CN101247061B - 汽车用电动式作动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车用电动式作动器，包括马达、驱动被驱动件转动的传动机构和反馈感应装置；其中，所述传动机构包括旋转件；旋转件上设有感知孔结构，感知孔结构包括供光线通过、用来检测旋转件转速的感知孔；所述反馈感应装置为主要由发光部和受光部构成的光感应器，所述发光部和受光部分别置于所述感知孔两侧，所述感知孔处还设有封闭所述感知孔以防止作动器内部的润滑油污染该感知孔的透明物体。该作动器采用非接触式的光学检测方式检测由马达回转引起的角度和位置的变化情况，以解决现有作动器反馈控制方式出现的误差过大、反馈检测装置易磨损的技术问题。这种作动器可广泛用在汽车的空调风门、前照灯、后视镜等需要调整角度和位置的部位。

Description

汽车用电动式作动器
技术领域
本发明涉及一种用在汽车上的电动式作动器，这种作动器可广泛用在汽车的空调风门、前照灯、后视镜等需要调整角度和位置的部位。 
背景技术
现有汽车用作动器的使用技术。汽车使用空调风门控制作动器、前照灯角度调整作动器、后视镜角度调整作动器等多种多样的电动式作动器。这些作动器一般使用电动马达，马达通过减速装置及其他齿轮传动装置将回转力传递到风门等作用对象。马达的回转角度的变化传递到传动装置的齿轮上，引起齿轮组转动，齿轮的角度和位置的变化反应到测量电压上，通过电压发生变化而导出电位差，安装到车辆上的控制板通过这电压的变化再重新调整角度和位置，这样那个就形成一种反馈系统。 
为了构成上述反馈系统，现有的作动器一般使用电位器阻抗板，电位器上有接触器接触装置，这个接触装置按照电位器阻抗板动作，通过所发生的阻抗值的变化而读取作动器的角度和位置。 
现有作动器的位置感知技术如图1，包括作动器上外壳65、下外壳66和为了驱动作动器的马达10，以及由动力输出蜗杆21与第一传动齿轮轴23等各种齿轮组成的减速装置20构成。马达10的动力通过适当的减速装置20传达到作动器风门驱动轴25使驱动装置动作。作动器外壳65、外壳66上组装如图2的PCB线路板60，此PCB线路板60上印刷着阻抗板63，接触器61这种接触体在作动器驱动装置回转的时候同时回转。随着与作动器合在一起动作的驱动装置的回转，接触器61按照PCB线路板60上的阻抗板63同时回转，根据接触器61的接触搁置使阻抗值变化。 
司机或者乘客调整车辆内部的空调控制板控制时风门作动器就会运转，使空调装置内的风门动作。与风门作动器联结的风门在运转时，安装在风门作动器驱动轴25上的接触器61按照风门作动器内部PCB线路板60上印刷的阻抗板63动作，根据接触器61的位置阻抗值会变化。这种阻抗值再传达  到控制板的一系列的反馈系统。 
这种原理使用于调整汽车后视镜角度的后视镜作动器、调整汽车前照灯角度的前照灯作动器等多处，其使用范围非常广泛。 
但是使用电位器的接触式电压感知的反馈检测装置在长时间使用的时候会发生磨损，敏感于随汽车环境条件的变化的温度变化，所以其阻抗值不正确，这种模拟式阻抗装置一般发生滞回现象，因而使用于反馈控制就有太大误差的缺点。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种汽车用电动式作动器，该作动器用以解决现有作动器反馈控制方式出现的误差过大、反馈检测装置易磨损的技术问题。 
为解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：一种汽车用电动式作动器，包括马达、驱动被驱动件转动的传动机构和反馈感应装置；其中，所述传动机构包括旋转件；在所述旋转件上设有感知孔结构，感知孔结构包括供光线通过、用来检测旋转件转速的感知孔；所述反馈感应装置为主要由发光部和受光部构成的光感应器，所述发光部和受光部分别置于所述感知孔两侧，所述感知孔处还设有封闭所述感知孔以防止作动器内部的润滑油污染该感知孔的透明物体。 
优选地：所述透明物体为填充于感知孔内的透明体。 
优选地：所述透明体卡固在所述感知孔内。 
优选地：所述透明物体为套设或缠绕于感知孔外部以遮挡孔口的透明管。 
优选地：所述透明物体为固定于感知孔的孔口处的透明板。 
优选地：所述透明物体为缠绕于感知孔处的透明胶。 
优选地：所述传动机构包括与马达连接的动力输出蜗杆，所述设有感知孔结构的旋转件为与马达连接的动力输出蜗杆；所述感知孔结构为设在动力输出蜗杆上的感知孔。 
优选地：所述传动机构包括与马达连接的动力输出蜗杆，所述设有感知孔结构的旋转件为一个与所述动力输出蜗杆传动连接的第一传动齿轮轴；所述感知孔结构为设在动力输出蜗杆上的感知孔。 
