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原文传递一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘

专利名称：	一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘
摘要：	一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，属于车辆安全技术领域。该方向盘在车上现有的方向盘上进行改造，将方向盘下方的管柱分成上下两部分，在上下管柱之间设置了一个减震柱，同时安装了各种监测装置，可监测车辆的震动情况以及车辆的转向方向，再通过该减震柱内各装置工作来进行减震，可避免车辆震动使得方向盘管柱震动，从而防止管柱的震动使方向盘晃动，防止驾驶员因为方向盘晃动而抓不稳的情况。同时，设计一种全新转角传感器，还设计了方向盘转角提醒装置，大大增加了行车安全性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	云南;53
申请人：	昆明研顶技术开发有限公司
发明人：	不公告发明人
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910793649.6
公开号：	CN110497954A
分类号：	B62D1/04(2006.01);B;B62;B62D;B62D1
申请人地址：	650217 云南省昆明市经开区石龙路奥斯迪电商产业园J8栋5楼
主权项：	1.一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，其特征在于：包括上管柱（1）、下管柱（2）、减震柱（3）、导电滑环（6），所述的减震柱（3）将上管柱（1）、下管柱（2）连接在一起，起减震作用；所述的减震柱（3）包含有外壁（307）、环状丹倍效应器（306）、透光壁（305）、磁流变液（9）、导电线圈（13）、监测光纤（4）、压力传感器（10）、十字片（302）、十字套（301）、拉力传感器（12）、震动传感器；所述的震动传感器通过导线连接到控制器，且震动传感器设置在上管柱（1）和下管柱（2）内，下管柱（2）内的震动传感器用于监测车辆下部传到上的震动，下管柱（2）内的震动传感器用于监测经减震柱（3）减震后的震动情况；所述的透光壁（305）内部设置有磁流变液（9）和导电线圈（13），通过导线与设置在上管柱（1）内部的控制器和电源连接，通过控制器控制导入导电线圈（13）内电流的强弱进而控制磁流变液（9）改变性能实现减震；控制器根据下管柱（2）内的震动传感器监测的信号控制导入导电线圈（13）的电流进而控制磁流变液（9）改变性能实现减震，同时根据管柱（2）内震动传感器监测的信号实时修正控制信号，结合反馈信号控制导入导电线圈（13）的电流进而控制磁流变液（9）改变性能实现更好的减震效果；所述的外壁（307）处于减震柱（3）最外层起到保护和遮光作用；所述的环状丹倍效应器（306）紧贴外壁（307）设置在外壁内层，并通过导线连接到设置在上管柱（1）内部的控制器和电源；所述的透光壁（305）紧贴环状丹倍效应器（306）设置在环状丹倍效应器（306）内侧，其起到保护环状丹倍效应器（306），防止设置在透光壁（305）内部的磁流变液（9）进入环状丹倍效应器（306）位置的作用，并能保证设置在透光壁（305）的监测光纤（4）轨迹光斑能够穿过透光壁（305）照射在环状丹倍效应器（306）上；所述的十字片（302）与下管柱（2）固定连接，所述的十字片（302）与上管柱（1）固定连接，十字片（302）插在十字套（301）的空隙中，十字套（301）将十字片（302）包裹，呈封闭状态，但十字片（302）没有将十字套（301）充满，还留有一定的空隙，当方向盘转动时，十字片（302）压紧磁流变液（9）贴在十字套（301）的内壁上，带动十字套（301）转动，从而使管柱转动；为了防止十字片（302）之间上下脱落，十字套（301）上设置有卡槽A（3011）, 十字套（301）上设置有卡槽B（3012），环状卡扣环（303）卡在卡槽B（3012）和卡槽A（3011）将上管柱（1）和下管柱（2）固定，同时环状卡扣环（303）、卡槽B（3012）、卡槽A（3011）之间也设置有间隙，间隙内充满磁流变液（9），由于磁流变液（9）受有控制器控制的导电线圈（13）作用而软硬会根据需要发生变化，起到减震作用；所述的拉力传感器（12）和监测光纤（4）环形分布设置在十字套（301）和十字片（302）外沿，且拉力传感器（12）和监测光纤（4）一头固定连接到下管柱（2），另一头固定连接到上管柱（1）；其中拉力传感器（12）具有一定延展性，防止上管柱（1）和下管柱（2）相对扭动时拉断；监测光纤（4）具有一定松弛度，防止上管柱（1）和下管柱（2）相对扭动时拉断；拉力传感器（12）将信号通过导线传到上管柱（1）内的控制器内；监测光纤（4）从上管柱（1）内获得光源；所述的，十字片（302）上设置有压力传感器（10），压力传感器（10）通过导线将信号传输到上管柱（1）内部的控制器内；减震柱（3）内部的空隙装有磁流变液（9）和导电线圈（13），通过对导电线圈（13）通电，可产生磁场，使磁流变液（9）变硬，无磁场则使磁流变液（9）变软，通过各装置监测车辆震动情况，以使磁流变液（9）变化，从而达到减震的效果，防止方向盘晃动。 