CN110700704A - 一种基于指纹识别的油箱口微型执行器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于指纹识别的油箱口微型执行器系统，属于汽车用执行器领域，包括指纹识别模块、信号输入模块、执行器模块，所述指纹识别模块包括指纹输入单元、指纹采集单元、指纹处理单元、指纹对比单元，所述信号输入模块包括信号输入单元、语音提示单元、自动锁止单元，所述指纹识别模块与信号输入模块、信号输入模块与执行器模块电性连接，所述执行器模块通过机械传动控制永磁吸盘的开启或关闭以实现执行器的解锁或闭锁。本发明与现有技术相比，通过指纹识别，在提高安全性的同时可有效防止盗油事件，且自动化程度高；磁性解落锁相比传统的机械式解落锁，不但减少了零部件的摩擦损耗，还可提高执行器的工作可靠性和使用寿命。

Description

一种基于指纹识别的油箱口微型执行器系统
技术领域
本发明涉及一种汽车用执行器，尤其涉及一种基于指纹识别的连接可靠、方便装配并能 有效防止盗油事件的油箱口微型执行器系统。
背景技术
执行器是自动化技术工具中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置，是自动控 制系统中必不可少的一个重要组成部分。它的作用是接受控制器送来的控制信号，改变被控 介质的大小，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。广泛应用于航空、航 天、军工、机械、冶金、开采、交通、建材等行业，在汽车的门锁、中控锁、换挡、充电口、 油箱盖等多个系统中均起到重要作用。
现有的油箱口执行器大都只能执行油箱口的开启或关闭，在对箱内油的防盗功能上有很 大缺陷。
另外，随着汽车行业的发展，汽车各系统结构所占空间大小对汽车整体性能有着很大的 影响，而汽车各系统的研发也向着精细和紧凑方向发展，而现有的执行器存在着体积大、零 件多、结构复杂等缺陷；且大多的执行器其解锁系统均是传统的机械式解锁，在长期使用过 程中会出现不同程度的磨损，其连接的可靠性也会随着时间而逐渐减弱。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明旨在提供一种用于汽车油箱口，防止盗油事故的 微型执行器系统，所述系统中的执行器具有体积小、零件少、结构简单紧凑、连接可靠、解 锁迅速且方便装配的优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于指纹识别的油箱口微型执行器系统，包括指纹识别模块、信号输入模块、执行 器模块，所述指纹识别模块包括指纹输入单元、指纹采集单元、指纹处理单元、指纹对比单 元，所述信号输入模块包括信号输入单元、语音提示单元、自动锁止单元，所述指纹识别模 块与信号输入模块、信号输入模块与执行器模块电性连接，所述执行器模块通过机械传动控 制永磁吸盘的开启或关闭以实现执行器的解锁或闭锁。
进一步设置：所述执行器模块包括执行器主体、基座、基座盖，所述基座内设有容纳执 行器主体的腔体；所述执行器主体采用三级传动，其中一级传动通过马达输出齿轮带动一级 直齿齿轮联动一级传动杆；二级传动与一级传动平行，通过一级直齿齿轮带动二级直齿齿轮 转动，通过二级传动杆带动二级螺旋伞齿轮转动；三级传动与二级传动垂直，通过二级螺旋 伞齿轮带动三级螺旋伞齿轮转动进而带动输出轴转动；所述输出轴第一端穿过基座盖通过卡 扣方式与永磁吸盘扣合。
进一步设置：所述永磁吸盘包括固定部和活动部，所述输出轴第一端与活动部卡扣扣合。
进一步设置：所述执行器模块还包括与穿过基座的输出轴第二端过盈配合的解锁块，所 述解锁块连接有拉线，所述拉线另一端安装在锁盒内。
进一步设置：所述基座及基座盖通过激光焊接连接，所述输出轴穿过基座及基座盖处设 有凹槽，所述凹槽内装有密封圈以使输出轴与基座、基座盖过盈配合。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.本发明提供的执行器系统通过指纹识别模块识别操作者，并判定是否通过信号输入模 块启动执行器模块，进而开启或关闭油箱口，增加了油箱口开启或关闭的准许条件，提高油 箱口的防盗性，即使车辆在无人时也可避免油箱内的油被盗；此外通过指纹识别的油箱口执 行系统在整体上相比现有技术更加自动化。
