CN116691812A - 转向管柱装置、转向系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种转向管柱装置、转向系统及车辆，其中转向管柱装置包括转向管柱、安装支架及凸轮锁定机构，通过转动调节手柄带动第一凸轮转动，使得第一凸轮和第二凸轮之间产生相对转动，第一凸轮和第二凸轮上的凸起和凹槽不断地进行抵接以及啮合，并对第二凸轮以及连接螺栓产生具有一定扭转方向的作用力，使得凸轮锁定机构和转向管柱随着连接螺栓沿着第一安装板进行移动，完成转向管柱的角度调节。第二凸轮上设有缓冲件，且其一端延伸形成安装脚并固定于第一凸轮。在第一凸轮与第二凸轮之间出现反作用力时，调节手柄的回转趋势需要克服其自身的摩擦力和缓冲件的缓冲力才能完成回转，控制了其回转速度，避免调节手柄反弹撞击到驾驶人员的手。

Description

转向管柱装置、转向系统及车辆

技术领域

本申请涉及汽车转向结构领域，特别涉及一种转向管柱装置、转向系统及车辆。

背景技术

在汽车驾驶过程中，人与方向盘的位置关系直接影响到驾驶舒适性及驾驶安全。为了保证驾驶员驾驶的不同空间需求，更多的车型可以根据需要对方向盘角度和高度调节进行调节。

现有技术中，在对方向盘的角度进行调节时，是通过手柄转向系统中的转向管柱进行调节的，但手柄在调节完成后，手柄具有一定的反作用力，快速反弹对操作者产生较大的反作用力，撞击到驾驶人员的手指，产生伤害。

发明内容

本申请提供一种转向管柱装置、转向系统及车辆，通过在第二凸轮上额外设置有缓冲件，缓解了在对转向系统进行调节时，手柄快速反弹并对操作者产生较大的反作用力的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出的一种转向管柱装置，安装在车身横梁上，包括转向管柱、安装支架及凸轮锁定机构，所述安装支架固定连接所述转向管柱，所述凸轮锁定机构固定连接所述安装支架。所述安装支架包括第一安装板和第二安装板。所述凸轮锁定机构包括调节手柄、连接螺栓、第一凸轮和第二凸轮。其中，所述调节手柄固定于所述连接螺栓的一端，所述连接螺栓枢转连接所述第一安装板和所述第二安装板，所述第一凸轮和所述第二凸轮均套装在所述连接螺栓上；且所述第一凸轮和所述第二凸轮相互抵顶的端面设有相互配合的凸起和凹槽，所述第一凸轮固定于所述调节手柄，所述第二凸轮连接于所述第一安装板。所述第二凸轮上固定设有缓冲件，所述缓冲件的一端延伸形成安装脚，所述安装脚固定于所述第一凸轮。

具体地，所述连接螺栓包括分别伸出至所述第一安装板和所述第二安装板相互背离侧的安装端及紧固端。所述调节手柄及所述凸轮锁定机构均设置于所述安装端。所述凸轮锁定机构还包括套设在所述紧固端的第一锁齿件和第二锁齿件，所述第一锁齿件固定于所述第二安装板，所述第二锁齿件抵顶于所述紧固端，所述第一锁齿件和所述第二锁齿件相互啮合。其中，所述第二锁齿件和所述第一锁齿件随着所述连接螺栓移动相互啮合或脱离啮合。

具体地，所述凸轮锁定机构还包括设置在所述第一锁齿件和所述第二锁齿件之间的弹性件，所述弹性件固定连接于所述第二锁齿件。所述弹性件包括相对设置的弹性凸起，所述弹性凸起之间形成容置空间，所述第二锁齿件设置在所述容置空间内并弹性抵压所述弹性凸起。

具体地，所述弹性件还包括与每一所述弹性凸起连接的连接脚，所述连接脚向背离所述容置空间的方向延伸，所述连接脚抵接于所述第一锁齿件。

具体地，所述第一锁齿件设有容置槽，所述容置槽的至少一个内壁设有第一齿。所述第二锁齿件的至少一个内壁设有第二齿，所述第二锁齿件随着所述凸轮锁定机构移动至容置在所述容置槽内，且所述第一齿与所述第二齿相互啮合。

具体地，所述第二凸轮的周面上设有安装环槽，所述缓冲件包括至少呈圆弧形的固定部，所述固定部套固在所述安装环槽内。所述安装脚由所述固定部延伸而成。

具体地，所述安装支架还包括滑动连接的第一子支架和第二子支架，其中，所述第一子支架包括固定板，所述第一安装板和所述第二安装板分别设置在所述第二子支架的两端，且所述第二子支架固定连接于所述固定板。其中，所述固定板包括有剪切铆钉和吸能钢带，所述剪切铆钉固定连接于所述第一子支架和所述第二子支架，所述吸能钢带连接于所述剪切铆钉和所述第一子支架。所述安装支架还包括有衬板，所述衬板位于所述第一子支架和所述第二子支架之间；其中，所述衬板固定于所述第一子支架和所述第二子支架的任意一个。

