CN108167103B - 一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置属于汽车、电子、精密机械、工业生产、生产制造等技术领域；该装置包括光电机构、运动机构和升降阻尼机构；所述光电机构沿光线传播方向依次同轴设置激光器、透镜、环形透光片和光电转换器，所述运动机构包括锁芯、传动机构、承载端和固定端，其中，锁芯结构基于弹簧弹力，实现了从Start端自动跳回到On端，所述升降阻尼机构设置在所述承载端下方，从上到下依次包括升降气缸和阻尼调整装置；本发明会强制驾驶员在启动汽车时，分别在Acc档和On档作短暂停留，有利于降低电瓶的负担，延长电瓶使用寿命，保护发动机，减少积碳的形成，保护汽车。

Description

一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置

技术领域

本发明一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置属于汽车、电子、精密机械、工业生产、生产制造等技术领域。

背景技术

经常开车的朋友知道，对于钥匙启动方式的汽车而言，钥匙孔上有四个档位，分别是Lock档、Acc档、On档和Strat档。很多人在启动汽车时都习惯插上钥匙后就一拧到底直接点火，表面上看这种操作干净利索且节省时间，但实际上很毁车。

汽车的正确启动方式应该是一档一档来扭动，采用逐级递进的方式来点火启动。将钥匙插入钥匙孔后，从Lock档拧到Acc档后应短暂停留1～2秒左右，这时能听见电器设备通电的声音。从Acc档拧到On档时，全车通电，汽车仪表盘亮起，此时车辆进行自检，同时油泵建立油压，大概等5～10秒左右，当仪表盘指针回落到原点后，就可以拧到Strat档启动汽车。如果直接从Lock档拧到On档，就会给全车瞬间通电，这样会对汽车电瓶造成负担。如果连On档都省略而直接拧到底来启动汽车，除了会损害电瓶且缩短其寿命之外，对发动机也是一种损害，可能会造成发动机启动困难，促使积碳。

目前，实现汽车正确启动都是依靠驾驶员自觉执行，还没有一种方式能够强制驾驶员正确旋拧钥匙的装置。

发明内容

为了规范驾驶员正确旋拧汽车启动钥匙，本发明公开了一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置，该装置会强制驾驶员在启动汽车时，分别在Acc档和On档作短暂停留，有利于降低电瓶的负担，延长电瓶使用寿命，保护发动机，减少积碳的形成，保护汽车。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置，包括光电机构、运动机构和升降阻尼机构；

所述光电机构沿光线传播方向依次同轴设置激光器、透镜、环形透光片和光电转换器；所述激光器和光电转换器分别位于透镜的物方和像方；所述环形透光片随承载端上下运动，包括同轴设置的透明玻璃片和非透明遮光片；从激光器发射的光束，首先经过透镜汇聚，然后经过环形透光片选择，最后成像到光电转换器上；所述光电转换器与控制器电连接，所述控制器还分别与所述升降阻尼机构和汽车驱动系统电连接；

所述运动机构包括锁芯、传动机构、承载端和固定端；所述锁芯由锁栓和锁筒组成，所述锁栓从锁筒中伸出，在锁栓从锁筒中伸出的部分外端设置有主动齿轮；所述承载端为筒形结构，上半部分外端设置有从动齿轮，下半部分与固定端螺纹连接，内部安装环形透光片；所述主动齿轮和从动齿轮之间通过传动机构连接并传递动力；锁芯中的锁栓转动，依次经过主动齿轮、传动机构和从动齿轮传递，使承载端转动，受固定端限定，承载端转动的同时还伴随上下运动，从而带动环形透光片上下运动；

所述锁栓沿锁芯方向依次包括栓部和第一恢复部，所述第一恢复部的截面形状为圆形，在圆形的上方和下方分别设置有上凸起和下凸起，所述上凸起和下凸起相对设置，分别位于零点钟和六点钟位置，所述锁筒沿锁芯方向依次包括筒部和第二恢复部，所述第二恢复部的截面形状为环形，在环形内侧的左方和右方分别设置有左凸起和右凸起，所述左凸起和右凸起相对设置，分别位于三点钟和九点钟的邻域位置，左凸起和右凸起沿逆时针方向的前端面设置有弹簧，所述弹簧两端的连线垂直于第二恢复部截面环形的半径方向；栓部和筒部的连接方式为传统锁芯的结构，将钥匙插入锁栓上的钥匙插孔中，在钥匙对锁栓施加顺时针扭矩，锁栓顺时针旋转到弹簧完全压缩时，为Start端，启动发动机；在撤去钥匙对锁栓的顺时针扭矩时，受弹簧的弹力作用，锁栓逆时针旋转到On端；

