CN112610665A - 一种电动汽车及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车及其工作方法，包括皮带自动张紧装置，该装置包括张紧皮带、皮带轮轴、张紧皮带轮、压力传感器、主控制器、轴承、压板、弹簧、张紧支架、张紧电机、蜗杆、蜗轮、磁环、传感器、固定架、支架轴和电机驱动器；支架轴与固定架固定连接；张紧支架转动连接在支架轴上；蜗轮固定连接在张紧支架；蜗杆与张紧电机和蜗轮传动连接；磁环固定连接在张紧电机的输出轴上；传感器固定连接在张紧电机的机体上；皮带轮轴固定连接在张紧支架上且具有径向滑槽；轴承套设在皮带轮轴的外周；弹簧和压力传感器均设置在径向滑槽中；张紧皮带轮套装在轴承的外周；压力传感器、电机驱动器和传感器均与主控制器电连接。本发明可实现张紧皮带松掉后自动张紧，张紧力大小自动控制。

Description

一种电动汽车及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种电动汽车，特别涉及一种电动汽车及其工作方法。

背景技术

电动汽车是一个复杂的产品，涉及散热、转向、制动、气动等多个系统，而这些系统都需要动力源进行驱动，例如，散热系统需要由冷却水泵作为动力源；转向系统需要由转向油泵作为动力源；气动系统需要由空气压缩机作为动力源。将这些动力源进行集成并对其进行统一控制，可以节省底盘的布置空间，并节约成本。现有技术的电动汽车一般由驱动电机为这些动力源提供动力，如图8所示，由驱动电机通过张紧皮带51带动冷却水泵、转向油泵和空气压缩机同步旋转。具体是在驱动电机上设有主动皮带轮55，在冷却水泵上设有第一从动皮带轮56，在转向油泵上设有第二从动皮带轮57,在空气压缩机上设有第三从动皮带轮58，将张紧皮带51绕置在主动皮带轮55、第一从动皮带轮56、第二从动皮带轮57和第三从动皮带轮58上，这样就可以将驱动电机上的旋转动力传递至冷却水泵、转向油泵和空气压缩机上，从而实现冷却水泵、转向油泵和空气压缩机的正常运转。作为能量传递的重要部件，张紧皮带51的正常工作与否对动力的传递过程起着至关重要的作用，而影响张紧皮带51传递效率的重要因素则为张紧力，当张紧皮带51的张紧力不足时，传递载荷的能力低，效率低，且使带轮急剧发热，皮带磨损；当张紧皮带51的张紧力过大时，则会使张紧皮带51的寿命降低，轴和轴承上的载荷增大，轴承发热与磨损，因此，适当的张紧力是保证张紧皮带51传动正常工作的重要因素。现有技术的电动汽车的皮带张紧装置在张紧皮带51松掉后不能自动张紧，而且张紧力大小也不能自动控制，这样就会造成张紧力不足或张紧力过大，从而影响张紧皮带51的传递效率。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有张紧皮带松掉后可以自动张紧，张紧力大小可以自动控制的皮带自动张紧装置的电动汽车。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：一种电动汽车，包括皮带自动张紧装置，该装置包括张紧皮带；还包括皮带轮轴、张紧皮带轮、压力传感器、主控制器、轴承、压板、弹簧、张紧支架、张紧电机、蜗杆、蜗轮、磁环、传感器、固定架、支架轴和电机驱动器；所述支架轴与固定架固定连接；所述张紧支架的一端部转动连接在支架轴上；所述蜗轮固定连接在张紧支架的一端部且蜗轮与支架轴同轴设置；所述张紧电机的机体固定连接在固定架上，张紧电机的输出轴与蜗杆的一端传动连接；所述蜗杆转动连接在固定架上且蜗杆的另一端部与蜗轮传动连接并形成蜗轮蜗杆机构；所述磁环固定连接在张紧电机的输出轴上；所述传感器固定连接在张紧电机的机体上且与磁环相对应；所述皮带轮轴固定连接在张紧支架的另一端部且皮带轮轴上具有径向滑槽；所述轴承套设在皮带轮轴的外周且轴承的内圈与皮带轮轴的外周形成间隙配合；所述压板滑动连接在径向滑槽中且压板的一端具有与轴承的内圈相匹配的圆弧面；所述弹簧位于径向滑槽中且弹簧的一端与径向滑槽的底端相抵，弹簧的另一端与压板的另一端相抵；所述压力传感器设置在皮带轮轴的径向滑槽中；所述张紧皮带轮套装在轴承的外周；所述压力传感器、电机驱动器和传感器均与主控制器电连接或无线通讯连接；所述张紧电机与电机驱动器电连接或无线通讯连接；当压力传感器的压力值等于0时，由主控制器通过电机驱动器控制张紧电机的输出轴开始旋转；当传感器的转速值小于主控制器中的设定转速值时，由主控制器通过电机驱动器控制张紧电机的输出轴停止旋转。

