CN108266084B - 一种通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置及其工作方法，促动装置包括电机、传动机构、电磁离合装置和电子控制单元，所述电机的主轴上设有传动机构，所述传动机构连接电磁离合装置，所述电子控制单元与所述电机及电磁离合装置电性连接。本发明所述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，其结构合理紧凑，同时具有电动和手动开关门功能，能够满足客户不同使用习惯。此外，无论是电动模式还是手动模式，无需切换，操作简单，使用方便，可以适用于多种应用场景，具有极高的应用价值。

Description

一种通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装 置及其工作方法

技术领域

本发明属于机械自动化技术领域，具体地，涉及一种通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置及其工作方法，特别但是不限于应用于智能汽车和智能家用电器。

背景技术

目前市场上现有产品中，大多是通过人力将汽车如充电口盖或家用电器如微波炉炉门打开，不利于实现智能化，操作起来也不便捷。虽然有少数安装有电动开闭门装置，但是这些装置在停电或电动开闭装置出现故障时，由于传动系统的传动比较大，手动开闭需要克服很大的阻力而不能采用手动开闭，适用起来非常不便捷。如果传动系统具有自锁，强制手动开闭就会破坏机械传动机构。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置以及该通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置的工作方法。

技术方案：本发明提供了一种通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，包括电机、传动机构、电磁离合装置和电子控制单元，所述电机的主轴上设有传动机构，所述传动机构连接电磁离合装置，所述电子控制单元与所述电机及电磁离合装置电性连接。本发明所述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，其结构合理紧凑，同时具有电动和手动开关门功能，能够满足客户不同使用习惯。此外，无论是电动模式还是手动模式，无需切换，操作简单，使用方便，可以适用于多种应用场景，具有极高的应用价值。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，所述传动机构为具有自锁或自定位转矩的齿轮传动机构或带传动机构。其中，自定位转矩是指传动机构具有较大传动比，在反行程传动时产生较大的阻力距。作为一种优选，适用为了解决传动机构于具有自锁，或因较大传动比在反行程产生较大阻力距，不能或不易手动操作的问题。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，所述的齿轮传动机构包括蜗杆斜齿轮传动机构、蜗杆蜗轮传动机构、多级行星传动机构和多级平行轴传动机构；所述的带传动机构优选为多级同步带轮。

作为一种优选，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，所述传动机构包括蜗杆和双联齿轮，所述蜗杆设于电机的主轴上；所述双联齿轮由同心刚性连接的斜齿轮和设于斜齿轮上的第一直齿轮组成，所述蜗杆和斜齿轮啮合。传动机构的结构合理，多设置一级直齿轮传动，蜗杆斜齿轮的轴向力不会影响电磁离合器，避免由于斜齿轮直接设置在离合器上导致的斜齿轮传动会有轴向力，可能会对电磁离合器产生的影响。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，所述电磁离合装置外侧设有与所述第一直齿轮啮合的第二直齿轮，所述电磁离合装置的轴套孔安装有与门体主轴刚性连接的输出轴。电磁离合装置结构合理，作为一种优选，电磁离合器选用干式单板微型电磁离合器。此外，可以在电磁离合器后可以增加齿轮，带轮等其他传动机构，实现不同的传动比或满足特定的传动距离。另，电磁离合器也可以用双向超越离合器替代，工作时，不需要向双向超越离合器通电，从而实现节省能源。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，所述蜗杆具有适宜的导程角，斜齿轮具有适宜的螺旋角，反行程具有自锁或者自定位转矩。其中，最优选为金属蜗杆和塑料斜齿轮。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，作为一种优选，所述斜齿轮为POM、尼龙等塑料材料等斜齿轮。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，所述电机为直流电机或微型减速电机。作为一种优选，直流电机为永磁直流电机，固定在壳体内。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，所述电磁离合装置包括主动部件和从动部件，主动部件与从动部件之间可以自由转动；所述第二直齿轮设置于主动部件上，所述电磁离合装置的轴套孔设于从动部件上。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，所述电子控制单元由开关、线束、传感器和逻辑电路板组成，所述逻辑电路板与电机、电磁离合装置、传感器以及开关通过线束电性连接。电子控制单元通过接受开关和传感器的信号经过逻辑电路板的判断控制电机和电磁离合器工作。其中，开关和传感器可以选择多样，根据不同的应用环境进行选择，适用性好。开关可以根据需要选择按键开关、语音控制开关，光电开关等类型。传感器可以根据需要选择光栅传感器，角度传感器或微动开关，传感器用来判断门的位置，例如按压开门开关后，如果此时，门已经处于开门开关，那么传感器就会探知这个信息，并将这个信息转化为电信号告知逻辑电路板，逻辑电路板经过逻辑判断，就不会向电机和电磁离合器通电，否则控制系统就会失效。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，还包括壳体，所述电机、传动机构、电磁离合装置固定安装在壳体内。壳体可以采用适宜的材料制成，如塑料注塑、金属板冲等制成，并且壳体以适宜的方式如通过螺纹连接固定在汽车或家用电器的本体上。