具体地，所述固定板上远离所述剪切铆钉的部位设有固定轴，所述固定板上远离背向所述第二子支架的顶面凸设有限位通孔。所述吸能钢带的一端连接所述剪切铆钉，所述吸能钢带的另外一端穿过所述限位通孔并弯折绕过所述固定轴后固定于所述固定板。

具体地，所述第一子支架上设有退让槽，沿着所述吸能钢带的延伸方向上，所述退让槽延伸至贯穿所述第一子支架的端面。所述剪切铆钉固定在所述退让槽内。

具体地，还包括连接支架及转轴，其中，所述连接支架固定于所述转向管柱，且所述连接支架包括相对设置的两安装臂。其中，所述转轴的两端分别转动连接所述安装臂，且所述转轴的至少一个端面设有固定滚齿，所述固定滚齿与所述车身横梁固定连接。

具体地，每一所述连接支架上设有安装孔。所述连接支架还包括两个安装衬套，每一所述安装衬套沿着轴线方向设有通孔，且每一所述安装衬套安装于所述安装孔。所述转轴穿过所述通孔，且所述连接支架与所述安装衬套环绕所述转轴转动。

具体地，还包括固定件。所述转轴设有安装通孔，所述安装通孔贯穿所述转轴的相对两端面。所述固定件穿过所述安装通孔并固定连接所述车身横梁。

本申请提出的另一个技术方案是：提供一种转向系统，包括转向轴及方向盘，还包括如上述任一项所述的转向管柱装置，所述转向轴的一端固定于所述方向盘，所述转向轴设置在所述转向管柱装置内部。

具体地，所述转向轴包括第一轴和第二轴。所述第一轴连接所述方向盘，所述第一轴背离所述方向盘的一端沿着轴向方向设有连接孔及与所述连接孔连通的注塑孔。所述第二轴的周面设有注塑槽，所述第二轴固定连接于所述连接孔，所述注塑槽容置在所述连接孔内并与所述注塑孔连通。通过所述注塑孔向所述注塑槽进行注塑成型以将所述第二轴固定连接在所述连接孔内，且在所述注塑槽内形成注塑溶胶件。

本申请提出的另一个技术方案是：提供一种车辆，所述车辆包括如上述任一种所述的转向系统。

本申请的有益效果是：相较于现有的转向管柱装置，本申请提出的转向管柱装置安装在车身横梁上，包括转向管柱、安装支架及凸轮锁定机构，安装支架固定连接转向管柱，凸轮锁定机构固定连接安装支架。安装支架包括第一安装板和第二安装板。凸轮锁定机构包括调节手柄、连接螺栓、第一凸轮和第二凸轮。通过凸轮锁定机构使转向管柱在安装支架内进行移动，实现转向管柱内的角度调节。其中，调节手柄固定于连接螺栓的一端，连接螺栓枢转连接第一安装板和第二安装板，第一凸轮和第二凸轮均套装在连接螺栓上，转向管柱随着连接螺栓在第一安装板和第二安装板之间进行移动，实现自身角度的调节。且第一凸轮和第二凸轮相互抵顶的端面设有相互配合的凸起和凹槽，第一凸轮固定于调节手柄，第二凸轮连接于第一安装板，通过转动调节手柄带动第一凸轮转动，使得第一凸轮和第二凸轮之间产生相对转动，第一凸轮和第二凸轮上的凸起和凹槽不断地进行抵接以及啮合，并对第二凸轮以及连接螺栓产生具有一定扭转方向的作用力，在该作用力的作用下，凸轮锁定机构和转向管柱随着连接螺栓沿着第一安装板进行移动，实现对该转向管柱的角度调节。第二凸轮上固定设有缓冲件，缓冲件的一端延伸形成安装脚，安装脚固定于第一凸轮，保证了在第一凸轮与第二凸轮之间出现反作用力时，调节手柄的回转趋势需要克服其自身的摩擦力和缓冲件的缓冲力才能完成回转，控制住了调节手柄的回转速度，避免调节手柄反弹撞击到驾驶人员的手。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请提供的一种转向系统一个实施例的结构示意图，所述转向系统包括安装支架、转向轴、转向管柱、连接支架以及凸轮锁定机构；