所述锁栓和锁筒的调整方法为：

步骤a、确定On端和Start端的位置；

步骤b、在左凸起和右凸起沿逆时针方向的前端面安装弹簧；

步骤c、将钥匙插入锁栓上的钥匙插孔中，在钥匙对锁栓施加顺时针扭矩，锁栓顺时针旋转到弹簧完全压缩，即钥匙旋拧到Start端；

步骤d、撤去钥匙对锁栓的顺时针扭矩，受弹簧的弹力作用，锁栓逆时针旋转，如果：

情况一：锁栓逆时针旋转到On端与Start端之间，更换完全压缩后弹性势能更大的弹簧或增加弹簧，返回步骤c；

情况二：锁栓逆时针旋转到Acc端与On端之间，更换完全压缩后弹性势能更小的弹簧，返回步骤c；

情况三：锁栓逆时针旋转到On端，调整结束；

所述升降阻尼机构设置在所述承载端下方，从上到下依次包括升降气缸和阻尼调整装置；所述升降气缸固定安装在所述阻尼调整装置上，并与所述控制器电连接，由控制器控制升降；所述阻尼调整装置包括上承载板、下固定板、连接杆一、连接杆二、驱动螺栓和固定螺母；所述上承载板上固定安装升降气缸，连接杆一和连接杆二安装在上承载板和下固定板之间，连接杆一和连接杆二通过转轴连接成X形；上承载板的下端面与连接杆一的一端接触连接，与连接杆二的一端转轴连接，下固定板的上端面与连接杆一的另一端转轴连接，与连接杆二的另一端接触连接，所述固定螺母固定安装在下固定板上端面，所述驱动螺栓穿过固定螺母，与连接杆二相连接，固定螺母转动，改变连接杆一和连接杆二之间的夹角，从而改变上承载板和下固定板之间的距离，实现升降阻尼机构对承载端的阻尼调整。

有益效果：

第一、本发明一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置提供了一种集合光机电控一体化的不同于现有技术的全新的汽车点火装置。

第二、在本发明结构下，汽车钥匙在不同档位时，光电转换器会采集到不同的光强，形成不同的电流，控制器能够根据电流大小，判断汽车钥匙所处档位，进而控制升降气缸上升，锁住固定端与承载端之间的旋转运动，强制汽车钥匙在Acc档和On档停留，因此有利于降低电瓶的负担，延长电瓶使用寿命，保护发动机，减少积碳的形成，保护汽车。

第三、本发明还提供了一种全新的汽车钥匙孔结构，利用弹簧的弹性势能使锁栓无法停留在Start端，实现了从Start端到On端的自动跳回。

第四、对于从Start端到On端自动跳回的功能而言，本发明涉及的汽车钥匙孔结构为纯机械结构，制作成本低，技术难度小。

第五、本发明还提供了一种实现从Start端准确跳回到On端的方法，该方法基于一个结构一调试的标定思想，降低了对零部件加工及安装的精度要求，这样不仅提高了零部件的互换性，而且降低了产品制造成本。

第六、在本发明阻尼调整装置的结构下，只需要旋拧驱动螺栓即可调整升降气缸的初始位置，进而实现对Acc档和On档阻尼大小的调整，不仅调整起来非常方便，而且能够实现私人订制，根据每个人的个人情况调整阻尼大小。

附图说明

图1是本发明一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置的结构示意图。

图2是环形透光片的结构示意图。

图3是锁栓中栓部和第一恢复部、锁筒中筒部和第二恢复部的区域分割示意图。

图4是锁栓第一恢复部和锁筒第二恢复部之间的安装结构示意图。

图中：1光电机构、11激光器、12透镜、13环形透光片、131透明玻璃片、132非透明遮光片、14光电转换器、15控制器、2运动机构、21锁芯、211锁栓、2111上凸起、2112下凸起、212锁筒、2121左凸起、2122右凸起、2123弹簧、22传动机构、23承载端、24固定端、3升降阻尼机构、31升降气缸、32阻尼调整装置、321上承载板、322下固定板、323连接杆一、324连接杆二、325驱动螺栓、326固定螺母。

具体实施例

下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例是本发明一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置实施例。

本实施例的一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置，如图1所示，该汽车点火装置包括光电机构1、运动机构2和升降阻尼机构3；

