CN111152635A - 自动化摇臂式乘用车车门 - Google Patents
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Abstract
本发明型的名称为自动化摇臂式乘用车车门。属于乘用车车门技术领域。它主要是提供一种自动化摇臂式乘用车车门。它的主要特征是:包括车门,第一、第二电机固定架,主、辅助微型步进电机,第一、第二锥形伞齿轮,第一、第二伞齿轮和车门悬臂;主、辅助微型步进电机分别通过第一、第二电机固定架安装在车门门框和车门门边上,第一、第二锥形伞齿轮分别安装在主、辅助微型步进电机上,第一、第二伞齿轮分别安装固定在车门悬臂的两端,第一、第二伞齿轮分别可转动地安装在车门门框、车门门边上。本发明型具有结构简单、能稳定有效的传递扭矩和可减少内部机械传动机构的特点,主要用于大中微型轿车等。
Description
技术领域
本发明型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摇臂式乘用车车门。其主要采用目前市场流行的单片机80C51可编程控制系统,促使微型步进电机驱动齿轮组做功于悬臂完成对乘用车车门的开启与关闭。是一种在传统乘用车车门结构上再创新技术的自动化摇臂式乘用车车门。
背景技术
目前市场上的乘用车车门基本属于铰链式平开车门,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不足,长时间开关车门容易走形,受开启形式局限产品单一。
发明内容
本发明型的目的在于提供一种自动化摇臂式乘用车车门,具有结构简单、开启关闭占用空间小的特点。
本发明型的技术解决方案是:一种自动化摇臂式乘用车车门,包括车门,其特征在于:还包括第一电机固定架、主微型步进电机、第一锥形伞齿轮、第一伞齿轮、车门悬臂、第二电机固定架、辅助微型步进电机、第二锥形伞齿轮和第二伞齿轮;其中,所述主微型步进电机通过第一电机固定架安装在车门门框上,第一锥形伞齿轮安装在主微型步进电机上,第一伞齿轮安装固定在车门悬臂的一端,第一锥形伞齿轮与第一伞齿轮啮合,第一伞齿轮可转动地安装在车门门框上;所述辅助微型步进电机通过第二电机固定架安装在车门门边上,第二锥形伞齿轮安装在辅助微型步进电机上,第二伞齿轮安装固定在车门悬臂的另一端,第二锥形伞齿轮与第二伞齿轮啮合,第二伞齿轮可转动地安装在车门门边上。
本发明型的技术解决方案中所述的第一电机固定架、主微型步进电机、第一锥形伞齿轮、第一伞齿轮、车门悬臂、第二电机固定架、辅助微型步进电机、第二锥形伞齿轮和第二伞齿轮有两组;一组装于车门上部的车门门框与车门门边之间,另一组装于车门下部的车门门框与车门门边之间。
本发明型的技术解决方案中所述的第一锥形伞齿轮与两个第一伞齿轮啮合,两个第一伞齿轮对称安装在第一锥形伞齿轮的两侧;所述的第二锥形伞齿轮与两个第二伞齿轮啮合,两个第二伞齿轮对称安装在第二锥形伞齿轮的两侧。
本发明型的技术解决方案中所述的第一锥形伞齿轮与第一伞齿轮、第二锥形伞齿轮与第二伞齿轮齿数设置为开启和关闭的运行起始点和终止点相符合。
本发明型的技术解决方案中所述的第一伞齿轮通过第一轴承安装在车门门框的第一轴承轴上;第二伞齿轮通过第二轴承安装在车门门边上的第二轴承轴上。
本发明型的技术解决方案中所述的第一轴承轴和第二轴承轴上设有自锁直流接触器,自锁直流接触器与主微型步进电机连接,并控制启动、停止、运行。自锁直流接触器可按需选选择以下任意一款型号: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。
本发明型的技术解决方案中还包括自锁直流接触器,自锁直流接触器安装在车门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。
本发明型的技术解决方案中所述的第一伞齿轮、第二伞齿轮与车门悬臂之间为焊接连接。
本发明型的技术解决方案中还包括采用单片机80C51的可编程控制器。
