CN114179901B - 一种可实现方向盘大角度调节的转向管柱及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现方向盘大角度调节的转向管柱及其调节方法，包括护管、方向盘安装轴以及适于将护管与方向盘安装轴锁紧或松开的锁紧机构，所述方向盘安装轴包括铰接架和与铰接架同步旋转的后轴段以及与后轴段转动连接的前轴段，所述铰接架与护管转动连接于第一转动轴，且第一转动轴与护管的中心轴垂直，所述后轴段与方向盘连接；所述护管与前轴段的转动连接；护管上朝向后轴段的一端具有沿垂直第一转动轴方向贯通的避让缺口，以使后轴段能够绕第一转动轴旋转至避让缺口内。本发明中后轴段通过绕第一转动轴旋转的铰接架实现上下翻转，同时护管上具有避让缺口，当后轴段旋转时，避让缺口可以起到避让作用，使后轴段的翻转角度大大增加。

Description

一种可实现方向盘大角度调节的转向管柱及其调节方法

技术领域

本发明涉及汽车转向技术领域，尤其涉及一种可实现方向盘大角度调节的转向管柱及其调节方法。

背景技术

随着自动驾驶汽车的发展，人手也可以脱离方向盘，在自动驾驶状态，方向盘则需要较大的伸缩距离和角度调节范围，来给驾驶员让出更大的活动空间，因此大范围的角度和高度调节将是转向管柱的必备调节，而目前的转向管柱均只能够实现5°以内的方向盘角度调节，在自动驾驶状态下，方向盘仍占据很大空间，在人工驾驶条件下，也不能满足更多客户的需求。

另外，现有技术中的用于调节方向盘角度的手柄为硬连接，因此手柄的安装位置受限，不能根据不同的车型结构调整手柄的位置。

发明内容

为了解决现有技术中方向盘的调节角度过小，导致在自动驾驶状态下，方向盘仍占据很大空间，在人工驾驶条件下，也不能满足更多客户需求的技术问题，本发明提供了一种可实现方向盘大角度调节的转向管柱及其调节方法来解决上述问题。

本发明提出一种可实现方向盘大角度调节的转向管柱，包括护管、方向盘安装轴以及适于将护管与方向盘安装轴锁紧或松开的锁紧机构，所述方向盘安装轴包括铰接架和与铰接架同步旋转的后轴段以及与后轴段转动连接的前轴段，所述铰接架与护管转动连接于第一转动轴，且第一转动轴与护管的中心轴垂直，所述后轴段与方向盘连接；所述护管与前轴段的转动连接；护管上朝向后轴段的一端具有沿垂直第一转动轴方向贯通的避让缺口，以使后轴段能够绕第一转动轴旋转至避让缺口内。

进一步的，所述锁紧机构包括驱动手柄和与驱动手柄连接的执行机构，所述驱动手柄通过水平牵拉执行机构，以使执行机构锁紧或者松开。

进一步的，所述执行机构包括压紧机构以及相互啮合的定齿条和动齿条，所述定齿条与护管固定连接，所述动齿条与铰接架铰接，定齿条为以第一转动轴为旋转中心的弧形齿；所述驱动手柄适于带动压紧机构压向或者反向松开动齿条；当所述压紧机构压向动齿条时，所述定齿条与动齿条啮合；当所述压紧机构松开动齿条时，所述定齿条与动齿条分离。

进一步的，所述压紧机构包括压板和复位弹簧，所述压板的前端连接驱动手柄，压板的后端连接复位弹簧的前端，所述复位弹簧的后端连接铰接架；所述压板上设置有沿前后方向延伸的轨迹槽，且所述轨迹槽的后端与定齿条的距离小于轨迹槽的前端与定齿条的距离，动齿条上设有适于插入轨迹槽的定位销；当所述驱动手柄向前推动压板时，复位弹簧拉伸，且定位销位于轨迹槽的后端，以使压板松开动齿条；当驱动手柄松开压板时，复位弹簧复位，且定位销位于轨迹槽的前端，以使压板压向动齿条。

