用于转向管柱的自适应调节装置的制作方法

本发明属于汽车领域，具体提供一种用于转向管柱的自适应调节装置。

背景技术：

汽车在发生剧烈的撞击时会获得很大的减速度，而在惯性力的作用下驾驶员的身体会向前倾斜，使胸部和方向盘发生碰撞。为了减少方向盘对驾驶者胸部的冲击力，与方向盘连接的转向柱通常被设计成通过万向节连接的多段式结构。在方向盘受外力冲击并达到一定值时，多段式结构的转向柱会发生二到三段的溃缩折叠，该溃缩过程能够减缓方向盘对驾驶员的冲击。

但是，传统转向柱溃缩吸能机构的溃缩力是一个定值，无论汽车以多高的速度发生碰撞，转向柱总是吸收固定的碰撞能量，从而导致高速碰撞时给驾驶员的头部和胸部带来严重甚至致命的伤害。

相应地，本领域需要一种新的转向管柱溃缩装置来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决因传统转向管柱溃缩吸能机构的溃缩力是一个定值而导致汽车发生高速碰撞时方向盘给驾驶员的头部和胸部带来严重甚至致命伤害的问题，本发明提供了一种一种用于转向管柱的自适应调节装置，所述自适应调节装置包括：用于连接到转向管柱的第一摩擦件；用于连接到车身上的且与所述第一摩擦件通过磁性力相互压紧的第二摩擦件；电磁线圈模块，其能够根据车辆的减速度信号来产生电磁力，以控制所述第一摩擦件和所述第二摩擦件之间的压紧力，从而调节所述转向管柱与车身之间的连接刚度。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述电磁线圈模块设置于所述第一摩擦件或所述第二摩擦件。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述电磁线圈模块设置于所述第一摩擦件或所述第二摩擦件内。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述第一摩擦件和所述第二摩擦件中的至少一个包括彼此相连接的第一滑块和第二滑块，所述电磁线圈模块设置于所述第一滑块和所述第二滑块之间。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述电磁线圈模块设置于所述第一摩擦件背离所述第二摩擦件的一侧上；或者所述电磁线圈模块设置于所述第二摩擦件背离所述第一摩擦件的一侧上。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述第一摩擦件上设置有u型口，并且u型口的开口方向与所述转向管柱的长度方向一致；所述第二摩擦件连接有柱状结构，所述柱状结构远离所述第二摩擦件的一端穿过所述u型口连接到所述车身上。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述柱状结构的两端分别设置有第一限位结构和第二限位结构，所述柱状结构通过所述第一限位结构与所述车身相连接，所述柱状结构通过所述第二限位结构与所述第二摩擦件相连接，并且所述第二摩擦件与所述车身能够沿所述柱状结构的长度方向相对滑动。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述第二摩擦件上设置有u型口，并且u型口的开口方向与所述转向管柱的长度方向一致；所述第一摩擦件连接有柱状结构，所述柱状结构远离所述第二摩擦件的一端穿过所述u型口连接到所述转向管柱上。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述柱状结构的两端分别设置有第一限位结构和第二限位结构，所述柱状结构通过所述第一限位结构与所述转向管柱相连接，所述柱状结构通过所述第二限位结构与所述第一摩擦件相连接，并且所述第一摩擦件与所述转向管柱能够沿所述柱状结构的长度方向相对滑动。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述柱状结构是螺栓，所述第一限位结构是所述螺栓的螺帽，所述第二限位结构是设置在所述螺栓上的螺母。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述车身上设置有固定支架，所述柱状结构远离所述第二摩擦件的一端连接到所述固定支架上。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述第一摩擦件面向所述第二摩擦件的一侧上设置有耐磨材料和/或用于提高摩擦力的材料；并且/或者所述第二摩擦件面向所述第一摩擦件的一侧上设置有耐磨材料和/或用于提高摩擦力的材料。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述自适应调节装置还包括控制单元，所述控制单元用于根据车辆的减速度信号来控制所述电磁线圈模块是否通电以及电流的大小。

在上述自适应调节装置的优选技术方案中，所述自适应调节装置还包括与所述控制单元连接的碰撞传感器，所述碰撞传感器用于监测车辆的减速信号，并将该减速信号发送给所述控制单元。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，在汽车发生碰撞尤其是高速碰撞时，能够根据车辆的反映碰撞程度的减速度信号调节电磁线圈模块通电，为第一摩擦件或第二摩擦件提供电磁力，进而调节第一摩擦件和第二摩擦件之间的摩擦力，从而能够根据车辆的碰撞程度相应地调节自适应调节装置的吸能能力。因此，本发明的自适应调节装置能够在汽车发生各种碰撞时都有效地降低方向盘给驾驶员带来的伤害。

