专利名称：多功能方向盘机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电动汽车制造技术领域，具体涉及一种能够实现汽车防盗、自动伸缩等多功能的方向盘。
背景技术：
为了解决汽车碰撞时候方向盘对驾驶员的损伤，国内外研究人员设计了一种安全的方向盘，它是由两节轴中间通过销连接起来的，当汽车受到碰撞时，人由于惯性压在方向盘上，通过方向盘给锁销一个剪切力，使它断掉，方向盘向下收缩，从而对人体一个缓冲，降低撞击力度，增强了安全性能。但是，其存在如下缺陷。首先，正常使用时，它的传动轴是固定的。由于人的体型有差别，当驾驶员进入到驾驶室时，例如前一个驾驶员体型较小，其座位调节的太靠前，而后来进去的驾驶员身体体型较大，则导致其进入驾驶室很困难；另外，有些身材矮小的驾驶员，踩离合器油门踏板困难，不得不把座椅调的很靠前，使得方向盘靠在胸口上，影响驾驶时的操作性。因此，由于方向盘的结构缺陷，导致其不能很好地适应所有体型驾驶员的操作。其次，传统的安全方向盘结构虽不复杂，但是，一旦压断之后，其维修很不方便。最后，现有的汽车方向盘不带防盗功能，只能靠额外的辅助装置来实现汽车防盗，例如，在方向盘上加一把汽车方向盘锁来实现。综上所述，现有的安全方向盘功能单一，难以满足现代人对于高品质汽车的追求。
发明内容鉴于现有电动汽车的转向传动系统存在上述缺陷，本实用新型设计了一种电动汽车的多功能方向盘机构。在汽车停车熄火时或者驾驶员启动车辆时，通过电控开关实现方向盘的伸缩功能，使任何体型的驾驶员都能够自由的进出驾驶室，并且可以根据自身需要来调节方向盘的位置。并且，在汽车受到碰撞时，方向盘也能自动伸缩，给驾驶员一个缓冲过程，以减轻驾驶员受到的伤害，实现安全的功能。此外，当方向盘收起后又能够自动上锁，从而实现汽车的防盗功能。本实用新型方向盘由于结构简单，从而也便于维修。本实用新型采取以下技术方案:电动汽车的多功能方向盘机构，包括方向盘，方向盘固定连接方向盘柱，方向盘柱的外壁与轴承的内圈相固定，轴承内置于一套筒，轴承轴向滑动配合于套筒之内，且轴承的外圈形成一连接耳，连接耳通过套筒轴向开设的导槽伸出其外；连接耳的外端与摇杆的一端通过第一连接销铰接，摇杆的另一端通过第二连接销与曲柄的一端铰接，曲柄的另一端通过销而摆动式地装配于车体，曲柄的此端端部形成齿牙，齿牙与蜗杆相啮合，蜗杆由步进电机驱动。所述电动汽车的多功能方向盘机构，步进电机分两路分别联接步进电机正转开关、步进电机反转开关，步进电机正转开关、步进电机反转开关合成一路后，依次联接钥匙开关、车门锁开关、熔丝、总熔丝后，接入蓄电池的负极，蓄电池的正极接地。所述电动汽车的多功能方向盘机构，套筒内安装一电磁继电器，电磁继电器通过弹簧连接一金属制的滑块，滑块滑动式地装配于套筒内，当轴承下降到极限位置时，在弹簧的作用力下，滑块处于轴承所在有滑道。所述电动汽车的多功能方向盘机构，电磁继电器的一端接地，另一端依次通过所述的钥匙开关、车门锁开关、熔丝、总熔丝后，接入蓄电池的负极。电动汽车可以简化掉传统汽车转向系统中的复杂传动装置，采用线控技术，使得方向盘可以集成实现很多功能。本实用新型主要包括方向盘组件、曲柄摇杆机构、步进电机及涡轮蜗杆减速齿轮组及电子锁。与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果:1、与传统的固定方向盘相比，本实用新型多功能方向盘可以为驾驶员进出驾驶室能够留出较大的空间，不受方向盘的制约，并且方向盘可以停在任意位置，在调整座位的时候也可以调节方向盘的位置，从而可以适应不同体型驾驶员的操作需求，调整至最佳位置。