一种汽车用转筒控制装置以及方向盘 |
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| 申请号 | CN201610735969.2 | 申请日 | 2016-08-26 | 公开(公告)号 | CN106371497A | 公开(公告)日 | 2017-02-01 |
| 申请人 | 周坤鹏; | 发明人 | 周坤鹏; 严正峰; 吴惠; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 汽车 用转筒控制装置以及 方向盘 。转筒控制装置包括转筒以及位于转筒端部的转头，转筒可相对于转头绕自身轴线转动，转筒与转头之间设有便于人手操作的转筒 锁 止装置、使得转筒回到转动初始 位置 的回位装置、获取转筒转动 角 度 信号 的探测装置。方向盘包括转向轮以及位于转向轮轮周内部的转向臂，转向轮轮周上设有用于安装转筒控制装置的缺口，所述上转头与缺口上端固定，所述下转头与缺口下端固定。本发明所述转筒控制装置可用于传统的 内燃机 汽车，也可以用于电动汽车中，本发明可以用于取代传统汽车中的 油 门 踏板 、 离合器 踏板或者 刹车 踏板，本发明通过手动操控转筒转动角度来实现对汽车油门、刹车或着离合器的控制。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种汽车用转筒控制装置，其特征在于：包括转筒(11)以及位于转筒(11)端部的转头，所述转筒(11)可相对于转头绕自身轴线转动，所述转筒(11)与转头之间设有便于人手操作的转筒锁止装置(16)、使得转筒(11)回到转动初始位置的回位装置、获取转筒(11)转动角度信号的探测装置。 |
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| 说明书全文 | 一种汽车用转筒控制装置以及方向盘技术领域[0001] 本发明涉及汽车控制技术领域，具体是涉及一种汽车用转筒控制装置以及方向盘。 背景技术[0002] 传统的汽车油门、刹车、离合器控制，分别由油门踏板、刹车踏板、离合器踏板实现。汽车在加速过程中，需要用脚踩着油门踏板改变油门开度的大小；遇到紧急情况后，需要用脚踩下刹车踏板降低车速；在换挡时(手动变速器汽车)，需要踩下离合器踏板完成换挡过程；通常情况下，驾驶员两只脚来控制三个踏板(左脚控制刹车；右脚控制油门和离合)，这种不对等的控制方式容易形成误操作，从而增加行驶危险性。如果能使得每只脚只控制一个踏板将会在很大程度上提高行驶安全性。另外，在汽车行驶过程中用脚踩下油门踏板，需要用脚时刻踩着油门踏板。在长途行驶时，则需要腿部和脚时刻保持着踩踏油门状态，长时间的踩踏很容易形成腿部和脚的疲劳，从而增加行驶危险性。 发明内容[0003] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车用转筒控制装置以及方向盘。 [0004] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案： [0005] 一种汽车用转筒控制装置，包括转筒以及位于转筒端部的转头，所述转筒可相对于转头绕自身轴线转动，所述转筒与转头之间设有便于人手操作的转筒锁止装置、使得转筒回到转动初始位置的回位装置、获取转筒转动角度信号的探测装置。 [0006] 进一步的技术方案，所述转头包括上转头、下转头，所述上转头连接于转筒上端，所述下转头连接于转筒下端，所述上转头与转筒之间设有所述转筒锁止装置，所述下转头与转筒之间设有所述回位装置。 [0008] 进一步的技术方案，所述回位装置包括垂直设置在所述转筒下端面上的定位柱以及设置在所述下转头端面的弧形旋转槽，所述旋转槽中布置有复位弹簧，所述定位柱沿所述旋转槽长度方向移动并在所述复位弹簧作用下使得所述转筒回到转动初始位置。 [0009] 进一步的技术方案，所述转筒锁止装置包括锁止弹簧、锁止开关、锁止球，所述转筒外侧壁上设有沿转筒长度方向进行布置的呈圆柱形的安装槽，所述安装槽一端延伸至转筒上端面形成端部开口，安装槽在其转筒外侧壁的一侧沿转筒轴向开设有长条状的槽口；所述转筒外侧壁上还设有第一锁止槽，所述第一锁止槽包括一端与所述安装槽、槽口均相通且沿转筒周向布置的第一槽段以及向转筒上端面延伸布置的第二槽段，所述第一槽段与第二槽段彼此连通，第二槽段设置在第一槽段的远离槽口的一端；所述上转头端面上设有弧形凹腔，所述安装槽端部开口与所述凹腔相对布置，所述凹腔有若干个且位于同一圆周周向上，所述圆周中心与转筒中心线重合，所述安装槽内依次安装有所述锁止弹簧、锁止开关、锁止球，所述锁止开关设置在所述槽口处，锁止开关的位于安装槽槽内的部分设置在锁止弹簧和锁止球之间，且锁止开关的延伸至所述安装槽的槽口外侧的部分形成便于人手拨动的拨动端；所述锁止球在锁止弹簧的弹性作用下被顶起且部分压固在所述凹腔中使得转筒处于固定位置；所述锁止开关沿所述安装槽长度方向向下滑动并压缩锁止弹簧、继而由安装槽转动至所述第一锁止槽的第一槽段中再在锁止弹簧弹性作用下滑入所述第一锁止槽的第二槽段中实现所述锁止球从所述凹腔落入安装槽中，并使得转筒处于可转动位置。 [0010] 进一步的技术方案，所述转筒外侧壁上还设有与第一锁止槽平行布置且与所述安全槽相通的第二锁止槽，所述第二锁止槽、第一锁止槽位于所述安装槽的同一侧且所述第二锁止槽相比于第一锁止槽更靠近所述转筒上端面，所述锁止开关由安装槽转动至所述第二锁止槽的第一槽段中再在锁止弹簧弹性作用下滑入所述第二锁止槽的第二槽段中时，所述锁止球被锁止弹簧重新顶入所述凹腔中使得转筒处于固定位置。 [0011] 进一步的技术方案，所述上转头端面设有用于连接转筒的上凸台，所述下转头端面设有用于连接转筒的下凸台，所述转筒一端套设在所述上凸台上、另一端套设在所述下凸台上，所述上凸台、下凸台的周面上分别设有弧形凹槽，所述弧形凹槽中设有滚珠。 [0012] 一种含有所述转筒控制装置的方向盘，包括转向轮以及位于转向轮轮周内部的转向臂，所述转向轮轮周上设有用于安装所述转筒控制装置的缺口，所述上转头与缺口上端固定，所述下转头与缺口下端固定。 [0013] 进一步的技术方案，所述转向臂包括交叉布置的第一转向臂、第二转向臂，所述第一转向臂、第二转向臂的交叉中心处为与汽车转向柱固定的安装孔，所述缺口位于第一转向臂、第二转向臂之间，所述上转头或下转头内留有与转筒内部相通的第一布线通道，所述转向轮轮周内设有第二布线通道，所述转向臂内设有第三布线通道，所述探测装置获得的转筒转动角度信号经导线输出，所述导线经第一布线通道、第二布线通道、第三布线通道、安装孔引出至相应的终端机构，所述终端机构为油门或刹车或离合器。 [0014] 进一步的技术方案，所述转向臂表面集成有喇叭装置的控制开关。 [0015] 上述技术方案的有益效果主要体现在以下几个方面： [0016] (1)本发明所述转筒控制装置可用于传统的内燃机汽车，也可以用于电动汽车中，本发明可以用于取代传统汽车中的油门踏板、离合器踏板或者刹车踏板，本发明通过手动操控转筒转动角度来实现对汽车油门、刹车或着离合器的控制。 [0017] 以取代油门踏板为例：本发明通过转筒的转动角度信号来实现对油门开度大小的控制，其次以手动控制取代传统的脚动控制。本发明的优点体现在：首先：提高了控制油门的精度；其次：在长途行车过程中，脚不用长时间的踏在踏板上，从而使得腿部从疲劳中解脱出来；最后：把油门控制由脚动转换为手动，使其余两只脚可以分别控制离合器踏板和刹车踏板，避免了行车过程中的误操作，有利于提高行车安全性。特别是在电动汽车中：电动汽车的“油门控制”主要是控制电机功率输出，本发明转筒控制更容易、更方便实现功率输出控制，从而大大方便驾驶者的驾驶操作，提高驾驶乐趣。 [0018] 所述转筒锁止装置可将转筒从固定位置调整为可转动位置，或者从可转动位置调整为固定位置，所述固定位置即转筒相对于转头固定无法转动，所述可转动位置即转筒相对于转头可以转动并实现对汽车油门开度大小的控制。所述转筒转动一定角度后，转筒可以在所述回位装置作用下，回到初始位置，即转筒转动角度为0的位置。 [0019] (2)本发明中所述转角传感器用于获取转筒的转动角度信号，并将该信号传输至相应的控制单元，控制单元根据转动角度信号来对终端机构(汽车油门、刹车或者离合器)进行控制。 [0020] (3)本发明中所述回位装置的具体结构为：所述回位弹簧安装在下转头端面的旋转槽中，回位弹簧的两端分别紧靠定位柱和旋转槽的端部；所述回位装置的工作过程为：当转动转筒时，定位柱压缩回位弹簧，松开转筒时，压缩的回位弹簧回位，推着定位柱转向转筒转动起始位置。 [0021] (4)本发明中所述转筒锁止装置的工作过程为：由于锁止球安装在上转头端面凹腔和安装槽之间，转筒相对上转头不能转动；当沿安装槽向下滑动锁止开关，此时锁止开关压缩锁止弹簧，锁止球由所述凹腔中滑落且锁止球整体都落入安装槽中，进一步，将锁止开关滑入安装槽一侧的第一锁止槽中，锁止开关在锁止弹簧的作用下向上移动到第一锁止槽的第二槽段中，在此位置上，转筒锁止装置不再移动，此时转筒处于可转动位置，即转筒可以相对上转头、下转头进行转动；滑动锁止开关使其从第一锁止槽的第二槽段中滑动到安装槽中，在锁止弹簧的作用下，锁止开关推着锁止球向上移动且把锁止球压向上转头端面的半球形凹槽中，进一步把锁止开关滑向第一锁止槽上方的第二锁止槽中，锁止开关在滑到第二锁止槽的第一槽段中后在锁止弹簧的作用下向上移动到第二锁止槽的第二槽段中，在此位置上，转筒锁止装置不再移动，此时转筒处于固定位置，即转筒相对上转头、下转头不能进行转动。所述第二槽段可以防止锁止开关滑回到安装槽中，起到固定锁止开关的作用。即所述转筒锁止装置用于限制转筒转动或者解除限制实现转筒转动。 [0022] 若需要以稳定的转动角度信号输出，可以滑动锁止开关使转筒处于固定位置，此时转筒即可以被固定在某一位置且转动角度恒定，探测装置就会以恒定的转动角度信号进行输出，以实现对终端机构的稳定控制。 [0023] (5)所述转筒内壁面和上转头之间以及所述转筒内壁面和下转头之间均安装有所述滚珠，所述滚珠在转筒做转动动作时，滚珠在上转头、下转头上的弧形凹槽中转动，所述滚珠具有定位与导向的功能。 [0024] (6)本发明中所述转筒控制装置集成在转向轮轮周上构成一种新的方向盘结构。通过在转向轮轮周上预留安装缺口，将所述上转头与缺口上端固定，将所述下转头与缺口下端固定，该结构布置合理、美观，且便于驾驶员对转筒控制装置进行手动操作以控制转筒转筒角度。 [0025] (7)本发明中所述探测装置将获得的转筒转动角度信号通过导线输出至相应的终端机构，导线依次经第一布线通道、第二布线通道、第三布线通道进行布置并由所述安装孔引出至所述终端机构，所述导线的布置充分利用了方向盘的内部空间，所述转向轮、转向臂可以由空心柱构成，通过所述空心柱内部的空腔构成所述第二布线通道、第三布线通道。附图说明 [0026] 图1为方向盘结构示意图。 [0027] 图2、3为转筒控制装置结构示意图。 [0028] 图4为转筒控制装置剖面图。 [0029] 图5为转筒结构示意图。 [0030] 图6为图5中的A部放大图。 [0031] 图中标号含义如下： [0032] 10-下转头 10b-旋转槽 11-转筒 11b-安装槽 11b1-槽口 [0033] 11c-定位柱 11d1-第一锁止槽 11d2-第二锁止槽 12-上转头 [0034] 13-锁止弹簧 14-锁止开关 15-锁止球 16-转筒锁止装置 [0035] 17-回位弹簧 18-滚珠 21-转向轮 22-转向臂 22b-安装孔 [0036] L1-第一槽段L2-第二槽段 具体实施方式[0037] 现结合附图说明本发明的结构特点： [0038] 实施例1 [0039] 如图2-5所示： [0040] 汽车用转筒控制装置，包括转筒11以及位于转筒11端部的转头，所述转筒11可相对于转头绕自身轴线转动，所述转筒11与转头之间设有便于人手操作的转筒锁止装置16、使得转筒11回到转动初始位置的回位装置、获取转筒11转动角度信号的探测装置。本发明所述转筒控制装置可用于传统的内燃机汽车，也可以用于电动汽车中，本发明可以用于取代传统汽车中的油门踏板、离合器踏板或者刹车踏板，本发明通过手动操控转筒11转动角度来实现对汽车油门、刹车或着离合器的控制。 [0041] 以取代油门踏板为例：本发明通过转筒11的转动角度信号来实现对油门开度大小的控制，其次以手动控制取代传统的脚动控制。