CN103434578A - 一种备胎电动升降装置 - Google Patents

Abstract

一种备胎电动升降装置，包括位于汽车后地板上的电源模块、开关控制模块、备胎升降模块、备胎固定模块以及安装于汽车后地板下方的备胎托架模块，汽车后地板上开有一安装孔，备胎托架模块穿过安装孔与备胎升降模块连接。当备胎在车辆上时，备胎固定模块和备胎托架模块实现轮胎的固定；当更换轮胎时，开关控制模块和电源模块控制整个机构的运行，备胎固定模块和备胎托架模块的配合解锁轮胎固定，备胎升降模块和备胎托架模块的配合实现电机控制钢丝绳的释放，使备胎随着托架而下降；当轮胎安装时，备胎升降模块和备胎托架模块配合实现电机控制钢丝绳的收缩，使备胎随着托架而上升，整个过程通过自动化进行实现，以解放人力，提高备胎的更换效率。

Description

一种备胎电动升降装置

技术领域

本发明属于汽车结构领域，涉及汽车轮胎固定装置，尤其涉及一种轮胎自动固定装置。 

背景技术

目前市场SUV备胎存放地方一般在后备厢、后地板下、以及挂在后背门。据市场调查，接近三分之一SUV将备胎挂于后地板下。这类SUV多为越野型，必备全尺寸备胎。 

备胎挂于后地板下面，可以为后备厢尽可能的腾出空间，由于没有地板的后备厢置放凹坑，后地板可以做成平整结构，对节省钣金材料、降低成本机轻量化具有一定的作用。但是，这样设计却给备胎的更换带来了极大地不方便。由于全尺寸备胎本身自重较重，需要专用的工具进行释放和收紧备胎，因此更换很费力费时。若再将备胎或损坏的轮胎挂到后地板上时，还需要将轮胎抬高，这样就会更费力。所以，对于将备胎或轮胎设置在后地板上的车辆，在更换备胎的整个过程中，既花费了大量的时间，又消耗了人力，更换备胎效率非常低。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种备胎电动升降装置，通过电动释放和收紧轮胎，可节省时间和人力，提高备胎更换的效率。 

为达到上述目的，本发明的解决方案是： 

一种备胎电动升降装置，包括位于汽车后地板上的电源模块、开关控制模块、备胎升降模块、备胎固定模块以及安装于汽车后地板下方的备胎托架模块，所述汽车后地板上开有一安装孔，所述备胎托架模块穿过所述安装孔分别与所述备胎升降模块和所述备胎固定模块相连，所述开关控制模块分别与所述备胎升降模块和所述备胎固定模块相连以控制二者的运行，所述备胎放置于所述备胎托架模块上，所述备胎固定模块与所述备胎托架模块配合用于备胎固定，所述备胎升降模块与所述备胎托架模块配合用于上升或下降所述备胎。 

所述备胎升降模块包括电机、绕线器以及钢丝绳，所述钢丝绳缠绕在所述绕线器上，钢丝绳的另一端穿过所述安装孔与所述备胎托架模块相连，所述电机与所述绕线器连接，通过 电机的正反转控制所述绕线器的收线与放线。 

所述备胎托架模块包括托架、设于托架之上的限位处以及安装于所述限位处上的锁止机构，所述托架用于摆放轮胎，所述限位处以及锁止机构穿过轮胎中心设置，所述钢丝绳的另一端安装于所述锁止机构上，所述托架经由锁止机构连接所述绕线器。 

所述备胎固定模块包括至少一组电磁机机构、分别对应电磁机构数量设置的固定卡钳以及回位弹簧，所述电磁机构固定在后地板上，所述回位弹簧设于所述电磁机构内部，所述固定卡钳一端嵌入到电磁机构中并压在回位弹簧上，所述固定卡钳另一端伸出并与所述限位处卡接连接。 