本发明型采用两个微型步进电机驱动锥形伞齿轮、伞齿轮带动车门悬臂前后呈弧形运动,用主微型步进电机驱动锥形伞齿轮、伞齿轮带动车门悬臂上固定的车门做前后呈弧形旋转运动,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。微型步进电机与驱动锥形伞齿轮、伞齿轮、车门悬臂旋转部分以及车门和微型步进电机的驱动部分采用锥形伞齿轮和双伞齿轮相对啮合传动,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,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。本发明型自动化摇臂式乘用车车门,采用单片机80C51控制微型步进电机,驱动锥形伞齿轮、伞齿轮、车门悬臂自动前后呈弧形旋转,来达到控制车门的开启与关闭,并且在微型步进电机驱动锥形伞齿轮、伞齿轮、车门悬臂与车门结合的驱动部分具有自锁功能,以保证乘用车车门的可靠性和安全性。
本发明型的有益效果在于:通过上述这样一种整体设置,所构成的自动化摇臂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锥形伞齿轮和伞齿轮做功于车门悬臂完成对乘用车前后车门的开启与关闭,具有自锁功能。跟普通乘用车车门相比,本发明型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;而跟剪刀式相比机械路线简单实用可靠。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,在传统乘用车车门结构上的再创新技术,是一种具有经济性,观赏性和推广性的自动化摇臂式乘用车车门。
附图说明
图1为本发明型正面结构示图。
图2为本发明型俯视结构示图。
图3为本发明型局部结构示图。
图4为本发明型局部详图。
图5为本发明型局部详图。
图6为本发明型控制系统主程序流程图。
图7为本发明型俯视开启过程示图。
图中:1. 第一电机固定架;2. 主微型步进电机;3. 第一锥形伞齿轮;4. 第一伞齿轮;5. 车门悬臂;6. 第二电机固定架;7. 辅助微型步进电机;8.车门;9. 第一轴承轴;10. 第一轴承;11. 车门门框;12. 车门门边;13. 第二锥形伞齿轮;14. 第二伞齿轮;15.第二轴承轴;16. 第二轴承。
具体实施方式
以下以具体实例来对本发明型进行进一步说明。
图1是本发明型实施例提供的乘用车车门的正面结构示图,该图为车门开启过程展开最大化的构件位置结构图,并请同时参看图2至图7。图2为本发明型实施例提供的乘用车车门的俯视结构示图,该图为车门开启完毕的构件位置结构图。图3为本发明型实施例提供的乘用车车门的局部结构示图,该图为车门开启过程的构件位置结构图。图4、图5为本发明型实施例提供的乘用车车门的局部详图,该图为车门开启关闭主要构件锥形伞齿轮与伞齿轮啮合结构的局部详图。图6是完成图1至图5摇臂开启回落关闭过程的控制系统主程序流程图。图7为本发明型实施例提供的乘用车车门的俯视开启过程示图,该图为车门开启的全过程示图。
如图1至图7所示。用于自动化摇臂式乘用车车门开启关闭机械矩力运行的全过程,是通过采用单片机80C51可编程控制系统控制车门开启关闭的全过程。主微型步进电机2和辅助微型步进电机7,分别由第一电机固定架1和第二电机固定架6,安装固定于乘用车上下车门门框11和乘用车上下车门门边12的适中位置上。第一电机固定架1、主微型步进电机2、第二电机固定架6、辅助微型步进电机7有两组,一组装于车门8上部的车门门框11与车门门边12之间,另一组装于车门8下部的车门门框11与车门门边12之间。主微型步进电机2通过第一电机固定架1安装在车门门框11上,第一锥形伞齿轮3安装在主微型步进电机2上,辅助微型步进电机7通过第二电机固定架6安装在车门门边12上,第二锥形伞齿轮13安装在辅助微型步进电机7上。采用单片机80C51的可编程控制器对车门的开启和关闭进行控制。
