CN104500722B - 重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置，包括底板、壳体、盖板、挡杆、手球和安装在壳体内的选挡信号发生装置与换挡信号发生装置，所述壳体内安装水平设置的十字铰轴，所述换挡信号发生装置和选挡信号发生装置分别与十字铰轴的换挡轴和选挡轴的轴端连接，所述壳体中部水平设置安装板，所述安装板上表面上固定安装四个能够围成矩形的轴承座，所述十字铰轴的四个轴端分别借助于轴承与轴承座连接；通过操纵挡杆来驱动换挡轴和选挡轴转动，在操纵装置与变速装置之间无需设置机械连接结构，只需使用信号线分别与单片机连接即可，降低劳动强度，提高操作准确率，降低故障率。

Description

重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置

技术领域

本发明涉及重型汽车变速操纵技术领域，尤其涉及一种重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置。

背景技术

目前的手动变速器特别是多挡手动变速器车辆在行驶过程中要求驾驶员频繁换挡以满足发动机动力的需要，这样就造成驾驶员体力大量消耗，容易出现换错挡或换不上挡的情况。为了克服上述不足，在现有的车辆中采用了机械式自动变速器，它是在有级式机械固定轴式传动系统的基础上增加自动变速操纵系统，由电子控制选换挡机构，从而代替人力完成选挡和换挡。

机械式自动变速器按驱动动力的来源不同，可分为电控液动式、电控气动式和电机电动式。虽然机械式自动变速器都能够代替人力完成选挡和换挡工作，电机电动式由于选挡执行机构和换挡执行机构各自独立，结构不紧凑，导致传动效率低，选换挡的可靠性差。

另外，低挡汽车及工程机械车大多都采用手动挡，而传统的手动挡的变速结构很简单，只包括换挡手柄和拉杆及推拉软轴和拨叉，驾驶员通过操纵手柄，改变齿轮传动装置的传动比，来实现这些机动车的换挡，由于换挡手动操作，动作频繁，劳动强度大，往往由于操作不当，使换挡不准确，软轴与护套磨损过大，故障频率高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置，通过操纵挡杆来驱动换挡轴和选挡轴转动，换挡轴与选挡轴的转动驱动换挡信号发生装置和选挡信号发生装置发出脉冲信号，脉冲信号传输给单片机控制变速装置实现半自动变速，在操纵装置与变速装置之间无需设置机械连接结构，只需使用信号线分别与单片机连接即可，降低劳动强度，提高操作准确率，降低故障率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置，包括底板、壳体、盖板、挡杆、手球和安装在壳体内的选挡信号发生装置与换挡信号发生装置，所述壳体内安装水平设置的十字铰轴，所述换挡信号发生装置和选挡信号发生装置分别与十字铰轴的换挡轴和选挡轴的轴端连接，所述壳体中部水平设置安装板，所述安装板上表面上固定安装四个能够围成矩形的轴承座，所述十字铰轴的四个轴端分别借助于轴承与轴承座连接。

所述十字铰轴包括呈十字交叉设置的换挡轴和选挡轴，所述选挡轴两端分别借助于轴承和安装板上表面上两套相对的轴承座连接，选挡轴中部设置呈上下开口的长槽孔，所述挡杆下端穿过长槽孔、且借助于轴线方向垂直于选挡轴长度方向的铰轴安装，所述换挡轴包括开口向上的U形槽和垂直安装在U形槽两侧板外侧面上的两根短轴，所述U形槽的两侧板分设在选挡轴的两侧、且其底面上设置弧形长槽孔，所述挡杆下端设置换挡拨块，所述换挡拨块位于U形槽底面上的弧形长槽孔内，所述两根短轴外端借助于轴承和另外两套轴承座连接，所述两个短轴的轴线与将挡杆安装在选挡轴上的铰轴的轴线重合。