还包括传感器支架；所述传感器通过传感器支架固定连接在张紧电机的机体上。

还包括联轴器；所述张紧电机的输出轴通过联轴器与蜗杆的一端传动连接。

本发明具有如下积极效果：（1）由于本发明的支架轴与固定架固定连接；张紧支架的一端部转动连接在支架轴上；蜗轮固定连接在张紧支架的一端部且蜗轮与支架轴同轴设置；张紧电机的机体固定连接在固定架上，张紧电机的输出轴与蜗杆的一端传动连接；蜗杆转动连接在固定架上且蜗杆的另一端部与蜗轮传动连接并形成蜗轮蜗杆机构；磁环固定连接在张紧电机的输出轴上；传感器固定连接在张紧电机的机体上且与磁环相对应；皮带轮轴固定连接在张紧支架的另一端部且皮带轮轴上具有径向滑槽；轴承套设在皮带轮轴的外周且轴承的内圈与皮带轮轴的外周形成间隙配合；压板滑动连接在径向滑槽中；弹簧位于径向滑槽中且弹簧的一端与径向滑槽的底端相抵，弹簧的另一端与压板相抵；压力传感器设置在皮带轮轴的径向滑槽中；张紧皮带轮套装在轴承的外周；压力传感器、电机驱动器和传感器均与主控制器电连接或无线通讯连接；张紧电机与电机驱动器电连接或无线通讯连接，还由于本发明使用时将张紧皮带绕置在电动汽车的驱动电机的主动皮带轮、冷却水泵的第一从动皮带轮、转向油泵的第二从动皮带轮、空气压缩机的第三从动皮带轮和本发明的张紧皮带轮的外周表面上，因而当张紧皮带松掉后，在弹簧的作用下压板径向向外移动，压力传感器的另一端与压板相分离，压力传感器的压力值等于0，由主控制器通过电机驱动器控制张紧电机的输出轴开始旋转，蜗杆随张紧电机的输出轴同步旋转，带动蜗轮顺时针旋转，张紧支架绕支架轴的轴心顺时针旋转，设在皮带轮轴的外周的轴承和套装在轴承的外周的张紧皮带轮也绕支架轴的轴心顺时针旋转，张紧皮带轮向右下方移动，从而使张紧皮带自动张紧，即本发明可使张紧皮带松掉后自动张紧。当张紧皮带张紧后，张紧支架绕支架轴的轴心顺时针旋转的阻力会增大，蜗轮顺时针旋转的阻力也会增大，使张紧电机的输出轴和蜗杆的转速降低，当传感器的转速值小于主控制器中的设定转速值时，由主控制器通过电机驱动器控制张紧电机的输出轴停止旋转，这时蜗杆不再旋转，蜗轮也不再旋转，张紧皮带轮也不再绕支架轴的轴心顺时针旋转，张紧皮带轮不再向右下方移动，张紧皮带张紧过程结束，张紧皮带的张紧力不再变大，即张紧力大小可以自动控制。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视示意图；

图3是图2的皮带轮轴、张紧皮带轮和轴承连接的放大示意图；

图4是图3的B-B剖视示意图；

图5是图4中的皮带轮轴的放大示意图；

图6是图5的C-C剖视示意图；

图7是本发明的压力传感器、主控制器、张紧电机、传感器和电机驱动器连接原理图。

图8是本发明与电动汽车的张紧皮带、主动皮带轮、第一从动皮带轮、第二从动皮带轮和第三从动皮带轮的连接原理图。

上述附图中的附图标记如下：皮带轮轴1、径向滑槽1-1、张紧皮带轮2、压力传感器3、主控制器4、轴承5、压板6、圆弧面6-1、弹簧7、张紧支架8、张紧电机9、蜗杆10、蜗轮11、磁环12、传感器13、固定架14、支架轴15、电机驱动器16、传感器支架17、联轴器18、铜套19、张紧皮带51、主动皮带轮55、第一从动皮带轮56、第二从动皮带轮57、第三从动皮带轮58。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明。