第一轴承轴9、第二轴承轴15与车门悬臂5可转动,分别固定于乘用车上下车门框11和乘用车车门上下车门边12的载体上。第一锥形伞齿轮3与第一伞齿轮4齿数、第二锥形伞齿轮13与第二伞齿轮14齿数设置为开启和关闭的运行起始终止点相符合。车门悬臂5是通过主微型步进电机2和辅助微型步进电机7驱动第一锥形伞齿轮3、第二锥形伞齿轮13顺时针旋转,传递能量至第一伞齿轮4、第二锥形伞齿轮14,其与车门悬臂5焊接为一体,产生矩力传送至车门悬臂5,前门向前呈弧形顺向推至前方,后门向后呈弧形顺向推至后方,乘用车前后车门8开启完成;逆时针旋转时关闭乘用车前后车门8。第一轴承轴9和第二轴承轴15上设有自锁机构,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车门悬臂5或乘用车中柱上与主微型步进电机2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。
自锁直流接触器安装固定车门悬臂5限制位移,其第一伞齿轮4、第二伞齿轮14分别与车门悬臂5的两端焊接成一体,分别通过第一轴承10、第二轴承16安装在第一轴承轴9、第二轴承轴15上为乘用车前后车门8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2和辅助微型步进电机7驱动第一锥形伞齿3、第二锥形伞齿13轮传递的矩力,将矩力分别传递至其第一伞齿轮4、第二伞齿轮14和车门悬臂5完成乘用车前后车门8开启和关闭的全过程。第一锥形伞齿轮3与两个第一伞齿轮4啮合,两个第一伞齿轮4对称安装在第一锥形伞齿轮3的两侧,第二锥形伞齿轮13与两个第二伞齿轮14啮合,两个第二伞齿轮14对称安装在第二锥形伞齿轮13的两侧。乘用车前后车门的乘用车上下车门框11属于前后车门主微型步进电机2安装的基底载体,起着乘用车前后车门8固定和开启关闭合体的作用。辅助微型步进电机7固定于乘用车前后车门上下门边12上,固定方式同主微型步进电机。辅助微型步进电机7驱动第二锥形伞齿轮13传递矩力至第二伞齿轮14,作用于车门悬臂5协助主微型步进电机2相对完成乘用车前后车门8的开启和关闭全过程。第一锥形伞齿轮3及第一伞齿轮4、第二锥形伞齿轮13及第二伞齿轮14通过主微型步进电机2和辅助微型步进电机7分别传递矩力至车门悬臂5,完成乘用车前后车门前后呈弧形旋转的开启和关闭全过程。
本发明型的工作原理如下:首先主要采用第一锥形伞齿轮3啮合第一伞齿轮4、第二锥形伞齿轮13啮合第二伞齿轮14和车门悬臂5具有自锁功能的机械驱动型式,第一轴承轴9、第二轴承轴15可与车门悬臂5转动也可以开启具有自锁功能,第一伞齿轮4、第二伞齿轮14与车门悬臂焊5接为一体安装在第一轴承轴9、第二轴承轴15上,与第一锥形伞齿轮3、第二锥形伞齿轮13啮合固定运转,顺时针运转前后呈弧形运行乘用车前后车门8各自按设定的方向前后推运行,达到开启和关闭乘用车前后车门8的目的;逆时针旋转呈弧形前后运行关闭乘用车前后车门8。主微型步进电机2植入乘用车车门框上链接固定,辅微型步进电机7植入乘用车前后车门上下车门边内固定。第一锥形伞齿轮3与第一伞齿轮4齿数、第二锥形伞齿轮13与第二伞齿轮14齿数设置为开启和关闭的运行起始终止点相符合,其接受主辅微型步进电机2、7传递的矩力,将矩力分别传递至车门悬臂5完成开启关闭乘用车前后车门8的全过程。
控制系统主程序流程原理: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,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,自动化摇臂式乘用车车门的软件设计采用C语言来编写程序。其软件结构自动化摇臂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。
本发明型与市场上现有同类设备具有明显不同,其中:采用第一锥形伞齿轮3与第一伞齿轮4啮合、第二锥形伞齿轮13与第二伞齿轮14啮合和车门悬臂5具有自锁功能的机械驱动型式,第一轴承轴9、第二轴承轴15可与车门悬臂5转动也可开启具有自锁功能,第一伞齿轮4、第二伞齿轮14与车门悬臂5焊接为一体安装在第一轴承轴9上与第一锥形伞齿轮3、第二锥形伞齿轮13啮合固定运转,顺时针运转呈弧形前后运行推送乘用车前后车门8开启,逆时针旋转呈弧形前后运行推送乘用车前后车门8关闭。第一锥形伞齿轮3与第一伞齿轮4的齿数、第二锥形伞齿轮13与第二伞齿轮14的齿数设置为开启和关闭的运行起始终止点相符合,其机械运行过程简单可靠。跟普通乘用车车门相比,本发明型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;而跟剪刀式相比机械路线简单实用可靠。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摇臂式乘用车车门。