所述光电机构1沿光线传播方向依次同轴设置激光器11、透镜12、环形透光片13和光电转换器14；所述激光器11和光电转换器14分别位于透镜12的物方和像方；所述环形透光片13随承载端23上下运动，包括同轴设置的透明玻璃片131和非透明遮光片132，如图2所示；从激光器11发射的光束，首先经过透镜12汇聚，然后经过环形透光片13选择，最后成像到光电转换器14上；所述光电转换器14与控制器15电连接，所述控制器15还分别与所述升降阻尼机构3和汽车驱动系统电连接；

所述运动机构2包括锁芯21、传动机构22、承载端23和固定端24；所述锁芯21由锁栓211和锁筒212组成，所述锁栓211从锁筒212中伸出，在锁栓211从锁筒212中伸出的部分外端设置有主动齿轮；所述承载端23为筒形结构，上半部分外端设置有从动齿轮，下半部分与固定端24螺纹连接，内部安装环形透光片13；所述主动齿轮和从动齿轮之间通过传动机构22连接并传递动力；锁芯21中的锁栓211转动，依次经过主动齿轮、传动机构22和从动齿轮传递，使承载端23转动，受固定端24限定，承载端23转动的同时还伴随上下运动，从而带动环形透光片13上下运动，需要说明的是，在附图1中，为了方便理解，对传动机构22进行了简化绘制处理，但不能否认的是，本领域技术人员能够知道如何将锁栓211转动的动力传递给承载端23，并结合实际需求，设计出相应结构；

所述锁栓211沿锁芯21方向依次包括栓部和第一恢复部，所述第一恢复部的截面形状为圆形，在圆形的上方和下方分别设置有上凸起2111和下凸起2112，所述上凸起2111和下凸起2112相对设置，分别位于零点钟和六点钟位置，所述锁筒212沿锁芯21方向依次包括筒部和第二恢复部，所述第二恢复部的截面形状为环形，在环形内侧的左方和右方分别设置有左凸起2121和右凸起2122，所述左凸起2121和右凸起2122相对设置，分别位于三点钟和九点钟的邻域位置，左凸起2121和右凸起2122沿逆时针方向的前端面设置有弹簧2123，所述弹簧2123两端的连线垂直于第二恢复部截面环形的半径方向；栓部和筒部的连接方式为传统锁芯的结构，锁栓211中栓部和第一恢复部、锁筒212中筒部和第二恢复部的区域分割示意图如图3所示，锁栓211第一恢复部和锁筒212第二恢复部之间的安装结构示意图如图4所示；将钥匙插入锁栓211上的钥匙插孔中，在钥匙对锁栓211施加顺时针扭矩，锁栓211顺时针旋转到弹簧2123完全压缩时，为Start端，启动发动机；在撤去钥匙对锁栓211的顺时针扭矩时，受弹簧2123的弹力作用，锁栓211逆时针旋转到On端；

所述锁栓211和锁筒212的调整方法为：

步骤a、确定On端和Start端的位置；

步骤b、在左凸起2121和右凸起2122沿逆时针方向的前端面安装弹簧2123；

步骤c、将钥匙插入锁栓211上的钥匙插孔中，在钥匙对锁栓211施加顺时针扭矩，锁栓211顺时针旋转到弹簧2123完全压缩，即钥匙旋拧到Start端；

步骤d、撤去钥匙对锁栓211的顺时针扭矩，受弹簧2123的弹力作用，锁栓211逆时针旋转，如果：

情况一：锁栓211逆时针旋转到On端与Start端之间，更换完全压缩后弹性势能更大的弹簧2123或增加弹簧2123，返回步骤c；

情况二：锁栓211逆时针旋转到Acc端与On端之间，更换完全压缩后弹性势能更小的弹簧2123，返回步骤c；

情况三：锁栓211逆时针旋转到On端，调整结束；

所述升降阻尼机构3设置在所述承载端23下方，从上到下依次包括升降气缸31和阻尼调整装置32；所述升降气缸31固定安装在所述阻尼调整装置32上，并与所述控制器15电连接，由控制器15控制升降；所述阻尼调整装置32包括上承载板321、下固定板322、连接杆一323、连接杆二324、驱动螺栓325和固定螺母326；所述上承载板321上固定安装升降气缸31，连接杆一323和连接杆二324安装在上承载板321和下固定板322之间，连接杆一323和连接杆二324通过转轴连接成X形；上承载板321的下端面与连接杆一323的一端接触连接，与连接杆二324的一端转轴连接，下固定板322的上端面与连接杆一323的另一端转轴连接，与连接杆二324的另一端接触连接，所述固定螺母326固定安装在下固定板322上端面，所述驱动螺栓325穿过固定螺母326，与连接杆二324相连接，固定螺母326转动，改变连接杆一323和连接杆二324之间的夹角，从而改变上承载板321和下固定板322之间的距离，实现升降阻尼机构3对承载端23的阻尼调整。