进一步的，所述驱动手柄与执行机构之间还设置有牵拉线，所述护管上设置有转动架和线管，驱动手柄转动连接于转动架上；所述牵拉线的一端与驱动手柄连接，牵拉线的另一端穿过线管与执行机构连接，当推动所述驱动手柄旋转时，所述牵拉线拉紧，当释放驱动手柄时，所述牵拉线松开。

进一步的，所述前轴段和后轴段的相接端分别设置相互垂直的第一铰接叉和第二铰接叉，且第一铰接叉和第二铰接叉通过十字轴转动连接，第一铰接叉与十字轴中的水平轴连接，第二铰接叉与十字轴中的竖直轴连接，且所述水平轴与第一转动轴同轴布置。

进一步的，所述护管外还套设有安装管，所述安装管与车体固定，安装管的外侧壁一端设有开口；所述转动架包括固定于所述开口两侧的两个支耳以及连接两个支耳的第二转动轴，驱动手柄套设于第二转动轴上；当推动所述驱动手柄旋转时，两个所述支耳的间距增大，以使安装管松开护管；当释放驱动手柄时，两个支耳的间距缩小，以使安装管夹紧护管。

进一步的，所述驱动手柄的端面上设有轴向凸出的第一周向限位凸块和第一轴向限位凸块，与驱动手柄端面相接的支耳端面上设有轴向凸出的第二周向限位凸块和第二轴向限位凸块；当所述安装管松开护管时，所述第一轴向限位凸块和第二轴向限位凸块的端面相互抵接；当安装管夹紧护管时，所述第一轴向限位凸块和第二轴向限位凸块圆周错列布置；且所述第一轴向限位凸块和第二轴向限位凸块的相对侧面具有过渡坡，以使第一轴向限位凸块和第二轴向限位凸块轴向堆叠。

进一步的，所述驱动手柄包括与转动架转动连接的转盘以及由转盘外周向外延伸的柄部，所述转盘的一端设有环形槽，所述牵拉线卡入所述环形槽内。

进一步的，所述线管上靠近压板的一端还设置有连接架，所述连接架分别与线管和铰接架铰接。

进一步的，所述铰接架绕第一转动轴旋转的角度大小为-90°～90°。

本发明还提出一种调节方法，该方法使用以上所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱，包括以下几个步骤：

S1：松开锁紧机构：推动驱动手柄使其旋转，牵拉线拉紧并带动复位弹簧拉伸，压板向前运动，使定位销位于轨迹槽的后端，压板松开动齿条，动齿条与定齿条可以分离。

S2：绕第一转动轴旋转铰接架，使后轴段带动方向盘上下旋转。

S3：锁紧方向盘：松开驱动手柄，牵拉线松开，复位弹簧复位并带动压板向后运动，使定位销位于轨迹槽的前端，压板压向动齿条，动齿条与定齿条能够啮合。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱及其调节方法，利用后轴段连接方向盘，后轴段通过绕第一转动轴旋转的铰接架实现上下翻转，后轴段与前轴段连接，保证了后轴段的连接强度，同时护管上具有避让缺口，当后轴段旋转时，避让缺口可以起到避让作用，使后轴段的翻转角度大大增加。

(2)本发明通过齿条啮合方式实现护管与方向盘安装轴的锁紧，并且定齿条为以第一转动轴为旋转中心的弧形齿，当方向盘安装轴旋转后，与铰接架连接的动齿条仍然可以与定齿条啮合。

(3)本发明利用带有轨迹槽的压板调节定齿条与动齿条的距离，实现两者的啮合与分离，并且利用复位弹簧作为反向动力源，驱动手柄只需要提供牵推动力即可，可以人工操作锁紧机构松开，锁紧则可以自动完成，结构简单，操作方便。