如图1至图7所示，一种电动汽车的皮带自动张紧装置，包括张紧皮带51；还包括皮带轮轴1、张紧皮带轮2、压力传感器3、主控制器4、轴承5、压板6、弹簧7、张紧支架8、张紧电机9、蜗杆10、蜗轮11、磁环12、传感器13、固定架14、支架轴15和电机驱动器16；本实施例中磁环12选用江苏新旭磁电科技有限公司生产的两对极磁环。传感器13选用型号为MT4401的霍尔传感器。压力传感器3选用型号为LH-Y03-D的压向力传感器。张紧电机9选用型号为TLSM04-M00330的伺服电机。主控制器4为PLC可编程控制器，选用三菱FX2NC-PLC可编程控制器，电机驱动器16选用型号为LMD18200T的直流电机驱动板。如图2所示，所述支架轴15与固定架14固定连接；固定连接的方式可以是直接焊接连接，也可以是通过紧固件连接。所述张紧支架8的一端部通过轴承转动连接在支架轴15上；所述蜗轮11固定连接在张紧支架8的一端部且蜗轮11与支架轴15同轴设置；本实施例中蜗轮11通过紧固件固定连接张紧支架8的一端部。如图1所示，所述张紧电机9的机体通过紧固件固定连接在固定架14上，张紧电机9的输出轴与蜗杆10的一端传动连接；当张紧电机9的输出轴旋转时，蜗杆10随张紧电机9的输出轴同步旋转。所述蜗杆10通过铜套19转动连接在固定架14上且蜗杆10的另一端部与蜗轮11传动连接并形成蜗轮蜗杆机构；所述磁环12固定连接在张紧电机9的输出轴上；本实施例中磁环12粘接在张紧电机9的输出轴上，张紧电机9的输出轴旋转时，磁环12可以同步旋转。所述传感器13固定连接在张紧电机9的机体上且与磁环12相对应；如图2和图6所示，所述皮带轮轴1固定连接在张紧支架8的另一端部且皮带轮轴1上具有径向滑槽1-1；本实施例中，皮带轮轴1通过紧固件固定连接在张紧支架8的另一端部。如图2至图4所示，所述轴承5套设在皮带轮轴1的外周且轴承5的内圈与皮带轮轴1的外周形成间隙配合；如图6所示，所述压板6滑动连接在径向滑槽1-1中且压板6的一端具有与轴承5的内圈相匹配的圆弧面6-1；如图4和图5所示，所述弹簧7位于径向滑槽1-1中且弹簧7的一端与径向滑槽1-1的底端相抵，弹簧7的另一端与压板6的另一端相抵；弹簧7为压簧。所述压力传感器3设置在皮带轮轴1的径向滑槽1-1中，压力传感器3的一端抵靠在径向滑槽1-1的底端，压力传感器3的另一端与压板6的另一端相接触或相分离。如图2至图4所示，所述张紧皮带轮2套装在轴承5的外周；当张紧皮带51在张紧状态时，压力传感器3的另一端与压板6的另一端相接触；当张紧皮带51在松掉状态时，在弹簧7的作用下压板6径向向外移动，这时压力传感器3的另一端与压板6的另一端相分离。如图7所示，所述压力传感器3、电机驱动器16和传感器13均与主控制器4电连接或无线通讯连接；所述张紧电机9与电机驱动器16电连接或无线通讯连接；当压力传感器3的压力值等于0时，由主控制器4通过电机驱动器16控制张紧电机9的输出轴开始旋转；当传感器13的转速值小于主控制器4中的设定转速值时，由主控制器4通过电机驱动器16控制张紧电机9的输出轴停止旋转。由于张紧皮带51在松掉状态时，在弹簧7的作用下压板6径向向外移动，压力传感器3的另一端与压板6的另一端相分离，这时压板6上的张紧力不能传递到压力传感器3上，压力传感器3的压力值等于0，由主控制器4控制张紧电机9的输出轴开始旋转。主控制器4中的设定转速值是经测验得到的张紧皮带51在张紧状态时，由传感器13检测到的张紧电机9的输出轴的转速。当传感器13的转速值小于主控制器4中的设定转速值时，这时张紧皮带51已在张紧状态。