具体实施例二

本实施例是一种汽车点火方法实施例。

本实施例的一种汽车点火方法，是基于具体实施例一所述的基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置实现的。

本实施例的汽车点火方法，包括如下步骤：

步骤a、在控制器15上分别设置光电转换器14的光强阈值和升降气缸31的阻尼时间，所述阈值包括Lock 光强阈值、Acc光强阈值、On光强阈值和Start光强阈值，所述阻尼时间包括Acc阻尼时间和On阻尼时间；通过旋拧驱动螺栓325设置阻尼大小；

步骤b、将钥匙插入锁栓211的钥匙孔内，旋转锁栓211，依次经过主动齿轮、传动机构22和从动齿轮传递，使承载端23转动，受固定端24限定，承载端23转动的同时还伴随上下运动，从而带动环形透光片13上下运动；

步骤c、通过控制器15判断光电转换器14是否接收到新的光强阈值信号，如果：

没有接收到新的光强阈值信号，控制器15不作任何反应，重复步骤c；

接收到新的光强阈值信号，进入步骤d；

步骤d、判断控制器15接收的是哪个光强阈值信号，如果：

接收到Lock 光强阈值信号，关闭所有电路，锁定方向盘；

接收到Acc光强阈值信号，判断光强变化方向，如果：

光电转换器14接收到的光强从小到大变化，则控制器15接通附属设备电路，并控制升降气缸31伸出，维持Acc阻尼时间，回到步骤c；

光电转换器14接收到的光强从大到小变化，则关闭附属设备电路外的全部用电设备电路，回到步骤c；

接收到On光强阈值信号，判断光强变化方向，如果：

光电转换器14接收到的光强从小到大变化，则控制器15接通附属设备电路外的全部用电设备电路，并控制升降气缸31伸出，维持On阻尼时间，回到步骤c；

光电转换器14接收到的光强从大到小变化，则控制器15不作任何反应，回到步骤c；

接收到Start光强阈值信号，启动发动机。

Claims (1)

1.一种基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置，其特征在于，包括光电机构（1）、运动机构（2）和升降阻尼机构（3）；

所述光电机构（1）沿光线传播方向依次同轴设置激光器（11）、透镜（12）、环形透光片（13）和光电转换器（14）；所述激光器（11）和光电转换器（14）分别位于透镜（12）的物方和像方；所述环形透光片（13）随承载端（23）上下运动，包括同轴设置的透明玻璃片（131）和非透明遮光片（132）；从激光器（11）发射的光束，首先经过透镜（12）汇聚，然后经过环形透光片（13）选择，最后成像到光电转换器（14）上；所述光电转换器（14）与控制器（15）电连接，所述控制器（15）还分别与所述升降阻尼机构（3）和汽车驱动系统电连接；

所述运动机构（2）包括锁芯（21）、传动机构（22）、承载端（23）和固定端（24）；所述锁芯（21）由锁栓（211）和锁筒（212）组成，所述锁栓（211）从锁筒（212）中伸出，在锁栓（211）从锁筒（212）中伸出的部分外端设置有主动齿轮；所述承载端（23）为筒形结构，上半部分外端设置有从动齿轮，下半部分与固定端（24）螺纹连接，内部安装环形透光片（13）；所述主动齿轮和从动齿轮之间通过传动机构（22）连接并传递动力；锁芯（21）中的锁栓（211）转动，依次经过主动齿轮、传动机构（22）和从动齿轮传递，使承载端（23）转动，受固定端（24）限定，承载端（23）转动的同时还伴随上下运动，从而带动环形透光片（13）上下运动；

所述锁栓（211）沿锁芯（21）方向依次包括栓部和第一恢复部，所述第一恢复部的截面形状为圆形，在圆形的上方和下方分别设置有上凸起（2111）和下凸起（2112），所述上凸起（2111）和下凸起（2112）相对设置，分别位于零点钟和六点钟位置，所述锁筒（212）沿锁芯（21）方向依次包括筒部和第二恢复部，所述第二恢复部的截面形状为环形，在环形内侧的左方和右方分别设置有左凸起（2121）和右凸起（2122），所述左凸起（2121）和右凸起（2122）相对设置，分别位于三点钟和九点钟的邻域位置，左凸起（2121）和右凸起（2122）沿逆时针方向的前端面设置有弹簧（2123），所述弹簧（2123）两端的连线垂直于第二恢复部截面环形的半径方向；栓部和筒部的连接方式为传统锁芯的结构，将钥匙插入锁栓（211）上的钥匙插孔中，在钥匙对锁栓（211）施加顺时针扭矩，锁栓（211）顺时针旋转到弹簧（2123）完全压缩时，为Start端，启动发动机；在撤去钥匙对锁栓（211）的顺时针扭矩时，受弹簧（2123）的弹力作用，锁栓（211）逆时针旋转到On端；