图2是图1中所述安装支架与所述凸轮锁定机构的连接结构示意图；

图3是图1中所述凸轮锁定机构的部分爆炸结构示意图，所述凸轮锁定机构包括第二凸轮和缓冲件；

图4是图3中所述凸轮锁定机构的另一部分的爆炸结构示意图；

图5是图3中所述第二凸轮的结构示意图；

图6是图3中所述缓冲件的结构示意图；

图7是图1中所述安装支架的结构示意图；

图8是图1中所述连接支架的爆炸结构示意图；

图9是图1中所述转向轴的结构示意图，所述转向轴包括第一轴和第二轴；

图10是图9所述第一轴的结构示意图；

图11是图9所述第二轴的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。根据本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请的一个方面，提供了一种转向管柱装置，请结合参照图1、图2和图3，是本申请提供的一种转向系统一个实施例的结构示意图；

图2是图1中所述安装支架与所述凸轮锁定机构的连接结构示意图；图3是图1中所述凸轮锁定机构的部分爆炸结构示意图。具体地，该转向管柱装置安装在车身横梁(图未示)上，包括转向管柱3、安装支架1及凸轮锁定机构2，安装支架1固定连接转向管柱3，凸轮锁定机构2固定连接安装支架1。安装支架1包括第一安装板11和第二安装板12。凸轮锁定机构2包括调节手柄21、连接螺栓22、第一凸轮23和第二凸轮24。通过凸轮锁定机构2使转向管柱3在安装支架1内进行移动，实现转向管柱3内的角度调节。其中，调节手柄21固定于连接螺栓22的一端，连接螺栓22枢转连接第一安装板11和第二安装板12，第一凸轮23和第二凸轮24均套装在连接螺栓22上，转向管柱3随着连接螺栓22在第一安装板11和第二安装板12之间进行移动，实现自身角度的调节。且第一凸轮23和第二凸轮24相互抵顶的端面设有相互配合的凸起230和凹槽240，第一凸轮23固定于调节手柄21，第二凸轮24连接于第一安装板11，通过转动调节手柄21带动第一凸轮23转动，使得第一凸轮23和第二凸轮24之间产生相对转动，第一凸轮23和第二凸轮24上的凸起230和凹槽240不断地进行抵接以及啮合，并对第二凸轮24以及连接螺栓22产生具有一定扭转方向的作用力，在该作用力的作用下，凸轮锁定机构2和转向管柱3随着连接螺栓22沿着第一安装板11进行移动，实现对该转向管柱3的角度调节。第二凸轮24上固定设有缓冲件241，缓冲件241的一端延伸形成安装脚2411，安装脚2411固定于第一凸轮23，保证了在第一凸轮23与第二凸轮24之间出现反作用力时，调节手柄21的回转趋势需要克服其自身的摩擦力和缓冲件241的缓冲力才能完成回转，控制住了调节手柄21的回转速度，避免调节手柄21反弹撞击到驾驶人员的手。

进一步地，凸起230和凹槽240相互连接并间隔设置。也就是，第一凸轮23面向第二凸轮24的端面设有凸起230和凹槽240，第二凸轮24面向第一凸轮23的端面也设有凸起230和凹槽240。其中，第一凸轮23的凸起230与第二凸轮24的凸起230配合，使凸轮锁定机构2处于调节模式，第一凸轮23的凸起230与第二凸轮24的凹槽240相互配合，使凸轮锁定机构2处于锁紧模式，为了便于第一凸轮23和第二凸轮24相对转动，凸起230和对应凹槽240之间通过倾斜面232连接，凸起230和凹槽240之间的倾斜面232能够平滑地移动，进一步保证了在利用凸轮锁定机构2对转向管柱3进行调整时的稳定性及便利性。

具体地，请继续参照图3，连接螺栓22包括分别伸出至第一安装板11和第二安装板12相互背离侧的安装端221及紧固端222。调节手柄21及凸轮锁定机构2均设置于安装端221，凸轮锁定机构2还包括套设在紧固端222的第一锁齿件25和第二锁齿件26，第一锁齿件25固定于第二安装板12，第二锁齿件26抵顶于紧固端222，避免第二锁齿件26在随着连接螺栓22移动时，从连接螺栓22中脱离，导致锁紧作用失效。第一锁齿件25和第二锁齿件26相互啮合，在转向系统完成角度调节后，第一锁齿件25和第二锁齿件26啮合锁紧，保证所调整的转向角度的稳定性。对转向管柱3进行锁紧。其中，第二锁齿件26和第一锁齿件25随着连接螺栓22移动相互啮合或脱离啮合，使得转向管柱3从一个角度的锁紧条件下脱离，并在通过凸轮锁定机构2调节角度后再次实现锁紧。