(4)本发明采用牵拉线连接驱动手柄和压板，驱动手柄由硬连接改进为软连接，驱动手柄的安装位置可以根据要求改变，从而可以合理规划车体结构。

(5)本发明还可以通过驱动手柄的操作同时实现角度调节功能和高度调节功能的打开和关闭，进一步简化结构，提高操作便利性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱的具体实施方式的立体图(第一视角)；

图2是本发明所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱的具体实施方式的立体图(第二视角)；

图3是本发明所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱的具体实施方式的俯视图；

图4是图3的A-A向剖视图；

图5是图3的B-B向剖视图；

图6是图3的C-C向剖视图；

图7是本发明所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱的具体实施方式的右视图；

图8是图7的D-D向剖视图；

图9是图7的E-E向剖视图；

图10是图9中a处放大图；

图11是图7的F-F向剖视图；

图12是图11中b处放大图；

图13是本发明中驱动手柄的立体图(从驱动手柄的右侧观察)；

图14是本发明中驱动手柄的局部立体图(从驱动手柄的左侧观察)；

图15是本发明中与驱动手柄配合的支耳端面示意图。

图中，1、护管，101、套管，102、避让缺口，2、方向盘安装轴，201、铰接架，202、后轴段，2021、第二铰接叉，203、前轴段，2031、第一铰接叉，3、第一转动轴，4、十字轴，5、锁紧机构，501、定齿条，502、动齿条，5021、定位销，503、第三转动轴，504、压板，5041、轨迹槽，505、复位弹簧，506、牵拉线，507、连接架，6、第一连接点，7、第二连接点，8、第三连接点，9、转动架，901、支耳，9011、第二周向限位凸块，9012、第二轴向限位凸块，902、第二转动轴，10、线管，11、驱动手柄，1101、转盘，11011、第一周向限位凸块，11012、第一轴向限位凸块，1102、柄部，12、安装管，1201、开口，1202、安装座，13、卡盘，1301、环形槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

一种可实现方向盘大角度调节的转向管柱，包括护管1、方向盘安装轴2以及适于将护管1与方向盘安装轴2锁紧或松开的锁紧机构5，方向盘安装轴2包括铰接架201、与铰接架201同步旋转的后轴段202以及与后轴段202转动连接的前轴段203，铰接架201与护管1转动连接于第一转动轴3，且第一转动轴3与护管1的中心轴垂直，后轴段202与方向盘连接；护管1与前轴段203的转动连接；护管1上朝向后轴段202的一端具有沿垂直第一转动轴3方向贯通的避让缺口102，以使后轴段202能够绕第一转动轴3旋转至避让缺口102内。

后轴段202通常沿轴向穿过铰接架201，并且通过轴承与铰接架201转动配合，前轴段203与后轴段202转动连接，后轴段202通过轴承连接在护管1内，当后轴段202随铰接架201旋转时，前轴段203不旋转，当后轴段202相对于铰接架201旋转时，也就是绕自身中心轴旋转时，前轴段203与后轴段202同步旋转。后轴段202和前轴段203连接形成一根连接轴，用于将方向盘与动力机构连接，可将连接轴拉紧，避免方向盘晃动。

当上下翻转方向盘时，铰接架201绕第一转动轴3旋转，由于前轴段203位于护管1内，后轴段202需要伸入护管1内与前轴段203连接，因此后轴段202绕第一转动轴3旋转时，护管1的端部会对后轴段202产生干涉，避让缺口102的设置则可以避免干涉现象的发生，后轴段202可以旋转至避让缺口102内，从而大大增加方向盘的上下翻转角度。

假设驾驶者坐在车内，则转向管柱上远离方向盘的一端位于前方，靠近方向盘的一端位于后方。

方向盘上下翻转角度的调节大多通过驱动手柄11控制，所述锁紧机构5包括驱动手柄11和与驱动手柄11连接的执行机构，驱动手柄11通过水平牵拉执行机构，以使执行机构锁紧或者松开。所述水平牵拉是指沿与护管1的中心轴近似平行的表面牵拉，不需要占用过多径向空间。

