方向盘总成及汽车的制作方法

1.本技术涉及汽车技术领域，尤其涉及一种方向盘总成及汽车。


背景技术：

2.随着工业的发展，汽车已经成为日常生活中非常重要的交通工具，随着汽车行业技术的进步，各种各样的车辆应运而生，其中有部分车辆需要在盘旋的山路、沙路或者较为泥泞的道路上行驶，这些道路上路况较为复杂，需要汽车的方向盘灵活度更高，由此使得驾驶员可以更加灵活的应对驾驶中的各种状况，提高安全系数。
3.然而，目前的汽车中，方向盘和汽车的转向管柱的连接形式为花键连接，也就是说，方向盘被固定在汽车的转向管柱上，方向盘缺乏灵活度。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种方向盘总成及汽车，以增加方向盘的灵活度。
5.本技术第一方面涉及一种方向盘总成，包括：转向管柱、球笼、方向盘和固定部件；
6.所述球笼包括壳体及连接部件，所述转向管柱的一端和壳体的外壁固定连接；所述连接部件活动连接在所述方向盘与所述壳体的内壁之间，且所述连接部件与所述方向盘固定连接；
7.所述方向盘具有固定状态和活动状态；在所述方向盘处于固定状态的情况下，所述连接部件通过所述固定部件和所述壳体固定连接；在所述方向盘处于活动状态的情况下，所述连接部件和所述壳体活动连接。
8.可选的，所述连接部件包括：滚珠和支撑架；所述壳体的内壁上设置有凹槽，所述滚珠设置在所述凹槽内，所述凹槽在所述壳体的周向上与所述滚珠适配，所述滚珠能够沿所述壳体的轴向在所述凹槽内滚动，所述支撑架与所述方向盘连接，且所述滚珠位于所述支撑架和所述壳体的内壁之间。
9.可选的，所述固定部件包括固定杆；所述壳体设置有从其外壁贯穿至内壁的穿孔；所述支撑架上设置有固定孔；所述固定杆插设于所述穿孔和所述固定孔内，以连接所述支撑架与所述壳体。
10.可选的，所述固定部件还包括固定基座；所述固定基座和所述外壁固定连接，所述固定基座设置有和所述穿孔相通的连接孔；所述固定杆靠近所述穿孔的一端穿过所述连接孔，且固定于所述连接孔内。
11.可选的，所述方向盘总成还包括电磁组件，所述电磁组件包括磁铁和电磁线圈；所述方向盘与所述壳体间隔设置，所述电磁线圈设置于所述方向盘上，所述磁铁设置于所述壳体上；或者，所述磁铁设置于所述方向盘上，所述电磁线圈设置于所述壳体上；在所述方向盘处于固定状态的情况下，所述电磁线圈断电；所述方向盘的活动状态包括第一活动状态及第二活动状态；在所述方向盘处于第一活动状态的情况下，所述电磁线圈通电，以对所述磁铁产生吸附力；在所述方向盘处于第二活动状态的情况下，所述电磁线圈断电。
12.可选的，在所述电磁线圈设置于所述方向盘上，所述磁铁设置于所述壳体上的情况下，所述磁铁形成在所述壳体的外侧边缘，且与所述外侧边缘平齐；在所述磁铁设置于所述方向盘上，所述电磁线圈设置于所述壳体上的情况下，所述电磁线圈形成在所述壳体的外侧边缘，且与所述外侧边缘平齐。
13.可选的，所述壳体呈半球形；所述方向盘总成包括多个所述电磁组件，多个所述电磁组件沿所述壳体靠近所述方向盘的一侧表面的圆周间隔布置。
14.可选的，所述磁铁具有朝向所述电磁线圈的底表面，所述电磁线圈具有朝向所述磁铁的端面；在所述磁铁的底表面所在平面与所述电磁线圈的端面所在平面平行的情况下，所述固定部件能够连接所述连接部件与所述壳体。
15.可选的，所述电磁组件还包括通电开关，所述通电开关设置在所述方向盘远离所述球笼的一侧，所述通电开关用于控制所述电磁线圈通电或断电。
16.本技术第二方面提供一种汽车，包括本技术第一方面任一项的方向盘总成。
17.本技术实施例提供的方向盘总成，当汽车在普通路段行驶的情况下，利用固定部件将连接部件和壳体固定连接，由于连接部件和方向盘固定连接，因此连接部件和壳体固定之后，方向盘和壳体被间接固定连接；而转向管柱和壳体固定连接，因此方向盘和转向管柱被间接固定连接，也即是说，方向盘处于固定状态，此时汽车可以正常行驶。当未采用连接部件固定连接部件和壳体时，连接部件和壳体之间处于活动连接状态，因方向盘和连接部件固定连接，因此壳体和方向盘处于活动连接状态，也即方向盘处于活动状态。此时，方向盘相对于转向管柱转动，灵活性较强，这样可以在车辆进行极限驾驶或者赛车比赛时，能够使方向盘随驾驶员姿态的变化而变化，从而提高驾驶乐趣。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。
