齒輪組和第二傳動軸，第二傳動軸與第二齒條齒輪組連接，第二電機與支撐柱固定連接。
[0014]所述前照燈初始位置保持件為夾子，所述傳動桿設有與夾子連接的垂直件，夾子的一個臂設有第二槽，另一個臂與設于車底板上的支撐桿固定連接，所述垂直件插入槽內可沿第二槽滑動。
[0015]有益效果:本實用新型的多功能汽車轉向裝置提高駕乘舒適性和行車安全性，實現方向盤既能上下伸縮調節又能折疊收起，其折疊收起是指不僅方向盤盤面能夠折疊，其轉向柱也能折疊，最大限度地為駕駛員上下車提供方便;并且在能實現方向盤轉向與前照燈聯動調節的同時，還能實現汽車上/下坡時，前照燈向下/上偏移一定角度，從而能夠保證駕駛員視野范圍，避免危險發生。在實現前述功能的基礎上，該多功能汽車方向盤盤面還具有轉向角實時顯示功能，方便駕駛員對車況的掌握，以提醒駕駛員及時調整方向盤轉向角度。能夠使駕駛員上下車方便，為駕駛員留出更多活動空間。【附圖說明】
[0016]本說明書包括以下附圖，所示內容分別是:
[0017]圖1是本實用新型多功能汽車轉向裝置的總體結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型多功能汽車轉向裝置的方向盤結構示意圖；
[0019]圖3是圖2中A的局部放大圖；
[0020]圖4是本實用新型多功能汽車轉向裝置的轉向柱結構示意圖；
[0021]圖5是圖4中B的局部放大圖；[〇〇22]圖6是圖4中C的局部放大圖；[〇〇23]圖7是圖4中D的局部放大圖；
[0024]圖8是轉向柱中第一可折疊機構結構示意圖；
[0025]圖9是本實用新型多功能汽車轉向裝置的第一傳動組機構結構示意圖；
[0026]圖10是圖9中前照燈支架尾端結構示意圖；
[0027]圖11是本實用新型多功能汽車轉向裝置的第二傳動機構結構示意圖；
[0028]圖12是本實用新型多功能汽車轉向裝置的第三傳動機構結構示意圖；
[0029]圖13是圖12中前照燈上下運動支撐桿與限位桿的放大圖；
[0030]圖14是圖13中前照燈上下運動支撐桿與限位桿連接處的局部放大圖；[〇〇31]圖15是圖12中傳動桿的局部放大圖；[〇〇32]圖16是圖15中E的局部放大圖；
[0033]圖17是圖12中前照燈初始位置保持件的結構示意圖。[〇〇34] 圖中標記為:[〇〇35]1、方向盤，2、可折疊構件，3、固定構件，4、第一彈簧，5、鉸鏈活動關節，6、鉸鏈固定關節，7、顯示屏，8、第一可折疊機構，9、第一齒條齒輪組，10、轉向套筒，11、第一齒輪，12、第二齒輪，13、齒帶，14、轉向柱，15、轉向燈支撐架，16、前照燈支架安裝體，17、前照燈支架， 18、固定片體，19、轉動片體，20、按鈕開關，21、線束，22、電機組合體，23、第一齒輪組，24、減速器，25、第一傳動軸，26、第三齒輪，27、錐齒輪組，28、支撐柱，29、第二傳動軸，30、第二齒條齒輪組，31、傳動桿，32、前照燈初始位置保持件，33、前照燈上下運動支撐桿，34、限位桿， 35、第三彈簧，36、支撐桿，37、質量環，38、垂直件，39、第二槽。【具體實施方式】
[0036]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對本實用新型的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。
[0037]如圖1至圖17所示，本實用新型具體涉及一種多功能汽車轉向裝置，包括方向盤1、 與方向盤1連接的轉向柱14和帶動轉向柱14轉動的第一傳動組機構，轉向柱14包括依次連接的轉向套筒10、第一齒條齒輪組9和用于使轉向柱與方向盤轉動折疊連接的第一可折疊機構8,第一齒條齒輪組9和轉向套筒10均與第一傳動組機構連接。
