CN108930464B - 一种单电机自吸尾门锁及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单电机自吸尾门锁，包括可正反向旋转的电机、连接在电机轴上的蜗杆，与蜗杆啮合的带有非标齿轮的涡轮、与非标齿轮啮合的带有凸轮的齿轮、由凸轮驱动的三连杆机构、由三连杆机构驱动的挂钩、由挂钩驱动的棘轮、与棘轮配合的棘爪；及与蜗杆啮合的带有凸台的涡轮、由凸台驱动的拨动块、由拨动块驱动的解锁杆，解锁杆用于驱动棘爪；及第一微动开关、第二微动开关、第三微动开关；电机、第一微动开关、第二微动开关、第三微动开关均与外部控制器电连接。本发明兼具电动自吸上锁、电动解锁、雪载解锁功能，而且结构简单、体积小、可靠性良好、耗材少、生产成本低。

Description

一种单电机自吸尾门锁及工作方法

技术领域

本发明涉及一种单电机自吸尾门锁及工作方法。

背景技术

现如今，随着汽车工业的发展和汽车普及程度的提高，人们对汽车的性能要求越来越高，车门作为汽车车身的一个重要组成部分，要满足人和货物进出，具有密封性，使车身内部与外界隔离，另外要求车门安全可靠，行车或发生碰撞时车门不会自动打开，碰撞发生后能正常开启，具有良好的防盗性能。为满足这些要求，除需要车门及车身有合理的结构和适当的强度外，还要求有安全可靠的锁系统。

尾门锁是汽车上的一个重要部件，其结构性能的好坏，影响到了整个汽车的安全可靠性和操作的舒适性；传统的尾门锁功能简单，多为机械手动式的，不具有电动自吸上锁、电动解锁、雪载解锁功能，在尾门上有负重物的情况下，无法正常开启。

也有人发明了具有电动自吸上锁、电动解锁、雪载解锁功能的尾门锁，但是多为这三个功能中的一个或两个，尚没有将这三个功能一起实现的产品。

另外，现有技术中，带电动自吸和电动解锁功能的尾门锁大多采用双电机结构方式分别实现上锁和解锁，即上锁电机只负责自吸上锁，解锁电机只负责电动解锁，通过控制器对相应电机发出动作指令实现上锁解锁，这种结构导致锁体本身无法减小，使尾门锁体积笨拙、结构复杂、可靠性差、耗材多、生产成本高。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种单电机自吸尾门锁及工作方法，这种尾门锁兼具电动自吸上锁、电动解锁、雪载解锁功能，而且结构简单、体积小、可靠性良好、耗材少、生产成本低。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种单电机自吸尾门锁，包括动力机构、锁止机构、上锁传动机构、解锁传动机构、及控制机构；

动力机构包括可正反向旋转的电机、连接在电机轴上的蜗杆；

锁止机构包括具有半锁卡槽和全锁卡槽的棘轮、及与棘轮配合的棘爪；

上锁传动机构包括与蜗杆啮合的带有非标齿轮的蜗轮 、与非标齿轮啮合的带有凸轮的齿轮、由凸轮驱动的三连杆机构、由三连杆机构驱动的挂钩，挂钩用于驱动棘轮顺时针旋转，使棘爪卡入棘轮的半锁卡槽或全锁卡槽；

解锁传动机构包括与蜗杆啮合的带有凸台的蜗轮 、由凸台驱动的拨动块、由拨动块驱动的解锁杆；解锁杆用于驱动棘爪从棘轮的半锁卡槽或全锁卡槽脱开，使棘轮释放，棘轮即能够在扭簧作用下逆时针回转；

控制机构包括与棘轮接触配合的第一微动开关、与棘爪接触配合的第二微动开关、与齿轮接触配合的第三微动开关、及外部控制器，电机、第一微动开关、第二微动开关、第三微动开关均与外部控制器电连接。

本发明的一种单电机自吸尾门锁的工作方法，包括：

电动自吸上锁过程：外部控制器命令电机正向旋转，进而通过蜗杆带动带有非标齿轮的蜗轮 顺时针转动，蜗轮 通过非标齿轮带动带有凸轮的齿轮逆时针转动，从而使凸轮逆时针转动并推动三连杆机构，三连杆机构带动挂钩顺时针转动，从而带动棘轮顺时针转动，使棘爪先通过棘轮的半锁卡槽后，卡于棘轮的全锁卡槽，自吸上锁结束；

电动解锁过程：外部控制器命令电机反向旋转，进而通过蜗杆带动带有凸台的蜗轮 逆时针转动，从而使凸台逆时针转动并推动拨动块转动，拨动块转动带动解锁杆向外转动，解锁杆带动棘爪逆时针转动，棘爪从棘轮的卡槽内脱开，棘轮得到释放，逆时针回转至全开位置，电动解锁结束；

