近距离调节转向柱位置的方法、装置以及新能源汽车

摘要

本发明公开了一种近距离调节转向柱位置的方法和装置。近距离调节转向柱位置装置包括第一外柱、第二外柱、第一内柱、第二内柱以及一推力弹簧。驾驶者转动斜锲部，第一弧形齿部与第二弧形齿部咬合，第一、第二外柱的铰接位置被固定。反向转动斜锲部，齿部松开后驾驶者可调整外柱间的夹角，从而控制连杆组与方向盘的夹角。该装置可在范围内调整方向盘夹角，第二外柱与连杆组不需要大范围移动空间，有利于更紧凑的布置车体部件。本发明还公开了一种新能源汽车。

权利要求

1.一种近距离调节转向柱位置的装置，其特征在于包括：

第一外柱，一第一弧形齿部和斜锲部铰接在该第一外柱上，并且该斜锲部具有一引导面，该引导面压在所述第一弧形齿部上；

第二外柱，该第二外柱铰接在第一外柱上，该第二外柱固定一第二弧形齿部，该第二弧形齿部啮合至所述第一弧形齿部；

第一内柱，该第一内柱可转动地安装在所述第一外柱内；

第二内柱，该第二内柱铰接在第一内柱上，该第二内柱可转动地安装在所述第二外柱内；

一推力弹簧，该推力弹簧的一端连接至所述第一外柱上，另一端连接至所述第二外柱，其中，所述第二外柱经一定位机构安装在车体内，该定位结构包括外定位环、内定位环、支撑环以及端盖，内定位环和外定位环分别扣在第二外柱的内外侧，用于保持外柱的位置，外定位环同时连接车体，支撑环扣接在内定位环中，端盖中部穿插第二内柱。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括连杆组，该连杆组连接至所述第二内柱。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括方向盘，该方向盘连接至所述第一内柱。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一外柱设有一辅助弹簧，该辅助弹簧顶在所述斜锲部上。

5.一种新能源汽车，其特征在于，包括悬架、车轮以及如权利要求1所述近距离调节转向柱的装置。

说明书

近距离调节转向柱位置的方法、装置以及新能源汽车

技术领域

[0001] 本发明涉及一种近距离调节转向柱位置的方法和装置，属于汽车领域。

背景技术

[0002] 在现有技术中，方向盘转向柱的纵向位置可调。通常，调节机构包括多个夹持部件、弹性部件以及螺杆组成，螺杆转动调整夹持部件的间距，弹性部件保持夹持部件的恢复。方向盘移动时，与方向盘连接的转向柱也同时移动。所以必须在车体预留足够的空间，从而增加了体积。现有技术文献：2013800018992、2016101790887、210720106788。以上现有技术纳入本申请作为参考。

发明内容

[0003] 本发明提出了近距离调节转向柱位置的方法和装置。本发明还提出了一种新能源汽车。

[0004] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0005] 一种近距离调节转向柱位置的方法，其特征在于，将外柱分割为相互铰接的第一外柱和第二外柱，将内柱分割为相互铰接的第一内柱和第二内柱；保持第一外柱与第一内柱同轴，保持第二外柱与第二内柱同轴；第一外柱可调节地卡在第二外柱上。

[0006] 一种近距离调节转向柱位置的装置，其特征在于包括：

[0007] 第一外柱，一第一弧形齿部和斜锲部铰接在该第一外柱上，并且该斜锲部具有一引导面，该引导面压在所述第一弧形齿部上；

[0008] 第二外柱，该第二外柱铰接在第一外柱上，该第二外柱固定一第二弧形齿部，该第二弧形齿部啮合至所述第一弧形齿部；

[0009] 第一内柱，该第一内柱可转动地安装在所述第一外柱内；

[0010] 第二内柱，该第二内柱铰接在第一内柱上，该第二内柱可转动地安装在所述第二外柱内；

[0011] 一推力弹簧，该推力弹簧的一端连接至所述第一外柱上，另一端连接至所述第二外柱。

[0012] 在本发明的这种近距离调节转向柱的装置中，该装置还包括连杆组，该连杆组连接至所述第二内柱。

[0013] 在本发明的这种近距离调节转向柱的装置中，该装置还包括方向盘，该方向盘连接至所述第一内柱。

[0014] 在本发明的这种近距离调节转向柱的装置中，所述第二外柱经一定位机构安装在车体内，该定位结构包括外定位环、内定位环、支撑环以及端盖，内定位环和外定位环分别扣在第二外柱的内外侧，用于保持外柱的位置。外定位环同时连接车体。支撑环扣接在内定位环中，端盖中部穿插第二内柱。