实施例一

如图1-图7所示，一种可实现方向盘大角度调节的转向管柱，包括护管1、方向盘安装轴2以及适于将护管1与方向盘安装轴2锁紧或松开的锁紧机构5，方向盘安装轴2包括铰接架201、与铰接架201同步旋转的后轴段202以及与后轴段202转动连接的前轴段203，护管1和铰接架201用于安装锁紧机构5，前轴段203用于与后轴段202配合铰接，保持结构平衡，护管1套在前轴段203外，对前轴段203起到支撑保护作用。铰接架201与护管1转动连接于第一转动轴3，且第一转动轴3与护管1的中心轴垂直，后轴段202与方向盘连接；护管1与前轴段203的转动连接；护管1上朝向后轴段202的一端具有沿垂直第一转动轴3方向贯通的避让缺口102，以使后轴段202能够绕第一转动轴3旋转至避让缺口102内。

后轴段202的前端连接前轴段203、后端连接方向盘，护管1与前轴段203的前端通过轴承转动配合，避让缺口102设置在护管1的后端，且上下各设置一个(如图4所示)，后轴段202向上和向下翻转的最大角度均可以达到90°，也就是铰接架201绕第一转动轴3旋转的角度大小为-90°～90°。

当处于自动驾驶状态时，前轴段203和后轴段202不需要绕中心轴旋转，可将方向盘向上或者向下旋转90°。使方向盘隐藏，腾出更多空间，当处于人工驾驶状态时，需求方向盘有效传递扭矩，即前轴段203和后轴段202需要绕中心轴旋转，则可实现±35°的方向盘角度调节。

如图4、图5和图8所示，前轴段203和后轴段202的相接端分别设置相互垂直的第一铰接叉2031和第二铰接叉2021，且第一铰接叉2031和第二铰接叉2021通过十字轴4转动连接，第一铰接叉2031与十字轴4中的水平轴连接，第二铰接叉2021与十字轴4中的竖直轴连接，且所述水平轴与第一转动轴3同轴布置。可以使竖直轴绕水平轴旋转，也可以使水平轴与第一铰接叉2031铰接，当方向盘上下翻转时，保证前轴段203可以相对后轴段202绕水平轴旋转。

执行机构：

执行机构包括压紧机构以及相互啮合的定齿条501和动齿条502，定齿条501与护管1固定连接，动齿条502与铰接架201铰接，定齿条501为以第一转动轴3为旋转中心的弧形齿；驱动手柄11适于带动压紧机构压向或者反向松开动齿条502；当所述压紧机构压向动齿条502时，定齿条501与动齿条502啮合；当所述压紧机构松开动齿条502时，定齿条501与动齿条502分离。

如图4所示，护管1的外部向外凸起设置一套管101，套管101位于避让缺口102的径向外侧，可以对避让缺口102部位起到保护作用。如图3、图9和图10所示，套管101的上方设置一水平安装座，定齿条501固定在水平安装座上，定齿条501的弧形齿则为以第一转动轴3为旋转中心的弧形结构，动齿条502位于定齿条501的上方，当铰接架201作旋转运动时，由于动齿条502位于铰接架201上，因此动齿条502的齿部近似绕第一转动轴3旋转，不管旋转多少角度，动齿条502都能与定齿条501重新啮合，本实施例优选将动齿条502的后端与铰接架201转动连接于第三转动轴503，这样可以避免过定位现象发生，导致铰接架201无法旋转，具体的，如图5所示，第三转动轴503与第一转动轴3平行。动齿条502和定齿条501可以一一对应设置一组或者多组，本实施例中的动齿条502和定齿条501对应设有两组。

