CN108533745B - 一种自动切换分动箱档位的执行机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动切换分动箱档位的执行机构，属于车用附件技术领域，其包括壳体，特征在于：第一电机连接第一减速器，第一减速器的输出端连接第一驱动齿轮，第一驱动齿轮连接第一齿条，第一齿条开设在第一输出轴上；第一减速器还连接第一位置传感器，第一传感器的信号作为第一电机电源通断的控制信号；第二电机的电机轴连接第二减速器，第二减速器的输出端连接第二驱动齿轮，第二驱动齿轮连接第二齿条，第二齿条开设在第二输出轴上；第二减速器还连接第二位置传感器，第二传感器的信号作为第二电机电源通断的控制信号；壳体内还固定有第二电机的电源开关，第一驱动齿轮的转动能够打开电源开关。此执行机构能够自动完成分动箱档位的切换。
Description
技术领域
本发明属于车用附件技术领域，具体涉及一种自动切换分动箱档位的执行机构。
背景技术
分动箱是将发动机的动力进行分配的装置，可以将动力输出到后轴，或者同时输出到前轴和后轴。带有分动箱的汽车，都是动力先由传动轴传递到分动箱，再由分动箱来进行动力分配，分别传递到前轴和后轴，并且可以在后驱和四驱之间切换，多使用在硬派越野车上。
随着电子技术的高速发展，分动箱工作状态的切换需要一款电子执行机构来精准完成。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自动切换分动箱档位的执行机构，能够自动完成分动箱档位的切换。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种自动切换分动箱档位的执行机构，包括壳体，其特征在于：所述壳体内设置第一电机，第一电机的电机轴连接第一减速器，第一减速器的输出端连接第一驱动齿轮，第一驱动齿轮连接第一齿条，第一齿条开设在第一输出轴上，第一输出轴伸出壳体外；第一减速器还连接第一位置传感器，第一传感器的信号作为第一电机电源通断的控制信号；
所述壳体内还设置第二电机，第二电机的电机轴连接第二减速器，第二减速器的输出端连接第二驱动齿轮，第二驱动齿轮连接第二齿条，第二齿条开设在第二输出轴上，第二输出轴伸出壳体外；第二减速器还连接第二位置传感器，第二传感器的信号作为第二电机电源通断的控制信号；
所述壳体内还固定有第二电机的电源开关，第一驱动齿轮的转动能够控制电源开关的通断。
优选的，所述第一减速器和第二减速器均包括减速齿轮系，减速齿轮系的终级齿轮连接各自的驱动齿轮，减速齿轮系连接各自的位置传感器。
优选的，所述第一位置传感器和第二位置传感器中均设置固定在壳体内的联动齿轮座，联动齿轮座上安装联动齿轮，联动齿轮连接各自的减速齿轮系，联动齿轮座上设置导电滑道，联动齿轮上设置电刷，电刷能接触在导电滑道上。
优选的，所述第一位置传感器和第二位置传感器中均设置固定在壳体内的联动齿轮座，联动齿轮座上安装联动齿轮，联动齿轮连接各自的减速齿轮系，联动齿轮座上固定霍尔传感器，联动齿轮的轮轴上固定磁环，磁环上设置凸块，霍尔传感器检测凸块的位置。
优选的，所述磁环包括第一磁环和第二磁环，第一磁环上开设插槽或者设置凸块，插槽或者凸块上插装第二磁环，第二磁环的极性与第一磁环相反，霍尔传感器检测凸块的位置信号。
优选的，所述第一减速器和第二减速器还包括安装在各自电机轴的上的蜗杆，蜗杆上配装蜗轮，蜗轮带动减速齿轮系。
优选的，所述减速齿轮系设置动力缓冲装置。
优选的，所述动力缓冲装置包括固定轴，固定轴上安装中间齿轮、蜗簧安装架和终级齿轮，蜗簧安装架上设置拨臂，蜗簧安装架上安装蜗簧，蜗簧的内端固定在蜗簧安装架上，中间齿轮上固定齿轮安装架，齿轮安装架上设置伸向拨臂的凸爪，终级齿轮上安装终级齿轮支架，终级齿轮支架上设置拨叉，拨叉连接蜗簧的外端。
优选的，所述终级齿轮与各自的驱动齿轮为同一齿轮体或者不同齿轮体。