[0015] 在本发明的这种近距离调节转向柱的装置中，所述第一外柱设有一辅助弹簧，该辅助弹簧顶在所述斜锲部上。

[0016] 一种新能源汽车，其特征在于，包括悬架、车轮以及所述近距离调节转向柱的装置。

[0017] 驾驶者转动斜锲部，第一弧形齿部与第二弧形齿部咬合，第一、第二外柱的铰接位置被固定。反向转动斜锲部，齿部松开后驾驶者可调整外柱间的夹角，从而控制连杆组与方向盘的夹角。该装置可在范围内调整方向盘夹角，第二外柱与连杆组不需要大范围移动空间，有利于更紧凑的布置车体部件。

附图说明

[0018] 图1为发明的近距离调节转向柱的装置的结构图；

[0019] 图2为图1的局部视图；

[0020] 图3为图2的部分结构图；

[0021] 图4为图2的另一部分结构图；

[0022] 图5为图1的定位机构的示意图；

[0023] 图6为图5的爆炸图；

[0024] 图7为本发明的电动汽车的示意图；

[0025] 图8为图7的局部视图；

[0026] 图9为本发明的优选的转向器的结构图；

[0027] 图10为图9的局部示意图；

[0028] 图11为图10的另一方向的示意图；

[0029] 图12为本发明的转向器的另一优选结构图；

[0030] 图13为图12的另一方向的示意图；

[0031] 图14为图13的另一处的示意图；

[0032] 图15为本发明的制动器的示意图；

[0033] 图16为图15一处的剖视图；

[0034] 图17为图15另一处的剖视图；

[0035] 图18为图17的一个工作状态的示意图；

[0036] 图19为图17的另一工作状态的示意图；

[0037] 图20为图15的弹性件的示意图。

具体实施方式

[0038] 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。

[0039] 本发明公开了一种近距离调节转向柱位置的方法，将外柱分割为相互铰接的第一外柱930和第二外柱940，将内柱分割为相互铰接的第一内柱950和第二内柱960；保持第一外柱930与第一内柱950同轴，保持第二外柱940与第二内柱960同轴；第一外柱930可调节地卡在第二外柱940上。直接在铰接位置调整转向柱，降低转向柱的活动空间。

[0040] 如图1至6，本发明也公开了一种近距离调节转向柱位置的装置900，包括方向盘910、连杆组920、第一外柱930、第二外柱940、第一内柱950、第二内柱960以及一推力弹簧
970。第一外柱与第二外柱经外铰接轴942连接，第一内柱与第二内柱经内铰接轴961连接。
第一弧形齿部931和斜锲部932铰接在该第一外柱930上，该斜锲部932具有一引导面933，该引导面933压在所述第一弧形齿部931的上方。第一弧形齿部931与斜锲部932的铰接位置相互垂直，斜锲部932转动时，引导面933向下压制第一弧形齿部931。第二外柱940铰接在第一外柱930上，该第二外柱940固定一第二弧形齿部941，第二弧形齿部941位于第一弧形齿部
931的下方，并且第二弧形齿部941啮合至所述第一弧形齿部931。推力弹簧970的一端连接至所述第一外柱930上，另一端连接至所述第二外柱940。该推力弹簧970将第一外柱930退起，保持方向盘910的初始位置。第一外柱930的中心侧设有一辅助弹簧935，该辅助弹簧935顶在斜锲部932上。该辅助弹簧935将斜锲部932推出，保持弧形齿部的啮合状态。驾驶者经把手936转动斜锲部932，第一弧形齿部931与第二弧形齿部941咬合，第一、第二外柱940的铰接位置被固定。反向转动斜锲部932，齿部松开后驾驶者可调整外柱间的夹角，从而控制连杆组920与方向盘910的夹角。该装置可在范围内调整方向盘910夹角，第二外柱940与连杆组920不需要大范围移动空间，有利于更紧凑的布置车体部件。

[0041] 第一内柱950可转动地安装在所述第一外柱930内，第二内柱960可转动地安装在所述第二外柱940内。外柱例如设置通孔类结构，内柱布置其中，外柱摆动时，内柱随同摆动。方向盘910连接至所述第一内柱950，连杆组920连接至所述第二内柱960，第一内柱950与第二内柱960的端部相互铰接。驾驶者转动方向盘910，连杆组920随之转动。在本发明中，第二外柱940经一定位机构980安装在车体内，该定位机构980包括外定位环981、内定位环982、支撑环983以及端盖984。内定位环982和外定位环981分别扣在第二外柱940的内外侧，用于保持外柱的位置。内外定位环981之间采用轴向槽985相互定位，弹片986夹持在内外固定槽之间，用于定位。外定位环981经顶部横板988连接车体。支撑环983扣接在内定位环982中，端盖984中部穿插第二内柱960。该结构可将柔性的第二外柱940固定在车体内，并保持第二内柱960的可滑动状态。各部件之间采用扣槽987与扣孔989相互定位，本发明不限制扣槽与扣孔的具体结构。