[0038]第一可折疊機構8包括支撐板和由外到內依次設置的雙層套筒、第二彈簧、第二鉸鏈，套筒內部頂端與第二彈簧頂端固定連接，第二彈簧下端通過支撐板與第一齒條齒輪組9 的齒條前端部固定連接，第二彈簧的自由長度小于套筒長度，第二鉸鏈的兩端分別與方向盤和第一齒條齒輪組的齒條前端連接。具體的說，轉向柱是由四段不同的轉向柱體組成。第一段是一個鉸鏈連接的可繞第二鉸鏈轉動部分，第二段的第一齒條齒輪組的齒條為一段圓弧齒條部分，并且下端開有兩個鍵，之所以設置成圓弧形齒條是考慮到方向盤在轉動時不會與減速器輸出齒輪發生干涉，該第一齒輪齒條始終保持嚙合狀態。第三段是與第二段相嚙合的帶鍵槽的轉向套筒，通過鍵與鍵槽的配合可以保證轉向柱轉向力的傳遞。第四段是下端通過底部鍵與第一傳動組機構中的第一齒輪相嚙合的部分。如圖4所示。
[0039]具體的工作過程:轉向柱的折疊由方向盤下的第二鉸鏈完成，第二鉸鏈在我們不需要折疊方向盤的時候由一內設第二彈簧的雙層套筒限制第二鉸鏈的運動，套筒頂端內部與第二彈簧頂端固定連接，第二彈簧下端與轉向柱第二段的前部無齒條部分通過一圓形支撐板固定連接，第二彈簧自由長度小于外套筒長度，整個第二彈簧被套筒覆蓋，當我們需要折疊轉向柱時，便可以將套筒向下拉住，露出折疊鉸鏈部分，即可折疊轉向柱，當需要重新回位時，將轉向柱扶正，在彈力作用下，套筒自動回位。轉向柱的折疊能夠在汽車不啟動的時候進一步為駕駛員提供空間。圓弧齒條和鍵槽的存在使得不會發生運動干涉。底部鍵的作用主要是與第一齒輪11嚙合完成力矩的傳遞。
[0040]方向盤包括可折疊構件2、固定構件3、鉸鏈機構和用于使可折疊構件2與固定構件 3形成彈性拉緊接觸的第一彈簧4,可折疊構件2依次通過鉸鏈機構、第一彈簧4與固定構件3 連接，且可折疊構件2與固定構件3的接觸端設有用于容納鉸鏈機構和第一彈簧4的容納腔體。容納腔體的設置便于鉸鏈結構和第一彈簧的放置，使得可折疊構件2與固定構件3通過第一彈簧4的彈性拉緊力抵觸在一起時，能夠形成較密閉的結構，穩定性相對更好。鉸鏈機構包括與可折疊構件連接的鉸鏈活動關節5和與彈簧連接的鉸鏈固定關節6,鉸鏈活動關節 5與鉸鏈固定關節6鉸接。如圖2所示，鉸鏈機構實現對半折疊，并且由第一彈簧4實現方向盤的回位。第一彈簧4工作在收縮位，具有足夠的彈力，方向盤1需要折疊的時候，向外拉動至一定距離，便可以折疊，能實現折疊90度以上，折疊后，若需要回位，只需回正，彈簧收縮力拉住鉸鏈和方向盤，此時方向盤作為一個整體使用。折疊主要為了駕駛員上下車方便，為駕駛員留出更多活動空間。另外固定構件上通過加裝電子控制單元可以在轉向角顯示區安裝顯示屏7用于轉向角實時顯示，方便駕駛員對車況的掌握，不至于緊張而忘記方向盤的轉動角度，提醒駕駛員及時調整方向盤轉向角度。
[0041]第一傳動組機構包括第一齒輪11、齒帶13、第二齒輪12以及依次連接的轉向燈支撐架15、前照燈支架安裝體16和前照燈支架17，轉向燈支撐架15與第二齒輪12固定連接，第一齒輪11與轉向套筒10連接且通過齒帶13帶動第二齒輪12轉動。其中第二齒輪12比第一齒輪11要大一些。
[0042]方向盤轉動帶動第一齒輪11轉動，第一齒輪11通過齒帶13帶動第二齒輪12轉動， 從而完成了力矩的傳遞，帶動前照燈水平轉動。第二齒輪12與第一齒輪11的傳動比設置用以保證實際操作過程中，隨第一齒輪在有限的轉動角度范圍內，第二齒輪左右轉動一定幅度，從而帶動前照大燈隨方向盤轉動而在一定范圍內轉動。
[0043]如圖10所示，前照燈支架17尾部設有第一槽，第一槽內是兩片鏈接在一起可以相對轉動的片體組成“剪刀式”機構，一個為固定片體18,另一個轉動片體19可繞其轉動，用以保證前照大燈的上下運動。
[0044]前照燈上下運動支撐桿可以在第一槽內移動，其主要目的是前照燈的左右水平運動與上下運動不發生干涉。
