CN110360314A - 一种换档机构以及电动车 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种换档机构以及电动车，换档机构包括机架、均安装于机架上的第一换档电机、第二换档电机、第一换档拨指、第二换档拨指、第一减速齿轮组以及第二减速齿轮组；第一换档电机与第一换档拨指通过第一减速齿轮组传动连接，以驱动第一换档拨指相对于机架往复摆动；第二换档电机与第二换档拨指通过第二减速齿轮组传动连接，以驱动第二换档拨指相对于机架往复摆动。该换档机构能够实现四档的高效换档，可靠性高。电动车包括该换档机构，具有换档机构的所有优点。

Description

一种换档机构以及电动车

技术领域

本发明涉及传动机构领域，具体而言，涉及一种换档机构以及电动车。

背景技术

目前，汽车的变速器主要包括手动变速器和自动变速器，其中自动变速器的关键技术在于其选换档的执行机构。选换档执行机构一般包括液压式执行机构和机电式执行机构，其中机电式的选换档执行机构具有传递效率较高、能量损失较小、且比较有利于整车的燃油经济性。现有技术中机电式的一种选换档执行机构包括选档机构和换档机构，在换档时，利用选档机构将换档机构移动至设定位置，再启动换档机构进行换档操作。

在研究中发现，现有的选换档执行机构存在如下缺陷：

选换档操作步骤繁琐，换档效率低。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种换档机构和电动车，其能够实现四个档位的高效率换档。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种换档机构，换档机构包括：

机架、均安装于机架上的第一换档电机、第二换档电机、第一换档拨指、第二换档拨指、第一减速齿轮组以及第二减速齿轮组；第一换档电机与第一换档拨指通过第一减速齿轮组传动连接，以驱动第一换档拨指相对于机架往复摆动；第二换档电机与第二换档拨指通过第二减速齿轮组传动连接，以驱动第二换档拨指相对于机架往复摆动。

在可选的实施方式中：

第一减速齿轮组和/或第二减速齿轮组设置为直齿轮减速齿轮组。

在可选的实施方式中：

第一减速齿轮组包括第一齿轮轴、第二齿轮轴、第一主动齿轮以及第一从动齿轮，第一齿轮轴与第一换档电机的输出轴固定连接，第一主动齿轮固定套设于第一齿轮轴外，第二齿轮轴安装于机架上，第一从动齿轮套设于第二齿轮轴外且能够绕自身轴线相对于机架转动，第一主动齿轮与通过第一从动齿轮与第一换档拨指传动连接。

在可选的实施方式中：

第一从动齿轮设置为不完全齿轮，第一减速齿轮组还包括套设于第二齿轮轴外的第一传动齿轮，第一从动齿轮与第一传动齿轮在第二齿轮轴的周向上相对固定且沿第二齿轮轴的轴向排布；第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合，第一传动齿轮与第一换档拨指啮合。

在可选的实施方式中：

第二减速齿轮组包括第三齿轮轴、第四齿轮轴、第二主动齿轮以及第二从动齿轮，第三齿轮轴与第二换档电机的输出轴固定连接，第二主动齿轮固定套设于第三齿轮轴外，第四齿轮轴安装于机架上，第二从动齿轮套设于第四齿轮轴外且能够绕自身轴线相对于机架转动，第二主动齿轮通过第二从动齿轮与第二换档拨指传动连接。

在可选的实施方式中：

第二从动齿轮设置为不完全齿轮，第二减速齿轮组还包括套设于第四齿轮轴外的第二传动齿轮，第二从动齿轮与第二传动齿轮在第四齿轮轴的周向上相对固定且沿第四齿轮轴的轴向排布；第二主动齿轮与第二从动齿轮啮合，第二传动齿轮与第二换档拨指啮合。

在可选的实施方式中：

第一换档拨指包括第一转动部以及与第一转动部的周面相连且沿周面间隔排布的第一换档齿部以及第一拨动部，第一转动部与机架转动连接，第一换档齿部与第一减速齿轮组传动连接；第二换档拨指包括第二转动部以及与第二转动部的周面相连且沿周面间隔排布的第二换档齿部以及第二拨动部，第二转动部与机架转动连接，第二换档齿部与第二减速齿轮组传动连接。