压紧机构则用于向下压动齿条502或者向上松开动齿条502，本实施例可以但不仅限于采用如下结构：

压紧机构包括压板504和复位弹簧505，压板504的前端连接驱动手柄11，压板504的后端连接复位弹簧505的前端，复位弹簧505的后端连接铰接架201；压板504上设置有沿前后方向延伸的轨迹槽5041，且轨迹槽5041的后端与定齿条501的距离小于轨迹槽5041的前端与定齿条501的距离，动齿条502上设有适于插入轨迹槽5041的定位销5021；当驱动手柄11向前推动压板504时，复位弹簧505拉伸，且定位销5021位于轨迹槽5041的后端，以使压板504松开动齿条502；当驱动手柄11松开压板504时，复位弹簧505复位，且定位销5021位于轨迹槽5041的前端，以使压板504压向动齿条502。

如图10和图12所示，压板504由水平面板和侧板组成，所述水平面板用于压动齿条502，侧板用于设置轨迹槽5041，水平面板的前端连接驱动手柄11，后端连接复位弹簧505，复位弹簧505的两端设置挂钩，分别钩在水平面板和铰接架201上，复位弹簧505优选始终为拉伸状态，这样可以使复位弹簧505与铰接架201的连接处始终紧绷，复位弹簧505不会脱离铰接架201。

当铰接架201旋转时，动齿条502也绕第一转动轴3旋转至与定齿条501新的位置对应，由于动齿条502的齿部中心与铰接架201的旋转中心相同，因此在铰接架201旋转过程中，动齿条502与定齿条501的相对距离不会改变，同时定位销5021带动压板504随动齿条502运动，压板504与动齿条502的距离近似不变，当需要锁定时，推动驱动手柄11，压板504压向动齿条502。

轨迹槽5041的高度可以由前至后逐渐升高，也可以从前至后由第一上升段、水平段和第二上升段组成，水平段起到过渡作用，操作时手感更好。当定位销5021卡在第一上升段时，定位销5021与定齿条501的距离较近，动齿条502与定齿条501啮合；当定位销5021卡在第二上升段时，定位销5021与定齿条501的距离较远，动齿条502与定齿条501分离。

本实施例中，驱动手柄11可以与压板504直接连接，此时驱动手柄11只能安装在压板504所在位置。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，驱动手柄11与执行机构之间还设置有牵拉线506，护管1上设置有转动架9和线管10，驱动手柄11转动连接于转动架9上；牵拉线506的一端与驱动手柄11连接，牵拉线506的另一端穿过线管10与执行机构连接，当推动驱动手柄11旋转时，牵拉线506拉紧，当释放驱动手柄11时，牵拉线506松开。

转动架9和线管10固定在护管1上，线管10可以制定牵拉线506的路径，使牵拉线506避开干涉部件，驱动手柄11通过旋转运动带动牵拉线506的收紧和释放。

本实施例中的执行机构可以与实施例一相同，也可以采用其他可实现锁紧功能的执行机构。

当执行机构与实施例一相同时，牵拉线506与压板504连接。如图3所示，压板504的水平面板上设置三个连接点，第一连接点6与复位弹簧505连接，第二连接点7与驱动手柄11柔性连接，第三连接点8与铰接架201连接，第一连接点6处为柔性连接，压板504对动齿条502的压力较小，第三连接点8的设置既可以保持压板504上下方向的高度稳定。

更进一步的，如图1所示，线管10上靠近压板504的一端还设置有连接架507，连接架507分别与线管10和铰接架201铰接。连接架507的设置可以对线管10的端部起到支撑和限位作用，便于压板504实现压紧功能。

实施例三

如图1、图2和图6所示，一种可实现方向盘大角度调节的转向管柱，包括护管1、方向盘安装轴2以及适于将护管1与方向盘安装轴2锁紧或松开的锁紧机构5，所述锁紧机构5包括驱动手柄11和与驱动手柄11连接的执行机构，护管1外还套设有安装管12，安装管12与车体固定，安装管12的外侧壁一端设有开口1201；转动架9包括固定于开口1201两侧的两个支耳901以及连接两个支耳901的第二转动轴902，驱动手柄11套设于第二转动轴902上；当推动驱动手柄11旋转时，两个支耳901的间距增大，以使安装管12松开护管1；当释放驱动手柄11时，两个支耳901的间距缩小，以使安装管12夹紧护管1。