所述开关控制模块包括控制开关以及集成电路，所述开关控制模块经由线束分别与所述电磁机构和电机连接，用以控制所述电磁机构和电机的通断以及通电时长。 

所述备胎升降模块中，电机转头上带齿轮，绕线器一侧也带齿轮，两个齿轮啮合，电机带齿轮小，绕线器带齿轮大，起到减速增扭的作用，电机与绕线器就是靠各自带齿轮连接。 

或，优选的，所述备胎升降模块中还设有绕线器支座，所述绕线器支座固定于汽车后地板上，所述绕线器安装于所述绕线器支座上。 

或，优选的，所述备胎升降模块中还设有导轮，所述导轮设于所述绕线器与所述锁止机构之间，所述钢丝绳从所述绕线器上引出并经由导轮导向后和所述锁止机构连接。 

其中，进一步的，所述备胎升降模块中还设有导轮支座，所述导轮支座直接固定在后地板上或者跟绕线器支座做成一体固定在后地板上。 

所述备胎托架模块中，所述托架上还设有多个橡胶垫，所述橡胶垫位于以所述托架的中心为圆心，以小于轮胎半径的长度为半径的圆上，且在所述托架上均匀分布。 

或，优选的，所述备胎托架模块中，所述托架为十字型结构的托架结构。 

其中，进一步的，所述十字型结构的托架结构上设有四组橡胶垫，所述橡胶垫分别位于所述十字型托架的四块端板上。 

所述备胎托架模块中，所述锁止机构包括上壳体和基座，所述基座与所述限位处固定连接，所述上壳体中设有用于连接钢丝绳的穿孔、位于壳体内壁上的限位块以及设于所述上壳体中的弹簧，所述基座包括对应所述限位块设置导向槽以及限位槽，所述限位块位于限位槽时，所述上壳体和基座固定在一起，所述限位块位于导向槽时，所述上壳体与所述基座分开。 

所述开关控制模块布置于在后备厢两侧或后尾板处。 

或，所述电源模块为车载蓄电池。 

所述备胎电动升降装置还包括一保护罩，所述保护罩覆盖备胎升降模块、备胎固定模块。 

由于采用上述方案，本发明的有益效果是： 

本发明所示的备胎电动升降装置，当备胎安装在车辆上时，备胎固定模块和备胎托架模块实现轮胎的有效固定，当需要更换轮胎时，首先开关控制模块和电源模块控制整个机构的运行，通过备胎固定模块和备胎托架模块的配合，实现轮胎固定的解锁，然后通过备胎升降模块和备胎托架模块的配合，实现电机控制来钢丝绳的释放，以使得备胎随着托架而下降到地面上，当备胎更换完毕，需要将更换的轮胎重新安装到车辆上时，将轮胎放置在托架上后，通过备胎升降模块和备胎托架模块的配合，实现电机控制来钢丝绳的收缩，以使得备胎随着托架而上升至后地板下方，整个过程通过自动化进行实现，以解放人力，提高备胎的更换效率。 

附图说明

图1为本发明所示一实施例中备胎固定模块和备胎升降模块的结构示意图； 

图2为本发明所示一实施例中备胎托架模块的结构示意图； 

图3为图2所示实施例中备胎托架模块的俯视图； 

图4为图2所示实施例中锁止结构与限位处的局部放大图； 

图5为图2所示实施例中上壳体的局部放大图； 

其中，电机11、绕线器12、钢丝绳13、导轮15、绕线器支座16、导轮支座17、托架21、限位处22、橡胶块23、上壳体24、基座25、限位块27、导向槽28、限位槽29、电磁机构31、固定卡钳32、安装孔40。 

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。 

如图1所示，本发明公开了一种备胎电动升降装置，包括位于汽车后地板上方的电源模块、开关控制模块、备胎升降模块、备胎固定模块以及安装于汽车后地板下方的备胎托架模块，汽车后地板上开有一安装孔40，备胎托架模块穿过安装孔40与备胎升降模块连接；开关控制模块分别与备胎升降模块和备胎固定模块相连以控制二者的运行，备胎放置于备胎托架模块上，备胎固定模块与备胎托架模块配合用于备胎固定，备胎升降模块与备胎托架模块配合用于上升或下降备胎。 

本实施例中，备胎升降模块包括电机11、绕线器12以及钢丝绳13，钢丝绳13缠绕在绕线器12上，钢丝绳13经过绕线器12引出后另一端穿过安装孔40与备胎托架模块相连。 

电机11与绕线器12相连，电机11的转头上带齿轮，绕线器12一侧也带齿轮，两者齿轮啮合，电机11与绕线器12即通过各自上的齿轮连接，从而通过电机11的正反转控制绕线器2实现收线与放线的功能。此外，电机11上的齿轮小，绕线器12上所带的齿轮大，可起到减速增扭的作用。 

此外，为有效的固定绕线器12，使得绕线器12能够稳定的收放钢丝绳13，在备胎升降模块中还设有绕线器支座16，绕线器支座16固定于汽车后地板上，绕线器12的两端安装于绕线器支座16上。 

另外，在绕线器12与锁止机构之间还设导轮15，钢丝绳13从绕线器12上引出并经由导轮15导向后和锁止机构连接，以使得在电机11控制绕线器12工作的过程中，不会出现由于行程过长导致钢丝绳13的左右滑动现象。导轮15经由导轮支座17固定在后地板上，导轮支座17既可单独设置，也能够与绕线器支座16做成一体固定在后地板上。 

本实施例中，备胎托架模块包括托架21、设于托架21之上的限位处22以及安装于限位处22上的锁止机构。托架21用于摆放轮胎，限位处22以及锁止机构穿过轮胎中心设置，钢丝绳13的另一端安装于锁止机构上，托架21经由锁止机构连接绕线器12，限位处22配合备胎固定模块实现轮胎在车厢内的固定。 

如图5所示，锁止机构包括上壳体24和基座25，基座25与限位处22固定连接，上壳体24中设有用于连接钢丝绳13的穿孔26、位于上壳体24内壁上的限位块27以及设于上壳体24中的弹簧，基座25包括对应限位块27设置导向槽28以及限位槽29，限位块27位于限位槽29时，上壳体24和基座25固定在一起，限位块27位于导向槽28时，上壳体24与基座25分开。 

钢丝绳13与托架21用带有一个限位块的锁止机构连接，在锁止机构的上壳体内设计一弹簧，当从托架21上取下备胎时，从上面按下锁止机构，然后转动，使限位块27从限位槽29中滑出，对准导向槽28，托架21与锁止机构脱离，由于上壳体24用于连接钢丝绳13，因此，此时托架21与钢丝绳13脱离，可方便的取下轮胎，备胎放置在托架21的过程中，锁止机构的操作步骤则相反。 

此外，备胎托架模块中，托架21上还设有多个橡胶垫23，橡胶垫23位于以托架21的中心为圆心，以小于轮胎半径的长度为半径的圆上，且在托架21上均匀分布；在安装备胎的托架21上设置橡胶垫23，使得在车辆的运动过程中，可防止备胎发生振动、窜动，起到隔振限位的作用；另外还能使得备胎紧贴后地板。 

图3和图4所示实施例中，托架21为十字型结构的托架结构，十字型结构的托架结构上设有四组橡胶垫23，橡胶垫23分别位于十字型托架的四端板上。 

本实施例中，备胎固定模块包括至少一组电磁机机构31、分别对应电磁机构31数量设置的固定卡钳32和回位弹簧，图1所示实施例中，分别设有两组电磁机机构31、固定卡钳32和回位弹簧。电磁机构31固定在后地板上，回位弹簧设于电磁机构31内，固定卡钳32一端嵌入到电磁机构31中并压在回位弹簧上，固定卡钳32的另一端伸出并与限位处22卡接连接，且由于限位处22为圆环形结构，故固定卡钳32与其相连接的一端对应环形限位处22的弧度亦为弧形。 

电磁机构31内有电磁线圈，当其通电后产生磁场，吸引固定卡钳32嵌入到电磁机构31一端压缩回位弹簧，固定卡钳32与限位处22卡接连接的一端打开；断电后引力消失，弹簧回位，固定卡钳32与限位处22又卡接连接，实现备胎的固定。 

本实施例中，开关控制模块包括备胎下降开关、备胎上升开关以及集成电路，开关控制模块经由线束分别与电磁机构31和电机11连接，用以控制电磁机构31和电机11的通断以及通电时长。由于开关控制模块用来操控整个备胎电动升降装置的运行，按人机设计，开关控制模块布置于在后备厢两侧或后尾板处，以方便使用者进行操作。 

本实施例中，电源模块为车辆电源，以减少整个装置的体积。 

以下结合附图中所示实施例对本发明所示的备胎电动升降装置的工作过程进行进一步说明。 

当备胎固定在备胎电动升降装置时，备胎托架模块中，备胎放置于托架21和后地板之间，锁止机构与限位处22穿过安装孔40，限位处22配合固定卡钳实现备胎的固定，备胎托架模块经由锁止机构与备胎升降模块连接，从而可通过钢丝绳13的收放控制托架21的上升与下降，以带动备胎的上下移动。 

当需要更换备胎时，按下备胎下降开关，两组电磁机构31通电，固定卡钳32与限位处22分开，以取消了备胎固定功能，此时开关控制模块给电机11一个信号，电机11启动，从而带动绕线圈12释放钢丝绳13，由于钢丝绳13与锁止机构连接，因此，托架21随着钢丝绳13的释放逐渐降低至地面。 

本实施例中，在备胎下降的过程中需要一直按动备胎下降开关，直至备胎落到地面。然后从托架21上取下备胎即可。在从托架21上取下备胎时，先从上面按下锁止机构，然后转动，使限位块27从限位槽中29滑出，然后将限位块27对准导向槽28，这样托架21与锁止机构脱离，既能方便的取下备胎，同时，钢丝绳13也一直与锁止机构相连，便于后续备胎更换完毕后，被替换的轮胎的固定。 

当备胎更换完毕，需要将被替换的轮胎固定在车辆上时，先将轮胎放在托架21上，然后将锁止机构与托架21连接，此时按动备胎上升开关，电机11开始接受开关控制模块的驱动， 带动绕线器12收线，此时托架21随钢丝绳13的带动开始上升，当备胎顶到车身后地板时，由于备胎托架21上有橡胶块，还可以有一定的余量上升，绕线器12进一步绕紧钢丝绳13，导致电机11负载过大，其电流也过大，电机11进行过热保护，使得其断电停止运转，此时给两个电磁机构31一个信号，电磁机构31断电，固定卡钳靠回位弹簧的弹力回位，配合限位处22固定住轮胎。 