[0042] 参照图7至20，本发明还公开了一种新能源汽车，这种新能源汽车例如采用电机驱动。其主要包括车体100、底盘200、悬架300、车轮400、方向控制装置500、转向器600以及制动器700。底盘位于车体下方，悬架安装在底盘上，车轮安装在悬架两侧。方向控制装置经转向器连接车轮，方向控制装置包含近距离调节装置900。制动器安装在车轮内侧。

[0043] 本发明的转向器600包括壳体610、齿条620、圆筒体630、斜齿轮650以及操纵杆640。在本实施例中，壳体610大致由相互扣接的第一铸造件611和第二铸造件612组成。壳体
610具有一两侧开口的容置室613以及与该容置室613相交的传动室614，壳体610的侧壁设有操作孔615和排水阀616。该齿条620可转动地穿过所述容置室613，该斜齿轮650可转动地安装在所述传动室614内。传动室614底部具有盖部617，盖部617与斜齿轮650，斜齿轮650与传动室614之间通过轴承618连接。斜齿轮650啮合至所述齿条620，该操纵杆640连接至所述斜齿轮650。方向控制装置500经操纵杆640带动斜齿轮650转动，从而带动齿条620移动。齿条620的两端均连接至拉杆621，齿条620经过拉杆621带动车轮400转动。齿条620侧壁由定位机构622固定，用于保持齿条620与斜齿轮650的接触。

[0044] 本发明可以通过电机组助力转向。在助力结构内增设传动件690可保持转向操纵感，电动助力起作用时间晚于转向时间，保持操作者的初始转向力。传动件690套在齿条620外侧，圆筒体630套在传动件690的外侧。齿条620具有一螺旋槽623，传动件690具有一回转孔651，该回转孔651与所述螺旋槽623组成一循环通道652，多个滚珠653位于该循环通道652内。滚珠丝杆结构可将传动件690的转动转变为齿条620的移动。电机组660安装与壳体
610的一侧，该电机组660经一传动带661连接至所述圆筒体630。

[0045] 圆筒体630的内侧壁具有第一缺口631，传动件690的外侧壁具有第二缺口654，该第一缺口631与第二缺口654组成一弧形腔655。弧形腔655内设有金属嵌入件656以及位于该金属嵌入件656两侧的橡胶嵌入件657，该橡胶嵌入件657抵靠在所述弧形腔655的端面上。电机组660带动圆筒体630转动，圆筒体630经橡胶嵌入件带动传动件690转动，进而带动齿条620移动，达到电动助力之目的。橡胶嵌入件657因圆筒体630的转动产生弹性形变，传动件690的转动滞后于圆筒体630，保持驾驶者的转向操作感。金属嵌入件656可降低橡胶嵌入件657的长度，保持必要的刚性。传动件690的滞后时间亦可经该金属嵌入件656调节。

[0046] 圆筒体630经第一轴承部632安装于容置室613内，该第一轴承632连接至一第一环部633，该环部633限制所述金属嵌入件和/或橡胶嵌入件至少一个方向的位移。传动件690经第二轴承部658安装于所述容置室613内，该第二轴承部658连接至一第二环部659，该环部659限制所述金属嵌入件和橡胶嵌入件至少一个方向的位移。本实施例通过第一环部633和第二环部659控制嵌入件（656、657）的位置。此外，亦可通过过盈配合的嵌入件（656、657）限制位置。

