技术领域
[0001] 本实用新型涉及车辆转向控制装置技术领域，更具体的是涉及一种可梯度调节转向管柱。
背景技术
[0002]
汽车驾驶员通过操纵
方向盘实现车辆方向的变化，方向盘的操纵是驾驶车辆不能脱离手的主要把控的部件。汽车转向管柱总成作为汽车行驶过程中至关重要的保安件，其主要功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向，同时实现四向可调节。其安装
支架本体固定在
驾驶室车身前
围板上，顶端与转向盘连接，尾端与转向器连接。驾驶员通过操作转向盘，转向盘将转动
力矩直接传递到转向管柱总成上，转向管柱总成将力矩传递给转向器，转向器通过垂臂、拉杆等机构实现车辆的转向。转向盘的
位置变化则是通过转向管柱总成的四向调机构实现的，驾驶员把握方向盘的位置，是驾驶员驾驶汽车舒适度的主要因素，由于现在高端长途物流用车的催生，驾驶员年轻化、追求智能化、为提高舒适度，特别是在长途开车，一般是多名驾驶员轮换的驾驶。对于不同性别、身高、体型的驾驶员之间切换，因此对转向管柱的不同人机提出了更高要求。
[0003] 目前国内的汽车管柱总成的批量使用一般的方向盘或者柱管中心线与地平面夹
角(基准人机)在75—80度，调节角度在10度左右，上下的调
节距离在50mm左右，方向盘上下调节区域角度基本一致。近年来东
风商用车公司开发采用的
气动转向管柱总成其方向盘基准人机角度基本在65-70度左右，转向盘上下个位置前后调节角度均为30度，调节区域角度基本一致，是目前基准人机角度最大的气动转向管柱，这对于不同的驾驶员的方向盘位置要求的满足是有限的。考虑不同客户、舒适驾驶角度、驾驶室通过性等原因，人们都希望在下车时方向盘能够向前自动回位到最上最前，转向管柱调节范围大，把下车的空间让出来，在驾驶时管柱移动到最下最后时希望管柱调节范围小，避免转向管柱调节范围过大而与人的大腿、仪
表盘干涉，从而保持一个最佳的人机位置状态。传统的转向管柱上下移动的过程中调节角度是固定的，这很明显传统转向管柱不能满足当下前沿客户的需求，同时，传统转向管柱控制
开关为手动气
阀开关或者机械开关，驾驶员在操控转向解
锁按钮端的同时还要兼顾调节方向盘到舒适位置，导致操作时比较困难，另外，传统转向管柱不具备自动回位功能，当更换驾驶员时，驾驶员身材不一致，可能导致后一驾驶员进入驾驶室困难，浪费时间。此时一款兼具可梯度调节、自动回位与延时锁紧功能的转向管柱就显得十分重要。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于：为了解决现有转向管柱角度调节范围固定，操控调节不方便且不能自动回位的问题，本实用新型提供一种可梯度调节转向管柱。
[0005] 本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0006] 一种可梯度调节转向管柱，包括安装支架总成、左右
支撑板、左右
弹簧支架、高度缓冲弹簧、角度缓冲弹簧、
气缸、平衡支架和柱管，左右支撑板上分别开有供左右弹簧支架滑动的滑槽，柱管和左右弹簧支架分别用
螺栓固定在左右支撑板上端，左右支撑板下端通过长螺栓与安装支架总成、左右弹簧支架、压紧调节
螺母、左右夹紧
块、拨动杠杆、滑槽连接在一起，左右弹簧支架位于安装支架总成两侧，平衡支架固定在滑槽内，高度缓冲弹簧一端固定在左右支撑板上，另一端固定在左右弹簧支架上，角度缓冲弹簧一端固定在柱管上，另一端固定在平衡支架上，气缸固定在左右支撑板之间，拨动杠杆一端连接在气缸柱上，另一端连接在长螺栓上，安装支架总成和左右弹簧支架之间设有轮廓限位板，轮廓限位板与安装支架总成固定连接，轮廓限位板与安装支架总成上开有供长螺栓转动的弧形通槽，左右支撑板下端还设有用于限定安装支架总成转动角度的限位销。