如图8所示，安装管12的后半段套在护管1外，安装管12的前端缩口，前轴段203通过轴承与安装管12的前端转动配合，安装管12的底部设置有与车体固定的安装座1202，当两个支耳901之间的间距增大时，开口1201松开，安装管12与护管1之间具有一定间隙，护管1、方向盘安装轴2可以一起相对安装管12沿轴向伸缩，从而调节方向盘的高度，该结构中，护管1的前端与安装管12的前端之间距离可以加长至50mm以上，从而可以实现方向盘±50mm以上的高度调节。

当使用实施例一中的执行机构，并且通过牵拉线506连接驱动手柄11和执行机构时，本实施例还可以通过驱动手柄11同时实现角度调节和高度调节的锁紧和松开，手动拉起驱动手柄11时，角度调节和高度调节松开，可以进行方向盘的角度和高度调节，当释放驱动手柄11时，通过复位弹簧505的作用时角度调节和高度调节锁紧，该锁紧状态可以保持常态。

驱动手柄11可以通过如下结构实现两个支耳901的靠近和远离：

如图14和图15所示，驱动手柄11的端面上设有轴向凸出的第一周向限位凸块11011和第一轴向限位凸块11012，与驱动手柄11端面相接的支耳901端面上设有轴向凸出的第二周向限位凸块9011和第二轴向限位凸块9012；当安装管12松开护管1时，第一轴向限位凸块11012和第二轴向限位凸块9012的端面相互抵接；当安装管12夹紧护管1时，第一轴向限位凸块11012和第二轴向限位凸块9012圆周错列布置；且第一轴向限位凸块11012和第二轴向限位凸块9012的相对侧面具有过渡坡，以使第一轴向限位凸块11012和第二轴向限位凸块9012轴向堆叠。

如图6所示，假设驱动手柄11位于护管1的右侧，则驱动手柄11与右侧的支耳901端面相接，驱动手柄11的左端圆周阵列布置有四个第一周向限位凸块11011和四个第一轴向限位凸块11012，并且第一轴向限位凸块11012位于第一周向限位凸块11011的内周，右侧支耳901的右端圆周阵列布置有四个第二周向限位凸块9011和四个第二轴向限位凸块9012(其他可选实施方式中，也可以在右侧支耳901的右端连接一圆盘，圆盘与右侧支耳901周向固定，不能旋转，并且在圆盘上设置四个第二周向限位凸块9011和四个第二轴向限位凸块9012)，并且第二轴向限位凸块9012位于第二周向限位凸块9011的内周，第一周向限位凸块11011与第二周向限位凸块9011等径错位布置，第一周向限位凸块11011可以在两个相邻的第二周向限位凸块9011之间旋转运动，同理，第二周向限位凸块9011可以在两个相邻的第一周向限位凸块11011之间旋转运动，每个第一周向限位凸块11011和第二周向限位凸块9011旋转的角度范围即为驱动手柄11的旋转角度范围，第一轴向限位凸块11012和第二轴向限位凸块9012同样圆周阵列布置，且数量相同。

第一轴向限位凸块11012和第二轴向限位凸块9012的高度相等，当驱动手柄11位于旋转极限的一端时，第一轴向限位凸块11012和第二轴向限位凸块9012圆周错列布置，驱动手柄11与右侧的支耳901之间的距离为第一轴向限位凸块11012或者第二轴向限位凸块9012的高度，此时开口1201打开，安装管12松开护管1。当旋转驱动手柄11时，第一轴向限位凸块11012和第二轴向限位凸块9012的过渡坡相遇，第一轴向限位凸块11012沿着所述过渡坡攀爬至第二轴向限位凸块9012的端面，此时，驱动手柄11与右侧的支耳901之间的距离为第一轴向限位凸块11012和第二轴向限位凸块9012的高度和，使开口1201缩小，安装管12夹紧护管1。

