[发明专利]基于汽车线控系统的集转向、制动、变速于一体的操纵杆装置

说明书

技术领域

本发明型设计涉及一种基于汽车线控系统的集转向、制动、变速于一体的操纵杆装置，可以通过一个操纵杆同时控制汽车的转向、变速、制动。 

背景技术

随着人们对汽车性能的要求，汽车线控技术将是未来汽车的发展的趋势，这使得底盘集成控制将成为可能。考虑到传统汽车具有转向盘、换挡手柄、油门踏板、刹车踏板等复杂的操作机构，劳动强度大，占用车内空间大。目前对于汽车线控系统的研究只要集中在制动、转向等方面的理论控制算法的研究，而操纵杆的研究只要集中在机器人远程控制方面，但是对于应用于汽车的研究并不多见。 

所以，本发明即是基于线控技术的一般车辆中将转向、加速、制动功能一体的操纵杆装置的设计，这样的话，操作者就可以用这一个操纵杆装置取代传统的汽车上复杂的操纵机构，从而为驾驶员提供更舒适的驾驶空间，而且也将会使操纵更加简单化，使驾驶变得更加人性化。同时转向操作具有力反馈装置，可以实现对驾驶员的实时反馈路感信息。 

发明内容

本发明的内容在于充分发挥汽车线控技的优越性，为实现汽车的集成控制，简化驾驶员的操纵复杂度而开发的集转向、制动、变速一体的操纵杆装装置。因此就要求机构至少能采集到转向、制动、变速三种不同的信号，通过ECU控制相应的执行器，进而控制转向、制动、变速运动。为了实现上述三项功能，本发明利用操纵杆绕两正交十字轴的两个转动自由度，使绕一根轴的旋转运动的角度对应汽车的转向信号，绕一另根轴的正向旋转运动为加速信号，负向旋转为制动信号。这样就可以实现利用操纵杆分别控制转向、制动和变速的功能。 

本发明的操纵杆装置，其基于汽车线控系统的集转向、制动、变速于一体，该操纵装置的箱体内有两根正交的横轴和纵轴。所述横轴有两直板，直板小孔内安装小横槽。所述横轴外端装有扭转弹簧和角度传感器。所述纵轴上有矩形通槽，外端装有角度传感器、联轴器、路感电机，操纵杆滑套可以沿着操纵杆上下滑动，并由锁紧螺母锁紧固定。 

其中该操纵杆装置是操纵杆可以前后绕销钉旋转，左右绕横轴旋转。操纵杆外面有外套，长度可以调节，这样不同的驾驶员可以根据自己的习惯调整操纵杆高度，通过螺母锁紧。操纵杆的外套顶端有个大按钮，是汽车喇叭按钮。在操纵杆上，另外还有转向灯按钮，方便驾驶员打转向灯。操纵杆采用中空结构，便于控制线可以从操纵杆内部穿出，不会阻碍驾驶员的操纵行为，同时可少操纵杆的质量。操纵杆首先穿过一个横置的通槽，通槽两端的小圆柱 轴在两小立板的小孔内可以旋转。该两块小直板与横轴是一体的，通过手柄可以将运动传递给横槽，然后横槽通过小直板带动横轴绕轴承孔旋转，产生绕横轴的旋转运动。 

操纵杆通过纵轴上的纵槽，在纵槽的中央有小短圆柱销，将操纵杆和纵轴铰链连接，使操纵杆可以绕销轴转动，带动横轴的旋转，且不与纵轴运动发生干涉。当操纵杆左右旋转的时候，通过将力传递给纵槽的内壁，然后带动纵轴绕轴承孔的旋转，实现纵轴的旋转运动。纵轴和横轴外伸端都装有角度传感器，纵轴最外端还有联轴器，用来联接纵轴和减速器输入轴，而减速器输出轴与小型电机相联接，这个电机是为了提供可控的转向阻力的。横轴轴孔内装有扭转弹簧，用来提供操纵杆前后旋转时的阻力，也保证了操纵杆的自动回正功能，由于绕横轴的运动是变速、制动用的，所以不需要电机提供可控旋转阻力，只用扭转弹簧保证手柄具有一定的阻力就可以了。 

附图说明

附图给出了发明型基于汽车线控的集转向、制动、变速一体的操纵杆装置结构示意图 

图1是本发明型基于汽车线控的集转向、制动、变速一体的操纵杆装置的整体三维视图； 

图2是本发明型基于汽车线控的集转向、制动、变速一体的操纵杆装置的内部结构的三维视图； 

图3是本发明型基于汽车线控的集转向、制动、变速一体的操纵杆装置绕横轴左右旋转运动示意图； 

图4是本发明型基于汽车线控的集转向、制动、变速一体的操纵杆装置绕纵轴前后旋转运动示意图。 

图中的零件标标记如下： 

1箱体  2路感电机  3纵轴角度传感器  4小横槽  5横轴角度传感器 

6横轴  7轴承  8纵轴  9操纵杆  10锁紧螺母  11操纵杆滑套 

12汽车转向灯按钮  13汽车喇叭按钮  14联轴器  15行星齿轮减速器 

16小圆柱轴  17小轴套  18扭转弹簧  19轴承盖  20垫块 

具体实施方式