在可选的实施方式中：

换档机构还包括连接轴，连接轴与机架连接，第一换档拨指以及第二换档拨指均转动套设于连接轴外且沿连接轴的轴向间隔排布。

在可选的实施方式中：

换档机构还包括控制器、第一角度传感器和第二角度传感器，第一换档电机、第二换档电机、第一角度传感器以及第二角度传感器均与控制器通信连接，第一角度传感器与第一换档拨指对应，用于检测第一换档拨指的转动角度，控制器依据第一换档拨指的转动角度控制第一换档电机转动；第二角度传感器与第二换档拨指对应，用于检测第二换档拨指的转动角度，控制器依据第二换档拨指的转动角度控制第二换档电机转动。

第二方面，本发明实施例提供一种电动车：

包括前述实施方式中的换档机构。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

综上，本实施例提供了一种换档机构，用于与变速箱配合使用，调节变速箱的档位。该换档机构包括配合使用的第一换档电机、第一减速齿轮组以及第一换档拨指，以及配合使用的第二换档电机、第二减速齿轮组以及第二换档拨指，第一换档电机正转或者反转可以实现第一换档拨指沿第一方向或者第二方向摆动，第一换档拨指往复摆动能够带动变速箱的一换档拨叉轴沿自身轴向往复运动，最终实现变速箱两个档位的换档。同理，第二换档电机能够控制第二换档拨指沿第一方向或者第二方向摆动，以控制变速箱的另一换档拔叉轴沿自身轴向往复运动，实现变速箱另外两个档位的换档。也就是说，该换档机构可以实现变速箱四个档位的换档，且每个换档电机分别控制两个档位，互不影响，进行换档操作时只需要对应的换档电机工作，带动对应的换档拨指转动设定角度即可。相比传统的换档操作，省去了利用选档电机选档的操作步骤，换档效率更高。

本实施例还提供了一种电动车，包括上述提到的换档机构，具有换档机构的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例提供的换档机构的一视角的结构示意图；

图2为本实施例提供的换档机构的另一视角的结构示意图；

图3为本实施例提供的换档机构的结构示意图(未示出底壳)；

图4为本实施例提供的换档机构的分解结构示意图(未示出底壳)；

图5为本实施例提供的机架的分解结构示意图；

图6为本实施例提供的第一换档拨指的结构示意图；

图7为本实施例提供的第二换档拨指的结构示意图。

图标：001-换档机构；100-机架；110-顶盖；111-第一安装孔；112-第二安装孔；120-底壳；121-凹槽；122-开口；123-底壁；200-第一换档电机；210-第一输出轴；300-第二换档电机；310-第二输出轴；400-第一换档拨指；410-第一转动部；420-第一换档齿部；430-第一拨动部；500-第二换档拨指；510-第二转动部；520-第二换档齿部；530-第二拨动部；600-第一减速齿轮组；610-第一齿轮轴；620-第二齿轮轴；630-第一主动齿轮；640-第一从动齿轮；650-第一传动齿轮；700-第二减速齿轮组；710-第三齿轮轴；720-第四齿轮轴；730-第二主动齿轮；740-第二从动齿轮；750-第二传动齿轮；800-连接轴；900-第一角度传感器；010-第二角度传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参阅图1和图2，本实施例提供了一种换档机构001，与变速箱配合使用，能够更换变速箱的档位，以调节输出轴的转速。该换档机构001结构简单合理，能够实现四档的高效换档。

请参阅图1和图3，本实施例提供了一种换档机构001，包括机架100、均安装于机架100上的第一换档电机200、第二换档电机300、第一换档拨指400、第二换档拨指500、第一减速齿轮组600以及第二减速齿轮组700；第一换档电机200与第一换档拨指400通过第一减速齿轮组600传动连接，以驱动第一换档拨指400相对于机架100往复摆动；第二换档电机300与第二换档拨指500通过第二减速齿轮组700传动连接，以驱动第二换档拨指500相对于机架100往复摆动。

本实施例提供的换档机构001包括配合使用的第一换档电机200、第一减速齿轮组600以及第一换档拨指400，以及配合使用的第二换档电机300、第二减速齿轮组700以及第二换档拨指500。第一换档电机200正转或者反转可以实现第一换档拨指400沿第一方向或者第二方向摆动，第一换档拨指400往复摆动能够带动变速箱的一换档拨叉轴沿自身轴向往复运动，最终实现变速箱两个档位的换档，例如，第一换档电机200、第一减速齿轮组600和第一换档拨指400配合实现变速箱一二档位的换档。同理，第二换档电机300能够控制第二换档拨指500沿第一方向或者第二方向摆动，以控制变速箱的另一换档拔叉轴沿自身轴向往复运动，实现变速箱另外两个档位的换档，例如，第二换档电机300、第二减速齿轮组700和第二换档拨指500配合实现变速箱三四档位的换档。也就是说，该换档机构001可以实现变速箱四个档位的换档，且第一换档电机200和第二换档电机300分别控制两个档位，互不影响，进行换档操作时只需要使第一换档电机200或者第二换档电机300进行相应的动作，带动第一换档拨指400或者第二换档拨指500转动设定角度即可。相比传统的换档操作，省去了利用选档电机选档的操作步骤，换档效率更高。其中，第一方向和第二方向为相反的两个方向，且第一方向和第二方向均为第一换档拨指400或者第二拨指的摆动方向。