驱动手柄11旋转时，第二转动轴902可以为固定状态，例如可以通过第二转动轴902与支耳901的非圆周面配合实现第二转动轴902的周向限位。

进一步的，驱动手柄11包括与转动架9转动连接的转盘1101以及由转盘1101外周向外延伸的柄部1102，柄部1102为驾驶员操作的部位，转动架9上还设有环形槽1301，牵拉线506卡入环形槽1301内。如图13所示，环形槽1301设置在转盘1101的右端，牵拉线506绕过环形槽1301后与柄部1102连接，环形槽1301可以为牵拉线506提供拉紧力，环形槽1301可以与转盘1101一体设置，也可以分体设置，例如可以为套在第二转动轴902上并且与转盘1101同步旋转的卡盘13，再通过螺母将卡盘13的右端轴向限位。

本发明还提出一种调节方法，该方法使用以上所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱，包括以下几个步骤：

S1：松开锁紧机构5：首先推动驱动手柄11使其旋转，接着牵拉线506拉紧并带动复位弹簧505拉伸，随后压板504向前运动，定位销5021则相对压板504向后运动，使定位销5021位于轨迹槽5041的后端，此时压板504松开动齿条502，动齿条502与定齿条501可以分离，实现护管1与方向盘安装轴2的锁紧解除。

S2：绕第一转动轴3旋转铰接架201，使后轴段202带动方向盘上下旋转。

S3：锁紧方向盘：首先松开驱动手柄11，使牵拉线506松开，接着复位弹簧505复位并带动压板504向后运动，使定位销5021位于轨迹槽5041的前端，此时压板504压向动齿条502，动齿条502与定齿条501能够啮合，实现护管1与方向盘安装轴2的锁紧。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种可实现方向盘大角度调节的转向管柱，其特征在于：包括护管（1）、方向盘安装轴（2）以及适于将护管（1）与方向盘安装轴（2）锁紧或松开的锁紧机构（5），所述方向盘安装轴（2）包括铰接架（201）、与铰接架（201）同步旋转的后轴段（202）以及与后轴段（202）转动连接的前轴段（203），所述铰接架（201）与护管（1）转动连接于第一转动轴（3），且第一转动轴（3）与护管（1）的中心轴垂直，所述后轴段（202）与方向盘连接；所述护管（1）与前轴段（203）的转动连接；

护管（1）上朝向后轴段（202）的一端具有沿垂直第一转动轴（3）方向贯通的避让缺口（102），以使后轴段（202）能够绕第一转动轴（3）旋转至避让缺口（102）内；

所述锁紧机构（5）包括驱动手柄（11）和与驱动手柄（11）连接的执行机构，所述驱动手柄（11）通过水平牵拉执行机构，以使执行机构锁紧或者松开；所述执行机构包括压紧机构以及相互啮合的定齿条（501）和动齿条（502），所述定齿条（501）与护管（1）固定连接，所述动齿条（502）与铰接架（201）铰接，定齿条（501）为以第一转动轴（3）为旋转中心的弧形齿；

所述驱动手柄（11）适于带动压紧机构压向或者反向松开动齿条（502）；

当所述压紧机构压向动齿条（502）时，所述定齿条（501）与动齿条（502）啮合；当所述压紧机构松开动齿条（502）时，所述定齿条（501）与动齿条（502）分离；所述压紧机构包括压板（504）和复位弹簧（505），所述压板（504）的前端连接驱动手柄（11），压板（504）的后端连接复位弹簧（505）的前端，所述复位弹簧（505）的后端连接铰接架（201）；