本发明还提供一种通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置的工作方法，包括以下步骤：

自动开/关门时，开关将开门或关门指令通过线束以电信号的方式输入到给电子控制单元，电子控制单元的逻辑电路板综合开门或关门指令信号和传感器电信号，经过判断确认信号有效后，分别向电机和电磁离合装置通电；电机的主轴转动带动蜗杆转动，蜗杆带动斜齿轮转动，第一直齿轮进一步带动第二直齿轮转动，电磁离合装置的电磁线圈产生电磁力使主动部件和从动部件产生压紧力，主动部件转动驱动从动部件转动，从而带动输出轴转动，从而带动门体的旋转；

当门体旋转到预定的开门位置或关门位置，传感器将信号传递给电子控制单元，电子控制单元经过逻辑电路板确认信号有效后，停止向电机和电磁离合装置通电，从而完成电动开门或关门。

本发明所述通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置的工作方法，方法合理，电机通电后向外输出旋转动力；电磁离合装置通电后，接通动力传输路径。电磁离合装置不通电时，电磁离合装置的主动部件与从动部件之间可以自由转动，通电后，电磁线圈产生电磁力是主动部件和从动部件产生压紧力，当主动件转动时，由于主动部件与从动部件存在压紧力就会产生摩擦力，通过摩擦力作用，主动部件驱动从动部件一起运动。这样由电机输出的动力，经过传动机构和通电的电磁离合装置带动输出轴旋转，从而带动旋转门的旋转。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置的工作方法，手动开/关门时，拉动门体转动，门体沿输出轴转动，从而实现手动开门或关门。由于此时，电磁离合处于切断状态，电磁离合装置的主动部件和从动部件没有结合，所以门体不会带动从电磁离合器至电机之间的其他传动装置运动，实现手动开门或关门。操作方便，手动模式由机械结构保证，不需要逻辑电路控制，由机械部分即可保证，在断电或者故障的时候仍然可以使用。无论是电动模式还是手动模式，无需切换，操作简单，使用方便。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，其结构合理紧凑，同时具有电动和手动开关门功能，可以使各类门体轻松实现手动和电动开关门，不需要任何切换装置或额外操作，使用起来比较便利，同时更加智能化，能够满足客户不同使用习惯，可以适用于多种应用场景，同时自动化和智能化程度高，具有极高的应用价值。

附图说明

图1为本发明所述通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置的结构示意图；

图2为本发明所述通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置电性连接示意图；

图中：1壳体、2电机、3传动机构、31蜗杆、32双联齿轮、321斜齿轮、322第一直齿轮、4电磁离合装置、41输出轴、42第二直齿轮、5电子控制单元、51开关、52传感器、53逻辑电路板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1所示的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，壳体1、电机2、传动机构3、电磁离合装置4和电子控制单元5，所述电机2、传动机构3、电磁离合装置4固定安装在壳体1内。

其中，所述电机2的主轴上设有传动机构3，所述传动机构3连接电磁离合装置4，所述电子控制单元5与所述电机2及电磁离合装置4电性连接。并且，所述传动机构3为具有自锁或自定位转矩的齿轮传动机构或带传动机构。根据需要，所述的齿轮传动机构可以为蜗杆斜齿轮传动机构、蜗杆蜗轮传动机构、多级行星传动机构和多级平行轴传动机构。而，所述的带传动机构优选为多级同步带轮。

在本实施例中，所述传动机构3包括蜗杆31和双联齿轮32，所述蜗杆31设于电机2的主轴上，并且，所述蜗杆31和斜齿轮321的导程角小于摩擦角。再，所述双联齿轮32由同心刚性连接的斜齿轮321和设于斜齿轮321上的第一直齿轮322组成，所述蜗杆31和斜齿轮321啮合。又，所述电磁离合装置4外侧设有与所述第一直齿轮322啮合的第二直齿轮42，所述电磁离合装置4的轴套孔安装有与门体主轴刚性连接的输出轴41。此外，所述电磁离合装置4包括主动部件和从动部件，主动部件与从动部件之间可以自由转动。其中，所述第二直齿轮42设置于主动部件上，所述电磁离合装置4的轴套孔设于从动部件上。