19.图1是本技术一种实施方式提供的方向盘总成的结构示意图；
20.图2是本技术另一实施方式提供的方向盘总成的结构示意图；
21.图3是本技术另一实施方式提供的方向盘总成的结构示意图；
22.图4是本技术实施方式提供的球笼和磁铁连接方式示意图；
23.图5是本技术实施方式提供的方向盘和电磁线圈连接方式示意图；
24.图6是本技术实施方式提供的汽车的结构示意图。
25.附图标记说明：
26.方向盘总成1000，转向管柱100，球笼200，壳体210，外壁211，内壁212，穿孔215，滚珠220，连接柱230，支撑块240，固定孔241，方向盘300，圆环状杆310，中间盘320，连接杆330，磁铁400，底表面410，电磁线圈500，通电开关600，固定部件700，固定杆710，把持杆720，固定基座730，连接孔731，汽车2000。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
28.请参考图1至图5，本技术实施例提供的方向盘总成1000，包括：转向管柱100、球笼200、方向盘300和固定部件700。
29.其中，球笼200包括壳体210及连接部件，转向管柱100的一端和壳体210的外壁固定连接；连接部件活动连接在方向盘300与壳体210的内壁之间，且连接部件与方向盘300固定连接。
30.具体的，方向盘300具有固定状态和活动状态；在方向盘300处于固定状态的情况下，连接部件通过固定部件700和壳体210固定连接；在方向盘300处于活动状态的情况下，连接部件和壳体210活动连接。
31.上述方向盘总成1000，当汽车在普通路段行驶的情况下，利用固定部件700将连接部件和壳体210固定连接，由于连接部件和方向盘300固定连接，因此连接部件和壳体210固定之后，方向盘300和壳体210被间接固定连接；而转向管柱100和壳体210固定连接，因此方向盘300和转向管柱100被间接固定连接，从而使得汽车可以正常行驶。
32.当未采用连接部件固定连接部件和壳体210，因此连接部件和壳体210之间处于活动连接状态，因方向盘300和连接部件固定连接，因此壳体210和方向盘300处于活动连接状态，也即方向盘处于活动状态。此时，方向盘300相对于转向管柱100转动，灵活性较强，这样可以在车辆进行极限驾驶或者赛车比赛时，能够使方向盘随驾驶员姿态的变化而变化，从而提高驾驶乐趣。
33.也即，本技术实施方式提供的方向盘总成1000，方向盘300可以在固定状态和活动状态之间进行切换，由此使得方向盘300可以更加灵活的被驾驶员操控，增加汽车在各种路况下行驶的安全系数。
34.本领域技术人员可以理解的是，上述壳体210呈半球形，并且该壳体210具有半球形的外壁211及半球形的内壁212。
35.在一种可选实施方式中，连接部件包括滚珠220和支撑架；滚珠220和支撑架设置于壳体210内部，壳体210的内壁212上设置有凹槽，滚珠220设置在凹槽内，凹槽在壳体的周向上与滚珠220适配，滚珠220能够沿壳体210的轴向在凹槽内滚动，支撑架与方向盘300连接，且滚珠220位于支撑架和壳体210的内壁之间。滚珠220能够沿壳体210的轴向在凹槽内滚动，从而实现方向盘300与壳体210的活动连接，继而实现方向盘300与转向管柱100的活动连接，这样，方向盘300可相对于转向管柱100转动，以使方向盘300的灵活度更高，且成本较低。
36.可以理解的是，滚珠220设有多个，且多个滚珠220沿壳体210的内壁212的周向间隔布置，从而实现方向盘300相对于转向管柱100的多个姿态。
37.具体的，上述支撑架包括连接柱230和支撑块240。转向管柱100的一端和外壁211固定连接；滚珠220和支撑块240设置于壳体210的内部，且滚珠220位于支撑块240和内壁212之间；连接柱230的一端和支撑块240固定连接，连接柱230的另一端与方向盘300固定连接。可以理解的是，转向管柱100的另一端和车架固定连接，由此将转向管柱100固定。
38.由上可见，该实施方式提供的方向盘总成1000，方向盘300和转向管柱100通过球笼200连接，当方向盘300处于固定状态时，支撑块240与内壁212连接，这样转动方向盘300时，通过支撑块240及内壁212带动转向管柱100转动，从而实现车辆的转向。当方向盘300处于活动状态时，由于方向盘300与转向管柱100通过球笼200连接，滚珠220与壳体210的内壁