本发明的优点体现在：首先：提高了控制油门的精度；其次：在长途行车过程中，脚不用长时间的踏在踏板上，从而使得腿部从疲劳中解脱出来；最后：把油门控制由脚动转换为手动，使其余两只脚可以分别控制离合器踏板和刹车踏板，避免了行车过程中的误操作，有利于提高行车安全性。特别是在电动汽车中：电动汽车的“油门控制”主要是控制电机功率输出，本发明转筒控制更容易、更方便实现功率输出控制，从而大大方便驾驶者的驾驶操作，提高驾驶乐趣。 [0042] 所述转筒锁止装置可将转筒11从固定位置调整为可转动位置，或者从可转动位置调整为固定位置，所述固定位置即转筒11相对于转头固定无法转动，所述可转动位置即转筒11相对于转头可以转动并实现对汽车油门开度大小的控制。所述转筒11转动一定角度后，转筒11可以在所述回位装置作用下，回到初始位置，即转筒11转动角度为0的位置。 [0043] 所述转头包括上转头12、下转头10，所述上转头12连接于转筒11上端，所述下转头10连接于转筒11下端，所述上转头12与转筒11之间设有所述转筒锁止装置16，所述下转头 10与转筒11之间设有所述回位装置。 [0044] 所述探测装置为设在所述转筒内部空腔中的转角传感器。本发明中所述转角传感器用于获取转筒11的转动角度信号，并将该信号传输至相应的控制单元，控制单元根据转动角度信号来对终端机构(汽车油门、刹车或者离合器)进行控制。 [0045] 所述回位装置包括垂直设置在所述转筒11下端面上的定位柱11c以及设置在所述下转头10端面的弧形旋转槽10b，所述旋转槽10b中布置有复位弹簧17，所述定位柱11c沿所述旋转槽10b槽长方向移动并在所述复位弹簧17作用下使得所述转筒11回到转动初始位置。本发明中所述回位装置的具体结构为：所述回位弹簧17安装在下转头10端面的旋转槽10b中，回位弹簧17的两端分别紧靠定位柱11c和旋转槽10b的端部；所述回位装置的工作过程为：当转动转筒11时，定位柱11c压缩回位弹簧17，松开转筒11时，压缩的回位弹簧17回位，推着定位柱11c转向转筒11转动起始位置。 [0046] 所述转筒锁止装置16包括锁止弹簧13、锁止开关14、锁止球15，所述转筒11外侧壁上设有沿转筒11长度方向进行布置的呈圆柱形的安装槽11b，所述安装槽11b一端延伸至转筒11上端面形成端部开口，安装槽11b在其转筒11外侧壁的一侧沿转筒11轴向开设有长条状的槽口11b1；所述转筒11外侧壁上还设有第一锁止槽11d1，所述第一锁止槽11d1包括一端与所述安装槽11b及槽口11b1均相通且沿转筒11周向布置的第一槽段L1以及向转筒11上端面延伸布置的第二槽段L2，所述第一槽段L1与第二槽段L2彼此连通，第二槽段L2设置在第一槽段L1的远离槽口11b1的一端；所述上转头12端面上设有弧形凹腔，所述安装槽11b端部开口与所述凹腔相对布置，所述凹腔有若干个且位于同一圆周周向上，所述圆周中心与转筒11中心线重合，所述安装槽11b内依次安装有锁止弹簧13、锁止开关14、锁止球15，所述锁止开关14设置在所述槽口11b1处，锁止开关14的位于安装槽11b槽内的部分设置在锁止弹簧13和锁止球15之间，且锁止开关14的延伸至所述安装槽的槽口11b1外侧的部分形成便于人手拨动的拨动端，所述锁止球15在锁止弹簧13的弹性作用下被顶起且部分压固在所述凹腔中使得转筒11处于固定位置；所述锁止开关14沿所述安装槽11b槽长方向向下滑动并压缩锁止弹簧13、继而由安装槽11b转动至所述第一锁止槽11d1的第一槽段L1中再在锁止弹簧13弹性作用下滑入所述第一锁止槽11d1的第二槽段L2中实现所述锁止球15从所述凹腔落入安装槽11b中，并使得转筒11处于可转动位置。 [0047] 所述转筒11外侧壁上还设有与第一锁止槽11d1并行布置且与所述安装槽11b及槽口11b1相通的第二锁止槽11d2，所述第二锁止槽11d2、第一锁止槽11d1位于所述安装槽11b的同一侧且所述第二锁止槽11d2相比于第一锁止槽11d1更靠近所述转筒11上端面，所述锁止开关14由槽口11b1转动至所述第二锁止槽11d2的第一槽段中再在锁止弹簧13弹性作用下滑入所述第二锁止槽11d2的第二槽段中时，所述锁止球15被锁止弹簧13重新顶入所述凹腔中使得转筒11处于固定位置。 [0048] 本发明中所述转筒锁止装置的工作过程为：由于锁止球15安装在上转头12端面凹腔和安装槽11b之间，转筒11相对上转头12不能转动；当沿安装槽11b向下滑动锁止开关14，此时锁止开关14压缩锁止弹簧13，锁止球15由所述凹腔中滑落且锁止球15整体都落入安装槽11b中，进一步，将锁止开关14滑入安装槽11b一侧的第一锁止槽11d1中，锁止开关14在锁止弹簧13的作用下向上移动到第一锁止槽11d1的第二槽段L2中，在此位置上，转筒锁止装置16不再移动，此时转筒11处于可转动位置，即转筒11可以相对上转头12、下转头10进行转动；滑动锁止14开关使其从第一锁止槽11d1的第二槽段L2中滑动到安装槽11b中，在锁止弹簧13的作用下，锁止开关14推着锁止球15向上移动且把锁止球15压向上转头12端面的半球形凹槽中，进一步把锁止开关14滑向第一锁止槽11d1上方的第二锁止槽11d2中，锁止开关14在滑到第二锁止槽11d2的第一槽段中后在锁止弹簧13的作用下向上移动到第二锁止槽 11d2的第二槽段中，在此位置上，转筒锁止装置16不再移动，此时转筒11处于固定位置，即转筒11相对上转头12、下转头10不能进行转动。所述第二槽段L2可以防止锁止开关14滑回到安装槽11b中，起到固定锁止开关14的作用。即所述转筒锁止装置16用于限制转筒11转动或者解除限制实现转筒11转动。 [0049] 若需要以稳定的转动角度信号输出，可以滑动锁止开关使转筒处于固定位置，此时转筒即可以被固定在某一位置且转动角度恒定，探测装置就会以恒定的转动角度信号进行输出，以实现对终端机构的稳定控制。 [0050] 所述上转头12端面设有用于连接转筒11的上凸台，所述下转头10端面设有用于连接转筒11的下凸台，所述转筒11一端套设在所述上凸台上、另一端套设在所述下凸台上，所述上凸台、下凸台的周面上分别设有弧形凹槽，所述弧形凹槽中设有滚珠18。所述转筒11内壁面和上转头12之间以及所述转筒11内壁面和下转头10之间均安装有所述滚珠18，所述滚珠18在转筒11做转动动作时，滚珠18在上转头12、下转头10上的弧形凹槽中转动，所述滚珠18具有定位与导向的功能。 [0051] 实施例2 [0052] 如图1所示： [0053] 含有所述转筒控制装置的方向盘，包括转向轮21以及位于转向轮21轮周内部的转向臂22，所述转向轮21轮周上设有用于安装所述转筒控制装置的缺口，所述上转头12与缺口上端固定，所述下转头10与缺口下端固定。本发明中所述转筒控制装置集成在转向轮21轮周上构成一种新的方向盘结构。通过在转向轮21轮周上预留安装缺口，将所述上转头12与缺口上端固定，将所述下转头10与缺口下端固定，该结构布置合理、美观，且便于驾驶员对转筒控制装置进行手动操作以控制转筒11转筒角度。 [0054] 所述转向臂22包括交叉布置的第一转向臂、第二转向臂，所述第一转向臂、第二转向臂的交叉中心处为与汽车转向柱固定的安装孔22b，所述缺口位于第一转向臂、第二转向臂之间，所述上转头12或下转头10内留有与转筒11内部相通的第一布线通道，所述转向轮21轮周内设有第二布线通道，所述转向臂22内设有第三布线通道，所述探测装置获得的转筒11转动角度信号经导线输出，所述导线经第一布线通道、第二布线通道、第三布线通道、安装孔22b引出至相应的终端机构，所述终端机构为油门或刹车或离合器。本发明中所述探测装置将获得的转筒11转动角度信号通过导线输出至相应的终端机构，导线依次经第一布线通道、第二布线通道、第三布线通道进行布置并由所述安装孔22b引出至所述终端机构，所述导线的布置充分利用了方向盘的内部空间，所述转向轮21、转向臂22可以由空心柱构成，通过所述空心柱内部的空腔构成所述第二布线通道、第三布线通道。 [0055] 所述转向臂22表面集成有喇叭装置的控制开关。当然也可以根据需要集成其他机构的控制开关，以便于驾驶员的手动操作。 |
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