可以理解的，第一安装板11和第二安装板12上对应设有调节孔10，凸轮锁定机构2通过调节孔10安装在第一安装板11和第二安装板12上。其中，安装支架1上的调节孔10为长条形孔，连接螺栓22能够在该调节孔10的调节范围内较为平滑地进行移动，优选地，为了避免在调节孔10具有一定的棱角或是角度时，连接螺栓22随着方向盘组件进行角度调节时，方向盘组件出现振动，影响角度调节手感，调节孔10可以是腰圆孔。

具体地，请结合参照图3和图4，图4是图3中所述凸轮锁定机构的另一部分的爆炸结构示意图。凸轮锁定机构2还包括设置在第一锁齿件25和第二锁齿件26之间的弹性件27，弹性件27固定连接于第二锁齿件26并弹性抵压第一锁齿件25。在需要对转向管柱3进行角度调节时，调节手柄21带动第一凸轮23进行旋转，第一凸轮23与第二凸轮24之间发现相对转动，转向管柱装置从锁紧状态变成调节状态，第一凸轮23的凸起230与第二凸轮24的凸起240从相互抵接的状态变成第一凸轮23的凸起230与第二凸轮24的凹槽240相互抵接，使得连接螺栓22上出现轴向的位移。弹性件27具有恢复形变的趋势，因此在安装支架1的另一端，弹性件27恢复形变，带动第二锁齿件26脱离第一锁齿件25，该调节状态下，方向盘组件带动转向管柱3可随着调节孔10的弧度与连接螺栓22共同移动，实现对方向盘组件的角度调节。当完成调节需要锁紧时，调节手柄21带动第一凸轮23进行逆向旋转，第一凸轮23与第二凸轮24之间发现相对转动，转向管柱装置从调节状态变成锁紧状态，第一凸轮23的凸起230与第二凸轮24的凹槽240相互抵接的状态变成第一凸轮23的凸起230与第二凸轮24的凸起240从相互抵接，连接螺栓22上的轴向位移再次被第一凸轮23和第二凸轮24占据，使得弹性件27被压缩，第一锁齿件25和第二锁齿件26再次啮合，实现锁紧。

可以理解的，弹性件27为弹片，相较于现有技术中采用弹簧，弹片的设置一方面能够极大地减小组装难度，降低成本并提高安装效率，另一方面，作为弹性件27的弹片设置在第二锁齿件26和第一锁齿件25之间，能够直接将推力传递给第二锁齿件26，缩小了作用力矩，提高了凸轮锁定机构2的传递效率，加快了锁紧效率。

进一步地，请继续参照图4，弹性件27包括相对设置的弹性凸起271，通过弹性凸起271的压缩和恢复实现第一锁齿件25与第二锁齿件26的啮合和脱离，弹性凸起271之间形成容置空间270，第二锁齿件26设置在容置空间270内并弹性抵压弹性凸起271，弹性凸起271的厚度大于容置空间270的深度，且在第二锁齿件26装配到容置空间270后，弹性凸起271仍能够卡固第二锁齿件26，一方面能够卡接在第二锁齿件26上无齿的一侧，进一步避免第二锁齿件26与弹性件27发生脱离，另一方面可以进一步加大弹性件27的弹性形变能力，进而保证在转向系统进行角度调节时，不会由于弹性件27失效导致凸轮锁定机构2出现故障。

在另一些实施例中，在对整个转向系统进行组装前，优先将第二锁齿件26固定在该容置空间270内，并压装为一体，保证了整个转向管柱装置装配的准确性和装配效率。

具体地，弹性件27还包括与每一弹性凸起271连接的连接脚272，连接脚272向背离容置空间270的方向延伸，连接脚272抵接于第一锁齿件25，在弹性件27具有恢复形变的趋势时，对第一锁齿件25产生压力，第一锁齿件25固定于第二安装板12，并产生反向作用力使得弹性件27与第二锁齿件26被推离第一锁齿件25，实现对转向管柱3的解锁。

此外，凸轮锁定机构2还包括垫片28，垫片28设置在第一锁齿件25和弹性件27之间，避免弹性件27的连接脚272在与第一锁齿件25进行接触时并相对滑动，发出不必要的摩擦噪声影响驾驶人员的使用感，或是对第一锁齿件25的转动产生影响导致卡滞，进而影响到转向系统的角度调节。

具体地，第一锁齿件25设有容置槽251，容置槽251的至少一个内壁设有第一齿252，第二锁齿件26的至少一个内壁设有第二齿261，第二锁齿件26随着凸轮锁定机构2移动至容置在容置槽251内，且第一齿252与第二齿261相互啮合，保证了在转向管柱装置达到所需角度时，能够通过第一锁齿件25和第二锁齿件26锁紧。

可以理解的，第一齿252和第二齿261也可以都为圆形齿槽，保证第一锁齿件25和第二锁齿件26在旋转时，始终保持与旋转点同心旋转，使得转向系统在调节行程范围内，第一锁齿件25和第二锁齿件26上的每个第一齿252和第二齿261在配合时，能够均匀且一致地进行旋转，防止出现第一齿252和第二齿261卡齿，造成转向管柱装置达到所需位置无法锁紧的情况发生，进而影响到整个转向管柱装置的正常作用。