雪载解锁过程：外部控制器命令电机反向旋转，进而通过蜗杆带动带有凸台的蜗轮 逆时针转动，从而使凸台逆时针转动并推动拨动块转动，拨动块转动带动解锁杆向外转动，解锁杆带动棘爪逆时针转动，棘爪从棘轮的卡槽内脱开，棘轮得到释放，逆时针回转，但是尾门有负重，棘轮没有顺利回转至全开位置，这时，外部控制器在接收到雪载信号后，命令电机停止转动，此时由于蜗轮 的凸台顶住拨动块，使棘爪一直脱开处于解锁位置，没有扣住棘轮，从而可以手动拉开尾门，雪载解锁结束。

本发明的有益之处在于：兼具电动自吸上锁、电动解锁、雪载解锁功能，而且结构简单、体积小、可靠性良好、耗材少、生产成本低。

附图说明

图1是本发明的装配图。

图2是本发明的爆炸图。

图3是本发明的部分结构装配图。

图4是本发明的三连杆机构的结构示意图。

图5是本发明的雪载解锁过程中的凸台顶住拨动块时的示意图。

图6是本发明的电动自吸上锁过程的时序图。

图7是本发明的电动解锁过程的时序图。

图8是本发明的雪载解锁过程的时序图。

其中，图6、图7、图8中SW1代表第一微动开关，SW2代表第二微动开关，SW3代表第三微动开关，SW1、SW2、SW3状态中的1代表导通，0代表断开；电机状态中的1代表正向旋转，0代表停止，-1代表反向旋转。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1~图8所示，一种单电机自吸尾门锁，包括锁体、电机3，锁体包括底座11、盖板12，底座11上横设有蜗杆31，蜗杆31与横设于锁体外的电机3通过电机轴传动连接，底座11上还设有蜗轮 轴51，所述蜗轮 轴51上转动连接有蜗轮 5，所述蜗轮 5上还同轴设有凸台52和非标齿轮53，所述蜗轮 5与蜗杆31啮合传动连接；位于蜗轮 轴51右下方的底座上设有齿轮轴41，所述齿轮轴上转动连接有齿轮4，所述齿轮4上同轴设置有凸轮42，所述齿轮4通过与非标齿轮53啮合从而与蜗轮 5传动连接；所述底座11上还设置有棘轮轴61和棘爪轴71，棘轮轴61上转动连接有具有半锁卡槽和全锁卡槽的棘轮6和用于棘轮6复位的棘轮扭簧，棘爪轴71上转动连接有棘爪7和用于棘爪复位的棘爪扭簧；所述底座上还设有连杆轴91，连杆轴91与棘轮轴61之间连接有三连杆机构9，包括转动连接在连杆轴91上第一摆臂92、通过第一销轴95转动连接在第一摆臂另一端的第二摆臂93、通过第二销轴96转动连接在第二摆臂93另一端的第三摆臂94，第三摆臂94另一端转动连接于棘轮轴61上，第二销轴96上还转动连接有挂钩97，上锁时，齿轮4逆时针转动，带动凸轮42同步转动，凸轮42推动第一摆臂92绕连杆轴91顺时针转动，第一摆臂92通过第二摆臂93推动第三摆臂94绕棘轮轴61顺时针转动，进而通过第二销轴96带动挂钩91转动，挂钩91带动棘轮6顺时针转动，使棘爪7与棘轮6啮合于全锁卡槽，完成上锁；棘爪轴71上还转动连接有解锁杆8，解锁杆8另一端转动连接有拨动块2，解锁杆与拨动块之间设有复位扭簧，底板上设有挡块21，解锁杆8中部设有推块81，解锁时，蜗轮 5逆时针转动带动凸台52同步转动，凸台52抵住拨动块2后进一步转动，此时拨动块另一端被挡块21挡住，在凸台作用下，使拨动块向外转动进而带动解锁杆8向外转动，解锁杆8通过推块81推动棘爪7向外转动，从而使棘爪7从棘轮6的卡槽内脱开，释放棘轮6；锁体内还设有与棘轮6接触配合的第一微动开关62、与棘爪7接触配合的第二微动开关72、与齿轮4接触配合的第三微动开关43；电机3、第一微动开关62、第二微动开关72、第三微动开关43均与外部控制器电连接。

上述尾门锁的工作方法，包括：

电动自吸上锁过程：初始时，尾门锁处于全开状态，此时第一微动开关导通，第二微动开关导通，第三微动开关导通；然后尾门在外力作用下下关，锁扣推动棘轮顺时针旋转，第一微动开关断开，棘轮继续顺时针旋转，第二微动开关断开，此时第三微动开关导通，棘轮棘爪啮合至半锁位置，给出自吸控制信号，自吸开始，命令电机开始正向旋转，依次通过蜗杆、蜗轮 、齿轮、连杆机构、挂钩带动棘轮顺时针转动，直至棘爪棘轮啮合至全锁位置，此时第一微动开关导通，第二微动开关断开，棘轮继续顺时针转动，第三微动开关先导通再断开，给出控制信号，命令电机停止并反向旋转，此时棘轮已顺时针转动到最大位移并开始逆时针旋转回位，第三微动开关导通，给出控制信号，命令电机停止，棘轮返回至全锁位置，自吸上锁结束，此时第一微动开关导通，第二微动开关断开，第三微动开关导通；