[0045]第二傳動組機構主要實現兩個運動，是由兩個電機即電機組合體22分別作為動力來源，有各自的傳動機構。電機組合體為兩個單獨的電機，分別為第一電機和第二電機。第二傳動組機構包括依次連接的支撐柱28、第一電機、第一齒輪組23、減速器24、第一傳動軸 25和與第一齒條齒輪組9的齒條嚙合的第三齒輪26,支撐柱28與汽車底板固定連接。主要實現減速器和圓弧齒條的工作，也就是轉向柱的伸縮，當我們需要調節轉向柱時，按下按鈕開關使第一電機工作，動力從第一電機通過第一齒輪組23,傳給減速器器24,減速器24將動力傳遞給第一傳動軸25,以及第三齒輪26,第三齒輪26與第一齒條齒輪組的圓弧齒條相嚙合而運動，從而帶動轉向柱的伸縮。需要調整轉向柱高度時，駕駛員可以啟動與減速器相連的第一電機，通過第一電機和減速器24帶動第一齒條齒輪組工作，第一電機的正反轉能夠實現齒條向上或向下運動，使得駕駛員可以因為身高和臂長不同來調節轉向柱長度，方便不同駕駛員駕車。
[0046]第二電機主要實現前照燈初始位置保持件32(夾子)的開合與關閉。轉向裝置還包括第三傳動組機構，第三傳動機構包括依次連接的第二齒條齒輪組30、傳動桿31、前照燈初始位置保持件32、前照燈上下運動支撐桿33、限位桿34和與支撐柱28固定連接的第三彈簧 35。第二傳動組機構還包括依次連接的第二電機、錐齒輪組27和第二傳動軸29,第二傳動軸 29與第二齒條齒輪組30連接，第二電機與支撐柱28固定連接。
[0047]按下第二電機的按鈕開關，第二電機工作，動力從錐齒輪組27傳入下部第二齒條齒輪組30,從而帶動夾子開合運動。錐齒輪組主要實現了力運動方向的改變，在本方案中錐齒輪組實現了電機的力傳遞給下部第二齒條齒輪組，帶動夾子的運動。
[0048]前照燈上下運動支撐桿的一端通過轉動片體19與前照燈支架連接，前照燈上下運動支撐桿的另一端設有沿限位桿運動的質量環37。該質量環我們定義為質量比較大的環， 可以帶動大燈及支撐桿的運動，該質量環套在限位桿上，環內上端面與限位桿接觸。限位桿 34通過支撐桿36與車底板固定連接。
[0049]工作原理:第二電動機工作帶動錐齒輪組27轉動，錐齒輪組27通過傳動軸將動力傳給下面的第二齒條齒輪組，第二齒條齒輪組通過傳動桿與夾子的一個臂相連接，當齒輪齒條部分帶動傳動桿前后運動時，從而控制夾子實現開合運動，在平緩路面行駛不需要前照燈上下運動時。夾子保持夾緊狀態，前照燈上下運動支撐桿被夾緊而無法活動。當汽車上下坡時通過啟動第二電機將夾子打開，前照燈上下運動支撐桿33由下部質量環37帶動而沿限位桿前后移動，從而帶動前照燈做上下運動。前照燈支架17下通過限位卡槽與上下運動支撐件33前端相連接，該連接方式保證了大燈在做水平運動時不會帶著該支撐件運動。
[0050]當汽車在上坡時:限位桿處于左低右高狀態，質量環由于其質量較大可以克服第三彈簧35壓力而向左下方運動從而拉動支撐桿頂端和前照燈向下運動。[〇〇51]當汽車在坡頂時:限位桿34處于水平狀態，第三彈簧35彈力克服質量環與限位桿之間的摩擦力，從而使得前照燈支撐桿回位。[〇〇52]當汽車在下坡時:限位桿34左高右低，質量環克服第三彈簧35拉力帶動前照燈上下運動支撐桿向下運動，在向下運動的過程中，前照燈上下運動支撐桿逐步趨于豎直，此時大燈被推動向上運動。[〇〇53]當汽車恢復平面行駛時:限位桿處于水平狀態，第三彈簧35彈力克服質量環與限位架之間的摩擦力，從而使得大燈支撐架回位，限位桿及質量環表面做相對光滑處理，以減小摩擦。