优选的，所述电源开关为压触开关，第一驱动齿轮上固定凸轮，凸轮能碰触压触开关。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、由于采用第一电机控制第一输出轴的伸出状态，第二电机控制第二输出轴的状态，并且第二电机受第一输出轴状态的限制，只有第一输出轴伸出后方能关闭第二电机的电源开关，使得第二电机处于受控状态，以此来达到第一输出轴和第二输出轴均不伸出、第一输出轴伸出第二输出轴不伸出以及第一输出轴和第二输出轴均输出三种状态，来对应分动箱2L、4L和4H三种档位，即依靠第一输出轴和第二输出轴的状态转变来自动完成分动箱档位的切换。
2、由于第一减速器和第二减速器采用减速齿轮系来完成减速，技术成熟，性能稳定且造价低廉，利于提高其性价比。
3、由于位置传感器采用在在壳体内固定联动齿轮座，联动齿轮座上安装联动齿轮，联动齿轮被各自的减速齿轮系带动，带动电刷转动，从而依靠电刷与导电滑道间的通断信号来检测减速齿轮系带动的输出轴的位置，此手段简单可靠，稳定性高；还可以采用霍尔传感器的非接触式检测方式，也可以可靠地完成输出轴位置的检测，并以此控制电机的运行状态，实现精确控制。
4、由于第一减速器和第二减速器还设置了安装在各自电机轴的上的蜗杆，蜗杆上配装蜗轮，蜗轮带动减速齿轮系，依靠蜗轮蜗杆完成动力方向的改变，使得此执行机构在结构上更加紧凑，减小安装空间。
5、由于减速齿轮系设置动力缓冲装置，能够避免传递动力间的硬性接触，利于延长执行机构的使用寿命。
6、由于动力缓冲装置包括固定轴，固定轴上安装中间齿轮、蜗簧安装架和终级齿轮，蜗簧安装架上设置拨臂，蜗簧安装架上安装蜗簧，蜗簧的内端固定在蜗簧安装架上，中间齿轮上固定齿轮安装架，齿轮安装架上设置伸向拨臂的凸爪，终级齿轮上安装终级齿轮支架，终级齿轮支架上设置拨叉，拨叉连接蜗簧的外端，使得中间齿轮通过蜗簧带动终级齿轮转动，而蜗簧作为技术成熟的常用部件，性能可靠稳定。
7、基于安装位置的需要，终级齿轮也可以作为驱动齿轮，也可以联动另一个齿轮体作为驱动齿轮使用，均是依靠齿轮来完成动力的传递，对于传递中的中间齿轮的数量没有具体限制，只是作为便于表述的一种方式而已。
8、由于电源开关为压触开关，第一驱动齿轮上固定凸轮，凸轮能碰触压触开关，依靠凸轮的位置来关闭第二电机的电源开关，技术成熟，性能可靠。
9、本发明结构原理简单，能够精准控制第一输出轴与第二输出轴的状态，并依靠此状态来自动完成分动箱的档位转换，便于在行业内推广应用。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图（仅包含部分壳体）；
图2是图1的爆炸结构示意图；
图3是减速齿轮系的爆炸结构图；
图4是位置传感器的爆炸结构图。
图中标记：1、壳体；2、第一电机；3、第二电机；4、中间齿轮；5、齿轮安装架；6、第一输出轴；7、第二输出轴；8、凸爪；9、蜗簧；10、蜗簧安装架；11、终级齿轮支架；12、终级齿轮；13、拨臂；14、拨叉；15、凸轮；16、小齿轮；17、驱动齿轮；18、蜗轮；19、蜗杆；20、联动齿轮座；21、电刷；22、联动齿轮；23、压触开关；24、导电滑道；25、固定轴；26、第二齿条。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明的主旨思想是由一动力源带动一输出轴，另一动力源带动另一输出轴，并通过动力源控制输出轴的伸出状态，输出轴具有伸出次序联动，只有一输出轴伸出到位后，另一输出轴方能伸出，从而使得输出轴具有都不伸出、一根伸出另一根不伸出以及都伸出三种状态，来对应分动箱2L、4L和4H三种档位，通过控制输出轴的状态来实现分动箱的自动切换档位操作。