[0047] 本发明的转向器例如是液压转向器。该液压转向器具有动力部件601和管道部件602。管道部件602连接至壳体610内。拉杆621两侧可布置柔性覆盖件603，阻隔外部尘土。斜齿轮650与操纵杆640之间设置测量转角转矩的腔室670。该腔室670内设置多组齿轮组671和多组位移传感器672。一齿轮组671安装于斜齿条620外侧，该齿轮组671包括内齿轮673、外齿轮674以及行星轮675。外齿轮674的齿数大于内齿轮673齿数的两倍。内齿轮673经一套管676安装在斜齿轮上，所述外齿674固定在所述传动室614内，所述行星轮675同时啮合在所述外齿轮674和内齿轮673上，该行星轮675的下端部具有一延伸臂677。位移传感器672安装在所述齿轮组671的下方，该位移传感器672的感应面与延伸臂677相接触。位移传感器
672例如是电阻式传感器。延伸臂与感应面接触位置确定了电阻值，信号经线路679连接至外置处理器。处理器据此计算行星齿轮的位置，从而确定内齿轮673转角。具体而言，外齿轮齿数N1，内齿轮齿数N2，行星轮齿数N3。驾驶者转动方向盘，齿轮转过的齿数为n。外齿轮转角为N1/n，内齿轮转角位N2/n，行星轮公转转角为N1/n。当外齿轮齿数大于内齿轮齿数的两倍时，内齿轮转动两圈以内，行星轮公转角度小于一个周期。行星轮675与内齿轮673同步转动，当内齿轮673的齿数远小于外齿轮674时，行星轮675不会形成圆周运动。因此转角计算结果唯一。齿轮组671具有多个行星轮675，多个行星齿轮可计算出平均值。一组的齿轮组
671安装于操纵杆640，其连接方式与斜齿轮650相同。齿轮组671将行星齿轮的位移传递至位移传感器672。操纵杆640经一芯轴678连接至所述斜齿轮650。根据操纵杆640的齿轮组
671与斜齿轮650的齿轮组671的转角差可确定芯轴678转矩。

[0048] 本发明的制动器700包括卡钳710、活塞720、一对制动衬块730、转轴740、制动盘750。卡钳710具有相互对立的安装臂711和安装槽712，活塞720安装在所述安装槽712内。其中一个制动衬块730固定在所述安装臂711上，另一个制动衬块730安装在所述活塞720上。
安装臂711内亦可安装与活塞720连接的驱动部件，带动制动盘750移动。活塞720的外圆周经柔性件721与卡钳710连接，用于阻挡外部杂物。制动衬块730组成一制动间隙731，制动盘
750固定在转轴740上，该制动盘750至少部分的伸入所述制动间隙731。制动时活塞720带动制动衬块730相互靠近，夹持制动盘750。制动衬块730经滑轴安装于卡钳710上。虽然其纵向位移被限制，但是由于制动力的存在，制动衬块730不可避免的产生横移。活塞720和安装臂
711具有一安装部713，所述制动衬块730具有一耳部732。该安装部713与耳部732之间设有一弹性片760，弹性片760可降低制动衬块730横移时的噪音。

[0049] 弹性片760依次由定位段761、连接段762、压制段763、反弹段764、支持段765组成，各段之间采用弧形结构连接。安装部713由突出部分714、凹陷部分715和缺口716组成。耳部732具有依次连接的上表面733、侧面734以及下表面735。耳部732的长度大于所述凹陷部分
715的深度。制动衬块730移动时，耳部732不会干涉连接段762的移动。弹性片760沿安装部
713壁面分布，限制耳部732与安装部713的直接接触。定位段761安装于突出部分714的顶部。具体而言，突出部分714的上表面具有一弧形槽717，所述定位段761具有一弧形部766，该弧形部766位于所述弧形槽717内。该弧形部766可降低定位段761移动时噪音。连接段762绕过突出部分714，连接段762与突出部分714构成一拉力变形间隙701。压制段763与凹陷部分715的侧壁相接触，所述上表面733与压制段763相接触。压制段763、凹陷部分715以及上表面733构成一相互贴合的三组面部，相互之间保持面接触。制动盘750制动时，耳部732受迫进入凹陷部分715，其上表面733与压制段763保持面接触。连接段762受拉变形，压制段
763与反弹段764保持与耳部732紧密接触，降低制动音。

[0050] 反弹段764位于凹陷部分715的底面内，所述反弹段764与侧面构成一反弹变形间隙702。反弹变形间隙702的宽度小于拉力变形间隙701。支持段765从缺口716伸出，该支持段765至少部分的顶在所述下表面735上。支持段765为翻折结构767，该翻折结构767的至少一个端点压制所述下表面735，支持段765至少部分的与所述下表面735构成一压力变形间隙703。制动衬块730受迫振动时，支持段765始终保持与下表面735接触，降低撞击噪音。支持段765的变形带动反弹段764弯曲，反弹段764与侧面接触，阻止耳部732进一步滑动引起噪音并提高耳部732恢复速度。由于缺口716的存在，支持段765受压时在缺口716的范围内变形，避免支持段765与安装部713产生接触噪音。在本发明中，弹性片760嵌合在安装部713内。其连接段762、压制段763以及反弹段764的两侧延伸出包覆面768，该包覆面768包裹在所述安装部713的两侧。

[0051] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。