CN111152634A - 自动化鼓翼式乘用车车门 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为自动化鼓翼式乘用车车门。属于乘用车车门技术领域。它主要是提供一种自动化鼓翼式乘用车车门。它的主要特征是：包括车门、悬臂、主微型步进电机、第一蜗杆、第一蜗轮、辅助微型步进电机、第二蜗杆和第二蜗轮；悬臂的一端铰接在乘用车中柱上的第一轴承转轴上，另一端铰接在车门上的第二轴承转轴上；主微型步进电机设置在乘用车中柱上，辅助微型步进电机设置在车门上，第一蜗杆、第二蜗杆分别与主微型步进电机、辅助微型步进电机连接；第一蜗轮、第二蜗轮固定在悬臂上，并分别与第一蜗杆、第二蜗杆连接。本发明具有结构简单、能稳定有效的传递扭矩和提高乘用车车门的有效空间利用率的特点，主要用于大中微型轿车等。

Description

自动化鼓翼式乘用车车门

技术领域

本发明属于乘用车车门技术领域，具体涉及一种用于乘用车的自动化鼓翼式乘用车车门。其主要采用目前市场流行的单片机80C51可编程控制系统，控制微型步进电机驱动蜗杆涡轮做功于悬臂完成对乘用车车门的开启与关闭的全过程，具有自锁功能，是一种在传统乘用车车门结构上的再创新技术的自动化鼓翼式乘用车车门。

背景技术

目前市场上的乘用车车门基本属于铰链式车门，个别车型也有采用自动化剪刀式和鹞式乘用车车门。传统铰链式乘用车车门技术上存在一定的缺陷，长时间开关车门容易走形，受开启型式局限产品单一。鹞式乘用车车门，结构布局比较复杂成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化鼓翼式乘用车车门，具有结构简单、开启关闭占用空间小的特点。

本发明的技术解决方案是：一种自动化鼓翼式乘用车车门，包括车门，其特征在于：还包括悬臂、主微型步进电机、第一蜗杆、第一蜗轮、辅助微型步进电机、第二蜗杆和第二蜗轮；其中，所述悬臂的一端铰接在乘用车中柱上的第一轴承转轴上，另一端铰接在车门上的第二轴承转轴上；所述主微型步进电机设置在乘用车中柱上，辅助微型步进电机设置在车门上，第一蜗杆、第二蜗杆分别与主微型步进电机、辅助微型步进电机连接；所述第一蜗轮、第二蜗轮固定在悬臂上，并分别与第一蜗杆、第二蜗杆连接。

本发明的技术解决方案中所述的第一蜗杆与第一蜗轮、第二蜗杆与第二蜗轮齿数设置为开启和关闭的运行起始点和终止点相符合。

本发明的技术解决方案中所述的车门为乘用车前后一体式车门、前单开门或后单开门。

本发明的技术解决方案中所述的第一蜗轮、第二蜗轮与悬臂焊接成一体。

本发明的技术解决方案中还包括自锁直流接触器，自锁直流接触器包括，选择其中的任意一款型号，SJD-20A大功率直流接触器、SJD-30A大功率直流接触器、SJD-50A大功率直流接触器、SJD-100A大功率直流接触器、SJD-150A大功率直流接触器、SJD-200A大功率直流接触器，按需选择。