应当理解，在两个档位之间具有空档，当不需要挂档时，第一换档拨指400位于对应于变速箱的一二档位的中间位置，也即位于变速箱处于空档时的位置；同理，第二换档拨指500位于对应于变速箱的三四档位的中间位置，也即位于变速箱处于空档时的位置。

请参阅图5，本实施例中，机架100包括顶盖110以及底壳120，顶盖110上设置有沿顶盖110的厚度方向贯穿顶盖110的第一安装孔111以及第二安装孔112，第一安装孔111和第二安装孔112沿顶盖110的长度方向间隔设置且对称排布。第一安装孔111和第二安装孔112可以是圆柱形孔。显然，在其他实施例中，第一安装孔111和第二安装孔112可以是方柱形孔等。底壳120设置有凹槽121，底壳120的侧壁设置有与凹槽121连通的开口122，顶盖110用于盖设在底壳120上以封闭凹槽121的槽口。

请参阅图3，本实施例中，第一减速齿轮组600和第二减速齿轮组700均设置为直齿轮减速齿轮组。应当理解，在其他实施例中，第一减速齿轮组600以及第二减速齿轮组700中的一个可以设置为直齿轮减速齿轮组，另一个可以不设置为直齿轮减速齿轮组。将第一减速齿轮组600和第二减速齿轮组700均设置为直齿轮减速齿轮组，便于加工制造、便于安装以及传动效率高。

请参阅图3和图4，本实施例中，第一减速齿轮组600包括第一齿轮轴610、第二齿轮轴620、第一主动齿轮630、第一从动齿轮640以及第一传动齿轮650。第一齿轮轴610用于与第一换档电机200的输出轴固定连接，第一主动齿轮630固定套设于第一齿轮轴610外，第二齿轮轴620安装于机架100上，第一从动齿轮640以及第一传动齿轮650均套设于第二齿轮轴620外，可选的，第一从动齿轮640和第一传动齿轮650均固定于第二齿轮轴620上，第一从动齿轮640和第一传动齿轮650在第二齿轮轴620的周向上相对固定，第二齿轮轴620与机架100转动连接，进而实现第一从动齿轮640和第一传动齿轮650同步转动。第一主动齿轮630与第一从动齿轮640啮合，第一传动齿轮650用于与第一换档拨指400啮合，以实现第一换档电机200将动力传输至第一换档拨指400，进而驱动第一换档拨指400往复摆动。进一步的，第一从动齿轮640为不完全齿轮，例如，第一从动齿轮640为扇形齿轮。换句话说，第一从动齿轮640为在其部分周面上具有齿槽的齿轮，与全齿轮在全部周面上均匀排布有齿槽的结构不同。第一从动齿轮640设置为不完全齿轮，体积小，占用的空间小，节省安装空间，换档机构001更加紧凑。

请参阅图3和图4，本实施例中，本实施例中，第二减速齿轮组700包括第三齿轮轴710、第四齿轮轴720、第二主动齿轮730、第二从动齿轮740以及第二传动齿轮750。第三齿轮轴710用于与第二换档电机300的输出轴固定连接，第二主动齿轮730固定套设于第三齿轮轴710外，第四齿轮轴720安装于机架100上，第二从动齿轮740以及第二传动齿轮750均套设于第四齿轮轴720外，可选的，第二从动齿轮740和第二传动齿轮750均固定于第四齿轮轴720上，第二从动齿轮740和第二传动齿轮750在第四齿轮轴720的周向上相对固定，第四齿轮轴720与机架100转动连接，进而实现第二从动齿轮740和第二传动齿轮750同步转动。第二主动齿轮730与第二从动齿轮740啮合，第二传动齿轮750用于与第二换档拨指500啮合，以实现第二换档电机300将动力传输至第二换档拨指500，进而驱动第二换档拨指500往复摆动。进一步的，第二从动齿轮740为不完全齿轮，例如，第二从动齿轮740为扇形齿轮。换句话说，第二从动齿轮740为在其部分周面上具有齿槽的齿轮，与全齿轮在全部周面上均匀排布有齿槽的结构不同。第二从动齿轮740设置为不完全齿轮，体积小，占用的空间小，节省安装空间，换档机构001更加紧凑。

