CN106763751A - 一种电动汽车驻车p档伺服电机驱动的滚珠丝杆执行机构 - Google Patents

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陈君宝
刘群
王军
吴爱民
莫小斌
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    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
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Abstract

一种电动汽车驻车P档伺服电机驱动的滚珠丝杆执行机构，包括缸盖，缸盖内设有棘轮、棘爪、传动组件；能转动的棘爪通过扭转弹簧回位，传动组件与P档伺服电机连接，棘爪前端与棘轮通过传动组件实现啮合和分离；传动组件由滚珠丝杆、导向螺母、压缩弹簧、斜面驱动套、导套组成；导向螺母能推动压缩弹簧、斜面驱动套、导套沿滚珠丝杆轴向滑动；斜面驱动套与棘爪尾端通过斜面贴合的方式实现自锁时，棘爪前端与棘轮实现啮合；斜面驱动套与棘爪尾端分离后，棘爪前端与棘轮实现分离。本发明的机械结构简单可靠，机械传动路线短且使用方便，对电动汽车有很好的制动自锁效果，能大大增加电动车辆驻车的可靠性，并实现了智能化控制。

Description

一种电动汽车驻车P档伺服电机驱动的滚珠丝杆执行机构
技术领域
本发明涉及电动汽车减速器驻车领域，特别是涉及一种电动汽车驻车P档伺服电机驱动的滚珠丝杆执行机构。
背景技术
近年来，我们赖以生存的环境随着工业社会的发展进步，污染越来越严重。空气，水源，土壤都不同程度的受到了污染，特别是空气的污染尤为严重，导致新能源汽车（电动汽车）发展成为必然趋势。
电动汽车上更多采用电机驱动，原P档驻车结构中手刹结构已不合适。更希望采用电气直接控制的新机构来智能控制P档驻车动作顺序，同时为了保证安全性，采用双斜面自锁的新结构。
电动汽车的驻车P档是指汽车的泊车档，当电气发出泊车信号后，停车锁止机构将减速器输出轴锁止，汽车车轮被锁死；P档执行机构是指用来将减速器输出轴锁止/解锁的机构。
发明内容
本发明公开了一种电动汽车驻车P档伺服电机驱动的滚珠丝杆执行机构，并采用双斜面自锁的新结构。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电动汽车驻车P档伺服电机驱动的滚珠丝杆执行机构，包括缸盖、棘轮、棘爪、扭转弹簧、销轴、传动组件、P档伺服电机，棘轮安装在缸盖内、棘轮能与减速器的输出轴连接，棘爪通过扭转弹簧和销轴安装在缸盖内、棘爪回复力来源是扭转弹簧，传动组件安装在缸盖内，传动组件与P档伺服电机连接，棘爪前端与棘轮通过传动组件实现啮合和分离；其特征在于：传动组件包括滚珠丝杆，滚珠丝杆的尾端与缸盖连接，滚珠丝杆的前端与P档伺服电机连接，滚珠丝杠与棘轮呈平行设置、并能做旋转运动，滚珠丝杆上设有导向螺母，导向螺母的尾端与缸盖的腔壁滑动连接，导向螺母的前端依次设有压缩弹簧、斜面驱动套、导套，压缩弹簧、斜面驱动套及导套与滚珠丝杠滑动配合，斜面驱动套与棘爪尾端配合部位为斜面；使用时，斜面驱动套与棘爪尾端通过斜面贴合的方式实现自锁时，棘爪前端与棘轮实现啮合；斜面驱动套与棘爪尾端分离后，棘爪前端与棘轮实现分离。
对上述技术方案进一步的限定，所述斜面驱动套为锥台，锥台前端外周面的锥度为29-31°，锥台尾端外周面的锥度为6-12°。
有益效果：1.伺服电机具有速度快、反应快的优点，同时有角度编码器，能精确控制其转角，最终通过滚珠丝杆精确实现棘爪前端位置的定位；2.滚珠丝杆具有高精度、微进给的特点，从而保证了斜面驱动套前移的精度；3.压缩弹簧保证在任何时间斜面驱动套与棘爪贴合，防止产生间隙；如果有间隙，在车辆运行时由于振动，导致斜面驱动套与棘爪尾部产生不间断的冲击碰撞，降低了零件的使用寿命，带来了安全隐患；4.斜面驱动套与棘爪尾端通过双角度斜面贴合，锥台前端的29-31度小斜面起导向作用，方便斜面驱动套伸入棘爪下面，锥台尾端的6-12度小斜面实现自锁作用，防止在伺服电机断电后，由于扭转弹簧的恢复力，导致斜面驱动套从棘爪下面挤出；5.本发明与现有技术相比，本发明的机械结构简单可靠，机械传动路线短且使用方便，对电动汽车有很好的制动自锁效果，能大大增加电动车辆驻车的可靠性，并实现了智能化控制。
附图说明
图1为本发明的立体示意图。
图2为本发明的传动组件示意图。
图3为本发明的斜面自锁结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，一种电动汽车驻车P档伺服电机驱动的滚珠丝杆执行机构，一种电动汽车驻车P档伺服电机驱动的滚珠丝杆执行机构，包括缸盖1、棘轮2、棘爪3、扭转弹簧4、销轴5、传动组件6、P档伺服电机7，棘轮2安装在缸盖1内、棘轮2能与减速器的输出轴连接，棘爪3通过扭转弹簧4和销轴5安装在缸盖1内、棘爪3回复力来源是扭转弹簧，传动组件6安装在缸盖内，传动组件与P档伺服电机7连接，棘爪3前端与棘轮2通过传动组件6实现啮合和分离；传动组件6包括滚珠丝杆601，滚珠丝杆601的尾端与缸盖1的腔壁通过轴承连接，滚珠丝杆601的前端与P档伺服电机7连接，P档伺服电机7连接固定在车架上，单片机控制P档伺服电机转动，滚珠丝杠601与棘轮2呈平行设置、并能做旋转运动，滚珠丝杆601上设有导向螺母602，导向螺母602与滚珠丝杠601啮合，导向螺母602的尾端与缸盖1的腔壁滑动连接、从而限制导向螺母旋转，导向螺母602的前端依次设有压缩弹簧603及斜面驱动套604、斜面驱动套604的前端设有导套605，压缩弹簧603的两端分别抵靠在导向螺母602和斜面驱动套604上、斜面驱动套604的前端通过焊接方式与导套605连接为一体，压缩弹簧、斜面驱动套及导套与滚珠丝杠滑动配合，斜面驱动套与棘爪尾端配合部位为斜面。
如图1所示，对上述棘爪的安装结构进一步的解释：棘爪的中部设有销轴孔，棘爪通过销轴安装在缸盖上，扭转弹簧安装在销轴与棘爪之间，扭转弹簧一侧卡压棘爪、另一侧卡压在缸壳上，棘爪能绕销轴转动，棘爪回复力来源是扭转弹簧。
如图3所示，对上述斜面驱动套与棘爪尾端的斜面贴合结构作进一步的解释：所述斜面驱动套为锥台，锥台前端外周面的锥度为30°，锥台尾端外周面的锥度为8°；棘爪尾端与斜面驱动套接触的一侧面为斜面，棘爪尾端上的斜面能与斜面驱动套尾端的外周面贴合。
如图1所示，对上述导向螺母与缸盖腔壁的滑动连接作进一步的解释：导向螺母尾端的一侧面上向外延伸有凸块，缸盖腔壁上对应于凸块处设有滑槽，凸块与滑槽连接后能限制导向螺母旋转、并能沿滚珠丝杆的轴向滑动。
本发明的工作原理如下：1.驻车状态：P档伺服电机通电正转直接驱动滚珠丝杆，滚珠丝杆旋转驱动导向螺母，导向螺母只沿轴线移动、其转动被限制，导向螺母通过压缩弹簧推动斜面驱动套，斜面驱动套在导套的导向下前移，棘爪与斜面驱动套接触时棘爪绕着销轴转动，斜面驱动套尾端与棘爪尾端通过斜面贴合的方式实现自锁时，棘爪前端与棘轮实现啮合；2.解锁状态：当要行车时，P档伺服电机反转，驱动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠驱动导向螺母后退，导向螺母松开压缩弹簧，此时斜面驱动套和导套自动回位，斜面驱动套与棘爪尾端分离后棘爪在扭转弹簧的作用下绕销轴转动，棘爪前端与棘轮实现分离。