如图1所示，还包括传感器支架17；所述传感器13通过传感器支架17固定连接在张紧电机9的机体上。本实施例中，传感器13通过紧固件固定连接在传感器支架17上，传感器支架17通过紧固件固定连接在张紧电机9的机体上。

还包括联轴器18；所述张紧电机9的输出轴通过联轴器18与蜗杆10的一端传动连接。联轴器18通过紧定螺钉与张紧电机9的输出轴和蜗杆的一端10轴向定位。

本发明使用时，将固定架14通过紧固件固定连接在电动汽车的车架上。如图8所示，将张紧皮带51绕置在电动汽车的驱动电机的主动皮带轮55、冷却水泵的第一从动皮带轮56、转向油泵的第二从动皮带轮57、空气压缩机的第三从动皮带轮58和本发明的张紧皮带轮2的外周表面上，且使压力传感器3位于张紧皮带51与张紧皮带轮2形成的包角的角平分线上。

本发明的工作原理如下：如图1至图8所示，由于皮带轮轴1上具有径向滑槽1-1；轴承5套装在皮带轮轴1的外周且轴承5的内圈与支架轴15的外周之间形成间隙配合；压板6滑动连接在径向滑槽1-1中且压板6上具有与轴承5的内圈相匹配的圆弧面6-1；张紧皮带轮2套装在轴承5的外周；还由于本发明使用时将张紧皮带51绕置在电动汽车的驱动电机的主动皮带轮55、冷却水泵的第一从动皮带轮56、转向油泵的第二从动皮带轮57、空气压缩机的第三从动皮带轮58和本发明的张紧皮带轮2的外周表面上，且使压力传感器3位于张紧皮带51与张紧皮带轮2形成的包角的角平分线上，因而当张紧皮带51在张紧状态时，张紧皮带51的预紧力可通过张紧皮带轮2传递到轴承5，再通过轴承5传递到压板6上，通过压板6的另一端使弹簧7处于压缩状态，这时压力传感器3的另一端与压板6的另一端相接触，张紧力由压板6传递到压力传感器3上。当张紧皮带51松掉后，在弹簧7的作用下压板6径向向外移动，压力传感器3的另一端与压板6的另一端相分离，这时压力传感器3的压力值等于0，当压力传感器3的压力值等于0时，由主控制器4通过电机驱动器16控制张紧电机9的输出轴开始旋转，蜗杆10随张紧电机9的输出轴同步旋转，由于蜗杆10的另一端部与蜗轮11传动连接，因而蜗杆10旋转可带动蜗轮11顺时针旋转，还由于蜗轮11固定连接在张紧支架8的一端部且蜗轮11与支架轴15同轴设置，张紧支架8的一端部转动连接在支架轴15上，因而蜗轮11顺时针旋转时可带动张紧支架8绕支架轴15的轴心顺时针旋转。由于皮带轮轴1固定连接在张紧支架8的另一端部；轴承5套设在皮带轮轴1的外周且轴承5的内圈与皮带轮轴1的外周形成间隙配合；张紧皮带轮2套装在轴承5的外周；因而张紧支架8绕支架轴15的轴心顺时针旋转时，固定连接在张紧支架8的另一端部的皮带轮轴1也绕支架轴15的轴心顺时针旋转，使设在皮带轮轴1的外周的轴承5和套装在轴承5的外周的张紧皮带轮2也绕支架轴15的轴心顺时针旋转，这时张紧皮带轮2向右下方移动，从而使张紧皮带51自动张紧，即本发明可使张紧皮带51松掉后能自动张紧。

当张紧皮带51张紧后，张紧支架8绕支架轴15的轴心顺时针旋转的阻力会增大，蜗轮11顺时针旋转的阻力也会增大，这样会使张紧电机9的输出轴和蜗杆10的转速降低，当传感器13的转速值小于主控制器4中的设定转速值时，由主控制器4通过电机驱动器16控制张紧电机9的输出轴停止旋转，这时蜗杆10不再旋转，与蜗杆10传动连接的蜗轮11也不再旋转，蜗轮11不再带动张紧支架8绕支架轴15的轴心同步顺时针旋转，张紧皮带轮2也不再绕支架轴15的轴心顺时针旋转，使张紧皮带轮2不再向右下方移动，张紧皮带51张紧过程结束，张紧皮带51的张紧力不再变大，即张紧力大小可以自动控制。