请参阅图6，本实施例中，第一换档拨指400包括第一转动部410以及与第一转动部410的周面相连且沿周面间隔排布的第一换档齿部420以及第一拨动部430，第一转动部410与机架100转动连接，第一换档齿部420用于与第一减速齿轮组600传动连接。第一换档齿部420设置在第一转动部410的部分周面上，换句话说，第一转动部410与第一换档齿部420构成不完全齿轮，第一换档齿部420可以呈扇形。第一换档拨指400体积小，占用空间小，节省安装空间。

请参阅图7，本实施例中，第二换档拨指500包括第二转动部510以及与第二转动部510的周面相连且沿周面间隔排布的第二换档齿部520以及第二拨动部530，第二转动部510与机架100转动连接，第二换档齿部520用于与第二减速齿轮组700传动连接。第二换档齿部520设置在第二转动部510的部分周面上，换句话说，第二转动部510与第二换档齿部520构成不完全齿轮，第二换档齿部520可以呈扇形。第二换档拨指500体积小，占用空间小，节省安装空间。

本实施例中，换档机构001还包括连接轴800，第一换档拨指400以及第二换档拨指500均转动安装于连接轴800上，连接轴800用于固定安装在机架100上。

本实施例中的换档机构001，第一换档电机200和第二换档电机300分别通过法兰盘结构螺接固定在顶盖110上，且第一换档电机200的第一输出轴210插接在第一安装孔111内且与第一安装孔111同轴，第二换档电机300的第二输出轴310插接在第二安装孔112内且与第二安装孔112同轴。第一齿轮轴610固定在第一输出轴210上，第一齿轮轴610远离第一输出轴210的端部通过轴承支撑在底壳120的底壁123上，第一主动齿轮630固定套设在第一齿轮轴610外。第二齿轮轴620的两端分别通过轴承支撑在顶盖110和底壳120的底壁123之间，第一从动齿轮640固定套设在第二齿轮轴620外，第一传动齿轮650固定套设在第二齿轮轴620外，第一从动齿轮640相较于第一传动齿轮650更加靠近底壳120。连接轴800的两端分别支撑在顶盖110和底壳120的底壁123之间，第一换档拨指400的第一转动部410转动套设在连接轴800外，第一传动齿轮650与第一换档拨指400的第一换档齿部420啮合，第一换档拨指400的第一拨动部430伸出底壳120的侧壁上的开口122。第三齿轮轴710固定在第二输出轴310上，第三齿轮轴710远离第二输出轴310的端部通过轴承支撑在底壳120的底壁123上，第二主动齿轮730固定套设在第三齿轮轴710外。第四齿轮轴720的两端分别通过轴承支撑在顶盖110和底壳120的底壁123之间，第二从动齿轮740固定套设在第四齿轮轴720外，第二传动齿轮750固定套设在第四齿轮轴720外，第二从动齿轮740相较于第二传动齿轮750更加靠近顶盖110。第二换档拨指500的第二转动部510转动套设在连接轴800外，第二换档拨指500相较于第一换档拨指400更加靠近底壳120，第二传动齿轮750与第二换档拨指500的第二换档齿部520啮合，第二换档拨指500的第二拨动部530伸出底壳120的侧壁上的开口122。本实施例提供的换档机构001，连接轴800位于第二齿轮轴620和第四齿轮轴720之间，第二齿轮轴620和第四齿轮轴720位于第一齿轮轴610和第三齿轮轴710之间，第一换档拨指400和第二换档拨指500均套设在连接轴800外，且第一从动齿轮640以及第二从动齿轮740均设置为不完全齿轮，使得整个换档机构001的结构紧凑，体积小。

请参阅图2和图3，在其他实施例中，换档机构001还包括控制器、第一角度传感器900和第二角度传感器010，第一换档电机200、第二换档电机300、第一角度传感器900以及第二角度传感器010均与控制器通信连接，第一角度传感器900安装在底壳120上，且与第二齿轮轴620传动连接，能够检测第二齿轮轴620的转动角度，进而得到第一换档拨指400的转动角度，控制器能够依据第一换档拨指400的转动角度控制第一换档电机200转动，以使第一换档电机200驱动第一换档拨指400摆动至设定位置，完成变速箱对应档位的换档。第二角度传感器010安装在底壳120上，且与第四齿轮轴720传动连接，能够检测第四齿轮轴720的转动角度，进而得到第二换档拨指500的转动角度，控制器依据第二换档拨指500的转动角度控制第二换档电机300转动，以使第二换档电机300驱动第二换档拨指500摆动至设定位置，完成变速箱对应档位的换档。通过设置角度传感器分别检测第一换档拨指400以及第二换档拨指500的角度，换档更加安全可靠。