2.根据权利要求1所述的一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，其特征在于：磁流变液（9）变化和方向盘转动时，监测光纤（4）受到磁流变液（9）的作用，会发生扭转，其光斑投影在环状丹倍效应器（306）上，环状丹倍效应器（306）由于光生非平衡载流子扩散速度的差异，直接引起了光照方向的电场和电位差，通过电位差可判断光电的位置，从而对判断整个光纤的变化实现对减震柱（3）内磁流变液（9）个点变化情况是实时监测；环状丹倍效应器（306）将相关信号传输到控制器，控制器根据环状丹倍效应器（306）的信号能够清楚分析出减震柱（3）内部每一个点的变化情况，控制器能够根据该信号反馈进一步结合其它传感器信号获得最佳控制信号控制磁流变液（9）的特性实现最佳减震效果；磁流变液（9）变化和方向盘转动时，拉力传感器（12）受到磁流变液（9）的作用，拉力传感器（12）会发生拉伸，拉力传感器（12）将相关信号传输到控制器，控制器根据拉力传感器（12）的信号能够清楚分析出减震柱（3）内部环面上拉力线性变化情况，控制器能够根据该信号反馈进一步结合其它传感器信号获得最佳控制信号控制磁流变液（9）的特性实现最佳减震效果；磁流变液（9）变化和方向盘转动时，十字片（302）上的压力传感器（10）能够监测十字片（302）和十字套（301）之间力的传递情况，控制器根据压力传感器（10）进一步结合其它传感器信号获得最佳控制信号控制磁流变液（9）的特性实现最佳减震效果；工作时，控制器同时接收震动传感器、压力传感器（10）、拉力传感器（12）、环状丹倍效应器（306）的信号，并进行综合分析和实时反馈，控制导入导电线圈（13）的电流进而控制磁流变液（9）改变性能实现最佳效果。 3.根据权利要求1所述的一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，其特征在于：所述的震动传感器还设置在车辆的底盘上，该设置在车辆的底盘上的震动传感器可监测车辆的震动情况，，具体是通过内部的压电陶瓷片加弹簧重锤结构感受机械运动振动的参量（如振动速度、频率、加速度）并转换成电信号，根据电信号可判断震动的幅度大小；同时该设置在车辆的底盘上的震动传感器与控制器连接，并将信号传输到控制器，控制器结合该设置在车辆的底盘上的震动传感器的信号和其它传感器信号进行综合分析和实时反馈，控制导入导电线圈（13）的电流进而控制磁流变液（9）改变性能实现最佳效果。 4.根据权利要求1所述的一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，其特征在于：所述的上管柱（1）的上外壁（101）内设有一个导光圈（304），同时上面设有一个LED照明灯（5），监测光纤（4）也贯穿于导光圈（304），LED照明灯（5）的光线可使导光圈（304）发亮，便通过导光圈（304）使光线到达监测光纤（4）上，监测光纤（4）可传导光线，使光线在监测光纤（4）中传递。 5.根据权利要求1所述的一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，其特征在于：在上管柱（1）内部还设置有电子设备放置腔（17）, 电子设备放置腔（17）内放置部分控制电路。 6.根据权利要求1所述的一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，其特征在于：上管柱（1）和下管柱（2）上分别套有光电转角传感器，所述的光电转角传感器包括上光电转角传感器（7）和下光电转角传感器（8）；所述的光电转角传感器由旋转环（702）、圆环套（11）、螺旋光纤（701）、光源（1101）、块状丹倍效应器（1102）、保护壳(1103)、透明保护环（703）组成，旋转环（702）固定在上管柱（1）或下管柱（2）的柱体上，并随柱体转动，旋转环（702）外壁上设置有安装螺旋光纤（701）的螺旋槽，螺旋槽内设置螺旋光纤（701），螺旋光纤（701）起始端设置有块状光斑（704）；圆环套（11）设置在旋转环（702）外部，且圆环