CN101504069A - 一种采用组合行星齿轮机构的手动变速器电控操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采用组合行星齿轮机构的手动变速器电控操纵装置，包括驱动电机、离合器分离机构、选档和换挡机构，还包括组合行星齿轮机构和3个齿轮锁止机构，行星齿轮机构的输入轴与驱动电机的输出轴连接，行星齿轮机构具有3个自由度和3个输出轴，3个输出轴分别连接离合器分离机构、选档和换挡机构，3个齿轮锁止机构分别与3个输出轴连接，用于控制3个输出轴的锁止和解锁。本发明结构简单、性价比高，能有效解决手动变速器的电控操纵问题。

Description

一种采用组合行星齿轮机构的手动变速器电控操纵装置

技术领域

本发明涉及一种车辆操纵装置，更具体地说，涉及一种采用单电机驱动和组合行星齿轮机构进行动力分配适用于自动机械变速器(AMT)的电控自动操纵装置。

背景技术

自动机械变速器(AMT)技术是在MT基础上增加自动操纵装置，代替驾驶员完成离合器和选换档的操纵，因其成本较低，维护和保养容易，效率高，利于节能减排，因此占有了一部分变速器市场。

当前市场上的AMT操纵机构样式很多，尤以液压操纵机构为主。近年来以电机为执行机构的操纵装置因为成本低，性能稳定等优点越来越得到重视。

现有专利申请中公开一种适用于AMT的新型电控操纵装置的结构样式，其仅采用一个电机完成离合器操纵、换档操纵和选档操纵，但对于动力的分配机构未作明确表述，因此本发明在此基础上进而提出采用组合行星齿轮机构实现动力的分配和控制问题。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种采用组合行星齿轮机构的手动变速器电控操纵装置，其结构简单，配合合理的控制方法可有效解决手动变速器的电控操纵问题。

本发明通过以下技术方案予以解决：

一种采用组合行星齿轮机构的手动变速器电控操纵装置，包括驱动电机、离合器分离机构、选档和换挡机构，还包括组合行星齿轮机构和3个齿轮锁止机构，所述的组合行星齿轮机构的输入轴与所述驱动电机的输出轴连接，所述组合行星齿轮机构具有3个自由度和3个输出轴，所述3个输出轴分别连接离合器分离机构、选档和换挡机构，所述3个齿轮锁止机构分别与所述3个输出轴连接，用于控制3个输出轴的锁止和解锁。

作为优先实施例，本发明所述的组合行星齿轮机构输出轴与离合器分离机构、选档和换挡机构的连接采用摇臂机构。

本发明所述的组合行星齿轮机构为2个以上行星齿轮机构组成。

由于采用以上技术方案，通过操纵3个齿轮锁止机构的锁止和解锁，就可以按照不同的传动比将电机输入轴上的输入转矩可控地分配到组合行星齿轮机构的3个输出轴中的特定轴上，进而可以分别用于实现离合器的分离/结合、选档操作和换挡操作，可有效解决手动变速器的电控操纵问题，本发明结构简单、实用、性价比高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

图1为依据本发明原理给出的带有两个行星齿轮机构的操纵装置原理图；

其中

1：行星齿轮机构输入轴

2：选档齿轮锁止装置

3：离合器操纵齿轮锁止装置

4：换档齿轮锁止装置

5：选档输出轴

6：离合器操纵输出轴

7：换档输出轴

8：驱动电机

A：输入行星齿轮机构

B：输出行星排齿轮机构

图2为将旋转运动转换为平移运动的摇臂机构

其中

a：旋转轴

b：摇臂

c：拉杆

d：转动铰

具体实施方式

下面根据附图对本发明作进一步说明：

如图1-2所示，一种采用组合行星齿轮机构的手动变速器电控操纵装置，包括驱动电机8、离合器分离机构、选档和换挡机构，还包括由2个以上行星齿轮机构构成的组合行星齿轮机构，本实施例中为2个，行星齿轮机构A和B，本发明还包括3个齿轮锁止机构(选档齿轮锁止机构2、离合器操纵齿轮锁止机构3和换挡齿轮锁止机构4)，行星齿轮机构A和B的输入轴1与驱动电机8的输出轴连接，行星齿轮机构A和B具有3个自由度和3个输出轴(离合器操纵输出轴6、选档输出轴5和换挡输出轴7)，离合器操纵输出轴6、选档输出轴5和换挡输出轴7分别连接离合器分离机构、选档和换挡机构，离合器操纵齿轮锁止机构3、选档齿轮锁止机构2和换挡齿轮锁止机构4分别与离合器操纵输出轴6、选档输出轴5和换挡输出轴7连接，分别控制离合器操纵输出轴6、选档输出轴5和换挡输出轴7的锁止和解锁。