本实施例提供的换档机构001，能够实现四个档位的高效换档。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种换档机构，其特征在于，所述换档机构包括：

机架、均安装于所述机架上的第一换档电机、第二换档电机、第一换档拨指、第二换档拨指、第一减速齿轮组以及第二减速齿轮组；所述第一换档电机与所述第一换档拨指通过所述第一减速齿轮组传动连接，以驱动所述第一换档拨指相对于所述机架往复摆动；所述第二换档电机与所述第二换档拨指通过所述第二减速齿轮组传动连接，以驱动所述第二换档拨指相对于所述机架往复摆动。

2.根据权利要求1所述的换档机构，其特征在于：

所述第一减速齿轮组和/或所述第二减速齿轮组设置为直齿轮减速齿轮组。

3.根据权利要求1所述的换档机构，其特征在于：

所述第一减速齿轮组包括第一齿轮轴、第二齿轮轴、第一主动齿轮以及第一从动齿轮，所述第一齿轮轴与所述第一换档电机的输出轴固定连接，所述第一主动齿轮固定套设于所述第一齿轮轴外，所述第二齿轮轴安装于所述机架上，所述第一从动齿轮套设于所述第二齿轮轴外且能够绕自身轴线相对于所述机架转动，所述第一主动齿轮与通过所述第一从动齿轮与所述第一换档拨指传动连接。

4.根据权利要求3所述的换档机构，其特征在于：

所述第一从动齿轮设置为不完全齿轮，所述第一减速齿轮组还包括套设于所述第二齿轮轴外的第一传动齿轮，所述第一从动齿轮与所述第一传动齿轮在所述第二齿轮轴的周向上相对固定且沿所述第二齿轮轴的轴向排布；所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮啮合，所述第一传动齿轮与所述第一换档拨指啮合。

5.根据权利要求1所述的换档机构，其特征在于：

所述第二减速齿轮组包括第三齿轮轴、第四齿轮轴、第二主动齿轮以及第二从动齿轮，所述第三齿轮轴与所述第二换档电机的输出轴固定连接，所述第二主动齿轮固定套设于所述第三齿轮轴外，所述第四齿轮轴安装于所述机架上，所述第二从动齿轮套设于所述第四齿轮轴外且能够绕自身轴线相对于所述机架转动，所述第二主动齿轮通过所述第二从动齿轮与所述第二换档拨指传动连接。

6.根据权利要求5所述的换档机构，其特征在于：

所述第二从动齿轮设置为不完全齿轮，所述第二减速齿轮组还包括套设于所述第四齿轮轴外的第二传动齿轮，所述第二从动齿轮与所述第二传动齿轮在所述第四齿轮轴的周向上相对固定且沿所述第四齿轮轴的轴向排布；所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述第二换档拨指啮合。

7.根据权利要求1所述的换档机构，其特征在于：

所述第一换档拨指包括第一转动部以及与所述第一转动部的周面相连且沿所述周面间隔排布的第一换档齿部以及第一拨动部，所述第一转动部与所述机架转动连接，所述第一换档齿部与所述第一减速齿轮组传动连接；所述第二换档拨指包括第二转动部以及与所述第二转动部的周面相连且沿所述周面间隔排布的第二换档齿部以及第二拨动部，所述第二转动部与所述机架转动连接，所述第二换档齿部与所述第二减速齿轮组传动连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的换档机构，其特征在于：

所述换档机构还包括连接轴，所述连接轴与所述机架连接，所述第一换档拨指以及所述第二换档拨指均转动套设于所述连接轴外且沿所述连接轴的轴向间隔排布。

9.根据权利要求1所述的换档机构，其特征在于：

所述换档机构还包括控制器、第一角度传感器和第二角度传感器，所述第一换档电机、所述第二换档电机、所述第一角度传感器以及所述第二角度传感器均与所述控制器通信连接，所述第一角度传感器与所述第一换档拨指对应，用于检测所述第一换档拨指的转动角度，所述控制器依据所述第一换档拨指的转动角度控制所述第一换档电机转动；所述第二角度传感器与所述第二换档拨指对应，用于检测所述第二换档拨指的转动角度，所述控制器依据所述第二换档拨指的转动角度控制所述第二换档电机转动。

10.一种电动车，其特征在于：

包括权利要求1-9中任一项所述的换档机构。