本發(fā)明涉及一種方向盤，更具體地涉及一種可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車自動(dòng)駕駛成為未來汽車的發(fā)展局勢，對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車而言，方向盤不再是必需品，方向盤的減少可以為汽車內(nèi)飾節(jié)省出更多的空間。但同時(shí)，一部分駕駛員仍希望保留人工駕駛的樂趣。這時(shí)，方向盤又必不可少。因此，為了滿足兩類人群的需求，我們需要一種方向盤，當(dāng)汽車處于自動(dòng)駕駛模式時(shí)，方向盤可以被收藏起來，從而不占用內(nèi)飾空間。當(dāng)汽車處于人工駕駛模式時(shí)，方向盤可以伸出，以滿足駕駛員的駕車樂趣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)，其在汽車自動(dòng)駕駛模式時(shí)可以被收藏，并且在汽車人工駕駛模式時(shí)可以伸出。

本發(fā)明所述的可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)，包括方向盤、升降機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過升降機(jī)構(gòu)與方向盤連接，其中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括用于推動(dòng)方向盤的向外伸出和向內(nèi)縮回的升降馬達(dá)和用于驅(qū)動(dòng)方向盤的旋轉(zhuǎn)展開和旋轉(zhuǎn)折疊的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。

該升降機(jī)構(gòu)包括推桿支架、推桿和固定軸，其中，推桿支架上設(shè)置有滑槽，推桿的一端與推桿支架連接并沿滑槽可滑動(dòng)，推桿的另一端與固定軸連接固定。

該升降馬達(dá)安裝在推桿支架上并與推桿連接，以使得方向盤隨著推桿的滑動(dòng)而實(shí)現(xiàn)向外伸出和向內(nèi)縮回。

該方向盤包括一對(duì)折疊手柄、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和展開機(jī)構(gòu)，其中，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)連接，且展開機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，以使得方向盤圍繞著固定軸實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；折疊手柄與該展開機(jī)構(gòu)連接，以實(shí)現(xiàn)折疊手柄的展開和折疊。

該方向盤還包括殼體，該殼體與展開機(jī)構(gòu)連接并包裹展開機(jī)構(gòu)。

該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、齒輪支架、滾珠軸承和主動(dòng)斜齒輪，其中，主動(dòng)齒輪的一端與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)連接，主動(dòng)齒輪的另一端與從動(dòng)齒輪嚙合，從動(dòng)齒輪固定在齒輪支架上，齒輪支架通過滾珠軸承安裝在固定軸上并相對(duì)于該固定軸可轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)斜齒輪安裝固定在固定軸的末端。

齒輪支架包括圓柱段、豎直板和水平板，其中，從動(dòng)齒輪固定在齒輪支架的圓柱段上，該圓柱段通過滾珠軸承安裝在固定軸上，圓柱段與豎直板的一面連接，水平板與豎直板的另一面連接，水平板與展開機(jī)構(gòu)連接。

水平板依次包括一級(jí)水平板、二級(jí)水平板、三級(jí)水平板和四級(jí)水平板。

該展開機(jī)構(gòu)包括從動(dòng)斜齒輪和一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪，其中，從動(dòng)斜齒輪置于一級(jí)水平板和二級(jí)水平板之間；一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪置于二級(jí)水平板和三級(jí)水平板之間；從動(dòng)斜齒輪與主動(dòng)斜齒輪嚙合；從動(dòng)斜齒輪和一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪分別與第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接固定，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿過二級(jí)水平板分別通過滾珠軸承與一級(jí)水平板和三級(jí)水平板連接并相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得從動(dòng)斜齒輪、一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪和第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

該展開機(jī)構(gòu)還包括一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪、二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪和左連桿，其中，左連桿與其中一個(gè)折疊手柄連接；一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪和一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪嚙合；一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪置于二級(jí)水平板和三級(jí)水平板之間；二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪置于三級(jí)水平板和四級(jí)水平板之間；一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪、二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪和左連桿分別與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接固定，第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸分別通過滾珠軸承與二級(jí)水平板和四級(jí)水平板連接并相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪、二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪和第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

該展開機(jī)構(gòu)還包括二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪、傳遞齒輪組和右連桿，其中，右連桿與另一個(gè)折疊手柄連接，傳遞齒輪組和二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪置于三級(jí)水平板和四級(jí)水平板之間；傳遞齒輪組分別與二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪和二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪嚙合；二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪和右連桿分別與第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接固定，第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過滾珠軸承與二級(jí)水平板和四級(jí)水平板連接并相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪和右連桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