如图1和图2所示，本发明在壳体1内设置第一电机2，第一电机2的电机轴上安装蜗杆19，蜗杆19上配装蜗轮18，蜗轮18带动由多个齿轮配合实现减速构成的减速齿轮系。如图3所示，减速齿轮系设置安装在壳体1上的固定轴25，固定轴25上安装中间齿轮4、蜗簧安装架10和终级齿轮12，蜗簧安装架10上设置拨臂13，蜗簧安装架10上安装蜗簧9，蜗簧9的内端固定在蜗簧安装架10上，中间齿轮4上固定齿轮安装架5，齿轮安装架5上设置伸向拨臂13的凸爪8，终级齿轮12上安装终级齿轮支架11，终级齿轮支架11上设置拨叉14，拨叉14连接蜗簧9的外端。终级齿轮12上配装第一齿条，第一齿条开设在第一输出轴6上，第一输出轴6的另一端伸出壳体1外设置。中间齿轮4上还固定与其同轴的小齿轮16，小齿轮16上啮合联动齿轮22。如图4所示，联动齿轮22安装在联动齿轮座20上，联动齿轮座20固定在壳体1内，联动齿轮座20上设置导电滑道24，联动齿轮22上设置电刷21，联动齿轮22转动则能带动电刷21能接触在导电滑道24上，电刷21是否接通导电滑道24作为第一电机2电源通断的控制信号。
壳体1内还安装了第二电机3，第二电机3带动第二输出轴7，第二电机3与第二输出轴7间的传动及检测机构与第一电机2和第一输出轴6间的传动及检测机构基本相同，只是由于安装位置的需要，在终级齿轮12上又啮合了驱动齿轮17，由驱动齿轮17啮合第二输出轴7上的第二齿条26。而第一电机2的传动系统中则由被划分在减速器内终级齿轮12直接作为驱动齿轮使用，用来驱动第一输出轴6上的第一齿条。
壳体1内还固定有第二电机3的压触开关23，终级齿轮支架11上设置凸轮15，凸轮15能碰触压触开关23。
本发明的工作过程如下：
将本执行机构的第一输出轴6和第二输出轴7连接在分动箱内的离合器上。当车辆需要分动箱处在2L档位时，车辆的中控系统检测第一位置传感器和第二位置传感器的信号，如果检测位置信号不对应2L档位，则控制第一电机2和第二电机3运行，将第一输出轴6和第二输出轴7回缩，使二者均不处于伸出状态，使输入分动箱的动力仅传递到前桥上。
如果车辆需要运行在4L档位时，车辆的中控系统则接通第一电机2的电源，带动蜗杆19旋转，通过蜗轮18带动减速齿轮系中的中间齿轮4和安装在中间齿轮4上的齿轮安装架5一同转动，齿轮安装架5上的凸爪8，拨动位于蜗簧安装架10上拨臂13，使得蜗簧安装架10转动，蜗簧9的内端旋转，在弹力的作用下，蜗簧9的外端随同转动，带动拨叉14转动，继而带动终级齿轮12和终级齿轮支架11转动，通过第一齿条带动第一输出轴6伸出。与此同时，小齿轮16带动联动齿轮22与电刷21一同转动，待电刷21接通导电滑道24时，说明第一输出轴6伸出到位，则断开第一电机2的电源。使得第一输出轴6处于伸出状态，第二输出轴7处于回缩状态，从而将分动箱切换到4L档位。第一输出轴6伸出到位的同时，终级齿轮支架11的凸轮15也碰触到了第二电机3的触压触开关23。
如果车辆需要运行在4H档位时，车辆的中控系统则接通第二电机3的电源，同上述第一电机2一样，带动第二输出轴7伸出。在伸出的过程中，唯一不同的是：终级齿轮12带动驱动齿轮17转动，从而带动第二齿条26，并减少了触动开关的动作。使得第一输出轴6和第二输出轴7均处于伸出状态，自动将分动箱切换到4H档位。待要切换到4L或者2L档位时，中控系统先启动第二电机3回转，将第二输出轴7回缩，然后再控制第一电机2。
上述第一位置传感器和第二位置传感器，还可以在联动齿轮座20上固定霍尔传感器，联动齿轮22的轮轴上固定第一磁环和第二磁环，第一磁环上开设插槽或者设置凸块，插槽或者凸块上插装第二磁环，第二磁环的极性与第一磁环相反，霍尔传感器检测凸块的位置信号，同样可以完成位置信号的检测，以此检测信号作为对应电机的控制信号。
上述减速齿轮系还可以是其它具体结构的减速器，只要能将电机的高转速降低为较慢的低转速即可，对其具体结构不做具体要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种自动切换分动箱档位的执行机构，包括壳体，其特征在于：所述壳体内设置第一电机，第一电机的电机轴连接第一减速器，第一减速器的输出端连接第一驱动齿轮，第一驱动齿轮连接第一齿条，第一齿条开设在第一输出轴上，第一输出轴伸出壳体外；第一减速器还连接第一位置传感器，第一传感器的信号作为第一电机电源通断的控制信号；
所述壳体内还设置第二电机，第二电机的电机轴连接第二减速器，第二减速器的输出端连接第二驱动齿轮，第二驱动齿轮连接第二齿条，第二齿条开设在第二输出轴上，第二输出轴伸出壳体外；第二减速器还连接第二位置传感器，第二传感器的信号作为第二电机电源通断的控制信号；