Claims (2)

1.一种电动汽车驻车P档伺服电机驱动的滚珠丝杆执行机构，包括缸盖、棘轮、棘爪、扭转弹簧、销轴、传动组件、P档伺服电机，棘轮安装在缸盖内、棘轮能与减速器的输出轴连接，棘爪通过扭转弹簧和销轴安装在缸盖内、棘爪回复力来源是扭转弹簧，传动组件安装在缸盖内，传动组件与P档伺服电机连接，棘爪前端与棘轮通过传动组件实现啮合和分离；其特征在于：传动组件包括滚珠丝杆，滚珠丝杆的尾端与缸盖连接，滚珠丝杆的前端与P档伺服电机连接，滚珠丝杠与棘轮呈平行设置、并能做旋转运动，滚珠丝杆上设有导向螺母，导向螺母的尾端与缸盖的腔壁滑动连接，导向螺母的前端依次设有压缩弹簧、斜面驱动套、导套，压缩弹簧、斜面驱动套及导套与滚珠丝杠滑动配合，斜面驱动套与棘爪尾端配合部位为斜面；使用时，斜面驱动套与棘爪尾端通过斜面贴合的方式实现自锁时，棘爪前端与棘轮实现啮合；斜面驱动套与棘爪尾端分离后，棘爪前端与棘轮实现分离。
2.根据权利要求1所述一种电动汽车驻车P档伺服电机驱动的滚珠丝杆执行机构，其特征在于：所述斜面驱动套为锥台，锥台前端外周面的锥度为29-31°，锥台尾端外周面的锥度为6-12°。
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