2.将传统执行器的机械式解落锁用磁性解落锁替代，减少使用过程中零部件的机械摩擦 损耗，且磁力的恒久不衰特性，可大大提高执行器工作的可靠性和使用寿命。
3.执行器模块通过马达带动三级传动最终带动输出轴转动，整体结构简单紧凑、零件少， 三级传动的结构设计使传动部件整体体积缩小，输出轴两端的卡扣连接及过盈配合连接使执 行器模块装配效率提高。
4.基座及基座盖的激光焊接、输出轴与基座及基座盖的密封圈过盈配合使执行器模块具 有极佳的密封性，可有效防止灰尘、水滴的浸入。
附图说明
图1为执行器系统的工作原理图；
图2为永磁吸盘解锁原理图；
图3为执行器模块的结构分解示意图；
图4为执行器主体的结构图；
图5为装配好的执行器模块示意图。
图中：1.一级传动；11、一级传动杆；12、一级直齿齿轮；2、二级传动；21、二级传 动杆；22、二级直齿齿轮；23、二级螺旋伞齿轮；3、三级传动；31、三级螺旋伞齿轮；32、 输出轴；4、马达；5、基座；6、基座盖；7、永磁吸盘；71、固定部；72、活动部；8、解 锁块。
具体实施方式
现结合具体实施例以使本领域普通技术人员对本发明提供的技术方案能够充分理解和 实施。
如图1至图5所示，本发明提供的一种基于指纹识别的油箱口微型执行器系统，包括指 纹识别模块、信号输入模块、执行器模块，所述指纹识别模块包括指纹输入单元、指纹采集 单元、指纹处理单元、指纹对比单元，所述信号输入模块包括信号输入单元、语音提示单元、 自动锁止单元，所述指纹识别模块与信号输入模块、信号输入模块与执行器模块电性连接， 所述执行器模块通过机械传动控制永磁吸盘7的开启或关闭以实现执行器的解锁或闭锁。
本发明各个模块或单元的工作过程为：通过指纹输入单元提前向系统中输入车主及相关 人员(家人、朋友)指纹并存入指纹库；在系统运行时，通过指纹采集单元采集操作者指纹， 并通过指纹处理单元提取指纹细节特征，通过指纹对比单元与指纹库中提前输入的指纹信息 对比，并向信号输入模块发出信号；当指纹信息与指纹库中预留指纹匹配时信号输入模块开 启(不匹配时自动关闭系统)，操作者通过信号输入单元向执行器模块发送信号，启动或关 闭油箱口。另外信号输入模块还设有语音提示单元及自动锁止单元，在油箱口开启后通过计 算开启时间来启动语音提示单元和自动锁止单元，以防止因周边因素而导致的忘记锁闭油箱 口，语音提示单元时间设置一般在2～3分钟，自动锁止单元时间设置一般在4～6分钟，具 体时间根据需求设置。本发明通过指纹识别模块识别操作者身份，进而开启或关闭执行器系 统，可有效防止忘记锁门或忘关油口而导致的车油被盗，在减少意外损失的情况下，更提高 了安全性。在一个优选的实施例中，将整个执行器系统通过无线网络与移动终端连接，所述 移动终端包括但不限于手机、电脑、平板；如此可在紧急情况下通过移动终端远程控制油箱 口的开启或关闭，在提高安全性的同时使整个系统自动化程度更高，操作更加灵活便捷。
本发明公开的上述系统中的执行器模块，包括执行器主体、基座5、基座盖6，所述基 座5内设有容纳执行器主体的腔体；所述执行器主体采用三级传动，其中一级传动1通过马 达4输出齿轮带动一级直齿齿轮12联动一级传动杆11；二级传动2与一级传动1平行，通过一级直齿齿轮12带动二级直齿齿轮22转动，通过二级传动杆21带动二级螺旋伞齿轮23转动；三级传动3与二级传动2垂直，通过二级螺旋伞齿轮23带动三级螺旋伞齿轮31转动 进而带动输出轴32转动；所述输出轴32第一端穿过基座盖6通过卡扣方式与永磁吸盘7 扣合。在一个优选的实施例中：一级传动1与二级传动2平行构成一平面，所述三级传动3 与所述平面垂直，如此设置可在节约输出轴32直线长度的基础上有效节省执行器主体的空 间大小，使执行器模块整体体积变小，更为紧凑。上述执行器模块整体结构简单紧凑，较少 的零件及简单的连接方式(包括输出轴32与永磁吸盘7的卡扣连接)使的装配简单、快速， 且整体占用空间小，尤其适应现代汽车的研发趋势。