所述壳体内还固定有第二电机的电源开关，第一驱动齿轮的转动能够控制电源开关的通断。
2.根据权利要求1所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述第一减速器和第二减速器均包括减速齿轮系，减速齿轮系的终级齿轮连接各自的驱动齿轮，减速齿轮系连接各自的位置传感器。
3.根据权利要求2所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述第一位置传感器和第二位置传感器中均设置固定在壳体内的联动齿轮座，联动齿轮座上安装联动齿轮，联动齿轮连接各自的减速齿轮系，联动齿轮座上设置导电滑道，联动齿轮上设置电刷，电刷能接触在导电滑道上。
4.根据权利要求2所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述第一位置传感器和第二位置传感器中均设置固定在壳体内的联动齿轮座，联动齿轮座上安装联动齿轮，联动齿轮连接各自的减速齿轮系，联动齿轮座上固定霍尔传感器，联动齿轮的轮轴上固定磁环，磁环上设置凸块，霍尔传感器检测凸块的位置。
5.根据权利要求4所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述磁环包括第一磁环和第二磁环，第一磁环上开设插槽或者设置凸块，插槽或者凸块上插装第二磁环，第二磁环的极性与第一磁环相反，霍尔传感器检测凸块的位置信号。
6.根据权利要求2至5任一所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述第一减速器和第二减速器还包括安装在各自电机轴的上的蜗杆，蜗杆上配装蜗轮，蜗轮带动减速齿轮系。
7.根据权利要求6所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述减速齿轮系设置动力缓冲装置。
8.根据权利要求7所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述动力缓冲装置包括固定轴，固定轴上安装中间齿轮、蜗簧安装架和终级齿轮，蜗簧安装架上设置拨臂，蜗簧安装架上安装蜗簧，蜗簧的内端固定在蜗簧安装架上，中间齿轮上固定齿轮安装架，齿轮安装架上设置伸向拨臂的凸爪，终级齿轮上安装终级齿轮支架，终级齿轮支架上设置拨叉，拨叉连接蜗簧的外端。
9.根据权利要求8所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述终级齿轮与各自的驱动齿轮为同一齿轮体或者不同齿轮体。
10.根据权利要求1至5任一所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述电源开关为压触开关，第一驱动齿轮上固定凸轮，凸轮能碰触压触开关。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No.69 Meishan Road, Zichuan District, Zibo City, Shandong Province Applicant after: SHANDONG TAIZHAN MECHANICAL AND ELECTRICAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 255100 No. 5, Shuangshan Qianli Road, Zichuan Economic Development Zone, Zibo City, Shandong Province Applicant before: SHANDONG TAIZHAN MECHANICAL AND ELECTRICAL TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |