CN113183933B - 一种驻车执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种驻车执行机构，推动装置包括推杆、转动杆和连接部，推杆包括推杆杆体，推杆杆体一端与驱动装置相连接，另一端设有一圈锯齿；推杆杆体远离驱动装置的端部外壁上沿周向均匀设有多个推杆导向键；转动杆包括转动杆杆体，转动杆杆体的一端的外壁上沿周向均匀设有多个转动杆导向键，转动杆导向键的一端设有转动杆斜面；连接部中设有空腔；空腔的侧壁上沿周向交错地设有第一滑槽和第二滑槽，推杆导向键的外径<第一滑槽的内径<转动杆导向键的外径<第二滑槽的内径。本发明的有益之处在于，利用成本低廉的电磁阀、推杆、转动杆和连接部来代替执行电机和丝杠，这样可以大大降低机构的成本，且提高机构可控性和耐久性。

Description

一种驻车执行机构

技术领域

本发明涉及驻车技术领域，尤其涉及一种驻车执行机构。

背景技术

当汽车处于停车挡时，驻车机构锁住传动轴或后轮，保障了汽车的使用安全性。现有的驻车机构主要由执行电机、丝杠机构、锥块、棘轮和棘爪组成。执行电机利用丝杠原理将执行电机的圆周运动和扭矩转换为锥块的线性运动和线性力，锥块驱动棘爪的齿卡入或脱出棘轮的齿槽，棘轮与车轮之间通过齿轮和轴刚性连接。当棘爪卡入棘轮的齿槽中时，棘轮无法旋转，对轴及车轮起到锁止作用，达到驻车目的。

现有驻车机构的主要成本集中在执行电机及丝杠。基于噪音控制、EMC和使用寿命等考量，目前多采用较昂贵的无刷电机，而丝杠的成本也远高于其他机械部件。如何在确保驻车和非驻车状态稳定的前提下降低生产成本，是亟待本领域技术人员解决的问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种驻车执行机构，在降低生产成本的同时提升机构的可控性和安全性。

本发明提供了一种驻车执行机构，包括棘轮、棘爪、推动装置和驱动装置，所述推动装置包括锥块，所述驱动装置和推动装置相连接，驱动所述锥块作直线往复运动，所述锥块驱动所述棘爪的齿卡入或脱出所述棘轮的齿槽，所述推动装置还包括推杆、转动杆和连接部，所述推杆包括推杆杆体，所述推杆杆体一端与驱动装置相连接，另一端设有一圈锯齿，每个锯齿包括两个相对设置的锯齿斜面；所述推杆杆体远离所述驱动装置的端部外壁上沿周向均匀设有多个推杆导向键；所述转动杆包括转动杆杆体，所述转动杆杆体的一端的外壁上沿周向均匀设有多个转动杆导向键，所述转动杆导向键的一端设有转动杆斜面，所述转动杆斜面与所述锯齿斜面相配合；所述转动杆杆体的另一端通过复位装置与所述锥块相连接；所述连接部中设有空腔，所述推杆和转动杆分别与所述空腔滑动连接；所述空腔的侧壁上沿周向交错地设有第一滑槽和第二滑槽，所述推杆导向键的外径<所述第一滑槽的内径<所述转动杆导向键的外径<所述第二滑槽的内径；相邻的第一滑槽和第二滑槽之间设有固定块，所述固定块靠近所述转动杆的一端设有固定块斜面，所述固定块斜面的倾斜方向与所述转动杆斜面的倾斜方向相同。

优选地，所述驱动装置为电磁阀。

优选地，所述电磁阀包括壳体、设于所述壳体内的电磁线圈和阀芯，所述阀芯和壳体之间设有弹簧；未通电状态下，所述推杆的一端位于所述壳体内。

优选地，所述复位装置为弹簧。

优选地，所述第一滑槽靠近所述转动杆的一端设有滑槽斜面，所述滑槽斜面的倾斜方向与所述转动杆斜面的倾斜方向相同。

优选地，所述锯齿斜面、转动杆斜面和固定块斜面的斜率大小相同。

优选地，所述推杆杆体远离所述驱动装置的端部设有容腔，所述转动杆杆体远离所述锥块的端部设有插入部，所述插入部与所述容腔相配合。

本发明的有益之处在于，利用成本低廉的电磁阀、推杆、转动杆和连接部来代替执行电机和丝杠，这样可以大大降低机构的成本，且提高机构可控性和耐久性。另外，因为电磁阀的结构简单，只需调整线圈，即可调整其输入输出性能。相较于电机，有更大的调整自由度，可以适用于各种特殊的情况。