请结合参照图5和图6，图5是图3中所述第二凸轮的结构示意图；图6是图3中所述缓冲件的结构示意图。第二凸轮24的周面上设有安装环槽242，安装环槽242与第二凸轮24同轴设置，安装环槽242用于容置缓冲件241，进而保证缓冲件241在第一凸轮23与第二凸轮24之间产生作用，缓冲件241包括至少呈圆弧形的固定部2412，固定部2412套固在安装环槽242内，保证缓冲件241能够卡固在第二凸轮24上，避免在对转向系统进行调节时，第一凸轮23与第二凸轮24之间发生碰撞导致缓冲件241从第二凸轮24上脱离，导致该转向管柱装置丧失对反向力缓冲的作用，安装脚2411由固定部2412延伸而成，整个缓冲件241一体成型，避免在对第一凸轮23与第二凸轮24产生相对的反作用力时，缓冲件241由于结构不稳定发生断裂，导致该转向管柱装置丧失对反向力缓冲的作用，使得驾驶人员在对转向管柱装置进行方位调节时，调节手柄21回转速度过快，手受到调节手柄21的反向力。

可以理解的，该缓冲件241可以是缓冲线簧，缓冲线簧可根据线径和圈径的尺寸来调节缓冲力大小，可以根据第一凸轮23和第二凸轮24之间的配合结构大小选取不同尺寸的缓冲线簧，使其可以适用于不同的缓冲场景。并且，由于缓冲线簧设置在第二凸轮24上时，其圈经的设计也可以在一定程度上降低第一凸轮23与第二凸轮24撞击时产生的噪音。

请参照图7，图7是图1中所述安装支架的结构示意图。在一些实施例中，为了能够进一步提高整个转向管柱装置的溃缩性能，安装支架1还包括滑动连接的第一子支架13和第二子支架14，其中，第一子支架13包括固定板131，第一安装板11和第二安装板12分别设置在第二子支架14的两端，且第二子支架14固定连接于固定板131。其中，固定板131包括有剪切铆钉1311和吸能钢带1312，剪切铆钉1311固定连接于第一子支架13和第二子支架14，吸能钢带1312连接于剪切铆钉1311和第一子支架13，在车辆受到碰撞时，方向盘受到人体惯性的作用力，该作用力作用于剪切铆钉1311，剪切铆钉1311被切断，使得第一子支架13与第二子支架14之间发生相对滑动，吸能钢带1312同样被从第一子支架13上切断脱离并发生卷曲，使得转向管柱装置具有一定的吸能能力。安装支架1还包括有衬板15，衬板15位于第一子支架13和第二子支架14之间。其中，衬板15固定于第一子支架13和第二子支架14的任意一个。衬板15至少与第一子支架13或第二子支架14相对滑动侧面的平面度小于等于0.2，具体包括有0.2、0.15、0.1、0.08、0.05、0.03、0.01等，在第一子支架13或第二子支架14之间发生相对滑动时，使得第一子支架13或第二子支架14之间的滑动摩擦保持在一个较为稳定的数值上，不仅能够保证转向管柱装置吸能的稳定性还可以提高转向管柱装置的吸能效果。

进一步地，第一子支架13上还设置有导槽133，固定螺栓穿过导槽133固定在第二子支架14上，通过固定螺栓将第一子支架13和第二子支架14进行连接，固定螺栓可沿着导槽133滑动，保证了在第一子支架13和第二子支架14之间进行相对滑动。因此，当车辆发生碰撞时，剪切铆钉1311切断，第一子支架13与第二子支架14发生相对滑动，此时，固定螺栓延伸穿过导槽133并固定在第二子支架14上，使得第二子支架14能够沿着导槽133进行向远离第一子支架13的方向进行滑动，进一步规范了第二子支架14的滑动趋势，避免由于车辆发生碰撞时，由于冲击力的作用方向较为复杂，导致第二子支架14与第一子支架13之间的相对滑动发生错位，进而导致驾驶人员受伤等不良情况的发生。

需要说明的是，当衬板15固定在第二子支架14上时，衬板15与第一子支架13相对的一侧设置有涂层；当衬板15固定第一子支架13上时，衬板15与第二子支架14相对的一侧设置有涂层。更为优选的，衬板15的两个侧面均设置涂层。

可以理解的，衬板15在进行制造时需更为精细地处理，衬板15两侧相较于其他冲压件的端面更为平整。具体地，衬板15上设有处理层，比如涂层，具体可以是特氟龙涂层，特氟龙涂层具有较好的抗腐蚀性且较好控制，在对衬板15进行加工时，可以保证衬板15上的涂层厚度可控，并保证整个衬板15的两侧的摩擦系数相同。

进一步地，为了保证在整个转向系统内，吸能钢带1312在断裂后能够被合理地收纳，在一些实施例中，固定板131上远离剪切铆钉1311的部位设有固定轴1313，增大了吸能钢带1312的溃缩长度的同时，避免吸能钢带1312在卷曲时产生褶皱，进而增大了整个转向管柱装置的吸能峰值，提高了转向管柱装置的吸能效果。

另外，在一些实施例中，固定板131上远离背向第二子支架14的顶面凸设有限位通孔1314，吸能钢带1312的一端连接剪切铆钉1311，吸能钢带1312的另外一端穿过限位通孔1314并弯折绕过固定轴1313后固定于固定板131，至少将部分吸能钢带1312的运动方向及运动路径进行了限制，使得转向管柱3受到冲击时，冲击力切断剪切铆钉1311带动吸能钢带1312发生卷曲，在吸能钢带1312受到各个方向的冲击力时，限制吸能钢带1312的运动方向及运动路径，避免吸能钢带1312在卷曲时发生晃动，保证吸能钢带1312的作用被最大发挥，避免驾驶员受到更大的伤害。

需要说明的是，可以根据预算以及实际车辆的设计需要，限位通孔1314和固定轴1313可以分开设置，对吸能钢带1312产生不同的限制作用。

进一步地，第一子支架13上还包括有收容槽134，收容槽134延伸至贯穿第一子支架13靠近固定轴1313的一侧，吸能钢带1312在剪切铆钉1311被切断时可环绕固定轴1313，并容置于收容槽134，避免吸能钢带1312卷曲后的体积在固定轴1313的一端增大，影响到其他结构的正常运作。

在一些实施例中，第一子支架13上设有退让槽132，沿着吸能钢带1312的延伸方向上，退让槽132延伸至贯穿第一子支架13的端面。剪切铆钉1311固定在退让槽132内，保证了在第一子支架13与第二子支架14之间发生相对滑动时，剪切铆钉1311被切断后，残留的剪切铆钉1311能够根据退让槽132的结构随着第二子支架14相对于第一子支架13滑动，而不至于卡死在第一子支架13上，进一步确保第一子支架13与第二子支架14之间运动的稳定性，避免二者之间的运动发生错位，影响到转向管柱装置的吸能效果。

具体地，请结合参照图1和图8，图8是图1中所述连接支架的爆炸结构示意图。在一些实施例中，转向管柱装置还包括连接支架4及转轴5，其中，连接支架4固定于转向管柱3，且连接支架4包括相对设置的两安装臂41，其中，转轴5的两端分别转动连接安装臂41，且转轴5的至少一个端面设有固定滚齿51，固定滚齿51与车身横梁固定连接，通过在转轴5的至少一侧增加固定滚齿51，使得转轴5与车身横梁之间不会发生旋转，且二者之间的连接更加紧固，避免转向管柱装置与车身横梁由于运动趋势等原因产生相对位移，进而导致转向管柱3与方向盘出现调节窜动，导致驾驶人员手感不良，或是由于振动影响驾驶员正常行驶，造成安全隐患。

进一步地，在另一些实施例中，转轴5的两侧端面都设置有固定滚齿51，固定滚齿51与车身横梁的接触并嵌入压紧，此时转轴5与车身横梁之间不再产生旋转，避免由于运动趋势等原因产生相对位移，进而导致转向管柱3与方向盘出现调节窜动，产生较大的调节噪音，影响驾驶热员的驾驶体验。

在另外一些实施例中，为了保证安装的准度，转轴5的一个侧端面设置有固定滚齿51，另外一个侧端面设置为平面(图未示)。具体地，转轴5穿过安装臂41，且转轴5的两端均延伸出安装臂41的端面。转轴5设置成平面的端面与车身横梁的对应面紧贴，并将该平面作为生产和压装的基准面，保证了生产和压装的精度要求。转轴5设置成固定滚齿51的端面与车身横梁的接触并嵌入压紧。

请继续参照图8，每一连接支架4上设有安装孔42，连接支架4还包括两个安装衬套43，每一安装衬套43沿着轴线方向设有通孔430，且每一安装衬套43安装于安装孔42，为了增加安装衬套43与转轴5之间的连接摩擦，避免安装衬套43从转轴5与安装孔42之间脱离，安装衬套43的内壁上设置有凸齿431，增大了安装衬套43与转轴5之间的接触面积，且由于凸齿431的滑动摩擦相较于平面的表面更大，因此增加了转轴5与安装衬套43之间的紧固性，防止转轴5带动转向管柱3进行转动时，安装衬套43与转轴5之间发生脱离，进而使得转轴5与安装孔42之间具有一定的空隙，在对转向管柱3进行调节时产生较大的噪音，影响驾驶人员的驾驶体验。转轴5穿过通孔430，且连接支架4与安装衬套43环绕转轴5转动固定于车身横梁，实现转向管柱3与车身横梁之间的转动调节。

进一步地，转向管柱装置还包括固定件(图未示)。转轴5设有安装通孔52，安装通孔52贯穿转轴5的相对两端面。固定件穿过安装通孔52并固定连接车身横梁，进一步将转轴5与车身横梁固定，提高了转轴5相对于车身横梁保持稳定，避免了安装结构与车身横梁由于运动惯性原因产生相对位移，进而导致转向管柱与方向盘出现调节窜动而影响驾驶员手感或正常行驶。

本申请的另一个方面，提供了一种转向系统，包括转向轴6、方向盘及上述转向管柱装置，转向轴6的一端固定于方向盘，转向轴6设置在转向管柱装置内部。请结合图9、图10和图11，图9是图1中所述转向轴的结构示意图；图10是图9所述第一轴的结构示意图；图11是图9所述第二轴的结构示意图。在一些实施例中，转向轴6包括第一轴61和第二轴62。第一轴61连接方向盘，第一轴61背离方向盘的一端沿着轴向方向设有连接孔610及与连接孔610连通的注塑孔611。第二轴62的周面设有注塑槽620，第二轴62固定连接于连接孔610，注塑槽620容置在连接孔610内并与注塑孔611连通。通过注塑孔611向注塑槽620进行注塑成型以将第二轴62固定连接在连接孔610内，且在注塑槽620内形成注塑溶胶件63。在对第一轴61和第二轴62完成装配后再进行注塑，一方面，注塑溶胶件63对第一轴61和第二轴62起到固定作用，且第一轴61和第二轴62之间不可滑动，且由于第一轴61和第二轴62的缝隙中都存在注塑溶胶件63，在一定程度上，在车辆的正常行驶过程中，能够对路面传递过来的抖动等不良噪音源起到隔离减缓作用。另外一方面，注塑溶胶件63具有一定的弹性，在车辆发生碰撞时，连接在第一轴61和第二轴62之间的注塑溶胶件63具有轴向吸能作用。

因此，可以理解的，当注塑溶胶件63所选择的注塑材料不同，该注塑溶胶件63为转向系统提供的轴向吸能峰值也不同。因此，根据需要，可以采用通过控制注塑材料的不同，使得注塑溶胶件63的吸能值不同，从而可控制第一轴61和第二轴62之间的轴向吸能峰值，使得转向系统的轴向吸能峰值更可控，以达到不同种车辆对转向系统的要求，增大了转向系统的使用范围，适应更多使用情景。

进一步地，为了在对第一轴61和第二轴62进行安装时，能够快速确定第一轴61和第二轴62之间的位置和方向关系，第一轴61和第二轴62的连接处分别设置有配合设置的定位块612，避免出现第一轴61和第二轴62定位不准导致二者之间的角度发生偏离，进而对整个车辆的装配产生影响。同时，定位块612的设置可以保证转向轴6与方向盘及其他结构装配角度的一致性，避免在轴向方向上发生结构偏移导致车辆装配出现问题。

本申请的另一个方面，提供了一种车辆，车辆包括如上述任一项转向系统。因此，也必然具有上述转向系统的所有有益效果，在此不再赘述。

在本申请的描述中，参考术语“一些实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本申请的至少一些实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种转向管柱装置，安装在车身横梁上，其特征在于，包括转向管柱、安装支架及凸轮锁定机构，所述安装支架固定连接所述转向管柱，所述凸轮锁定机构固定连接所述安装支架；

所述安装支架包括第一安装板和第二安装板；

所述凸轮锁定机构包括调节手柄、连接螺栓、第一凸轮和第二凸轮；其中，

所述调节手柄固定于所述连接螺栓的一端，所述连接螺栓枢转连接所述第一安装板和所述第二安装板，所述第一凸轮和所述第二凸轮均套装在所述连接螺栓上；且所述第一凸轮和所述第二凸轮相互抵顶的端面设有相互配合的凸起和凹槽，所述第一凸轮固定于所述调节手柄，所述第二凸轮连接于所述第一安装板；

所述第二凸轮上固定设有缓冲件，所述缓冲件的一端延伸形成安装脚，所述安装脚固定于所述第一凸轮。

2.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于，所述连接螺栓包括分别伸出至所述第一安装板和所述第二安装板相互背离侧的安装端及紧固端；