本发明型自动化摇臂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型的优选实施例而已,并不用于限制本发明型,对于本领域的技术人员来说,本发明型可以进行各种更改润饰与变化改进,凡在不脱离本发明型原理、原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种自动化摇臂式乘用车车门,包括车门(8),其特征在于:还包括第一电机固定架(1)、主微型步进电机(2)、第一锥形伞齿轮(3)、第一伞齿轮(4)、车门悬臂(5)、第二电机固定架(6)、辅助微型步进电机(7)、第二锥形伞齿轮(13)和第二伞齿轮(14);其中,所述主微型步进电机(2)通过第一电机固定架(1)安装在车门门框(11)上,第一锥形伞齿轮(3)安装在主微型步进电机(2)上,第一伞齿轮(4)安装固定在车门悬臂(5)的一端,第一锥形伞齿轮(3)与第一伞齿轮(4)啮合,第一伞齿轮(4)可转动地安装在车门门框(11)上;所述辅助微型步进电机(7)通过第二电机固定架(6)安装在车门门边(12)上,第二锥形伞齿轮(13)安装在辅助微型步进电机(7)上,第二伞齿轮(14)安装固定在车门悬臂(5)的另一端,第二锥形伞齿轮(13)与第二伞齿轮(14)啮合,第二伞齿轮(14)可转动地安装在车门门边(12)上。
2.根据权利要求1所述的一种自动化摇臂式乘用车车门,其特征在于:所述的第一电机固定架(1)、主微型步进电机(2)、第一锥形伞齿轮(3)、第一伞齿轮(4)、车门悬臂(5)、第二电机固定架(6)、辅助微型步进电机(7)、第二锥形伞齿轮(13)和第二伞齿轮(14)有两组;一组装于车门(8)上部的车门门框(11)与车门门边(12)之间,另一组装于车门(8)下部的车门门框(11)与车门门边(12)之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种自动化摇臂式乘用车车门,其特征在于:所述的第一锥形伞齿轮(3)与两个第一伞齿轮(4)啮合,两个第一伞齿轮(4)对称安装在第一锥形伞齿轮(3)的两侧;所述的第二锥形伞齿轮(13)与两个第二伞齿轮(14)啮合,两个第二伞齿轮(14)对称安装在第二锥形伞齿轮(13)的两侧。
4.根据权利要求1或2所述的一种自动化摇臂式乘用车车门,其特征在于:所述的第一锥形伞齿轮(3)与第一伞齿轮(4)、第二锥形伞齿轮(13)与第二伞齿轮(14)齿数设置为开启和关闭的运行起始点和终止点相符合。
5.根据权利要求1或2所述的一种自动化摇臂式乘用车车门,其特征在于:所述的第一伞齿轮(4)通过第一轴承(10)安装在车门门框(11)的第一轴承轴(9)上;第二伞齿轮(14)通过第二轴承(16)安装在车门门边(12)上的第二轴承轴(15)上。
6.根据权利要求5所述的一种自动化摇臂式乘用车车门,其特征在于:所述的第一轴承轴(9)和第二轴承轴(15)上设有自锁直流接触器,自锁直流接触器与主微型步进电机(2)连接。
7.根据权利要求5所述的一种自动化摇臂式乘用车车门,其特征在于:还包括自锁直流接触器,自锁直流接触器安装在车门悬臂(5)或乘用车中柱上,与主微型步进电机(2)连接。
8.根据权利要求1或2所述的一种自动化摇臂式乘用车车门,其特征在于:所述的第一伞齿轮(4)、第二伞齿轮(14)与车门悬臂(5)之间为焊接连接。
9.根据权利要求1或2所述的一种自动化摇臂式乘用车车门,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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