方案1、一种用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述自适应调节装置包括：

用于连接到转向管柱的第一摩擦件；

用于连接到车身上的且与所述第一摩擦件通过磁性力相互压紧的第二摩擦件；

电磁线圈模块，其能够根据车辆的减速度信号来产生电磁力，以控制所述第一摩擦件和所述第二摩擦件之间的压紧力，从而调节所述转向管柱与车身之间的连接刚度。

方案2、根据方案1所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述电磁线圈模块设置于所述第一摩擦件或所述第二摩擦件。

方案3、根据方案2所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述电磁线圈模块设置于所述第一摩擦件或所述第二摩擦件内。

方案4、根据方案3所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述第一摩擦件和所述第二摩擦件中的至少一个包括彼此相连接的第一滑块和第二滑块，所述电磁线圈模块设置于所述第一滑块和所述第二滑块之间。

方案5、根据方案2所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述电磁线圈模块设置于所述第一摩擦件背离所述第二摩擦件的一侧上；或者所述电磁线圈模块设置于所述第二摩擦件背离所述第一摩擦件的一侧上。

方案6、根据方案1所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述第一摩擦件上设置有u型口，并且u型口的开口方向与所述转向管柱的长度方向一致；

所述第二摩擦件连接有柱状结构，所述柱状结构远离所述第二摩擦件的一端穿过所述u型口连接到所述车身上。

方案7、根据方案6所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述柱状结构的两端分别设置有第一限位结构和第二限位结构，所述柱状结构通过所述第一限位结构与所述车身相连接，所述柱状结构通过所述第二限位结构与所述第二摩擦件相连接，并且所述第二摩擦件与所述车身能够沿所述柱状结构的长度方向相对滑动。

方案8、根据方案1所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述第二摩擦件上设置有u型口，并且u型口的开口方向与所述转向管柱的长度方向一致；

所述第一摩擦件连接有柱状结构，所述柱状结构远离所述第二摩擦件的一端穿过所述u型口连接到所述转向管柱上。

方案9、根据方案8所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述柱状结构的两端分别设置有第一限位结构和第二限位结构，所述柱状结构通过所述第一限位结构与所述转向管柱相连接，所述柱状结构通过所述第二限位结构与所述第一摩擦件相连接，并且所述第一摩擦件与所述转向管柱能够沿所述柱状结构的长度方向相对滑动。

方案10、根据方案7或9所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述柱状结构是螺栓，所述第一限位结构是所述螺栓的螺帽，所述第二限位结构是设置在所述螺栓上的螺母。

方案11、根据方案6所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述车身上设置有固定支架，所述柱状结构远离所述第二摩擦件的一端连接到所述固定支架上。

方案12、根据方案1所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述第一摩擦件面向所述第二摩擦件的一侧上设置有耐磨材料和/或用于提高摩擦力的材料；并且/或者

所述第二摩擦件面向所述第一摩擦件的一侧上设置有耐磨材料和/或用于提高摩擦力的材料。

方案13、根据方案1所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述自适应调节装置还包括控制单元，所述控制单元用于根据车辆的减速度信号来控制所述电磁线圈模块是否通电以及电流的大小。

方案14、根据方案13所述的用于转向管柱的自适应调节装置，其特征在于，所述自适应调节装置还包括与所述控制单元连接的碰撞传感器，所述碰撞传感器用于监测车辆的减速信号，并将该减速信号发送给所述控制单元。

附图说明

图1是本发明实施例的自适应调节装置的结构爆炸图；

图2是本发明实施例的自适应调节装置的效果示意图；

图3是本发明实施例的自适应调节装置的控制系统图。

附图标记列表：

1、转向管柱；2、第一摩擦件；21、u型口；3、固定支架；4、第二摩擦件；41、第一滑块；42、第二滑块；5、电磁线圈模块；6、螺栓；7、螺母。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中的各部件之间是按一定比例关系绘制的，但是这种比例关系并非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明的用于转向管柱的自适应调节装置主要包括第一摩擦件2、第二摩擦件4和电磁线圈模块5。其中，第一摩擦件2与转向管柱1固定连接，第二摩擦件4与车身(图中未示出)固定连接。电磁线圈模块5被优选地设置到第二摩擦件4上，或者本领域技术人员也可以根据需要，将电磁线圈模块5设置到第一摩擦件2上。当电磁线圈模块5通电时能够产生电磁力，在该电磁力的作用下第一摩擦件2和第二摩擦件4相互压紧，转向管柱1和车身也被因此刚性的连接到一起。