2、当在受到重压后，可以起到缓冲作用，从而实现了安全方向盘的功能。较传统的安全方向盘，其结构更简单，当压断后销之后只需要更换一个即可，方便快捷。3、方向盘落座后自带电子锁将方向盘锁住，并且由两个电控开关一起控制方向盘的伸缩，使得即使盗车者启动汽车后，由于方向盘处于锁定状态而不能将汽车开走。不仅省去了额外加装汽车防盗锁的过程及成本，也使得汽车更加安全。4、本实用新型方向盘具有结构简单、节省成本等优点。
图1是本实用新型方向盘机构的结构示意图。图2是方向盘局部结构图。图3是方向盘锁的结构图。图4是方向盘锁的控制电路图。图5是步进电机的控制电路图。
具体实施方式
以下结合附图来作详细的说明。参见图1-5，方向盘10固定连接方向盘柱8，方向盘柱8的外壁与轴承7的内圈固定相连。轴承7内置于一个套筒9，且轴承7的外圈形成一个连接耳6，此连接耳6通过套筒9上的一个导槽伸出其外，连接耳6可以带动轴承7在套筒9内轴向移动，固定套筒9安装于车体。连接耳6的外端与摇杆4的一端通过连接销13铰接，当方向盘受到重压时，此连接销13被压断，以实现安全盘的功能。摇杆4的另一端通过连接销5与曲柄2的一端铰接，曲柄2的另一端开有一个定位孔，此定位孔装配一销1，曲柄2通过销I而摆动式地配合于车体。且曲柄2的此端端部带有齿牙3，齿牙3与蜗杆11相啮合，蜗杆11由步进电机12驱动。步进电机12输出的转矩通过蜗杆11、曲柄2、摇杆4、连接耳6，使轴承7在套筒9内作轴向的上下移动，进而带动方向盘柱8作同步运动，实现方向盘的伸缩(升降)功能。参见图5，步进电机12分两路分别联接步进电机正转开关30、步进电机反转开关31，两开关再合成一路后，依次联接钥匙开关29、车门锁开关28、熔丝27、总熔丝26后，接入蓄电池25的负极，蓄电池25的正极接地。其工作过程是:当驾驶员进入车内之前，首先打开车门，闭合车门锁开关28，然后将钥匙插进钥匙孔内接通钥匙开关29，开车准备工作做好后，手动按下电机开关30或31，步进电机12的控制电路被接通而开始工作，步进电机12正向或反向转动，并通过涡轮蜗杆减速后，将动力传给曲柄2,曲柄2绕销I摆动,从而带动摇杆4运动，又由于摇杆4与轴承7铰接，使轴承7 (及方向盘柱8)沿套筒9的内壁上下滑动，从而实现了方向盘10的伸缩。其中，按下正转开关30时，方向盘10升起；按下反转开关31时，方向盘10则收起(下降)。当方向盘10调整至合适高度后，再关闭开关30或31。由于涡轮蜗杆自身具有自锁功能，当方向盘10定位于一个位置后，便不会再滑动。因此，通过上述操作来调节方向盘的(高度)位置，当上车准备好后，按下相应的开关按钮将方向盘调整至适合驾驶员操作的位置上，而无需调整座椅。如图1所示，摇杆4和连接耳6通过连接销13连接在一起并传递力，此处连接销13的强度可以承受一定的拉压应力。在正常使用情况下，其不会断；而当发生意外状况时，驾驶员由于惯性作用，给方向盘10 —个较大的冲击力，此时连接销13会被这个力给剪断，方向盘10会往内缩(下降)，从而给人体一个缓冲作用，起到了安全方向盘的作用；且，此结构简单，便于维修。参见图2、3，套筒9内安装一电磁继电器17，电磁继电器17通过弹簧16连接一滑块15，滑块15滑动式地装配于套筒9内，弹簧16有一定的预紧压力，在弹簧16的作用力下，滑块15处于轴承7所在有滑道。