[0007] 进一步地，包括气动延时阀，所述气动延时阀输出端与气缸连接，所述气动延时阀输入端与汽车气源连接。
[0008] 进一步地，所述左右支撑板内部设有与长螺栓配合的
摩擦片。
[0009] 进一步地，所述柱管中心线与
水平面初始角度为50-55度。
[0010] 进一步地，所述弧形通槽对应的圆心角为35度，所述长螺栓初始位置位于弧形通槽中部。
[0011] 进一步地，所述滑槽长度为70cm。
[0012] 进一步地，所述轮廓限位板底面为曲线形。
[0013] 进一步地，所述转向管柱通过
等速万向节总成与滚珠伸缩轴套总成连接，滚珠伸缩轴套总成通过万向节总成与中间轴连接，中间轴通过螺栓与下万向节总成接，下万向节总成与转向器连接。
[0014] 进一步地，柱管上设置有点火锁孔和
法兰，所述点火锁孔与汽车点火锁连接，所述法兰与组合开关以及
传感器、时钟弹簧连接。
[0015] 本实用新型的有益效果如下：
[0016] 1.本实用新型通过增加限位销和轮廓限位板的配合使用，通过限位销与轮廓限位板底边
接触来阻挡柱管转动，在柱管随左右支撑板在滑槽中从上往下移动过程中，轮廓限位板与限位销之间距离减小，柱管转动范围减小，从而使得柱管可转动的转动角度逐渐减小，因此，转向管柱在高位的调节角度大于在低位的调节角度，进而实现转向管柱的梯度调节，实现方向盘在上方时转向管柱调节范围大，使下车的空间更大，方向盘在下方时转向管柱调节范围小，避免转向管柱调节范围过大而与人的大腿干涉。
[0017] 2.本实用新型通过设置气动延时阀，用延时控制对转向管柱进行自动锁紧，可以避免驾驶员在调节方向盘同时还要兼顾操控转向解锁按钮端，降低操作难度，提高操作效率，同时驾驶员离开座位时，也可以通过按下解锁按钮端，管柱处于可调节状态，在高度缓冲弹簧和角度缓冲弹簧作用下，管柱返回到原位，驾驶员离开后自动通过气动延时阀对管柱进行锁紧，从而留出较大空间方便其他身材驾驶员进出。
[0018] 3.本实用新型通过在左右支撑板内部设置摩擦片，可以提高拨动杠杆对转动和上下移动的锁紧能力，有效保证方向盘的锁紧保持力。
[0019] 4.本实用新型将柱管中心线与地平面夹角设为50-55度，即基准人机角度设为50-55度，减小司
机身体与地平面夹角，使司机后仰角度更大，更接近于“躺着”开车，提高司机舒适度。
[0020] 5.本实用新型通过将弧形通槽对应的圆心角设为35度，且长螺栓初始位置位于弧形通槽中部，这样可以限定管柱转动的最大角度为35度，避免转动角度过大造成方向盘与车身仪表等设备相撞，同时可以避免长螺栓从初始状态开始只能从弧形通槽端部开始调节，使得长螺栓从初始状态开始可以沿弧形通槽上下调节，提高调节灵活度，提高转向管柱使用范围。
附图说明
[0021] 图1是汽车转向管柱的结构连接示意图一；
[0022] 图2是汽车转向管柱的结构连接示意图二；
[0023] 图3是本实用新型转向管柱的结构示意图；
[0024] 图4是气动延时阀和气缸结构示意图；
[0025] 图5是气动延时阀连接结构示意图；
[0026] 图6是本实用新型转向管柱的俯视图；
[0027] 图7是轮廓限位板连接结构图；
[0028] 图8是左右支撑板和左右弹簧支架连接结构图；
[0029] 图9是轮廓限位板与限位销作用关系图一；
[0030] 图10是轮廓限位板与限位销作用关系图二；
[0031] 图11是可梯度调节范围示意图
[0032] 图12是转向管柱初始状态与调节范围图；