进一步的，上述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，如图2所示，所述电子控制单元5由开关51、线束、传感器52和逻辑电路板53组成，所述逻辑电路板53与电机2、电磁离合装置4、传感器52以及开关51通过线束电性连接。

上述通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置的工作方法，基于以上的结构基础，包括以下步骤：

自动开/关门时，开关51将开门或关门指令通过线束以电信号的方式输入到电子控制单元5，电子控制单元5的逻辑电路板53综合开门或者关门指令信号和传感器52电信号，经过逻辑判断确认信号有效后，分别向电机2和电磁离合装置4通电；电机2的主轴转动带动蜗杆31转动，蜗杆31带动斜齿轮321转动，第一直齿轮322进一步带动第二直齿轮42转动，电磁离合装置4的电磁线圈产生电磁力使主动部件和从动部件产生压紧力，当主动件转动时，由于主动部件与从动部件存在压紧力就会产生摩擦力，通过摩擦力作用，主动部件转动驱动从动部件转动，实现主动部件驱动从动部件一起运动，从而带动输出轴41转动，从而带动门体的旋转；

当门体旋转到预定的开门位置或关门位置，传感器52将信号传递给电子控制单元5，电子控制单元5经过逻辑电路板确认信号有效后，停止向电机2和电磁离合装置4通电，从而完成电动开门或关门。

手动开/关门时，拉动门体转动，门体沿输出轴41转动，从而实现手动开门或关门。由于此时，电磁离合装置4处于切断状态，电磁离合装置4的主动部件和从动部件没有结合，所以门体不会带动从电磁离合装置4至电机2之间的其他传动装置运动，实现手动开门或关门。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，其特征在于：包括电机（2）、传动机构（3）、电磁离合装置（4）和电子控制单元（5），所述电机（2）的主轴上设有传动机构（3），所述传动机构（3）连接电磁离合装置（4），所述电子控制单元（5）与所述电机（2）及电磁离合装置（4）电性连接；

所述传动机构（3）包括蜗杆（31）和双联齿轮（32），所述蜗杆（31）设于电机（2）的主轴上；所述双联齿轮（32）由同心连接的斜齿轮（321）和第一直齿轮（322）组成，所述第一直齿轮（322）的径向尺寸小于斜齿轮（321）的径向尺寸；所述蜗杆（31）和斜齿轮（321）啮合；

所述电磁离合装置（4）包括主动部件和从动部件，所述主动部件上设置有第二直齿轮（42），所述第二直齿轮（42）与所述第一直齿轮（322）啮合；主动部件与从动部件之间可以自由转动，电磁离合装置（4）工作时主动部件转动驱动从动部件一起转动；

所述电磁离合装置（4）外侧设有与所述第一直齿轮（322）啮合的第二直齿轮（42）；所述电磁离合装置（4）的轴套孔设于从动部件上；所述电磁离合装置（4）的轴套孔安装有与门体主轴刚性连接的输出轴（41）；

所述电子控制单元（5）由开关（51）、线束、传感器（52）和逻辑电路板（53）组成，所述逻辑电路板（53）与电机（2）、电磁离合装置（4）、传感器（52）以及开关（51）通过线束电性连接。

2.根据权利要求1所述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置，其特征在于：还包括壳体（1），所述电机（2）、传动机构（3）、电磁离合装置（4）固定安装在壳体（1）内。

3.一种根据权利要求1或2所述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

自动开/关门时，开关（51）将开门或关门指令通过线束以电信号的方式输入到给电子控制单元（5），电子控制单元（5）的逻辑电路板（53）综合开门或关门指令信号和传感器（52）电信号，经过判断确认信号有效后，分别向电机（2）和电磁离合装置（4）通电；电机（2）的主轴转动带动蜗杆（31）转动，蜗杆（31）带动斜齿轮（321）转动，第一直齿轮（322）进一步带动第二直齿轮（42）转动，电磁离合装置（4）的电磁线圈产生电磁力使主动部件和从动部件产生压紧力，主动部件转动驱动从动部件转动，从而带动输出轴（41）转动，从而带动门体的旋转；

当门体旋转到预定的开门位置或关门位置，传感器（52）将信号传递给电子控制单元（5），电子控制单元（5）经过逻辑电路板确认信号有效后，停止向电机（2）和电磁离合装置（4）通电，从而完成电动开门或关门。

4.根据权利要求3所述的通过电磁离合器实现可手动操作的电动的开闭门促动装置的工作方法，其特征在于：手动开/关门时，拉动门体转动，门体沿输出轴（41）转动，从而完成手动开门或关门。