所述锁栓（211）和锁筒（212）的调整方法为：

步骤a、确定On端和Start端的位置；

步骤b、在左凸起（2121）和右凸起（2122）沿逆时针方向的前端面安装弹簧（2123）；

步骤c、将钥匙插入锁栓（211）上的钥匙插孔中，在钥匙对锁栓（211）施加顺时针扭矩，锁栓（211）顺时针旋转到弹簧（2123）完全压缩，即钥匙旋拧到Start端；

步骤d、撤去钥匙对锁栓（211）的顺时针扭矩，受弹簧（2123）的弹力作用，锁栓（211）逆时针旋转，如果：

情况一：锁栓（211）逆时针旋转到On端与Start端之间，更换完全压缩后弹性势能更大的弹簧（2123）或增加弹簧（2123），返回步骤c；

情况二：锁栓（211）逆时针旋转到Acc端与On端之间，更换完全压缩后弹性势能更小的弹簧（2123），返回步骤c；

情况三：锁栓（211）逆时针旋转到On端，调整结束；

所述升降阻尼机构（3）设置在所述承载端（23）下方，从上到下依次包括升降气缸（31）和阻尼调整装置（32）；所述升降气缸（31）固定安装在所述阻尼调整装置（32）上，并与所述控制器（15）电连接，由控制器（15）控制升降；所述阻尼调整装置（32）包括上承载板（321）、下固定板（322）、连接杆一（323）、连接杆二（324）、驱动螺栓（325）和固定螺母（326）；所述上承载板（321）上固定安装升降气缸（31），连接杆一（323）和连接杆二（324）安装在上承载板（321）和下固定板（322）之间，连接杆一（323）和连接杆二（324）通过转轴连接成X形；上承载板（321）的下端面与连接杆一（323）的一端接触连接，与连接杆二（324）的一端转轴连接，下固定板（322）的上端面与连接杆一（323）的另一端转轴连接，与连接杆二（324）的另一端接触连接，所述固定螺母（326）固定安装在下固定板（322）上端面，所述驱动螺栓（325）穿过固定螺母（326），与连接杆二（324）相连接，固定螺母（326）转动，改变连接杆一（323）和连接杆二（324）之间的夹角，从而改变上承载板（321）和下固定板（322）之间的距离，实现升降阻尼机构（3）对承载端（23）的阻尼调整；

基于所述基于弹簧弹力的锁栓锁筒结构的汽车点火装置实现的汽车点火方法，包括如下步骤：

步骤a、在控制器（15）上分别设置光电转换器（14）的光强阈值和升降气缸（31）的阻尼时间，所述阈值包括Lock 光强阈值、Acc光强阈值、On光强阈值和Start光强阈值，所述阻尼时间包括Acc阻尼时间和On阻尼时间；通过旋拧驱动螺栓（325）设置阻尼大小；

步骤b、将钥匙插入锁栓（211）的钥匙孔内，旋转锁栓（211），依次经过主动齿轮、传动机构（22）和从动齿轮传递，使承载端（23）转动，受固定端（24）限定，承载端（23）转动的同时还伴随上下运动，从而带动环形透光片（13）上下运动；

步骤c、通过控制器（15）判断光电转换器（14）是否接收到新的光强阈值信号，如果：

没有接收到新的光强阈值信号，控制器（15）不作任何反应，重复步骤c；

接收到新的光强阈值信号，进入步骤d；

步骤d、判断控制器（15）接收的是哪个光强阈值信号，如果：

接收到Lock 光强阈值信号，关闭所有电路，锁定方向盘；

接收到Acc光强阈值信号，判断光强变化方向，如果：

光电转换器（14）接收到的光强从小到大变化，则控制器（15）接通附属设备电路，并控制升降气缸（31）伸出，维持Acc阻尼时间，回到步骤c；

光电转换器（14）接收到的光强从大到小变化，则关闭附属设备电路外的全部用电设备电路，回到步骤c；

接收到On光强阈值信号，判断光强变化方向，如果：

光电转换器（14）接收到的光强从小到大变化，则控制器（15）接通附属设备电路外的全部用电设备电路，并控制升降气缸（31）伸出，维持On阻尼时间，回到步骤c；

光电转换器（14）接收到的光强从大到小变化，则控制器（15）不作任何反应，回到步骤c；

接收到Start光强阈值信号，启动发动机。

Images