[0033] 附图标记：1-安装支架总成、2-左右支撑板、3-左右弹簧支架、4-高度缓冲弹簧、5-角度缓冲弹簧、6-气缸、7-平衡支架、8-柱管、81-点火锁孔、82-法兰、9-等速万向节总成、10-滚珠伸缩轴套总成、11-万向节总成、12-中间轴、13-下万向节总成、14-长螺栓、15-压紧调节螺母、16-左右夹紧块、17-拨动杠杆、18-滑槽、19-轮廓限位板、20-限位销、21-气动延时阀、22-摩擦片。
具体实施方式
[0034] 为使本实用新型
实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0035] 因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的
选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0036] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0037] 在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。
[0038] 实施例1
[0039] 如图1和图2所示，本实施例提供一种可梯度调节转向管柱，转向管柱顶部通过
转向轴与方向盘连接，转向管柱底部通过等速万向节总成9与滚珠伸缩轴套总成10连接，滚珠伸缩轴套总成10通过万向节总成11与中间轴12连接，中间轴12通过螺栓与下万向节总成13接，下万向节总成13与转向器连接，柱管8上设置有点火锁孔81和法兰82，点火锁孔81与汽车点火锁连接，所述法兰82与组合开关以及传感器、时钟弹簧连接。
[0040] 驾驶员转动方向盘，方向盘带动转向轴转动，转向轴将力矩通过等速万向节总成9传递给滚珠伸缩轴套总成10，滚珠伸缩轴套总成10通过万向节总成11将力矩传递给中间轴12，中间轴12将力矩传递给下万向节总成13，下万向节总成13将力矩传递给转向器，通过转向器带动垂臂、拉杆、梯形架与
车轮，实现车辆的转向。
[0041] 如图3、图6、图7和图8所示，具体地，所述管柱包括安装支架总成1、左右支撑板2、左右弹簧支架3、高度缓冲弹簧4、角度缓冲弹簧5、气缸6、平衡支架7和柱管8，左右支撑板2上分别开有供左右弹簧支架3滑动的滑槽18，具体地，滑槽18为三个，从左到右分别为滑槽A、滑槽B、滑槽C，柱管8与安装支架总成1通过螺栓固定连接，左右支撑板2上的滑槽C、左右弹簧支架3用螺栓连接在安装支架总成1上，安装支架总成1通过长螺栓14与左右弹簧支架3、压紧调节螺母15、左右夹紧块16、拨动杠杆17、滑槽B连接在一起，左右弹簧支架3位于安装支架总成1两侧，平衡支架7贯穿滑槽A并固定在左右弹簧支架3上，高度缓冲弹簧4一端固定在左右支撑板2上，另一端固定在左右弹簧支架3上，角度缓冲弹簧5一端固定在柱管8上，另一端固定在平衡支架7上，气缸6固定在左右支撑板2之间，拨动杠杆17一端连接在气缸6柱上，另一端连接在长螺栓14上，安装支架总成1和之间设有轮廓限位板19，轮廓限位板19与安装支架总成1固定连接，具体地，轮廓限位板19与安装支架总成1通过十字螺栓连接固定形成一体，轮廓限位板19与安装支架总成1上开有供长螺栓14转动的弧形通槽，左右支撑板2下端还设有用于限定安装支架总成1转动角度的限位销20。
[0042] 左右支撑板2内部设有与长螺栓14配合的摩擦片22，具体地，摩擦片22内部开有供长螺栓14转动的弧形通槽，设置摩擦片22用以提高拨动杠杆17对转动和上下移动的锁紧能力，有效保证方向盘的锁紧保持力。
[0043] 方向盘可梯度调节实现原理：当气缸6内部压力增加，空气压强力通过
压缩弹簧使