本发明的技术解决方案中所述的自锁直流接触器安装在悬臂或乘用车中柱上，与主微型步进电机连接，并控制启动、停止、运行。

本发明的技术解决方案中还包括采用单片机80C51的可编程控制器。

本发明采用两个微型步进电机驱动蜗杆、蜗轮带动悬臂旋转，用主微型步进电机驱动第一蜗杆、第一蜗轮带动悬臂上固定的车门绕第一轴承转轴做旋转运动，用辅助微型步进电机驱动第二蜗杆、第二蜗轮带动悬臂上固定的车门绕第二轴承转轴做旋转运动。开门时，车门下部向外向上翻开旋转；关门时，车门下部向下向内翻闭旋转。以适合作悬臂的材料可有效减轻主微型步进电机的工作负荷。用微型步进电机与驱动蜗杆、蜗轮、悬臂旋转部分以及车门和微型步进电机的驱动部分采用蜗杆蜗轮传动，该传动方式能改变运动方向可以方便微型步进电机的驱动，并且该传动方式还可具有自锁功能，能有效的提高乘用车车门的安全性和可减少内部传动机构，能进一步减小微型步进电机的驱动负荷。本发明自动化鼓翼式乘用车车门，采用单片机80C51控制微型步进电机，驱动蜗杆、蜗轮、悬臂自动伸张收缩，来达到控制车门的开启与关闭，并且在微型步进电机驱动蜗杆、蜗轮、悬臂与车门结合的驱动部分可具有自锁功能，以保证乘用车车门的可靠性和安全性。

本发明的有益效果在于：通过上述这样一种整体设置，所构成的自动化鼓翼式乘用车车门在使用时，可通过采用单片机80C51可编程控制系统控制微型步进电机驱动蜗杆蜗轮杆做功于悬臂完成对乘用车车门的开启与关闭。跟普通乘用车车门相比，本发明解放了司乘人员开启车门的过程，在雨天开关门时有足够的撑伞空间和司乘人员的避雨撑伞的缓冲地带，能在更加狭小的空间内打开，适用性好；而跟剪刀式相比在雨天有一定避雨功能，且乘用车在小区等靠近居民住宅的地方停靠时，在上下车时能有效的避免高空意外坠物的危险。车门自动化符合未来的发展趋势，也符合人们的爱好，在不影响它原有功能的前提下，加上一些附加功能，可以提高乘用车车门的价值，在保留其原有功能的基础上，增加了避雨性和安全性。是一种在传统乘用车车门结构上的再创新技术，并具有经济性、观赏性和推广性的自动化鼓翼式乘用车车门。

附图说明

图1为本发明正面结构示图。

图2为本发明门局部结构示图。

图3为本发明门局部结构示图。

图4为本发明开启过程示图。

图5为本发明控制系统主程序流程图。

图中：1. 悬臂；2. 第一轴承转轴；3. 主微型步进电机；4. 乘用车前后车柱；5.乘用车中柱；6. 车门；7. 辅助微型步进电机；8. 第一蜗杆；9. 第一蜗轮；10. 第二轴承转轴；11. 第二蜗杆；12. 第二蜗轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

实施例1如图1所示。本发明实施例1包括本发明实施例提供的乘用车车门的正面结构示图，该图为车门透视化的构件位置结构图。并请同时参看图2、3、4，其中图2、3、4是图1中车体车门横切面举升过程的剖视图，图5是完成图2、3、4举升开启回落关闭过程的控制系统主程序流程图。采用单片机80C51的可编程控制器。

如图1至图5所示。第一轴承转轴2固定于乘用车中柱5的载体上，第二轴承转轴10固定于车门6上。悬臂10与第一轴承转轴2、第二轴承转轴1铰接，悬臂1可绕第一轴承转轴2、第二轴承转轴10转动。车门6为前、后单开门，也可为乘用车前后一体式车门。第一蜗杆8与第一蜗轮9的齿数设置为开启和关闭的运行起始终止点相符合，第二蜗杆11与第二蜗轮12的齿数设置为开启和关闭的运行起始终止点相符合。主微型步进电机3设置在乘用车中柱5上，辅助微型步进电机7设置在车门6上，第一蜗杆8、第二蜗杆11分别与主微型步进电机3、辅助微型步进电机7连接。第一蜗轮9、第二蜗轮12分别焊接在悬臂1上，形成一体，并分别与第一蜗杆8、第二蜗杆11连接。自锁直流接触器包括，选择其中的任意一款型号，SJD-20A大功率直流接触器、SJD-30A大功率直流接触器、SJD-50A大功率直流接触器、SJD-100A大功率直流接触器、SJD-150A大功率直流接触器、SJD-200A大功率直流接触器，必须按需选择。