套（11）对称设置有两个安装卡槽，安装卡槽内分别设置有光源（1101）和块状丹倍效应器（1102），光源发出的光照射在螺旋光纤（701）上，螺旋光纤（701）随旋转环（702）旋转过程中，螺旋光纤（701）通过块状丹倍效应器（1102）处的光点位置会不断改变，且每个角度螺旋光纤（701）投影在块状丹倍效应器（1102）的光点均不一样，块状丹倍效应器（1102）与控制器电连接，控制器内预先录入不同光斑对于的角度，由于光斑和角度是连续的，其测量和判断也是连续的；块状丹倍效应器（1102）由于光生非平衡载流子扩散速度的差异，直接引起了光照方向的电场和电位差，通过电位差可判断光电的位置，控制器分析块状丹倍效应器（1102）获得的信号，进而能够确定旋转环（702）旋转的角度，由于超过360度的旋转后，光的轨迹会重复上一次的，为了更好的帮助控制器判定旋转的周数，螺旋槽内设置螺旋光纤（701），螺旋光纤（701）起始端设置有块状光斑（704），该光斑（704）每两次经过块状丹倍效应器（1102）上同一个位置，期间旋转环（702）旋转了一周，此时控制器计数一周和360度，超过整周的部分控制器可以根据螺旋光纤（701）投影在块状丹倍效应器（1102）确定转角度数；为了保护螺旋光纤（701），旋转环（702）外部固定有透明保护环（703），其采用透明的目的是保证光能够通过；为了保护块状丹倍效应器（1102）和光源（1101），块状丹倍效应器（1102）和光源（1101）外部均设置透明密封材料；为了防止外部光线污染，并保护相关元件，设置外保护壳（1103），同时外保护壳（1103）将圆环套（11）固定为一体，设置支撑杆(18)通过与外保护壳（1103）连接来固定整个光电转角传感器, 支撑杆(18)中空，导线贯穿支撑杆(18)设置，导线通过支撑杆(18)内部实现块状丹倍效应器（1102）、光源（1101）的电源供给和信号传输；光电转角传感器与控制器连接，并将信号传输到控制器，其中控制器根据比对上光电转角传感器（7）和下光电转角传感器（8）的转角误差，控制转向助力泵的输出功率，实现更好、更准的这辆转向；其中控制器根据比对上光电转角传感器（7）和下光电转角传感器（8）的转角误差，将信号反馈到控制器，控制器结合该信号和其它传感器的信号综合分析，进一步控制导入导电线圈（13）的电流进而控制磁流变液（9）改变性能实现最佳效果。 7.根据权利要求6所述的一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，其特征在于：方向盘中间的位置设置有一圈LED灯（19）和显示屏（15），LED灯（19）分别由红、黄、蓝三种颜色组成，每种颜色的都单独受单控制器控制，块状丹倍效应定位器（1101）监测的弧度信息通过控制器进行分析计算，计算出螺旋光纤（701）转动的度数后，控制器控制LED灯（19）根据转动的度数使LED灯（19）发亮，LED灯（19）在方向盘上是一个圆圈，LED灯（19）发亮的数量根据监测度数来定，监测的度数决定LED灯（19）亮的度数，方向盘转一圈以内则蓝灯亮，转动以内两圈则黄灯亮，转动三圈以内则红灯亮，同时根据转动的方向，控制器再控制显示屏（15）显示左或右，可防止新手驾驶员忘记转动方向盘的次数及提醒转动的方向。 8.根据权利要求1所述的一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，其特征在于：上管柱（1）上设置有导电滑环（6），导电滑环（6）包含信号传输部分和电力传输部分，利用导电环的滑动接触、静电耦合或电磁耦合，在固定座架转动部件与滚动或滑动部件之间传递电信号，以便实现对上管柱（1）、下管柱（2）、减震柱（3）内部的相关元件实现供电，同时实现信号传输。 9.根据权利要求8所述的一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，其特征在于：设置支撑杆（18）固定导电滑环（6），导线贯穿支撑杆（18）设置，导线通过支撑杆（18）内部进入导电环实现电力供应和信号传输。 10.根据权利要求1所述的一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘，其特征在于：所述的控制器包括单片机和计算机，所述的一种能缓冲减震和显示转角的智方向盘中的环状丹倍效应器（306）、导电线圈（13）、监测光纤（4）、压力传感器（10）、拉力传感器（12）、震动传感器、光源（1101）、LED灯（19）和显示屏（15）、光电转角传感器均与单片机电连接，由单片机控制，但所述单片机不限于一个；单片机通过导线或无线通讯模块（13）连接电脑，由电脑帮助处理分析信号，提升效率；同时单片机和电脑实现数据交换，且单片机可由电脑控制。
所属类别：	发明专利