所述选挡信号发生装置包括固定安装在选挡轴端部的选挡扇轮和与选挡扇轮外缘配合的选挡微动开关组，选挡微动开关组包括四套位于选挡轴正下方的常开触点式微动开关，四套常开触点式微动开关沿着选挡轴的长度方向依次安装在安装板下表面上、且其触点穿过安装板设置，所述选挡扇轮外缘中部设有沿其轴线均布的四个凸块，四个凸块之间的轴向距离等于四套常开触点式微动开关触点之间的间距，所述四个凸块设于选挡扇轮外缘中部、且相邻两个凸块相对于选挡扇轮的轴线呈20度夹角。

所述换挡信号发生装置包括固定安装在换挡轴的一侧短轴上的换挡扇轮、安装在安装板上表面上的伞齿轮、安装在伞齿轮下表面上的转轴和分设在转轴两侧的换挡微动开关组，所述伞齿轮借助于轴承安装在安装板上的通孔内，所述换挡扇轮与伞齿轮相对侧面上设置与伞齿轮啮合的齿环，所述安装板下方设置支承座，所述转轴下端借助于止推轴承与支承座连接，所述主轴两侧分设两块立板，两块立板外侧设置两组常开触点式微动开关，每组常开触点式微动开关包括沿着立板高度方向排列的两套常开触点式微动开关，常开触点式微动开关的触点穿过立板设置，所述转轴上固定设有沿其轴线方向排列的换挡凸轮组，所述换挡凸轮组的外缘面与常开触点式微动开关的触点接触。

所述选挡轴上还配套安装复位机构，其包括与选挡扇轮对称安装在选挡轴另外一端的复位扇轮和设置在安装板上表面上的复位块，所述选挡扇轮内侧面上设置凹槽，所述复位块与选挡扇轮内侧面平齐，所述复位块与选挡扇轮向对面上设置弹性锁舌。

所述安装板上还设有倒挡限位环，所述倒挡限位环设置在换挡轴的U型下方、且其上表面为下凹的球冠面，其中部设置矩形缺口，矩形缺口与换挡轴垂直的两侧立面上设置向内凸出的弧形凸块。

还包括倒挡锁止机构，其包括水平安装球头内的滑块、安装在滑块外端的按钮、水平安装在滑块内端的弧形杆和安装在挡杆内侧的拉杆，所述拉杆下端穿过换挡拨块后位于倒挡限位环的矩形缺口内，拉杆上端挂设在弧形杆上，所述挡杆内侧设置套管，所述拉杆与套管内孔滑动配合，在挡杆位于空挡位置时，拉杆下端与矩形缺口的两侧里面上设置的弧形凸块位置相对应。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过操纵挡杆来驱动换挡轴和选挡轴转动，换挡轴和选挡轴之间分体设置为十字铰轴结构，挡杆左右摆动时，能够驱动选挡轴转动，挡杆下端在换挡轴的U形槽的弧形长槽孔内活动，换挡轴保持不动，挡杆前后摆动时，由于其下部与选挡轴之间铰接，选挡轴不动，其下端换挡拨块拨动换挡轴转动，换挡轴与选挡轴的转动驱动换挡信号发生装置和选挡信号发生装置发出脉冲信号，脉冲信号传输给单片机控制变速装置实现半自动变速，在操纵装置与变速装置之间无需设置机械连接结构，只需使用信号线分别与单片机连接即可，降低劳动强度，提高操作准确率，降低故障率。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明壳体内部结构示意图；