自锁直流接触器安装在悬臂1上，也可安装在乘用车中柱5上，与主微型步进电机3连接并控制启动、停止、运行。直流接触器属于部件产品市场均有销售。它的电磁机构分别是采用铁芯、线圈和衔铁等零部件组装而成，因为线圈里面是流通的直流电，所以在正常的工作状态下铁芯不会出现涡流现象，并且不会有发热和铁损坏情况发生。直流接触器工作原理：直流接触器的工作原理是当接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动触点动作（常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的）；当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原（常开触点断开，常闭触点闭合）。直流接触器主要用于远距离接通或者是分断直流电路当中，以及需要频繁的启动、停止、反转和反接制动微型步进电机里进行安装使用，主要起到的频繁的接通与断开起重电磁铁、电磁阀、离合器的电磁线圈等作用。

悬臂1通过主微型步进电机3、辅助微型步进电机7驱动第一蜗杆8、第二蜗杆11顺时针旋转，传递能量至第一蜗轮9、第二蜗轮12，产生矩力传送至悬臂1上升，使其顶升车门6；逆时针旋转时关闭车门6。第一蜗轮9、第二蜗轮12与悬臂1焊接成一体，经第一轴承转轴2、第二轴承转轴10为车门6的旋转载体，起到旋转和固定节点的作用，并接受主微型步进电机3和辅助微型步进电机7驱动第一蜗杆8、第二蜗杆11传递的矩力，将矩力分别传递至其第一蜗轮9、第二蜗轮12和悬臂1链接固定于一起，完成顶升车门6的开启和关闭过程，且具有自锁功能，顶升和关闭时自锁防滑落。乘用车前后车柱4属于乘用车基底载体起着固定车门的作用，乘用车中柱5属于乘用车基底载体起着车门6和主微型步进电机3的固定和开启关闭合体的作用。辅助微型步进电机7固定于车门6固定链接为一体。车门6设计前后一体式车门和前后单开启关闭两种方式。辅助微型步进电机7协助主微型步进电机3相对驱动第二蜗杆11及第二蜗轮12传递矩力至悬臂1完成顶升6的开启和关闭过程。第一蜗杆8及第一蜗轮9、第二蜗杆11及第二蜗轮12通过主微型步进电机3和辅助微型步进电机7分别传递矩力至悬臂1，完成顶升车门6的开启和关闭过程。

本发明的工作原理如下：主要采用第一蜗杆8、第一蜗轮9、第二蜗杆11、第二蜗轮12和悬臂1具有自锁功能的机械驱动型式，悬臂1与第一蜗轮9、第二蜗轮12链接固定在一起经第一轴承转轴2、第二轴承转轴10链接并可转动，第一蜗轮9与悬臂1焊接为一体安装在第一轴承转轴2上与主微型步进电机3和辅微型步进电机7的第二蜗杆11啮合第二蜗轮12固定运转，顺时针运转呈弧形运行顶升车门6，逆时针旋转呈弧形运行关闭车门6。主微型步进电机3植入乘用车中柱5上链接固定，辅微型步进电机7植入车门6内链接固定。第一蜗杆8与第一蜗轮9、第二蜗杆11与第二蜗轮12的齿数设置为开启和关闭的运行起始终止点相符合，其接受主、辅助微型步进电机3、7传递的矩力，将矩力分别传递至悬臂1完成开启关闭车门6的全过程。

主程序流程原理：采用单片机80C51可编程控制系统，C语言使用范围大，适合于多种操作系统，也适用于多种机型，对于编写需要硬件进行操作的场合，优于其他高级语言的开发环境中，用C语言编写的程序所生产的代码结构清晰、逻辑缜密，使用和维护都较方便。因此，自动化鼓翼式乘用车车门的软件设计采用C语言来编写程序。其软件结构自动化鼓翼式乘用车车门自动控制系统硬件部分的控制基本由软件部分实现，系统软件可以分为三个部分：系统上电初始化部分，开启关闭开关打开后的控制功能部分，开启关闭开关关闭后的控制功能部分。系统上电后只进行一次初始化，对控制器需要用到的各个部分进行初始设置。开启关闭开关打开后，实现主辅步进电机装置就位自动控制，即开启、关闭、调速均下放至工作位置，主辅步进电机均开始运行，开启、关闭均以低速旋转，可实现查询按键数字量输入信息，当有数字量输入时，可分别对应实现开启、关闭可中速或高速运行。开启关闭开关关闭后，实现开启关闭装置回收至初始位置的自动控制，旋转主辅步进电机均停止工作，可控制开启关闭回归至初始位置。