电动解锁过程：初始时，尾门锁处于全锁状态，此时第一微动开关导通，第二微动开关断开，第三微动开关导通；然后收到解锁指令，命令电机开始反向旋转，电机驱动蜗杆并带动蜗轮 转动，进而蜗轮 上的凸台驱动拨动块，拨动块驱动解锁杆，解锁杆驱动棘爪转动，第二微动开关导通，棘爪松开棘轮，棘轮开始逆时针旋转，电机继续反向旋转，第一微动开关瞬间断开再导通，以此判断尾门没有负重，电机继续反向旋转，第三微动开关断开再导通，给出控制信号，命令电机停止，尾门锁处于全开状态，正常解锁结束，此时第一微动开关导通，第二微动开关导通，第三微动开关导通；

雪载解锁过程：初始时，尾门锁处于全锁状态，此时第一微动开关导通，第二微动开关断开，第三微动开关导通；然后收到解锁指令，命令电机开始反向旋转，电机驱动蜗杆并带动蜗轮 转动，进而蜗轮 上的凸台驱动拨动块，拨动块驱动解锁杆，解锁杆驱动棘爪转动，第二微动开关导通，棘爪松开棘轮，棘轮开始逆时针转动，电机继续反向旋转，第三微动开关断开，如果这之前没有收到第一微动开关先断开再导通的信号，判断尾门有负重，棘轮没有顺利回转复位，给出控制信号，启动雪载模式，命令电机停止旋转，此时由于蜗轮 的凸台顶住拨动块，使棘爪一直脱开处于解锁位置，没有扣住棘轮，从而可以手动拉开尾门，驱动棘轮向全开方向逆时针转动，第一微动开关先断开再导通，确认棘轮回转复位结束，尾门锁全开，并给出控制信号，命令电机反向旋转，齿轮开始复位，第三微动开关导通，齿轮复位结束，给出控制信号，命令电机停止，雪载解锁结束，此时第一微动开关导通，第二微动开关导通，第三微动开关导通。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种单电机自吸尾门锁，其特征在于：包括动力机构、锁止机构、上锁传动机构、解锁传动机构、及控制机构；

动力机构包括可正反向旋转的电机、连接在电机轴上的蜗杆；

锁止机构包括具有半锁卡槽和全锁卡槽的棘轮、及与棘轮配合的棘爪；

上锁传动机构包括与蜗杆啮合的带有非标齿轮的蜗 轮、与非标齿轮啮合的带有凸轮的齿轮、由凸轮驱动的三连杆机构、由三连杆机构驱动的挂钩，挂钩用于驱动棘轮顺时针旋转，使棘爪卡入棘轮的半锁卡槽或全锁卡槽；

解锁传动机构包括与蜗杆啮合的带有凸台的蜗轮、由凸台驱动的拨动块、由拨动块驱动的解锁杆；解锁杆用于驱动棘爪从棘轮的半锁卡槽或全锁卡槽脱开，使棘轮释放，棘轮即能够在扭簧作用下逆时针回转；

控制机构包括与棘轮接触配合的第一微动开关、与棘爪接触配合的第二微动开关、与齿轮接触配合的第三微动开关、及外部控制器，电机、第一微动开关、第二微动开关、第三微动开关均与外部控制器电连接；

非标齿轮和凸台同轴设置于蜗轮上。

2.如权利要求1所述的一种单电机自吸尾门锁的工作方法，其特征在于，包括：

电动自吸上锁过程：外部控制器命令电机正向旋转，进而通过蜗杆带动带有非标齿轮的蜗轮顺时针转动，蜗轮通过非标齿轮带动带有凸轮的齿轮逆时针转动，从而使凸轮逆时针转动并推动三连杆机构，三连杆机构带动挂钩顺时针转动，从而带动棘轮顺时针转动，使棘爪先通过棘轮的半锁卡槽后，卡于棘轮的全锁卡槽，自吸上锁结束；

电动解锁过程：外部控制器命令电机反向旋转，进而通过蜗杆带动带有凸台的蜗轮逆时针转动，从而使凸台逆时针转动并推动拨动块转动，拨动块转动带动解锁杆向外转动，解锁杆带动棘爪逆时针转动，棘爪从棘轮的卡槽内脱开，棘轮得到释放，逆时针回转至全开位置，电动解锁结束；

雪载解锁过程：外部控制器命令电机反向旋转，进而通过蜗杆带动带有凸台的蜗轮逆时针转动，从而使凸台逆时针转动并推动拨动块转动，拨动块转动带动解锁杆向外转动，解锁杆带动棘爪逆时针转动，棘爪从棘轮的卡槽内脱开，棘轮得到释放，逆时针回转，但是尾门有负重，棘轮没有顺利回转至全开位置，这时，外部控制器在接收到雪载信号后，命令电机停止转动，此时由于蜗轮的凸台顶住拨动块，使棘爪一直脱开处于解锁位置，没有扣住棘轮，从而可以手动拉开尾门，雪载解锁结束。

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