图3是图2的另一方向结构示意图；

图4是安装盖板时结构示意图；

图5是换挡轴和选挡轴位置关系示意图；

图6是倒挡锁止机构结构示意图；

图7是按钮和滑块安装结构示意图；

在附图中：1、底板；2、壳体；3、盖板；4、球头；5、挡杆；6、橡胶座；7、轴承座；8、十字铰轴；9、倒挡限位环；10、伞齿轮；11、复位快；12、换挡微动开关组；13、转轴；14、支承座；15、换挡扇轮；16、选挡扇轮；17、选挡微动开关组；18、安装板；19、复位扇轮；20、拉杆；21、转接块；22、按钮；23、滑块；24、弧形杆；25、套管；26、换挡轴；27、选挡轴；28、换挡拨块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为解决现有重型汽车变速操纵系统中的操纵装置使用费力，容易产生机械故障等问题，本发明提供一种重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置（参见附图1-4），包括底板1、壳体2、盖板3、挡杆5、手球4和安装在壳体2内的选挡信号发生装置与换挡信号发生装置，所述壳体2内安装水平设置的十字铰轴8，所述换挡信号发生装置和选挡信号发生装置分别与十字铰轴8的换挡轴26和选挡轴27的轴端连接，所述壳体2中部水平设置安装板18，所述安装板18上表面上固定安装四个能够围成矩形的轴承座7，所述十字铰轴8的四个轴端分别借助于轴承与轴承座7连接。

所述十字铰轴8包括呈十字交叉设置的换挡轴26和选挡轴27（参见附图5），所述选挡轴27两端分别借助于轴承和安装板18上表面上两套相对的轴承座7连接，选挡轴27中部设置呈上下开口的长槽孔，所述挡杆5下端穿过长槽孔、且借助于轴线方向垂直于选挡轴27长度方向的铰轴安装，所述换挡轴26包括开口向上的U形槽和垂直安装在U形槽两侧板外侧面上的两根短轴，所述U形槽的两侧板分设在选挡轴27的两侧、且其底面上设置弧形长槽孔，所述挡杆5下端设置换挡拨块28，所述换挡拨块28位于U形槽底面上的弧形长槽孔内，所述两根短轴外端借助于轴承和另外两套轴承座7连接，所述两个短轴的轴线与将挡杆5安装在选挡轴27上的铰轴的轴线重合。

所述选挡信号发生装置包括固定安装在选挡轴27端部的选挡扇轮16和与选挡扇轮16外缘配合的选挡微动开关组17，选挡微动开关组17包括四套位于选挡轴27正下方的常开触点式微动开关，四套常开触点式微动开关沿着选挡轴27的长度方向依次安装在安装板18下表面上、且其触点穿过安装板18设置，所述选挡扇轮16外缘中部设有沿其轴线均布的四个凸块，四个凸块之间的轴向距离等于四套常开触点式微动开关触点之间的间距，所述四个凸块设于选挡扇轮16外缘中部、且相邻两个凸块相对于选挡扇轮16的轴线呈20度夹角.

所述换挡信号发生装置包括固定安装在换挡轴26的一侧短轴上的换挡扇轮15、安装在安装板18上表面上的伞齿轮10、安装在伞齿轮10下表面上的转轴13和分设在转轴13两侧的换挡微动开关组12，所述伞齿轮10借助于轴承安装在安装板18上的通孔内，所述换挡扇轮15与伞齿轮10相对侧面上设置与伞齿轮10啮合的齿环，所述安装板18下方设置支承座14，所述转轴13下端借助于止推轴承与支承座14连接，所述主轴两侧分设两块立板，两块立板外侧设置两组常开触点式微动开关，每组常开触点式微动开关包括沿着立板高度方向排列的两套常开触点式微动开关，常开触点式微动开关的触点穿过立板设置，所述转轴13上固定设有沿其轴线方向排列的换挡凸轮组，所述换挡凸轮组的外缘面与常开触点式微动开关的触点接触；所述选挡轴27上还配套安装复位机构，其包括与选挡扇轮16对称安装在选挡轴27另外一端的复位扇轮19和设置在安装板18上表面上的复位块11，所述选挡扇轮16内侧面上设置凹槽，所述复位块11与选挡扇轮16内侧面平齐，所述复位块11与选挡扇轮16向对面上设置弹性锁舌；所述安装板18上还设有倒挡限位环9，所述倒挡限位环9设置在换挡轴26的U型下方、且其上表面为下凹的球冠面，其中部设置矩形缺口，矩形缺口与换挡轴26垂直的两侧立面上设置向内凸出的弧形凸块。

还包括倒挡锁止机构（参见附图6、7），其包括水平安装手球4内的滑块23、安装在滑块23外端的按钮22、水平安装在滑块23内端的弧形杆24和安装在挡杆5内侧的拉杆20，所述拉杆20下端穿过换挡拨块28后位于倒挡限位环9的矩形缺口内，拉杆20上端挂设在弧形杆24上，所述挡杆5内侧设置套管25，所述拉杆20与套管25内孔滑动配合，在挡杆5位于空挡位置时，拉杆20下端与矩形缺口的两侧里面上设置的弧形凸块位置相对应