所述调节手柄及所述凸轮锁定机构均设置于所述安装端；

所述凸轮锁定机构还包括套设在所述紧固端的第一锁齿件和第二锁齿件，所述第一锁齿件固定于所述第二安装板，所述第二锁齿件抵顶于所述紧固端，所述第一锁齿件和所述第二锁齿件相互啮合；其中，

所述第二锁齿件和所述第一锁齿件随着所述连接螺栓移动相互啮合或脱离啮合。

3.根据权利要求2所述的转向管柱装置，其特征在于，所述凸轮锁定机构还包括设置在所述第一锁齿件和所述第二锁齿件之间的弹性件，所述弹性件固定连接于所述第二锁齿件；

所述弹性件包括相对设置的弹性凸起，所述弹性凸起之间形成容置空间，所述第二锁齿件设置在所述容置空间内并弹性抵压所述弹性凸起。

4.根据权利要求3所述的转向管柱装置，其特征在于，所述弹性件还包括与每一所述弹性凸起连接的连接脚，所述连接脚向背离所述容置空间的方向延伸，所述连接脚抵接于所述第一锁齿件。

5.根据权利要求1-4任一项所述的转向管柱装置，其特征在于，所述第一锁齿件设有容置槽，所述容置槽的至少一个内壁设有第一齿；

所述第二锁齿件的至少一个内壁设有第二齿，所述第二锁齿件随着所述凸轮锁定机构移动至容置在所述容置槽内，且所述第一齿与所述第二齿相互啮合。

6.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于，所述第二凸轮的周面上设有安装环槽，所述缓冲件包括至少呈圆弧形的固定部，所述固定部套固在所述安装环槽内；

所述安装脚由所述固定部延伸而成。

7.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于，所述安装支架还包括滑动连接的第一子支架和第二子支架，其中，所述第一子支架包括固定板，所述第一安装板和所述第二安装板分别设置在所述第二子支架的两端，且所述第二子支架固定连接于所述固定板；

其中，所述固定板包括有剪切铆钉和吸能钢带，所述剪切铆钉固定连接于所述第一子支架和所述第二子支架，所述吸能钢带连接于所述剪切铆钉和所述第一子支架；

所述安装支架还包括有衬板，所述衬板位于所述第一子支架和所述第二子支架之间；其中，所述衬板固定于所述第一子支架和所述第二子支架的任意一个。

8.根据权利要求7所述的转向管柱装置，其特征在于，所述固定板上远离所述剪切铆钉的部位设有固定轴，所述固定板上远离背向所述第二子支架的顶面凸设有限位通孔；

所述吸能钢带的一端连接所述剪切铆钉，所述吸能钢带的另外一端穿过所述限位通孔并弯折绕过所述固定轴后固定于所述固定板。

9.根据权利要求7所述的转向管柱装置，其特征在于，所述第一子支架上设有退让槽，沿着所述吸能钢带的延伸方向上，所述退让槽延伸至贯穿所述第一子支架的端面；

所述剪切铆钉固定在所述退让槽内。

10.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于，还包括连接支架及转轴，其中，

所述连接支架固定于所述转向管柱，且所述连接支架包括相对设置的两安装臂；其中，

所述转轴的两端分别转动连接所述安装臂，且所述转轴的至少一个端面设有固定滚齿，所述固定滚齿与所述车身横梁固定连接。

11.根据权利要求10所述的转向管柱装置，其特征在于，每一所述连接支架上设有安装孔；

所述连接支架还包括两个安装衬套，每一所述安装衬套沿着轴线方向设有通孔，且每一所述安装衬套安装于所述安装孔；

所述转轴穿过所述通孔，且所述连接支架与所述安装衬套环绕所述转轴转动。

12.根据权利要求11所述的转向管柱装置，其特征在于，还包括固定件；

所述转轴设有安装通孔，所述安装通孔贯穿所述转轴的相对两端面；

所述固定件穿过所述安装通孔并固定连接所述车身横梁。

13.一种转向系统，包括转向轴及方向盘，其特征在于，还包括如上述权利要求1-12任一项所述的转向管柱装置，所述转向轴的一端固定于所述方向盘，所述转向轴设置在所述转向管柱装置内部。

14.根据权利要求13所述的转向系统，其特征在于，所述转向轴包括第一轴和第二轴；

所述第一轴连接所述方向盘，所述第一轴背离所述方向盘的一端沿着轴向方向设有连接孔及与所述连接孔连通的注塑孔；

所述第二轴的周面设有注塑槽，所述第二轴固定连接于所述连接孔，所述注塑槽容置在所述连接孔内并与所述注塑孔连通；

通过所述注塑孔向所述注塑槽进行注塑成型以将所述第二轴固定连接在所述连接孔内，且在所述注塑槽内形成注塑溶胶件。

15.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如上述权利要求13-14任一项所述的转向系统。