212上的凹槽在周向上适配，这样，在方向盘300所在平面内的转动通过支撑块240及滚珠220带动壳体210转动，继而带动转向管柱100的转动，实现车辆的转向；在垂直于方向盘300所在平面内的方向转动方向盘300时，方向盘300的转动会带动滚珠220在壳体210的内壁212上的凹槽在轴向上的滚动，继而实现方向盘300与转向管柱100的相对位置变化。当方向盘300处于活动状态时，方向盘300既能带动转向管柱100转向实现转向，又能实现与转向管柱100的相对位置变化，从而实现方向盘在除方向盘所在平面内之外其他方向的位移，以使方向盘300能够随驾驶者的姿态变化而变化，实现“人车合一”，有利于适应于赛车状态或极限驾驶状态，增加驾驶乐趣。
39.在一种可选实施方式中，固定部件700包括固定杆710。其中，壳体210设置有从其外壁211贯穿至内壁212的穿孔215；支撑架的支撑块240上设置有固定孔241；固定杆710插设于穿孔215和固定孔241内，以连接支撑架和壳体210。那么，当用户不需要增加驾驶乐趣的情况下，可以利用该固定杆710将支撑块240和壳体210固定连接，由此使得转向管柱100和方向盘300固定连接，从而使得汽车2000可以在正常路况平稳行驶，可以增加该方向盘总成1000的适用性，该固定杆710结构简单，便于驾驶员进行操作。
40.当然，本领域技术人员可以理解的是，需要将转向管柱100和方向盘300固定连接时，可以旋转方向盘300，以使固定孔241和穿孔215对齐。当然，为了使得驾驶员可以快速将方向盘300旋转至固定孔241和穿孔215对齐，可以在方向盘300设置对齐标志，由此使得提高操作便利性，增加操作效率，使得驾驶员快速将固定孔241和穿孔215对齐，从而快速将固定杆710插设于固定孔241和穿孔215内。
41.在一种可选实施方式中，固定部件700还包括把持杆720。把持杆720和固定杆710靠近穿孔215的一端垂直设置。该把持杆720可以便于驾驶员操作，具体的，需要固定转向管柱100和方向盘300时，驾驶员可以手持该把持杆720将固定杆710插入穿孔215和固定孔241内，由此提高操作便利性。
42.在一种可选实施方式中，固定部件700还包括固定基座730，固定基座730和外壁211固定连接，固定基座730设置有和穿孔215相通的连接孔731；固定杆710靠近穿孔215的一端穿过连接孔731，且固定于连接孔731内。当固定杆710插入穿孔215和固定孔241内后，可以同时被固定在固定基座730上，增加固定杆710的稳定性，防止固定杆710晃动而松脱。另外，该固定基座730还起到标志作用，便于驾驶员快速找到固定杆710的插接位置，提高操作便利性。
43.具体的，固定杆710可以螺纹固定于连接孔731内。详细的，可以在固定杆710的外周设置外螺纹，在连接孔731的内壁212设置内螺纹，该内螺纹和外螺纹配合加工固定杆710固定。
44.在一种可选实施方式中，方向盘总成1000还包括电磁组件，电磁组件包括磁铁400和电磁线圈500。方向盘300与壳体210间隔设置，电磁线圈500设置于方向盘300上，磁铁400设置于壳体上。或者，磁铁400设置于方向盘300上，电磁线圈500设置于壳体210上。其中，在方向盘300处于固定状态的情况下，电磁线圈500断电；方向盘300的活动状态包括第一活动状态及第二活动状态；在方向盘300处于第一活动状态的情况下，电磁线圈500通电，以对磁铁400产生吸附力；在方向盘300处于第二活动状态的情况下，电磁线圈500断电。
45.也即，在固定杆710插设在穿孔215和固定孔241内的情况下，电磁线圈500也处于
断电状态，由此可以节约电能，且降低电磁线圈500影响方向盘300操作的风险。在固定杆710未插入穿孔215和固定孔241内的情况下，电磁线圈500可以通电或者断电，在电磁线圈500断电的情况下，方向盘300灵活性最高，方向盘300可随驾驶员的姿态变化而变化，可以便于驾驶员应对非常复杂的路况，例如盘桓且泥泞的山路等路况；在电磁线圈500通电的情况下，电磁线圈500具有对磁铁400的吸附力，此时方向盘300既没有被固定，但其灵活性也受到一定的限制，这样，可以使得方向盘处于灵活状态时，方向盘有悬浮感，增加驾驶乐趣。