优选地：所述传动机构包括驱动被驱动件转动的最终输出齿轮轴，所述  设有感知孔结构的旋转件为一个与最终输出齿轮轴传动连接的中间齿轮；所述感知孔结构为设在所述中间齿轮上的轮辐式的感知孔。 
优选地：所述传动机构包括驱动被驱动件转动的最终输出齿轮轴，所述设有感知孔结构的旋转件为所述最终输出齿轮轴；所述感知孔结构为设在所述最终输出齿轮轴上的轮辐式的感知孔。 
优选地：所述轮辐式的感知孔表面设有透明板。 
优选地：所述传动机构包括与马达连接的动力输出蜗杆，所述设有感知孔结构的旋转件为所述动力输出蜗杆；设在旋转件上的所述感知孔结构还包括一隔离板，隔离板的板面连接在所述动力输出蜗杆的外侧端面上，隔离板的板面伸出动力输出蜗杆端面的板面部分上设有所述感知孔，所述感知孔内设有透明体。 
优选地：所述传动机构包括驱动被驱动件转动的最终输出齿轮轴，所述设有感知孔结构的旋转件为所述最终输出齿轮轴；设在旋转件上的所述感知孔结构还包括一个与最终输出齿轮轴同轴连接的感知板，感知板上开有所述感知孔，感知孔表面设有透明板。 
优选地：所述发光部和受光部的之间设有用于调整光信号幅度的通光板，通光板上设有透光孔，透光孔内设有透明体。 
优选地：所述发光部和受光部上套有用于调整光信号幅度的盖子，盖子上设有透光孔，透光孔内设有透明体。 
本发明的有益效果是：相比现有技术，本发明用于检测马达转动情况的反馈感应装置采用的是光感应装置，这种光感应装置为非接触方式获得数据，因此不会发生如现有技术中反馈感应器磨损的问题，除了具有使用寿命长的优点外，还具有反馈灵敏度高，误差小的优点。 
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。 
附图说明
图1为现有电动式作动器的结构图。 
图2是现有电动式作动器中使用的电位器和PCB板结构图。 
图3是本发明为汽车空调装置风门作动器的实施例结构图。 
图4是图3中动力输出蜗杆上设置感知孔结构的局部结构俯视图。 
图5是图3中动力输出蜗杆上设置感知孔结构的局部结构立体图。 
图6是设置在动力输出蜗杆上的透明管和光感应器的结构示意图。 
图7是设置在第一传动齿轮轴上的光感应器和透明体的结构示意图。 
图8是设置在第一传动齿轮轴上光感应器和透明管的结构示意图。 
图9是在中间齿轮上设置感知孔、透明体和光感应器的结构示意图。 
图10是中间齿轮上设置感知孔、光感应器和透明板的结构示意图。 
图11是在最终输出齿轮轴上设轮辐式感知孔、透明板和光感应器的结构示意图。 
图12是动力输出蜗杆上设置隔离板、光感应器的结构示意图。 
图13是与最终输出齿轮轴同轴连接的感知板、光感应器的结构示意图。 
图14是另外一种与最终输出齿轮轴同轴连接的感知板、光感应器的结构示意图。 
图15是光感应器的发光部和受光部前设置带透光孔的通光板的结构示意图。 
图16是图15中通光板上透光孔调整光信号幅度的原理图。 
图17是通光板和嵌入通光板上透光孔的透明体的结构示意图。 
图18是光感应器上设置盖子的结构示意图。 
具体实施方式
本发明提供一种汽车用电动式作动器。该作动器包括马达、驱动被驱动件转动的传动机构和反馈感应装置。其中，传动机构包括旋转件；在旋转件上设有感知孔结构，感知孔结构包括供光线通过、用来检测旋转件转速的感知孔。反馈感应装置为主要由发光部和受光部构成的光感应器，发光部和受光部分别置于感知孔两侧。 
本发明的实施例一参看附图3和图4。本发明包括固定在外壳内的马达10的动力输出蜗杆21，动力输出蜗杆21由蜗轮211和蜗杆轴30构成。马达的驱动轴22连接动力输出蜗杆。包括动力输出蜗杆21和第一传动齿轮轴23在内的减速机构20通过最终输出齿轮轴上的最终输出齿轮26将动力传输到风门驱动轴25。参看图4，在动力输出蜗杆21的端部轴——蜗杆轴30上开有可以通过光线、用来检测旋转件转速的感知孔31，在感知孔31的两侧分  别设有光感应器40的发光部41和受光部42。光感应器40与汽车控制器连接形成信号采集处理系统。工作时，马达10通过一系列传动齿轮组驱动风门53转动。动力输出蜗杆21上的感知孔31朝向光感应器时，光感应器的受光部接收到发光部的光信号，通过对这种光信号频率的采集来确定马达的转速，进而将测量到的反馈数据传给汽车的控制系统，由其监控和调整作动器的工作。 
实际应用时，参看图5，可在感知孔31内放置透明体32，透明体32卡固在感知孔31内。这种卡固结构如：在感知孔内设一环形槽，在透明体表面设一与环形槽适配的环形凸起，在环形凸起的凸起高度不高的情况下，透明体较容易置入感知孔内。在感知孔内放置透明体，可以防止作动器内部的润滑油污染感知孔。 
