宝马这种畸形的黑科技多少钱?
据悉,宝马最近向专利局提交了一项具有变形功能的方向盘专利,这将颠覆人类对方向盘的认知。
什么?变形方向盘?
天啊,方向盘都能变形了;我们看到的方向盘不都是圆形或者椭圆形的吗?变形方向盘是什么黑科技?要理解这一点,我们先从世界上第一辆汽车说起。
方向盘变形
众所周知,世界上第一辆汽车是德国人卡尔·本茨于1885年和10年研制成功的。这款车的方向盘是摆杆,堪称现代方向盘的鼻祖。
随着时代的进步,人们越来越感觉到用操纵杆控制方向的不方便:控制操纵杆,实现车辆的转弯,需要花费很大的力气;当车辆行驶在颠簸的路面上时,也很容易失控。
或许是因为驾驶操纵杆控制的车辆,在心爱的妹子面前不够有面子;一个叫德雷克的英国人发誓要把操纵杆弄出江湖,于是每天苦思冥想;终于有一天,他突然看到了七个汉字:大海航行靠舵手(此处纯属虚构);于是他想到把操纵杆和方向舵结合起来,圆形方向盘就这样诞生了。
自从圆形方向盘出现后,人们开始尝试将方向盘设计成不同的形状,如三角形、长方形等。,但最后发现圆形或椭圆形是最适合方向盘的形状。
为什么圆形或椭圆形更合适?
从安全角度来说,圆形方向盘可以减少车辆碰撞时对驾驶员的伤害;设计成三角形或方形的方向盘,转向时容易卡死;一旦车辆发生碰撞,突出的部分就会成为司机学习西方的得力助手。
对于普通司机来说,方向盘一般需要转2圈左右;圆形方向盘可以解决转向力和转向角的矛盾,圆周处的转动惯量是一样的。一般来说,当你转动圆形方向盘时,每个角度都不会很吃力;当你转动长方形或三角形方向盘时,用力的感觉会让你抓狂。
也许你会说很多F1赛车的方向盘不圆,要知道赛车的重量是影响赛车性能的重要因素;为了减轻重量,赛车驾驶舱只能设计得很小;如果再放一个圆形方向盘,不仅占用空间大,而且不利于赛车手操作。
另外,汽车的转向是在高速下进行的,速度越高,需要的转向力越小。在高速转向的赛车中,方向盘的转向角度会和车轮的转向角度基本一致,这就像一个任性的自行车把手,可谓想怎么转就怎么转。因此,赛车的方向盘不需要设计成圆形。
也许你还会说农村三轮车是把手形的,不是圆形的。
是的,很多机动三轮车确实使用车把方向盘;但我们需要知道的是,三轮车的重量相对较轻,轴距较短。车把方向盘传动比为1:1,方向控制可以灵活快速。
汽车重量比较大,转向所需的转向力自然也大,而汽车方向盘的传动比大约是20:1,所以重型车仅靠车把方向盘是无法完成转向操作的,这也是后期出现的时风、五征等三轮车方向盘演变成圆形方向盘的原因。
变形方向盘是什么黑科技?
从宝马的专利图中可以看到,这款方向盘的整体轮廓也是圆形的,符合上述方向盘的形状特征。
难能可贵的是,变形方向盘的设计相当巧妙。节点A31、A32、A33、A34、A35采用了类似家里菱形挂板的铰链设计,有利于结构折叠。在A36中设置铰链滑动结构,在编号为35的结构中设置滑动机构。滑动机构的设计有助于减小体积。
当方向盘受到外力时,编号为6a的机构可以快速向方向盘中心靠拢,而35号结构可以快速沿着34号结构的滑槽向A34铰链滑动。同时,快速向方向盘中心靠拢;33号结构也会同步靠近方向盘中心,实现方向盘整体的快速折叠。
简单来说,方向盘类似于一只没有刺的可爱小刺猬。当它看到一个人时,会自动收拢身体。
如果将电机和传动机构安装在相应的铰链节点上,可以实现方向盘与车身控制系统的连接,从而实现方向盘变形的电动控制;如果在电机上增加记忆电机,会进一步促进方向盘的自适应。
L3自动驾驶的另一个春天
根据宝马官方资料,设计这款具有变形功能的方向盘的初衷是为了自动驾驶。当车辆进入自动驾驶模式时,方向盘由圆形收缩为椭圆形,给驾驶员更广阔的活动空间。?
在我看来,这种变形的方向盘不仅可以用于自动驾驶来丰富车内空间;在紧急情况下,它也可以保护司机。
众所周知,车辆发生事故时,方向盘是外人救援车辆时面临的一大障碍。如果方向盘在瞬间受到冲击后能迅速收缩变形,将极大地缓冲对人体胸部的伤害;方向盘变形后,留下的更宽的车身空间也将更有利于救援人员将司机从车内救出。
如果你认为可变形方向盘这种黑科技只有以上两种功能,那你就有点低估了。
事实上,这种方向盘还可以让驾驶员在自动驾驶模式下更快地重新获得对车辆的控制。
真的可以这样吗?
我们可以从斯坦福大学的研究成果中找到答案。
就在几年前,斯坦福大学的研究人员对可变形的机械方向盘进行了一次台架测试。测试结果表明,在紧急情况下,当驾驶员需要再次控制自动驾驶汽车时,可以改变形状的机械方向盘可以比使用闪烁LED灯进行警告的方向盘更快地促进驾驶员接管。
这就好比人体的膝跳反射。当人体直接接触的方向盘变形时,人体的脊髓会控制手臂实现无条件反射,比车内的警告信号更快地拉回驾驶员的注意力。
如果是这样,变形方向盘将为L3级自动驾驶的发展提供新的方向。
目前国际上还没有真正适用于L3级自动驾驶的法律法规和测试标准。L3级自动驾驶过程中,存在事故责任不清的问题。也正是因为这个原因,特斯拉、奥迪、沃尔沃、福特等车企对L3级自动驾驶望而却步,转而直接研发L4级自动驾驶。
如果安装了方向盘变形的L3级自动驾驶车辆,在识别到风险时,可以快速将危险信号传递到方向盘;方向盘的瞬间变形将有助于驾驶员更快地集中分散的注意力,然后接管自动驾驶车辆。
驾驶员注意力的快速集中,会大大降低L3级自动驾驶车辆的事故率;同时,L3级自动驾驶车辆可以专门配备黑匣子,用于记录方向盘变形数据;事故发生后,可以提取黑匣子中的变形数据作为责任判断的衡量标准。
如果L3级自动驾驶R&D厂商受到变形方向盘的启发,从座椅靠背、头枕、安全带等角度探索更多有利于责任认定的措施,L3级责任认定标准将能够迅速成型。
这样,L3自动驾驶的又一个春天即将到来。
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