所述压板（504）上设置有沿前后方向延伸的轨迹槽（5041），且所述轨迹槽（5041）的后端与定齿条（501）的距离小于轨迹槽（5041）的前端与定齿条（501）的距离，动齿条（502）上设有适于插入轨迹槽（5041）的定位销（5021）；当所述驱动手柄（11）向前推动压板（504）时，复位弹簧（505）拉伸，且定位销（5021）位于轨迹槽（5041）的后端，以使压板（504）松开动齿条（502）；当驱动手柄（11）松开压板（504）时，复位弹簧（505）复位，且定位销（5021）位于轨迹槽（5041）的前端，以使压板（504）压向动齿条（502）。

2.根据权利要求1所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱，其特征在于：所述驱动手柄（11）与执行机构之间还设置有牵拉线（506），所述护管（1）上设置有转动架（9）和线管（10），驱动手柄（11）转动连接于转动架（9）上；

所述牵拉线（506）的一端与驱动手柄（11）连接，牵拉线（506）的另一端穿过线管（10）与执行机构连接，当推动所述驱动手柄（11）旋转时，所述牵拉线（506）拉紧，当释放驱动手柄（11）时，所述牵拉线（506）松开。

3.根据权利要求2所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱，其特征在于：所述护管（1）外还套设有安装管（12），所述安装管（12）与车体固定，安装管（12）的外侧壁一端设有开口（1201）；

所述转动架（9）包括固定于所述开口（1201）两侧的两个支耳（901）以及连接两个支耳（901）的第二转动轴（902），驱动手柄（11）套设于第二转动轴（902）上；当推动所述驱动手柄（11）旋转时，两个所述支耳（901）的间距增大，以使安装管（12）松开护管（1）；当释放驱动手柄（11）时，两个支耳（901）的间距缩小，以使安装管（12）夹紧护管（1）。

4.根据权利要求3所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱，其特征在于：所述驱动手柄（11）的端面上设有轴向凸出的第一周向限位凸块（11011）和第一轴向限位凸块（11012），与驱动手柄（11）端面相接的支耳（901）端面上设有轴向凸出的第二周向限位凸块（9011）和第二轴向限位凸块（9012）；

当所述安装管（12）松开护管（1）时，所述第一轴向限位凸块（11012）和第二轴向限位凸块（9012）的端面相互抵接；当安装管（12）夹紧护管（1）时，所述第一轴向限位凸块（11012）和第二轴向限位凸块（9012）圆周错列布置；

且所述第一轴向限位凸块（11012）和第二轴向限位凸块（9012）的相对侧面具有过渡坡，以使第一轴向限位凸块（11012）和第二轴向限位凸块（9012）轴向堆叠。

5.根据权利要求1所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱，其特征在于：所述前轴段（203）和后轴段（202）的相接端分别设置相互垂直的第一铰接叉（2031）和第二铰接叉（2021），且第一铰接叉（2031）和第二铰接叉（2021）通过十字轴（4）转动连接，第一铰接叉（2031）与十字轴（4）中的水平轴连接，第二铰接叉（2021）与十字轴（4）中的竖直轴连接，且所述水平轴与第一转动轴（3）同轴布置。

6.根据权利要求1所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱，其特征在于：所述铰接架（201）绕第一转动轴（3）旋转的角度大小为-90°~90°。

7.一种调节方法，其特征在于：该方法使用权利要求2-6任一项所述的可实现方向盘大角度调节的转向管柱，包括以下几个步骤：

S1：松开锁紧机构（5）：推动驱动手柄（11）使其旋转，牵拉线（506）拉紧并带动复位弹簧（505）拉伸，压板（504）向前运动，使定位销（5021）位于轨迹槽（5041）的后端，压板（504）松开动齿条（502），动齿条（502）与定齿条（501）可以分离；

S2：绕第一转动轴（3）旋转铰接架（201），使后轴段（202）带动方向盘上下旋转；

S3：锁紧方向盘：松开驱动手柄（11），牵拉线（506）松开，复位弹簧（505）复位并带动压板（504）向后运动，使定位销（5021）位于轨迹槽（5041）的前端，压板（504）压向动齿条（502），动齿条（502）与定齿条（501）能够啮合。

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