齒輪支架還設(shè)置有限制折疊手柄轉(zhuǎn)動(dòng)位置的限位結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)，通過與方向盤連接的升降馬達(dá)來推動(dòng)方向盤的向外伸出和向內(nèi)縮回，通過與方向盤連接的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)方向盤的旋轉(zhuǎn)展開和旋轉(zhuǎn)折疊，從而使得其在汽車自動(dòng)駕駛模式時(shí)可以被收藏，并且在汽車人工駕駛模式時(shí)可以伸出。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)的總成圖；

圖2是圖1的局部剖視圖；

圖3是圖1的可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)軸側(cè)圖；

圖4是圖3的俯視圖；

圖5A示出了可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)；

圖5B示出了可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)的伸出狀態(tài)；

圖5C示出了可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)的折疊手柄旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；

圖5D示出了可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)的完全展開狀態(tài)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)，其包括方向盤10、升降機(jī)構(gòu)20和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30，其中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30通過升降機(jī)構(gòu)20與方向盤10連接，以使得該方向盤10向外伸出并從折疊位置展開。

升降機(jī)構(gòu)20包括推桿支架21、推桿22和固定軸23(參見圖2)。推桿支架21安裝在儀表板上，其上設(shè)置有滑槽211。推桿22的一端與推桿支架21連接并且可以沿滑槽211往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其另一端與固定軸23共線地連接固定，如圖2所示。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30包括升降馬達(dá)31和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32。如圖1所示，該升降馬達(dá)31安裝在推桿支架21上并與推桿22連接，用于推動(dòng)推桿支架21沿著滑槽211的移動(dòng)。如圖2所示，該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32安裝在固定軸23上，用于驅(qū)動(dòng)方向盤10的旋轉(zhuǎn)展開和旋轉(zhuǎn)折疊。

如圖2所示，方向盤10安裝在固定軸23上，由于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30的升降馬達(dá)31與推桿22連接，推桿22與固定軸23連接，從而可以通過該升降馬達(dá)31實(shí)現(xiàn)方向盤10的向外伸出和向內(nèi)縮回。

圖3是圖1的可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)軸側(cè)圖，圖4是圖3的俯視圖，其均示出了可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)的方向盤10。結(jié)合圖2，該方向盤包括一對(duì)折疊手柄11a、11b、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)12、展開機(jī)構(gòu)13和殼體14。其中，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)12與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32連接，展開機(jī)構(gòu)13和殼體14與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)12連接，折疊手柄11a、11b與該展開機(jī)構(gòu)13連接，從而通過該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32分別帶動(dòng)展開機(jī)構(gòu)13和殼體14的轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖2所示，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)12包括主動(dòng)齒輪121、從動(dòng)齒輪122、齒輪支架123、滾珠軸承124和主動(dòng)斜齒輪125。其中，主動(dòng)齒輪121的一端與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32連接，另一端與從動(dòng)齒輪122嚙合。齒輪支架123套設(shè)于固定軸23上并與殼體14連接固定，其包括圓柱段1231、豎直板1232和水平板1233(參見圖3)。其中，圓柱段1231與豎直板1232的一面連接，而水平板1233與豎直板1232的另一面連接。水平板1233從上到下依次包括一級(jí)水平板1233a、二級(jí)水平板1233b、三級(jí)水平板1233c和四級(jí)水平板1233d。從動(dòng)齒輪122固定在齒輪支架123的圓柱段1231上，齒輪支架123通過圓柱段1231內(nèi)的滾珠軸承124安裝在固定軸23上使齒輪支架123可以相對(duì)于固定軸23轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，齒輪支架123又與殼體14通過螺釘連接，使得齒輪支架123的轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)殼體14的轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)斜齒輪125鄰近齒輪支架123的豎直板1232安裝固定在固定軸23的末端。

如圖3所示，展開機(jī)構(gòu)13包括從動(dòng)斜齒輪131、一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪132a、和一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪132a嚙合的一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪132b、二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪133a、二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪133b、傳遞齒輪組134和左、右連桿135a、135b。其中，左、右連桿135a、135b分別與折疊手柄11a、11b連接。從動(dòng)斜齒輪131置于一級(jí)水平板1233a和二級(jí)水平板1233b之間，一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪132a和一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪132b置于二級(jí)水平板1233b和三級(jí)水平板1233c之間，二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪133a、傳遞齒輪組134和二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪133b置于三級(jí)水平板1233c和四級(jí)水平板1233d之間。從動(dòng)斜齒輪131和一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪132a分別與第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸136連接固定，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸136穿過二級(jí)水平板1233b分別通過滾珠軸承(圖上不可見)與一級(jí)水平板1233a和三級(jí)水平板1233c連接并相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而從動(dòng)斜齒輪131、一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪132a和第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸136同步轉(zhuǎn)動(dòng)。一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪132b、二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪133a和左連桿135a分別與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸137連接固定，第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸137分別通過滾珠軸承(圖上不可見)與二級(jí)水平板1233b和四級(jí)水平板1233d連接并相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪132b、二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪133a和第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸137同步轉(zhuǎn)動(dòng)。傳遞齒輪組134包括兩個(gè)齒輪134a、134b。如圖4所示，齒輪134a與第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸138連接固定，第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸138通過滾珠軸承(圖上不可見)與三級(jí)水平板1233c和四級(jí)水平板1233d連接并相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪134b與齒輪134a對(duì)稱布置并相互嚙合，在此不再重復(fù)。齒輪134a與二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪133a嚙合，同時(shí)齒輪134b與二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪133b嚙合。二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪133b和右連桿135b分別與第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸139連接固定，第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸139通過滾珠軸承(圖上不可見)與二級(jí)水平板1233b和四級(jí)水平板1233d連接并相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪133b和右連桿135b同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