在具体使用过程中，本发明的选微动开关组设置四套常开触点式微动开关，在选挡凸轮上设置四个凸块，四个凸块之间的夹角为20度，挡杆在空挡位置可以向左和向右分别摆动两个位置，在每一个位置均有一个凸块压迫对应位置的常开触点式微动开关闭合，选定一个挡位，并将挡位信号传递给单片机，挡杆向左或者向右摆动止一个选挡位置后，向前摆动时，带动换挡轴转动，换挡扇轮转动，并驱动伞齿轮和转轴转动，在转轴上安装两套凸轮组，凸轮组均为双阶凸轮组，两套凸轮组的位置与分设在两侧立板上的两套常开触点式微动开关相对应，而且凸轮组的两个凸起部位均位于转轴同一侧，当挡杆向前摆动时，转轴转动一个角度，安装在其上的凸轮的一个凸起压紧对应侧的常开触点式微动开关，另外一侧常开触点式微动开关处于断开状态，当挡杆向后摆动时，转轴反向转动，闭合另外一侧常开触点式微动开关，并将信号传递给单片机，由单片机根据换挡微动开关组和选挡微动开关组的信号判断变速装置的执行进程，本发明中还设置倒挡锁止机构，挂倒挡时，需要用手将手球上的按钮向内按下，按下按钮时，滑块在手球内滑动，弧形杆随滑块运动，拉杆上端与弧形杆滑动配合，弧形杆滑动过程中，驱使拉杆向上运动，此时，拉杆下端脱离倒挡限位环，直接向前摆动挡杆，并拨动换挡轴旋转，通过转轴上倒挡对应的凸轮和常开触点式微动开关传递倒挡信号给单片机，选定倒挡，换挡微动开关组中的上部相对两套用于选定前进挡，与换挡微动开关组中的四套常开触点式微动开关构成八个前进挡，换挡微动开关组中位于下方的一套常开触点式微动开关用于选定倒挡，共同构成9挡操纵装置。

总之，本发明通过操纵挡杆来驱动换挡轴和选挡轴转动，换挡轴和选挡轴之间分体设置为十字铰轴结构，挡杆左右摆动时，能够驱动选挡轴转动，挡杆下端在换挡轴的U形槽的弧形长槽孔内活动，换挡轴保持不动，挡杆前后摆动时，由于其下部与选挡轴之间铰接，选挡轴不动，其下端换挡拨块拨动换挡轴转动，换挡轴与选挡轴的转动驱动换挡信号发生装置和选挡信号发生装置发出脉冲信号，脉冲信号传输给单片机控制变速装置实现半自动变速，在操纵装置与变速装置之间无需设置机械连接结构，只需使用信号线分别与单片机连接即可，降低劳动强度，提高操作准确率，降低故障率。

Claims (6)

1.一种重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置，其特征在于：包括底板（1）、壳体（2）、盖板（3）、挡杆（5）、手球（4）和安装在壳体（2）内的选挡信号发生装置与换挡信号发生装置，所述壳体（2）内安装水平设置的十字铰轴（8），所述换挡信号发生装置和选挡信号发生装置分别与十字铰轴（8）的换挡轴（26）和选挡轴（27）的轴端连接，所述壳体（2）中部水平设置安装板（18），所述安装板（18）上表面上固定安装四个能够围成矩形的轴承座（7），所述十字铰轴（8）的四个轴端分别借助于轴承与轴承座（7）连接；所述十字铰轴（8）包括呈十字交叉设置的换挡轴（26）和选挡轴（27），所述选挡轴（27）两端分别借助于轴承和安装板（18）上表面上两套相对的轴承座（7）连接，选挡轴（27）中部设置呈上下开口的长槽孔，所述挡杆（5）下端穿过长槽孔、且借助于轴线方向垂直于选挡轴（27）长度方向的铰轴安装，所述换挡轴（26）包括开口向上的U形槽和垂直安装在U形槽两侧板外侧面上的两根短轴，所述U形槽的两侧板分设在选挡轴（27）的两侧、且其底面上设置弧形长槽孔，所述挡杆（5）下端设置换挡拨块（28），所述换挡拨块（28）位于U形槽底面上的弧形长槽孔内，所述两根短轴外端借助于轴承和另外两套轴承座（7）连接，两根短轴的轴线与将挡杆（5）安装在选挡轴（27）上的铰轴的轴线重合。

2.根据权利要求1所述的重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置，其特征在于：所述选挡信号发生装置包括固定安装在选挡轴（27）一端部的选挡扇轮（16）和与选挡扇轮（16）外缘配合的选挡微动开关组（17），选挡微动开关组（17）包括四套位于选挡轴（27）正下方的常开触点式微动开关，四套常开触点式微动开关沿着选挡轴（27）的长度方向依次安装在安装板（18）下表面上、且其触点穿过安装板（18）设置，所述选挡扇轮（16）外缘中部设有沿其轴线均布的四个凸块，四个凸块之间的轴向距离等于四套常开触点式微动开关触点之间的间距，所述四个凸块设于选挡扇轮（16）外缘中部、且相邻两个凸块相对于选挡扇轮（16）的轴线呈20度夹角。

3.根据权利要求2所述的重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置，其特征在于：所述换挡信号发生装置包括固定安装在换挡轴（26）的一侧短轴上的换挡扇轮（15）、安装在安装板（18）上表面上的伞齿轮（10）、安装在伞齿轮（10）下表面上的转轴（13）和分设在转轴（13）两侧的换挡微动开关组（12），所述伞齿轮（10）借助于轴承安装在安装板（18）上的通孔内，所述换挡扇轮（15）与伞齿轮（10）相对侧面上设置与伞齿轮（10）啮合的齿环，所述安装板（18）下方设置支承座（14），所述转轴（13）下端借助于止推轴承与支承座（14）连接，转轴两侧分设两块立板，两块立板外侧设置两组常开触点式微动开关，每组常开触点式微动开关包括沿着立板高度方向排列的两套常开触点式微动开关，常开触点式微动开关的触点穿过立板设置，所述转轴（13）上固定设有沿其轴线方向排列的换挡凸轮组，所述换挡凸轮组的外缘面与常开触点式微动开关的触点接触。

4.根据权利要求3所述的重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置，其特征在于：所述选挡轴（27）上还配套安装复位机构，其包括与选挡扇轮（16）对称安装在选挡轴（27）另一端部的复位扇轮（19）和设置在安装板（18）上表面上的复位块（11），所述选挡扇轮（16）内侧面上设置凹槽，所述复位块（11）与选挡扇轮（16）内侧面平齐，所述复位块（11）与选挡扇轮（16）向对面上设置弹性锁舌。

5.根据权利要求4所述的重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置，其特征在于：所述安装板（18）上还设有倒挡限位环（9），所述倒挡限位环（9）设置在换挡轴（26）的U型下方、且其上表面为下凹的球冠面，其中部设置矩形缺口，矩形缺口与换挡轴（26）垂直的两侧立面上设置向内凸出的弧形凸块。

6.根据权利要求5所述的重型汽车半自动变速系统9挡操纵装置，其特征在于：还包括倒挡锁止机构，其包括水平安装手球（4）内的滑块（23）、安装在滑块（23）外端的按钮（22）、水平安装在滑块（23）内端的弧形杆（24）和安装在挡杆（5）内侧的拉杆（20），所述拉杆（20）下端穿过换挡拨块（28）后位于倒挡限位环（9）的矩形缺口内，拉杆（20）上端挂设在弧形杆（24）上，所述挡杆（5）内侧设置套管（25），所述拉杆（20）与套管（25）内孔滑动配合，在挡杆（5）位于空挡位置时，拉杆（20）下端与矩形缺口的两侧里面上设置的弧形凸块位置相对应。