另外，本发明将执行器的传统解锁方式(机械式)用永磁吸盘7的磁力解锁方式替代。 具体的，所述永磁吸盘7包括固定部71和活动部72，所述输出轴32第一端与活动部72卡扣扣合。上述固定部71和活动部72均为永磁体(Nd-Fe-B)，其上下两侧均有非导磁体层， 外侧有磁轭；常规状态下，永磁吸盘的固定部71和活动部72两侧磁性一致，此时两个永磁 体磁场处于叠加状态，对外部铁磁性物件具有极强的磁力吸附作用，即系统处于锁止状态；通过机械传动方式带动输出轴32转动，通过输出轴32带动活动部72转动180°，此时固 定部71和活动部72两侧磁极相反，两个部件的磁场不到永磁吸盘7的工作面，在其内部即 组成了闭合磁回路，解除对外部铁磁性物件的吸附力，实现卸载(解锁)。本发明所涉及的 永磁吸盘7，其采用高性能永磁材料钕铁硼(Nd-Fe-B)为产品内核，体积小，磁力恒久不 变；另外，通过优化磁路设计，可使剩磁几乎为零，使执行器在闭锁使连接可靠，解锁时快 速迅速；相比机械式解锁，可减少零部件摩擦损耗，且磁力的恒久不变特性可大大提升锁部 的使用寿命。在具体实施时，可根据不同的执行器设计与其配套的永磁吸盘7，并在其上加 设供卡扣连接的接口，以达到快速装配的效果。
进一步设置：所述执行器模块还包括与穿过基座5的输出轴32第二端过盈配合的解锁 块8，所述解锁块8连接有拉线，所述拉线另一端安装在锁盒内。通过解锁块8与输出轴32 的同轴设置，在遇到意外时可通过拉线带动解锁块8手动解锁。本发明将拉线安装在锁盒内， 所述锁盒优先采用机械密码锁。通过锁盒进一步增加油箱口的安全性。
进一步设置：所述基座5及基座盖6通过激光焊接连接，所述输出轴32穿过基座5及基座盖6处设有凹槽，所述凹槽内装有密封圈以使输出轴32与基座5、基座盖6过盈配合。 通过上述设置提高执行器模块的整体性及密封性，有效防止灰尘、水渍的浸入，提高执行器模块的使用寿命。
上述实施例仅是本发明的优选实施例，并非对本发明作出的任何形式上的限制。任何熟 悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术原理及方案范围情况下，都可利用以上公开的方 法对本发明的技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此， 凡是未脱离本发明的原理或方案，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、 等同变化和修饰，均应属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于指纹识别的油箱口微型执行器系统，其特征在于，包括指纹识别模块、信号输入模块、执行器模块，所述指纹识别模块包括指纹输入单元、指纹采集单元、指纹处理单元、指纹对比单元，所述信号输入模块包括信号输入单元、语音提示单元、自动锁止单元，所述指纹识别模块与信号输入模块、信号输入模块与执行器模块电性连接，所述执行器模块通过机械传动控制永磁吸盘(7)的开启或关闭以实现执行器的解锁或闭锁。
2.如权利要求1所述的一种基于指纹识别的油箱口微型执行器系统，其特征在于，所述执行器模块包括执行器主体、基座(5)、基座盖(6)，所述基座(5)内设有容纳执行器主体的腔体；所述执行器主体采用三级传动，其中一级传动(1)通过马达(4)输出齿轮带动一级直齿齿轮(12)联动一级传动杆(11)；二级传动(2)与一级传动(1)平行，通过一级直齿齿轮(12)带动二级直齿齿轮(22)转动，通过二级传动杆(21)带动二级螺旋伞齿轮(23)转动；三级传动(3)与二级传动(2)垂直，通过二级螺旋伞齿轮(23)带动三级螺旋伞齿轮(31)转动进而带动输出轴(32)转动；所述输出轴(32)第一端穿过基座盖(6)通过卡扣方式与永磁吸盘(7)扣合。
3.如权利要求2所述的一种基于指纹识别的油箱口微型执行器系统，其特征在于，所述永磁吸盘(7)包括固定部(71)和活动部(72)，所述输出轴(32)第一端与活动部(72)卡扣扣合。
4.如权利要求2所述的一种基于指纹识别的油箱口微型执行器系统，其特征在于，所述执行器模块还包括与穿过基座(5)的输出轴(32)第二端过盈配合的解锁块(8)，所述解锁块(8)连接有拉线，所述拉线另一端安装在锁盒内。
5.如权利要求2至4任一项所述的一种基于指纹识别的油箱口微型执行器系统，其特征在于，所述基座(5)及基座盖(6)通过激光焊接连接，所述输出轴(32)穿过基座(5)及基座盖(6)处设有凹槽，所述凹槽内装有密封圈以使输出轴(32)与基座(5)、基座盖(6)过盈配合。
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