为了防止传动机件上的润滑油污染感知孔，还可以采用如图6所示的结构。在感知孔31上套上用于遮挡孔口的透明管33。 
另外，感知孔31还可以设在与动力输出蜗杆21传动连接的第一传动齿轮轴23上，参看图7。该图中，在第一传动齿轮轴23的轴上设有一对呈十字交叉的感知孔31。这样可以插入一对透明体32。参看图8，除了在感知孔中置入透明体外，还可以在轴的感知孔31上缠绕包裹孔口的透明胶34来防止油污对感知孔的污染。 
本发明的第二种实施例结构参看图9。传动机构包括驱动被驱动件转动的最终输出齿轮轴，设有感知孔结构的旋转件为与最终输出齿轮轴传动连接的中间齿轮24。这里被驱动件指风门之类被作动器作动的对象。在作动器的中间齿轮24上设置轮辐式的感知孔31。中间齿轮24为马达与风门之间的传动副中的一个传动齿轮。轮辐式感知孔31中置入透明体32，在中间齿轮24上、下方分别设置光感应器的40的发光部41和受光部42。另外还可以在感知孔的孔口固定透明板。参看图10，在感知孔31的两端孔口设置有可以覆盖所有感知孔孔口的透明板35以防止油污。 
在作动器传动机构的任一个旋转件上均可适合设置包含感知孔的感知孔结构和包含光感应器的反馈感应装置，它们的安装不局限与上述两种结构方式，例如还可以适用在最终输出齿轮26上。参看图11，在作动器的最终输出齿轮26上设置轮辐式的感知孔31。轮辐式感知孔31中置入透明体，在中间  齿轮上下方分别设置光感应器的40的发光部41和受光部42。在感知孔的孔口固定有透明板35，在感知孔的两端均设置透明板35以防止油污。 
本发明的第三种实施例结构参看图12，本发明作动器还包括一个隔离板50，隔离板的板面连接在动力输出蜗杆21的外侧端面上。隔离板的板面伸出动力输出蜗杆21端面的板面部分上设有感知孔31，感知孔31内设有透明体32。 
本发明的第四种实施例结构参看图13。本实施例中的最终输出齿轮轴包括最终输出齿轮26和风门驱动轴25。其中，在风门驱动轴25上同轴设有一感知板51，感知板51上开有轮辐式感知孔31，感知孔表面设有可以覆盖所有感知孔孔口的透明板35。感知孔31上、下方分别设置光感应器的发光部41和受光部42。 
最终输出齿轮轴同轴连接感知板的情况还有如图14所示结构。图中，感知孔31平行风门驱动轴，感知板27呈盖状，光感应器一部分置于盖体内一部分处于盖体外。图中，光感应器40和感知板27置于第一盖子28内。感知孔31中置有透明体32。作动器整个机械部件均置于作动器的上外壳65和作动器的下外壳66内。 
为了调整光信号的幅度，本发明可以采用如图15所示结构。该结构的特点是在光感应器的发光部41和受光部42前设置了通光板43。参看图15，动力输出蜗轮上设置感知孔31。整个装置的机件部分置于作动器的上外壳65和下外壳66内，光感应器40及其载体板由保护盖281封闭盖封。在光感应器的发光部41前和受光部42前均设置通光板43，通光板43上开有通光孔。参看图16，图16是图15中通光板上透光孔调整光信号幅度的原理图。参看图17，通光孔还可以内设有通光孔透明体322。 
上述通光板结构还可以采用如图18所示结构替换。参看图18，光感应器包括分别置于感知孔两侧的发光部41和受光部42，发光部41和受光部42上套有用于调整光信号幅度的盖子44，盖子44上设有透光孔45，透光孔内设有盖子透明体321。在感知孔31内亦设有透明体32。这种结构可控制信号的on/off的时间。 
本发明作动器原理分析如下述： 
本发明不是利用阻抗板63的位置感知方式(参看图2)而是使用了光感  应器40。光感应器40可以附着在动力输出蜗杆的蜗杆轴上或者设置在动力传动系统的第一传动齿轮轴等任何旋转件上使用。在这些旋转件上设计可让光信号通过的感知孔。马达的每回转，光感应器作用感知孔时，受光部42接收通过感知孔的由发光部41发出的光信号，马达回转，发光部41中发生的光信号就会传达到受光部42或者被阻挡，受光部42采集到的光开、闭状态，形成脉冲信号。汽车的控制板读取这种光感应器40发生的脉冲信号数来计算马达或者齿轮系统上齿轮的回转数，以此为根据计算作动器的回转或者移动角度。 
但是一般为了各种驱动部的顺利回转及减少噪音，在作动器内部可使用各种润滑油和油。这种润滑剂和污染物质夹在光感应器的感知孔31中，成为发光部41发生的信号无法传达到受光部42的重要问题。为了解决这种问题，可以使用感知孔内夹透明体、感知孔的孔口用透明胶带包裹、在感知孔的孔口设置透明板等方法。 