因为行星齿轮机构的输出为旋转运动，而离合器分离机构、选档和换挡机构的操纵都为平移运动，因此需要一个专门机构实现旋转运动与平移运动的转换。为此，本发明优先采用图2所示的摇臂机构将旋转运动转化为所需的平移运动。图中a为旋转轴，指所述行星齿轮机构的3个输出轴中的一个。图中2为与旋转轴a固结的摇臂。图中拉杆c通过转动铰d与摇臂b连接，从而将旋转轴a的旋转运动转换为自身的平移运动，拉杆c与手动变速器的离合器分离机构、选档和换挡机构中的任意一个连接。行星齿轮输出轴旋转运动的转换及其进而与变速箱的连接可以有多种方式，本发明提出的摇臂方式简单可靠，符合本发明的技术要求。

能够满足上述发明内容的组合行星齿轮机构、锁止机构和旋转/平移运动转换机构的组合方式有很多种，下面仅依据本发明原理给出的带有两个行星齿轮机构的操纵装置作进一步描述：

如图1所示，输入行星齿轮的太阳轮作为动力输入，与电机输出轴连接。输入行星齿轮机构A的行星架与输出行星齿轮机构B的太阳轮连接在一起，输入行星齿轮机构A的齿圈，输出齿轮机构B的齿圈和输出齿轮机构B的行星架分别作为控制选档操纵机构、离合器操纵机构和换挡操纵机构的输出轴(5、6、7)。3个锁止装置(2、3、4)分别控制输入齿轮机构A的齿圈，输出齿轮机构B的齿圈和输出齿轮机构B的行星架的锁止和解锁。

因为两个2自由度齿轮机构具有总计4个自由度，其中的输入齿轮机构A行星架与输出齿轮机构B太阳轮连接约束了1个自由度的运动，因此该实现为3自由度组合。通过闭合3个锁止机构中的任意两个，将约束掉额外2个自由度，从而仅仅留有一个自由度，可以实现输入与输出的确定传动关系。

比如输入齿轮机构A齿圈锁止，输入轴1的动力通过输入齿轮机构A的行星架传递到输出齿轮机构B的太阳轮，输出齿轮机构B的齿圈和行星架任何一个被锁止都会将动力从另一个轴输出；

又比如输出齿轮机构B齿圈和行星架都锁止，输出齿轮机构B将不工作，动力由输入齿轮机构A齿圈输出，从而实现了输入轴上的电机8的输入向不同输出轴(5、6、7)的可控分配。

当然，任意时刻，只能有一个输出解锁并输出动力，即工作过程中始终保持组合行星机构的自由度为1。

但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (3)

1、一种采用组合行星齿轮机构的手动变速器电控操纵装置，包括驱动电机、离合器分离机构、选档和换挡机构，其特征在于，还包括组合行星齿轮机构和3个齿轮锁止机构，所述的行星齿轮机构的输入轴与所述驱动电机的输出轴连接，所述行星齿轮机构具有3个自由度和3个输出轴，所述3个输出轴分别连接离合器分离机构、选档和换挡机构，所述3个齿轮锁止机构分别与所述3个输出轴连接，用于控制3个输出轴的锁止和解锁。

2、根据权利要求1所述的手动变速器电控操纵装置，其特征在于：所述行星齿轮机构输出轴与离合器分离机构、选档和换挡机构的连接采用摇臂机构。

3、根据权利要求1或2所述的手动变速器电控操纵装置，其特征在于：所述的组合行星齿轮机构为2个以上行星齿轮机构组成。

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