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構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車自動駕駛成為未來汽車的發(fā)展局勢，對于自動駕駛汽車而言，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，一部分駕駛員仍希望保留人工駕駛的樂趣。這時，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)汽車處于自動駕駛模式時，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，方向盤可以伸出，以滿足駕駛員的駕車樂趣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明所述的可伸縮折疊的方向盤機構(gòu)，包括方向盤、升降機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)，其中，驅(qū)動機構(gòu)通過升降機構(gòu)與方向盤連接，其中，驅(qū)動機構(gòu)包括用于推動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，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而實現(xiàn)向外伸出和向內(nèi)縮回。

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

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

該轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括主動齒輪、從動齒輪、齒輪支架、滾珠軸承和主動斜齒輪，其中，主動齒輪的一端與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)連接，主動齒輪的另一端與從動齒輪嚙合，從動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于該固定軸可轉(zhuǎn)動，主動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，水平板與展開機構(gòu)連接。

水平板依次包括一級水平板、二級水平板、三級水平板和四級水平板。

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

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

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

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

根據(jù)本發(fā)明的可伸縮折疊的方向盤機構(gòu)，通過與方向盤連接的升降馬達(dá)來推動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駕駛模式時可以被收藏，并且在汽車人工駕駛模式時可以伸出。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的可伸縮折疊的方向盤機構(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構(gòu)的初始狀態(tài)；

圖5B示出了可伸縮折疊的方向盤機構(gòu)的伸出狀態(tài)；

圖5C示出了可伸縮折疊的方向盤機構(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構(gòu)的完全展開狀態(tài)。

具體實施方式

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

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的可伸縮折疊的方向盤機構(gòu)，其包括方向盤10、升降機構(gòu)20和驅(qū)動機構(gòu)30，其中，驅(qū)動機構(gòu)30通過升降機構(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)運動，其另一端與固定軸23共線地連接固定，如圖2所示。

驅(qū)動機構(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，用于推動推桿支架21沿著滑槽211的移動。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)動機構(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構(gòu)的方向盤10。結(jié)合圖2，該方向盤包括一對折疊手柄11a、11b、轉(zhuǎn)動機構(gòu)12、展開機構(gòu)13和殼體14。其中，轉(zhuǎn)動機構(gòu)12與驅(qū)動機構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32連接，展開機構(gòu)13和殼體14與轉(zhuǎn)動機構(gòu)12連接，折疊手柄11a、11b與該展開機構(gòu)13連接，從而通過該驅(qū)動機構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32分別帶動展開機構(gòu)13和殼體14的轉(zhuǎn)動。

如圖2所示，轉(zhuǎn)動機構(gòu)12包括主動齒輪121、從動齒輪122、齒輪支架123、滾珠軸承124和主動斜齒輪125。其中，主動齒輪121的一端與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32連接，另一端與從動齒輪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水平板1233a、二級水平板1233b、三級水平板1233c和四級水平板1233d。從動齒輪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可以相對于固定軸23轉(zhuǎn)動，同時，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)動可以帶動殼體14的轉(zhuǎn)動。主動斜齒輪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，展開機構(gòu)13包括從動斜齒輪131、一級柱狀主動齒輪132a、和一級柱狀主動齒輪132a嚙合的一級柱狀從動齒輪132b、二級柱狀主動齒輪133a、二級柱狀從動齒輪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。從動斜齒輪131置于一級水平板1233a和二級水平板1233b之間，一級柱狀主動齒輪132a和一級柱狀從動齒輪132b置于二級水平板1233b和三級水平板1233c之間，二級柱狀主動齒輪133a、傳遞齒輪組134和二級柱狀從動齒輪133b置于三級水平板1233c和四級水平板1233d之間。從動斜齒輪131和一級柱狀主動齒輪132a分別與第一轉(zhuǎn)動軸136連接固定，第一轉(zhuǎn)動軸136穿過二級水平板1233b分別通過滾珠軸承(圖上不可見)與一級水平板1233a和三級水平板1233c連接并相對轉(zhuǎn)動，從而從動斜齒輪131、一級柱狀主動齒輪132a和第一轉(zhuǎn)動軸136同步轉(zhuǎn)動。一級柱狀從動齒輪132b、二級柱狀主動齒輪133a和左連桿135a分別與第二轉(zhuǎn)動軸137連接固定，第二轉(zhuǎn)動軸137分別通過滾珠軸承(圖上不可見)與二級水平板1233b和四級水平板1233d連接并相對轉(zhuǎn)動，從而一級柱狀從動齒輪132b、二級柱狀主動齒輪133a和第二轉(zhuǎn)動軸137同步轉(zhuǎn)動。傳遞齒輪組134包括兩個齒輪134a、134b。如圖4所示，齒輪134a與第三轉(zhuǎn)動軸138連接固定，第三轉(zhuǎn)動軸138通過滾珠軸承(圖上不可見)與三級水平板1233c和四級水平板1233d連接并相對轉(zhuǎn)動。齒輪134b與齒輪134a對稱布置并相互嚙合，在此不再重復(fù)。齒輪134a與二級柱狀主動齒輪133a嚙合，同時齒輪134b與二級柱狀從動齒輪133b嚙合。二級柱狀從動齒輪133b和右連桿135b分別與第四轉(zhuǎn)動軸139連接固定，第四轉(zhuǎn)動軸139通過滾珠軸承(圖上不可見)與二級水平板1233b和四級水平板1233d連接并相對轉(zhuǎn)動，從而二級柱狀從動齒輪133b和右連桿135b同步轉(zhuǎn)動。