上述用到的透明体位于感知孔内。除了有不让润滑油或污染物质渗透的作用外，透明体还可以使发光部中发散的光信号不以大角度扩散，发挥一定的方向直进的效果。即有发光部中发生的信号无损地传达到受光部的作用。 
透明管33或者透明胶34可以缠绕在设在轴上的感知孔上，可以代替使用在很难插进透明体的情况。或者透明管套在感知孔上。另外，很难以透明管组装或者带有很多感知孔的时候，也可以采用透明板结构。 

Claims (15)

1.一种汽车用电动式作动器，包括马达、驱动被驱动件转动的传动机构和反馈感应装置；其中，所述传动机构包括旋转件；其特征在于：在所述旋转件上设有感知孔结构，感知孔结构包括供光线通过、用来检测旋转件转速的感知孔；所述反馈感应装置为主要由发光部和受光部构成的光感应器，所述发光部和受光部分别置于所述感知孔两侧，所述感知孔处还设有封闭所述感知孔以防止作动器内部的润滑油污染该感知孔的透明物体。
2.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述透明物体为填充于感知孔内的透明体。
3.如权利要求2所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述透明体卡固在所述感知孔内。
4.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述透明物体为套设或缠绕于感知孔外部以遮挡孔口的透明管。
5.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述透明物体为固定于感知孔的孔口处的透明板。
6.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述透明物体为缠绕于感知孔处的透明胶。
7.如权利要求2或3或4或6所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述传动机构包括与马达连接的动力输出蜗杆，所述设有感知孔结构的旋转件为与马达连接的动力输出蜗杆；所述感知孔结构为设在动力输出蜗杆上的感知孔。
8.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述传动机构包括与马达连接的动力输出蜗杆，所述设有感知孔结构的旋转件为一个与所述动力输出蜗杆传动连接的第一传动齿轮轴；所述感知孔结构为设在动力输出蜗杆上的感知孔。
9.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述传动机构包括驱动被驱动件转动的最终输出齿轮轴，所述设有感知孔结构的旋转件为一个与最终输出齿轮轴传动连接的中间齿轮；所述感知孔结构为设在所述中间齿轮上的轮辐式的感知孔。
10.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述传动机构包括驱动被驱动件转动的最终输出齿轮轴，所述设有感知孔结构的旋转件为所述最终输出齿轮轴；所述感知孔结构为设在所述最终输出齿轮轴上的轮辐式的感知孔。
11.如权利要求9或10所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述轮辐式的感知孔表面设有透明板。
12.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述传动机构包括与马达连接的动力输出蜗杆，所述设有感知孔结构的旋转件为所述动力输出蜗杆；设在旋转件上的所述感知孔结构还包括一隔离板，隔离板的板面连接在所述动力输出蜗杆的外侧端面上，隔离板的板面伸出动力输出蜗杆端面的板面部分上设有所述感知孔，所述感知孔内设有透明体。
13.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述传动机构包括驱动被驱动件转动的最终输出齿轮轴，所述设有感知孔结构的旋转件为所述最终输出齿轮轴；设在旋转件上的所述感知孔结构还包括一个与最终输出齿轮轴同轴连接的感知板，感知板上开有所述感知孔，感知孔表面设有透明板。
14.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述发光部和受光部的之间设有用于调整光信号幅度的通光板，通光板上设有透光孔，透光孔内设有透明体。
15.如权利要求1所述的汽车用电动式作动器，其特征在于：所述发光部和受光部上套有用于调整光信号幅度的盖子，盖子上设有透光孔，透光孔内设有透明体。
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