继续参阅图1和图2，车身上设置有固定支架3，固定支架3和第二摩擦件4分别设置有通孔，作为柱形结构的螺栓6穿过固定支架3上的通孔和第二摩擦件4上的通孔并借助螺母7将固定支架3和第二摩擦件4连接到一起。具体地，螺栓6借助作为第一限位结构的螺帽与固定支架3连接到一起，螺栓6借助第二限位结构的螺母7与第二摩擦件4连接到一起。进一步，固定支架3上的通孔和/或第二摩擦件4上的通孔的直径大于螺栓6的直径，以便第二摩擦件4能够沿螺栓6的长度方向相对于固定支架3滑动。需要说明的是，上述通孔的直径不能超过螺栓6的直径过多，避免第二摩擦件4沿螺栓6的径向晃动。

此外，本领域技术人员还可以根据需要，在保证第二摩擦件4能够沿螺栓6的长度方向相对于固定支架3滑动的前提下，使螺栓6的一端与第二摩擦件4或固定支架3固定连接。例如在一种可行的实施例中，可以舍去螺母7，使螺栓6与第二摩擦件4之间螺纹连接。

如图1所示，第一摩擦件2上设置有u型口21，螺栓6穿过u型口21，当转向管柱1下端连接的部分发生溃缩时，转向管柱1带动第一摩擦件2向下移动，使第二摩擦件4相对于第一摩擦件2沿u型口21的开口方向滑动。更进一步，当电磁线圈模块5通电时能够产生电磁力，在该电磁力的作用下第一摩擦件2和第二摩擦件4相互压紧，进而在第一摩擦件2和第二摩擦件4发生相对滑动时，该压紧力能够使第一摩擦件2和第二摩擦件4之间产生一个阻碍第一摩擦件2和第二摩擦件4相对运动的摩擦力。

本领域技术人员能够理解的是，本发明的u型口21应广义理解为设置在第一摩擦件2上且具有开口的孔状结构，其不仅限于图1中示出的结构，其还可以是半圆型口和条型口等孔状结构。或者，u型口21还可以是设置在第一摩擦件2上且具有一定长度的孔状结构，以保证第一摩擦件2和第二摩擦件4能够沿该孔的长度方向发生相对滑动。

此外，本领域技术人员还可以根据需要，将u型口21设置在固定支架3上。相应地，在第一摩擦件2上设置通孔，使第二摩擦件4通过螺栓6穿过该通孔、设置在固定支架3上的u型口和第二摩擦件4上的通孔并借助螺母7将第一摩擦件2和第二摩擦件4连接到一起。当电磁线圈模块5通电产生电磁力时，固定支架3和第二摩擦件4在该电磁力的作用下能够相互压紧，使转向管柱1和车身被刚性的连接到一起。

如图1和图2所示，第二摩擦件4包括第一滑块41和第二滑块42，第一滑块41和第二滑块42之间优选地通过过盈配合连接，具体地，第一滑块41上设置有第一凸起结构，该第一凸起结构上设置有配合孔，第二滑块42设置有第二凸起结构，该第二凸起结构能够通过过盈的方式插入该配合孔内，进而第一滑块41和第二滑块42完成过盈配合。或者本领域技术人员可以根据实际需要，通过其他的连接方式将第一滑块41和第二滑块42连接到一起，如卡扣的连接方式。进一步，电磁线圈模块5被设置在第一滑块41和第二滑块42之间。或者本领域技术人员还可以根据需要，将电磁线圈模块5设置到第二滑块42背离第一滑块41一侧，或者将电磁线圈模块5设置到第一摩擦件2背离第二摩擦件4的一侧。或者本领域技术人员还可以在保证第一摩擦件2和第二摩擦件4发生接触时，电磁线圈模块5不与任何一个摩擦件发生接触的情况下，将电磁线圈模块5设置到第一摩擦件2或第二摩擦件4上的任何位置，防止第一摩擦件2和第二摩擦件4磨损电磁线圈模块5。