齒輪支架123還設(shè)置有限制折疊手柄11a、11b轉(zhuǎn)動位置的限位結(jié)構(gòu)，具體地，如圖4所示，二級水平板1233b上靠近第二轉(zhuǎn)動軸137和第四轉(zhuǎn)動軸139處還分別設(shè)置有一個限位塊1234。第二轉(zhuǎn)動軸137和第四轉(zhuǎn)動軸139上分別水平向外延伸出一個與限位塊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構(gòu)的運動過程。

初始狀態(tài)：如圖5A所示，在儀表板40上設(shè)置有一個用于容納方向盤10的空腔41，此時，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)出啟動信號，升降馬達(dá)31收到信號后立即啟動，推動安裝在推桿支架21上的推桿2122沿著推桿支架21上的滑槽211向外移動，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。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32帶動與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)32連接的主動齒輪121轉(zhuǎn)動，由于主動齒輪121與從動齒輪122嚙合，從而帶動從動齒輪122轉(zhuǎn)動。從動齒輪122通過齒輪支架123帶動與殼體14繞固定軸23轉(zhuǎn)動。由于齒輪支架123與殼體14連接固定，同時，又由于主動斜齒輪125與固定軸23連接固定，所以殼體14的轉(zhuǎn)動帶動齒輪支架123以及與齒輪支架123連接的展開機構(gòu)13一起轉(zhuǎn)動，具體地，通過展開機構(gòu)13中的從動斜齒輪131繞著轉(zhuǎn)動機構(gòu)12中的主動斜齒輪125嚙合轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)方向盤10相對于推桿21的轉(zhuǎn)動。

在從動斜齒輪131繞主動斜齒輪125嚙合轉(zhuǎn)動的同時，也帶動了與從動斜齒輪131同軸的一級柱狀主動齒輪132a轉(zhuǎn)動，繼而帶動與一級柱狀主動齒輪132a嚙合的一級柱狀從動齒輪132b轉(zhuǎn)動。一級柱狀從動齒輪132b的轉(zhuǎn)動又帶動同軸的二級柱狀主動齒輪133a和左連桿135a轉(zhuǎn)動。同時，二級柱狀主動齒輪133a有通過傳遞齒輪組134a、134b帶動二級柱狀從動齒輪133b反向轉(zhuǎn)動，繼而帶動與二級柱狀從動齒輪133b同軸的右連桿135b反向轉(zhuǎn)動。即在方向盤10相對于推桿21轉(zhuǎn)動的同時，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。

由于一級柱狀從動齒輪132b的轉(zhuǎn)動也帶動了與其連接的第二轉(zhuǎn)動軸137轉(zhuǎn)動，二級柱狀從動齒輪133b的轉(zhuǎn)動也帶動了與連接的第四轉(zhuǎn)動軸139轉(zhuǎn)動，所以第二轉(zhuǎn)動軸137和第四轉(zhuǎn)動軸139上的限位桿1371、1391也隨之轉(zhuǎn)動，直至限位桿1371、1391抵觸到二級水平板1233b上的限位塊1234，折疊手柄11a、11b停止轉(zhuǎn)動，此時折疊手柄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)出啟動信號，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)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請的權(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。