本发明与市场上现有同类设备具有明显不同，其中：采用第一蜗杆8、第二蜗杆11、第一蜗轮9、第二蜗轮12和悬臂1具有自锁功能的机械驱动型式，第一蜗轮9、第二蜗轮12与悬臂1焊接为一体，安装在第一轴承转轴2、第二轴承转轴10上，与主、辅助微型步进电机3、7连接的第一蜗杆8、第二蜗杆11啮合第一蜗轮9、第二蜗轮12固定运转，顺时针运转呈弧形运行顶升车门6，逆时针旋转呈弧形运行关闭车门6。第一蜗杆8与第一蜗轮9、第二蜗杆11与第二蜗轮12的齿数设置为开启和关闭的运行起始终止点相符合，具有自锁功能可以自锁以防止滑落，其机械过程简单可靠。跟普通乘用车车门相比，本发明解放了司乘人员开启车门的过程，能在更加狭小的空间内打开，适用性好；而跟剪刀式相比在雨天有一定避雨功能，且乘用车在小区等靠近居民住宅的地方停靠时，在上下车时能有效的避免高空意外坠物的危险。车门自动化符合未来的发展趋势，也符合人们的爱好，在保留其原有功能的基础上，增加了避雨性和安全性。是一种在传统乘用车车门结构上的再创新技术，具有经济性、观赏性和推广性的自动化鼓翼式乘用车车门。

本发明自动化鼓翼式乘用车车门主要用于大中微型轿车等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以进行各种更改润饰与变化改进，凡在不脱离本发明原理、原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动化鼓翼式乘用车车门，包括车门（6），其特征在于：还包括悬臂（1）、主微型步进电机（3）、第一蜗杆（8）、第一蜗轮（9）、辅助微型步进电机（7）、第二蜗杆（11）和第二蜗轮（12）；其中，所述悬臂（1）的一端铰接在乘用车中柱（5）上的第一轴承转轴（2）上，另一端铰接在车门（6）上的第二轴承转轴（10）上；所述主微型步进电机（3）设置在乘用车中柱（5）上，辅助微型步进电机（7）设置在车门（6）上，第一蜗杆（8）、第二蜗杆（11）分别与主微型步进电机（3）、辅助微型步进电机（7）连接；所述第一蜗轮（9）、第二蜗轮（12）固定在悬臂（1）上，并分别与第一蜗杆（8）、第二蜗杆（11）连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动化鼓翼式乘用车车门，其特征在于：所述的第一蜗杆（8）与第一蜗轮（9）、第二蜗杆（11）与第二蜗轮（12）齿数设置为开启和关闭的运行起始点和终止点相符合。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动化鼓翼式乘用车车门，其特征在于：所述的车门（6）为乘用车前后一体式车门、前单开门或后单开门。

4.根据权利要求1或2所述的一种自动化鼓翼式乘用车车门，其特征在于：所述的第一蜗轮（9）、第二蜗轮（12）与悬臂（1）焊接成一体。

5.根据权利要求1或2所述的一种自动化鼓翼式乘用车车门，其特征在于：还包括自锁直流接触器。

6.根据权利要求5所述的一种自动化鼓翼式乘用车车门，其特征在于：所述的自锁直流接触器安装在悬臂（1）或乘用车中柱（5）上，与主微型步进电机（3）连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种自动化鼓翼式乘用车车门，其特征在于：还包括采用单片机80C51的可编程控制器。

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