活塞回收，拨动杠杆17通过刚性的自动回弹，把原始预留自由间隙得已释放，此时方向盘带动整个转向管柱就可以实现上下调节，也就是左右弹簧支架3在左右支撑板2上的滑槽18内部做直线运动，同时方向盘也可以带动大安装支架以及轮廓限位板19以弧形通槽的轨迹绕连接滑槽C、左右弹簧支架3和安装支架总成1的螺栓为旋转中心旋转，实现角度调节功能，在角度调节过程中通过限位销20与轮廓限位板19底边接触来阻挡柱管8转动，在柱管8随左右支撑板2在滑槽18中从上往下移动过程中，轮廓限位板19与限位销20之间距离减小，柱管8转动范围减小，从而使得柱管8可转动的转动角度逐渐减小，因此，转向管柱在高位的调节角度大于在低位的调节角度，进而实现转向管柱的梯度调节，实现方向盘在上方时转向管柱调节范围大，使下车的空间更大，方向盘在下方时转向管柱调节范围小，避免转向管柱调节范围过大而与人的大腿干涉，从而实现方向盘可梯度调节。
[0044] 如图9和图10所示是方向盘可梯度调节示意图，表示了方向盘在不同高度的可转动角度范围。
[0045] 实施例2
[0046] 如图4和图5所示，本实施例在实施例1的
基础上进一步优化，具体为包括气动延时阀21，所述气动延时阀21输出端与气缸6连接，所述气动延时阀21输入端与汽车气源连接。
[0047] 气动延时阀21使用原理：当驾驶员触动气动延时阀21解锁按钮端，整车气源就会快速进入
单向阀腔内部，气压力推动内部
铜杆阀套，弹簧压缩后，气体直接通过出气管直接流入尾端
增压气缸6，推使弹簧压缩，气缸6活塞缩回解锁成功，调节机构可以自由调节。从解锁一定时间后，气阀自动复位装置开始工作，通过逐步排气原理、切断通气来源，整个转向装置自动锁住，不用驾驶员再次手动锁死，可以避免驾驶员在调节方向盘同时还要兼顾操控转向解锁按钮端，更加方便快捷，降低操作难度，提高操作效率，同时驾驶员离开座位时，也可以通过按下解锁按钮端，管柱处于可调节状态，在高度缓冲弹簧4和角度缓冲弹簧5作用下，管柱返回到原位，驾驶员离开后自动通过气动延时阀21对管柱进行锁紧，从而留出较大空间方便其他身材驾驶员进出。
[0048] 实施例3
[0049] 如图7、图8和图12所示，本实施例在实施例2的基础上进一步优化，具体为所述柱管8中心线与水平面初始角度为50度，所述弧形通槽对应的圆心角为35度，长螺栓14初始位置位于弧形通槽中部，所述滑槽18长度为70cm，所述轮廓限位板19底面为曲线形。
[0050] 将柱管8中心线与地平面夹角设为50度，即基准人机角度设为50度，相比于国内汽车管柱总成的批量使用的75—80度以及部分商用车的65-70，能够减小司机身体与地平面夹角，使司机后仰角度更大，更接近于“躺着”开车，提高司机舒适度，将弧形通槽对应的圆心角设为35度，这样可以限定管柱转动的最大角度为35度，避免转动角度过大造成方向盘与车身仪表等设备相撞，同时可以避免长螺栓14从初始状态开始只能从弧形通槽端部开始调节，使得长螺栓14从初始状态开始可以沿弧形通槽上下调节，提高调节灵活度，提高转向管柱使用范围，将滑槽18长度设置为70cm，使得方向盘上下调节高度为70cm，相较于传统管柱上下调节距离50cm相比，提高了方向盘调节范围，适应不同身材范围的驾驶员使用。
[0051] 如图11所示是本实施例可梯度调节范围示意图，在最上方初始位置时，方向盘角度可调节范围为35度，当方向盘下移70cm之后，此时方向盘角度可调节范围为17度，方向盘调节角度可梯度调节。
[0052] 如图12所示是转向管柱初始状态与调节范围图，图中虚线中间的一根实线表示柱管初始位置，其中心线与地平面夹角为50度，图中虚线夹角为35度，表示转向管柱调节范围为35度。