Claims (4)

1.一种电动汽车的工作方法，该电动汽车包括皮带自动张紧装置，该皮带自动张紧装置包括张紧皮带（51）；其特征在于：还包括皮带轮轴（1）、张紧皮带轮（2）、压力传感器（3）、主控制器（4）、轴承（5）、压板（6）、弹簧（7）、张紧支架（8）、张紧电机（9）、蜗杆（10）、蜗轮（11）、磁环（12）、传感器（13）、固定架（14）、支架轴（15）和电机驱动器（16）；所述支架轴（15）与固定架（14）固定连接；所述张紧支架（8）的一端部转动连接在支架轴（15）上；所述蜗轮（11）固定连接在张紧支架（8）的一端部且蜗轮（11）与支架轴（15）同轴设置；所述张紧电机（9）的机体固定连接在固定架（14）上，张紧电机（9）的输出轴与蜗杆（10）的一端传动连接；所述蜗杆（10）转动连接在固定架（14）上且蜗杆（10）的另一端部与蜗轮（11）传动连接并形成蜗轮蜗杆机构；所述磁环（12）固定连接在张紧电机（9）的输出轴上；所述传感器（13）固定连接在张紧电机（9）的机体上且与磁环（12）相对应；所述皮带轮轴（1）固定连接在张紧支架（8）的另一端部且皮带轮轴（1）上具有径向滑槽（1-1）；所述轴承（5）套设在皮带轮轴（1）的外周且轴承（5）的内圈与皮带轮轴（1）的外周形成间隙配合；所述压板（6）滑动连接在径向滑槽（1-1）中且压板（6）的一端具有与轴承（5）的内圈相匹配的圆弧面（6-1）；所述弹簧（7）位于径向滑槽（1-1）中且弹簧（7）的一端与径向滑槽（1-1）的底端相抵，弹簧（7）的另一端与压板（6）的另一端相抵；所述压力传感器（3）设置在皮带轮轴（1）的径向滑槽（1-1）中；所述张紧皮带轮（2）套装在轴承（5）的外周；所述压力传感器（3）、电机驱动器（16）和传感器（13）均与主控制器（4）电连接或无线通讯连接；所述张紧电机（9）与电机驱动器（16）电连接或无线通讯连接；当压力传感器（3）的压力值等于0时，由主控制器（4）通过电机驱动器（16）控制张紧电机（9）的输出轴开始旋转；当传感器（13）的转速值小于主控制器（4）中的设定转速值时，由主控制器（4）通过电机驱动器（16）控制张紧电机（9）的输出轴停止旋转；

所述的工作方法，包括：当张紧皮带张紧后，张紧支架绕支架轴的轴心顺时针旋转的阻力会增大，蜗轮顺时针旋转的阻力也会增大，使张紧电机的输出轴和蜗杆的转速降低，当传感器的转速值小于主控制器中的设定转速值时，由主控制器通过电机驱动器控制张紧电机的输出轴停止旋转，这时蜗杆不再旋转，蜗轮也不再旋转，张紧皮带轮也不再绕支架轴的轴心顺时针旋转，张紧皮带轮不再向右下方移动，张紧皮带张紧过程结束，张紧皮带的张紧力不再变大，即张紧力大小可以自动控制。

2.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：还包括传感器支架（17）；所述传感器（13）通过传感器支架（17）固定连接在张紧电机（9）的机体上。

3.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：还包括联轴器（18）；所述张紧电机（9）的输出轴通过联轴器（18）与蜗杆（10）的一端传动连接。

4.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：将所述张紧皮带（51）绕置在电动汽车的驱动电机的主动皮带轮（55）、冷却水泵的第一从动皮带轮（56）、转向油泵的第二从动皮带轮（57）、空气压缩机的第三从动皮带轮58和本发明的张紧皮带轮（2）的外周表面上，且使压力传感器（3）位于张紧皮带（51）与张紧皮带轮（2）形成的包角的角平分线上。

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