参见图4，电磁继电器17的一端接地，另一端依次通过钥匙开关29、车门锁开关28、熔丝27、总熔丝26后，接入蓄电池25的负极。当驾驶员打开车门锁开关28后，进入驾驶室，将钥匙开关29接通通电，此时，电磁继电器17的线圈通电，产生一个电磁力，该电磁力足以克服弹簧力，而将金属制的滑块15吸引过来，使得轴承7所在的滑道是导通的，轴承7可以自由的滑动。当驾驶员摁下方向盘伸出开关后，在电机的带动下，方向盘可以沿着滑道上升。当轴承7退到(下降)到极限位置时，轴承7上的承接耳6刚好退到了滑块15的滑道口下方，而不会影响到滑块15的运动。因此，当停车后，按下图5中电机反转开关31，将方向盘收起，关掉钥匙开关29，电磁继电器17的线圈断开，失去电磁力，滑块15在弹簧16的弹力作用下滑出，并停止于轴承7所在的滑道，从而将方向盘10卡死，使得方向盘10不能被拉出(上升)，起到了自锁防盗的作用。本领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来验证本实用新型，而并非作为对本实用新型的限定，只要是在本实用新型的范围内，对以上实施例的变化、变形都将落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.多功能方向盘机构，包括方向盘，方向盘固定连接方向盘柱，其特征在于:方向盘柱的外壁与轴承的内圈相固定，轴承内置于一套筒，轴承轴向滑动配合于套筒之内，且轴承的外圈形成一连接耳，连接耳通过套筒轴向开设的导槽伸出其外；连接耳的外端与摇杆的一端通过第一连接销铰接，摇杆的另一端通过第二连接销与曲柄的一端铰接，曲柄的另一端通过销而摆动式地装配于车体，曲柄的此端端部形成齿牙，齿牙与蜗杆相啮合，蜗杆由步进电机驱动。
2.如权利要求1所述的多功能方向盘机构，其特征在于:所述的步进电机分两路分别联接步进电机正转开关、步进电机反转开关，步进电机正转开关、步进电机反转开关合成一路后，依次联接钥匙开关、车门锁开关、熔丝、总熔丝后，接入蓄电池的负极，蓄电池的正极接地。
3.如权利要求2所述的多功能方向盘机构,其特征在于:套筒内安装一电磁继电器，电磁继电器通过弹簧连接一金属制的滑块，滑块滑动式地装配于套筒内，当轴承下降到极限位置时，在弹簧的作用力下，滑块处于轴承所在有滑道。
4.如权利要求3所述的多功能方向盘机构，其特征在于:所述电磁继电器的一端接地，另一端依次通过所述的钥匙开 关、车门锁开关、熔丝、总熔丝后，接入蓄电池的负极。
专利摘要本实用新型公开了一种电动汽车的多功能方向盘机构，包括方向盘，方向盘固定连接方向盘柱，方向盘柱的外壁与轴承的内圈相固定，轴承内置于一套筒，轴承轴向滑动配合于套筒之内，且轴承的外圈形成一连接耳，连接耳通过套筒轴向开设的导槽伸出其外；连接耳的外端与摇杆的一端通过第一连接销铰接，摇杆的另一端通过第二连接销与曲柄的一端铰接，曲柄的另一端通过销而摆动式地装配于车体，曲柄的此端端部形成齿牙，齿牙与蜗杆相啮合，蜗杆由步进电机驱动。在汽车停车熄火时或者驾驶员启动车辆时，本实用新型通过电控开关实现方向盘的伸缩功能，使任何体型的驾驶员都能够自由的进出驾驶室，并且可以根据自身需要来调节方向盘的位置。
文档编号B62D1/11GK203158058SQ20132017034
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月8日 优先权日2013年4月8日
发明者孟庆华, 黄琴宝 申请人:杭州电子科技大学