此外，为防止备胎电动升降装置因遭受外力受损，故还设有一保护罩，保护罩覆盖备胎升降模块、备胎固定模块。且，若不需要进行备胎固定时，可把托架21收置于后备厢内，以便管理。 

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种备胎电动升降装置，其特征在于：包括位于汽车后地板上的电源模块、开关控制模块、备胎升降模块、备胎固定模块以及安装于汽车后地板下方的备胎托架模块，所述汽车后地板上开有一安装孔，所述备胎托架模块穿过所述安装孔分别与所述备胎升降模块和所述备胎固定模块相连，所述开关控制模块分别与所述备胎升降模块和所述备胎固定模块相连以控制二者的运行，所述备胎放置于所述备胎托架模块上，所述备胎固定模块与所述备胎托架模块配合用于备胎固定，所述备胎升降模块与所述备胎托架模块配合用于上升或下降所述备胎。

2.根据权利要求1所述的备胎电动升降装置，其特征在于：所述备胎升降模块包括电机、绕线器以及钢丝绳，所述钢丝绳缠绕在所述绕线器上，钢丝绳的另一端穿过所述安装孔与所述备胎托架模块相连，所述电机与所述绕线器连接，通过电机的正反转控制所述绕线器的收线与放线。

3.根据权利要求1所述的备胎电动升降装置，其特征在于：所述备胎托架模块包括托架、设于托架之上的限位处以及安装于所述限位处上的锁止机构，所述托架用于摆放轮胎，所述限位处以及锁止机构穿过轮胎中心设置，所述钢丝绳的另一端安装于所述锁止机构上，所述托架经由锁止机构连接所述绕线器。

4.根据权利要求1所述的备胎电动升降装置，其特征在于：所述备胎固定模块包括至少一组电磁机机构、分别对应电磁机构数量设置的固定卡钳以及回位弹簧，所述电磁机构固定在后地板上，所述回位弹簧设于所述电磁机构内部，所述固定卡钳一端嵌入到电磁机构中并压在回位弹簧上，所述固定卡钳另一端伸出并与所述限位处卡接连接。

5.根据权利要求1所述的备胎电动升降装置，其特征在于：所述开关控制模块包括控制开关以及集成电路，所述开关控制模块经由线束分别与所述电磁机构和电机连接，用以控制所述电磁机构和电机的通断以及通电时长。

6.根据权利要求2所述的备胎电动升降装置，其特征在于：所述备胎升降模块中，电机转头上带齿轮，绕线器一侧也带齿轮，两个齿轮啮合，电机带齿轮小，绕线器带齿轮大，起到减速增扭的作用，电机与绕线器就是靠各自带齿轮连接；

或，优选的，所述备胎升降模块中还设有绕线器支座，所述绕线器支座固定于汽车后地板上，所述绕线器安装于所述绕线器支座上；

或，优选的，所述备胎升降模块中还设有导轮，所述导轮设于所述绕线器与所述锁止机构之间，所述钢丝绳从所述绕线器上引出并经由导轮导向后和所述锁止机构连接；

其中，进一步的，所述备胎升降模块中还设有导轮支座，所述导轮支座直接固定在后地板上或者跟绕线器支座做成一体固定在后地板上。

7.根据权利要求3所述的备胎电动升降装置，其特征在于：所述备胎托架模块中，所述托架上还设有多个橡胶垫，所述橡胶垫位于以所述托架的中心为圆心，以小于轮胎半径的长度为半径的圆上，且在所述托架上均匀分布；

或，优选的，所述备胎托架模块中，所述托架为十字型结构的托架结构；

其中，进一步的，所述十字型结构的托架结构上设有四组橡胶垫，所述橡胶垫分别位于所述十字型托架的四块端板上。

8.根据权利要求3所述的备胎电动升降装置，其特征在于：所述备胎托架模块中，所述锁止机构包括上壳体和基座，所述基座与所述限位处固定连接，所述上壳体中设有用于连接钢丝绳的穿孔、位于壳体内壁上的限位块以及设于所述上壳体中的弹簧，所述基座包括对应所述限位块设置导向槽以及限位槽，所述限位块位于限位槽时，所述上壳体和基座固定在一起，所述限位块位于导向槽时，所述上壳体与所述基座分开。

9.根据权利要求1所述的备胎电动升降装置，其特征在于：所述开关控制模块布置在后备厢两侧或后尾板处；

或，所述电源模块为车载蓄电池。

10.根据权利要求1所述的备胎电动升降装置，其特征在于：还包括一保护罩，所述保护罩覆盖备胎升降模块、备胎固定模块。

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