46.在一种可选实施方式中，在电磁线圈500设置于方向盘300上，磁铁400设置于壳体210上的情况下，磁铁400形成在壳体210的外侧边缘，且与外侧边缘平齐。在磁铁400设置于方向盘300上，电磁线圈500设置于壳体210上的情况下，电磁线圈500形成在壳体210的外侧边缘，且与外侧边缘平齐。壳体210的外侧为上述的壳体210的外壁211，外侧边缘指的壳体210的外壁211与内壁212的连接处。
47.更具体的，磁铁400具有底表面410，底表面410和外侧边缘平齐。将磁铁400的底表面410和外侧边缘设置为平齐，由此，使得磁铁400既不会干涉方向盘300的操作，又能和电磁线圈500尽可能的靠近，从而使得在提供给电磁线圈500一定电流时，电磁线圈500对磁铁400的吸附力较强，那么方向盘300则会具有更强的悬浮感，操作稳定性也有所增加。
48.在一种可选实施方式中，壳体210呈半球形；方向盘总成包括多个电磁组件，多个电磁组件沿壳体210靠近方向盘300的一侧表面的圆周间隔布置。该处的多个指的是两个及两个以上。两个电磁组件可以呈180度间隔分布，而三个电磁组件可以呈120度间隔分布。
49.具体的，四个电磁组件可以呈90度间隔分布。详细的，方向盘300包括圆环状杆310、中间盘320和四根连接杆330连接。其中，中间盘320位于圆环状杆310的环形区域内，四根连接杆330的一端分别和中间盘320固定连接，四根连接杆330的另一端分别和圆环状杆310固定连接；四根连接杆330中，任意相邻的两根连接杆330之间的夹角均为90度；电磁线圈500和磁铁400的数量均为四个。电磁线圈500的一端和方向盘300朝向球笼200的一侧固定连接，电磁线圈500的另一端朝向磁铁400包括：四个电磁线圈500的一端分别和四个连接杆330朝向球笼200的一侧固定连接，四个电磁线圈500的另一端分别朝向四个磁铁400。
50.也即，电磁线圈500均匀分布在方向盘300上，磁铁400均匀分布在球笼200上，由此使得方向盘300和球笼200之间的吸附力更加均衡，从而提升方向盘300的平衡性，增加方向盘300的稳定性，以提高安全系数。
51.在一种可选实施方式中，400具有朝向电磁线圈500的底表面410，电磁线圈500具有朝向400的端面；在400的底表面410所在平面与电磁线圈500的端面所在平面平行的情况下，固定部件700能够连接连接部件与壳体。该种设置，使得方向盘320被固定之前，可以根据400的底表面410所在平面和电磁线圈500的端面是否平行来确定方向盘320的状态，当二者平齐的状态下，则证明方向盘320处于平稳状态，从而使得固定杆710能够顺利插入，也即，能够对方向盘320处于固定状态起到定位作用。
52.在一种可选实施方式中，电磁组件还包括通电开关600，通电开关600和方向盘300背离球笼200的一侧固定连接，通电开关600用于控制电磁线圈500通电或断电。具体的，当闭合该通电开关600后，电磁线圈500可以通电，从而对磁铁400产生吸附力；当断开该通电开关600后，电磁线圈500断电，从而失去对磁铁400的吸附力。
53.在一种可选实施方式中，还可以通过采集车辆速度和侧向加速度信号，改变提供
给电磁线圈500的电流的大小，从而改变电磁线圈500和磁铁400之间的吸附力，使得该吸附力可控，由此可以实现根据不同工况提供不同吸附力的目的，方向盘300的可控性更强，适用范围更广。具体的，整车控制器和该电磁线圈500连接，整车控制器采集到车辆速度和侧向加速度信号后，如果检测到车辆速度和侧向加速度增加，则相应的增大提供给电磁线圈500的电流，以使方向盘300的稳定性较强；如果检测到车辆速度和侧向加速度减小，则相应的减小提供给电磁线圈500的电流，以使方向盘300的灵活性更强。
54.在一种可选实施方式中，转向管柱100的一端和外壁211固定连接包括：转向管柱100的一端和外壁211的中心固定连接。通过设置转向管柱100和壳体210的外壁211的中心固定连接，由此可以使得方向盘300保持平衡，防止方向盘300出现偏置情况。
55.请参考图6，本技术实施例还提供一种汽车2000，包括本技术任意实施例的方向盘总成1000。
56.以上对本技术实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明可以用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。