齒輪支架123還設(shè)置有限制折疊手柄11a、11b轉(zhuǎn)動(dòng)位置的限位結(jié)構(gòu)，具體地，如圖4所示，二級(jí)水平板1233b上靠近第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸137和第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸139處還分別設(shè)置有一個(gè)限位塊1234。第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸137和第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸139上分別水平向外延伸出一個(gè)與限位塊1234配合的限位桿1371、1391。

下面結(jié)合附圖5A-圖5D詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的可伸縮折疊的方向盤機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程。

初始狀態(tài)：如圖5A所示，在儀表板40上設(shè)置有一個(gè)用于容納方向盤10的空腔41，此時(shí)，方向盤10收藏于儀表板40的空腔41內(nèi)，且方向盤10的折疊手柄11a、11b呈水平方向重疊。

伸出過程：駕駛員通過按鈕控制或者遙控向升降馬達(dá)31和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，升降馬達(dá)31收到信號(hào)后立即啟動(dòng)，推動(dòng)安裝在推桿支架21上的推桿2122沿著推桿支架21上的滑槽211向外移動(dòng)，使得推桿21末端的方向盤10從儀表板40的空腔41內(nèi)伸出，如圖5B所示。

考慮到方向盤10在未伸出空腔41前發(fā)生旋轉(zhuǎn)的話會(huì)與儀表板40發(fā)生干涉，所以旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32設(shè)置為滯后于升降馬達(dá)31啟動(dòng)。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32帶動(dòng)與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32連接的主動(dòng)齒輪121轉(zhuǎn)動(dòng)，由于主動(dòng)齒輪121與從動(dòng)齒輪122嚙合，從而帶動(dòng)從動(dòng)齒輪122轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)齒輪122通過齒輪支架123帶動(dòng)與殼體14繞固定軸23轉(zhuǎn)動(dòng)。由于齒輪支架123與殼體14連接固定，同時(shí)，又由于主動(dòng)斜齒輪125與固定軸23連接固定，所以殼體14的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪支架123以及與齒輪支架123連接的展開機(jī)構(gòu)13一起轉(zhuǎn)動(dòng)，具體地，通過展開機(jī)構(gòu)13中的從動(dòng)斜齒輪131繞著轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)12中的主動(dòng)斜齒輪125嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)方向盤10相對(duì)于推桿21的轉(zhuǎn)動(dòng)。

在從動(dòng)斜齒輪131繞主動(dòng)斜齒輪125嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，也帶動(dòng)了與從動(dòng)斜齒輪131同軸的一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪132a轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而帶動(dòng)與一級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪132a嚙合的一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪132b轉(zhuǎn)動(dòng)。一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪132b的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)同軸的二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪133a和左連桿135a轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，二級(jí)柱狀主動(dòng)齒輪133a有通過傳遞齒輪組134a、134b帶動(dòng)二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪133b反向轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而帶動(dòng)與二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪133b同軸的右連桿135b反向轉(zhuǎn)動(dòng)。即在方向盤10相對(duì)于推桿21轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，方向盤10上的折疊手柄11a、11b也從折疊狀態(tài)繞遠(yuǎn)離彼此的方向旋轉(zhuǎn)展開。

由于一級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪132b的轉(zhuǎn)動(dòng)也帶動(dòng)了與其連接的第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸137轉(zhuǎn)動(dòng)，二級(jí)柱狀從動(dòng)齒輪133b的轉(zhuǎn)動(dòng)也帶動(dòng)了與連接的第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸139轉(zhuǎn)動(dòng)，所以第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸137和第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸139上的限位桿1371、1391也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，直至限位桿1371、1391抵觸到二級(jí)水平板1233b上的限位塊1234，折疊手柄11a、11b停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)折疊手柄11a、11b為豎直展開狀態(tài)。

縮回過程：駕駛員通過按鈕控制或者遙控向升降馬達(dá)31和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，本發(fā)明一種可伸縮折疊的方向盤的縮回過程為伸出過程的反向過程，在此不再詳細(xì)描述。

以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實(shí)施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。