[0054]傳動桿31前段為第二齒條齒輪組結構，是由一排齒條組成，用于與齒輪相嚙合，后段沒有設置齒條，主要是考慮到夾子的開合與關閉并不需要太大的行程，便將后段設成桿的形式。[0〇55]傳動桿31與夾子的連接處設有垂直件38，夾子的一個臂設有第二槽39，另一個臂與設于車底板上的支撐桿固定連接，垂直件插入第二槽39內可沿第二槽滑動。垂直件38插入第二槽39內，與第二槽39成一定角度布置，其主要作用是保持傳動桿的直線運動。傳動桿帶動夾子工作時，夾子運動端的運動軌跡是圓弧，但傳動桿由齒輪齒條帶動，設置成只可以沿直線方向運動，當傳動桿帶動夾子做圓弧運動，傳動桿末端與第二槽存在相對滑動，因此傳動桿的直線運動得以保持。[〇〇56]以上結合附圖對本實用新型進行了示例性描述。顯然，本實用新型具體實現并不受上述方式的限制。只要是采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進;或未經改進，將本實用新型的上述構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種多功能汽車轉向裝置，包括方向盤、與方向盤連接的轉向柱和帶動轉向柱轉動 的第一傳動組機構，其特征在于:所述轉向柱包括依次連接的轉向套筒、第一齒條齒輪組和 用于使轉向柱與方向盤轉動折疊連接的第一可折疊機構，所述第一齒條齒輪組和轉向套筒 均與第一傳動組機構連接。2.根據權利要求1所述的多功能汽車轉向裝置，其特征在于:所述第一齒條齒輪組的齒 條為圓弧形齒條。3.根據權利要求2所述的多功能汽車轉向裝置，其特征在于:所述第一可折疊機構包括 支撐板和由外到內依次設置的雙層套筒、第二彈簧、第二鉸鏈，套筒內部頂端與第二彈簧頂 端固定連接，第二彈簧下端通過支撐板與第一齒條齒輪組的齒條端部固定連接，所述第二 彈簧的自由長度小于套筒長度，所述第二鉸鏈的兩端分別與方向盤和第一齒條齒輪組的齒 條前端連接。4.根據權利要求2所述的多功能汽車轉向裝置，其特征在于:所述方向盤包括可折疊構 件、固定構件、鉸鏈機構和用于使可折疊構件與固定構件形成彈性拉緊接觸的第一彈簧，所 述可折疊構件依次通過鉸鏈機構、第一彈簧與固定構件連接，且可折疊構件與固定構件的 接觸端設有用于容納鉸鏈機構和第一彈簧的容納腔體。5.根據權利要求4所述的多功能汽車轉向裝置，其特征在于:所述鉸鏈機構包括與可折 疊構件連接的鉸鏈活動關節和與第一彈簧連接的鉸鏈固定關節，鉸鏈活動關節與鉸鏈固定 關節鉸接。6.根據權利要求4所述的多功能汽車轉向裝置，其特征在于:所述固定構件上設有顯示屏。7.根據權利要求1所述的多功能汽車轉向裝置，其特征在于:所述第一傳動組機構包括 第一齒輪、齒帶、第二齒輪以及依次連接的轉向燈支撐架、前照燈支架安裝體和前照燈支 架，所述轉向燈支撐架與第二齒輪固定連接，第一齒輪與轉向套筒連接且通過齒帶帶動第 二齒輪轉動。8.根據權利要求1所述的多功能汽車轉向裝置，其特征在于:所述轉向裝置還包括第二 傳動組機構，第二傳動組機構包括依次連接的支撐柱、第一電機、第一齒輪組、減速器、第一 傳動軸和與第一齒條齒輪組的齒條嚙合的第三齒輪，所述支撐柱與汽車底板固定連接。9.根據權利要求8所述的多功能汽車轉向裝置，其特征在于:所述轉向裝置還包括第三 傳動組機構，所述第三傳動機構包括依次連接的第二齒條齒輪組、傳動桿、前照燈初始位置 保持件、前照燈上下運動支撐桿、限位桿和與支撐桿固定連接的第三彈簧，所述前照燈支架 設有第一槽，第一槽內設有固定片體和沿固定片體轉動的轉動片體，前照燈上下運動支撐 桿的一端與轉動片體連接，前照燈上下運動支撐桿的另一端設有沿限位桿運動的質量環， 所述第二傳動組機構還包括依次連接的第二電機、錐齒輪組和第二傳動軸，第二傳動軸與 第二齒條齒輪組連接，第二電機與支撐柱固定連接。10.根據權利要求9所述的多功能汽車轉向裝置，其特征在于:所述前照燈初始位置保 持件為夾子，所述傳動桿設有與夾子連接的垂直件，夾子的一個臂設有第二槽，另一個臂與 設于車底板上的支撐桿固定連接，所述垂直件插入槽內可沿第二槽滑動。
【文檔編號】B62D1/185GK205668587SQ201620497177
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】王海濤, 李大練, 程勛鳳, 代肖肖, 黃靜飛, 李玉如, 張梅, 葉良, 費孝峰
【申請人】安徽工程大學