本领域技术人员能够理解的是，第一摩擦件2除了图1和图2中所示的固定到转向管柱1上的情形外，其还可以是其他任何且可行的结构。例如第一摩擦件2可以是类似于第二摩擦件4的滑块，并且第一摩擦件2通过固定支架(如图1中第一摩擦件2形式的固定支架)与转向管柱1固定连接。

本领域技术人员还能够理解的是，为了增加第一摩擦件2和第二摩擦件4之间的吸引力，第一摩擦件2设置为具有铁的金属构件或设置为具有磁性的构件，如电磁铁或者电磁线圈模块5。进一步，为了增加第一摩擦件2和第二摩擦件4之间的摩擦力，可使第一滑块41和第一摩擦件2相互结合的面的摩擦系数适当增加。在一种可行的实施例中，可以在第一滑块41和第一摩擦件2相互结合的面上分别设置凹凸不平的花纹，或者也可以在第一滑块41和第一摩擦件2相互结合的面上分别设置能够提高摩擦力的材料。

此外，本领域技术人员还可以根据需要，将第二摩擦件4设置在第一摩擦件2和固定支架3之间，使面向第一摩擦件2的第二滑块42能够与第一摩擦件2发生接触。在第二滑块42和第一摩擦件2相结合的面上可分别设置能够提高摩擦力的材料。

进一步，本领域技术人员还可以根据需要，在第一摩擦件2面向第二摩擦件4的端面上设置耐磨材料，在第二摩擦件4面向第一摩擦件2的端面上设置耐磨材料，以便延长第一摩擦件2和第二摩擦件4的使用寿命。

如图3所示，电磁线圈模块5连接有控制单元，该控制单元又连接有碰撞传感器和电源。优选地，上述各连接都是通过接插件和线束实现的。或者，本领域技术人员还可以根据需要将电磁线圈模块5直接与电源连通，然后由控制模块控制电源电流的输出。进一步，碰撞传感器用于监测汽车的碰撞信息，控制单元用于将获取的碰撞信息转变成电流信号使电源和电磁线圈模块5接通，并提供相应的电流值。在本发明的优选实施方案中，碰撞传感器还可以为汽车的安全气囊提供碰撞信号。

本发明的用于转向管柱的自适应调节装置的工作原理具体如下。

在汽车正常行驶过程中，碰撞传感器检测到汽车的减速信号在正常区间内，控制单元不允许电源为电磁线圈模块5供电。转向管柱的溃缩吸能力为机械结构所决定的默认值。当汽车发生碰撞时，碰撞传感器检测到汽车的减速度信号超出阀值(该阈值可通过实验获得)，并将该信号发送给控制单元，进而控制单元根据接收到的碰撞减速度信号计算出所需要的电流，并使电源为电磁线圈模块5提供相应的电流。电磁线圈模块5获得电流后产生电磁力，在电磁力的作用下电磁线圈模块5会带动第二摩擦件4吸附并压紧第一摩擦件2。进一步，在汽车发生碰撞且驾驶员撞向方向盘时，转向柱(转向管柱1下端连接的结构)会发生压溃，由于第一摩擦件2上设有u型口，第一摩擦件2与转向管柱1会相对固定支架3向下滑动，进而第二摩擦件4和第一摩擦件2之间会在两者之间压紧力的作用下产生阻碍第一摩擦件2滑动的摩擦力。本领域技术人员不难理解的是，该摩擦力能够提高转向管柱溃缩时的吸能能力进而减缓方向盘对驾驶员的冲击，进而能够保护驾驶员的安全。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，在汽车发生碰撞时，能够根据车辆的反映碰撞程度的减速度信号，调节电磁线圈模块的通电为第一摩擦件或第二摩擦件提供电磁力，进而调节第一摩擦件和第二摩擦件之间的摩擦力，从而能够根据车辆的碰撞程度相应地调节转向管柱溃缩装置的吸能能力。因此，本发明的用于转向管柱的自适应调节装置在汽车发生各种碰撞时都能够有效地降低方向盘给驾驶员带来的伤害。

此外，需要说明的是，本发明的自适应调节装置不仅仅只适用于溃缩式的转向管柱，还可以适用于伸缩式的转向管柱，本领域技术人员可根据需要对自适应调节装置的结构进行适当的调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。