附图说明

图1是本发明驻车执行机构的示意图；

图2是驱动装置和推动装置的连接示意图；

图3是推杆的结构示意图；

图4是转动杆的结构示意图；

图5是连接部的轴向剖视图；

图6是连接部的内部结构示意图；

图7是第一稳定状态下的转动杆导向键在连接部内的示意图；

图8是第二稳定状态下的转动杆导向键在连接部内的示意图；

图9是转动杆导向键在连接部内由第一稳定状态转变为第二稳定状态的分解示意图；

图10是转动杆导向键在连接部内由第二稳定状态转变为第一稳定状态的分解示意图。

元件标号说明：

1 棘爪

2 棘轮

3 复位装置

4 锥块

5 推杆

51 推杆杆体

52 锯齿

521 锯齿斜面

53 推杆导向键

54 容腔

6 转动杆

61 转动杆杆体

62 转动杆导向键

621 转动杆斜面

63 插入部

7 电磁阀

71 壳体

72 电磁线圈

73 阀芯

74 弹簧

8 连接部

81 空腔

82 固定块

821 固定块斜面

83 第一滑槽

831 滑槽斜面

84 第二滑槽

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“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，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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1和图2所示，本发明的驻车执行机构包括棘轮2、棘爪1、推动装置和驱动装置。棘轮2通过输出轴(未示出)连接于机壳(未示出)内，棘爪1的一端与机壳转动连接，另一端可与棘轮2啮合或分离。同时，棘爪1上还设有弹性复位装置(如扭簧等)。初始状态下，弹性复位装置处于松弛状态，棘爪1与棘轮2分离；当外力驱动棘爪1与棘轮2啮合时，弹性复位装置提供弹性力，弹性力有驱使棘爪1与棘轮2分离的趋势。推动装置包括锥块4，驱动装置和推动装置相连接，驱动锥块4作直线往复运动。锥块4位于棘爪1的下方，其设有沿自身轴向分布的粗部和细部，当粗部与棘爪1相接触时，棘爪1被顶向棘轮2的齿槽中，实现驻车状态；当细部与棘爪1相接触时，棘爪1会在弹性复位装置的复位作用下脱离棘轮2的齿槽，实现非驻车状态。

本发明的推动装置还包括推杆5、转动杆6和连接部8，通过前述三个装置推动锥块4作直线运动。如图3所示，推杆5包括推杆杆体51，推杆杆体51一端与驱动装置相连接，另一端设有一圈锯齿52，每个锯齿52包括两个相对设置的锯齿斜面521。相邻两个锯齿52之间没有间隙。推杆杆体51远离驱动装置的端部外壁上沿周向均匀设有多个推杆导向键53。

如图4所示，转动杆6包括转动杆杆体61，转动杆杆体61的一端外壁上沿周向均匀设有多个转动杆导向键62，转动杆导向键62远离锥块4的一端设有转动杆斜面621，转动杆斜面621与锯齿斜面521相配合。转动杆杆体61的另一端通过复位装置3与锥块4相连接。复位装置3优选地为弹簧。

如图2、图5-8所示，连接部8的位置固定，为一个回转体，其中设有贯通的空腔81，推杆5和转动杆6分别与空腔81滑动连接，且两者的端部在空腔81中相抵接或分离。空腔81的侧壁上沿周向交错地设有第一滑槽83和第二滑槽84，推杆导向键53和转动杆导向键62可与第一滑槽83或第二滑槽84滑动连接。为确保驻车和非驻车状态的稳定性，推杆导向键53的外径<第一滑槽83的内径<转动杆导向键62的外径<第二滑槽84的内径，即推杆导向键53可以通过第一滑槽83和第二滑槽84，而转动杆导向键62仅能通过第二滑槽84，无法通过第一滑槽83。相邻的第一滑槽83和第二滑槽84之间设有固定块82，固定块82靠近转动杆6的一端设有固定块斜面821，固定块斜面821的倾斜方向与转动杆斜面621的倾斜方向相同，这样设置可以限制转动杆6在连接部8内的转动方向。优选地，第一滑槽83靠近转动杆6的一端设有滑槽斜面831，滑槽斜面831的倾斜方向与转动杆斜面621的倾斜方向相同，使得转动杆导向键62可以牢固地卡在滑槽斜面831和固定块82之间。

由于驻车与非驻车状态总是交替出现，因此本发明的推动装置提供了两个可以交替出现的稳定状态，即第一稳定状态和第二稳定状态。第一稳定状态如图7所示，转动杆导向键62位于第二滑槽84中，在没有其他外力作用以及第二滑槽84的限位作用下，转动杆6无法移动或绕轴向旋转。第二稳定状态如图8所示，转动杆导向键62卡在滑槽斜面831和固定块82之间，转动杆6同样无法移动或绕轴向旋转。由于驻车与非驻车状态主要由锥块4的粗细位置决定，因此可以根据需要调换前述两个稳定状态所对应的驻车状态，第一稳定状态和第二稳定状态均可设置为驻车或非驻车的稳定状态。

在本发明的一个具体实施例中，第一滑槽83、第二滑槽84和转动杆导向键62的数量相同，锯齿52和推杆导向键53的数量均为转动杆导向键62数量的两倍，从而保证连接部8可以对推杆5和转动6起到最大的限位导向作用。推杆导向键53与锯齿52的中心线对齐，锯齿斜面521、转动杆斜面621和固定块斜面821的斜率大小相同，这样设置有利于降低摩擦力，使转动杆6的运动保持顺畅。如图2-4所示，推杆杆体51远离驱动装置的端部设有容腔54，转动杆杆体61远离锥块4的端部设有插入部63，插入部63与容腔54相配合。在初始状态下，锯齿斜面521与转动杆斜面621没有接触时，插入部63仍位于容腔54中，容腔54可以对推杆5的运动起到导向作用，确保锯齿斜面521与转动杆斜面621顺利接触，实现推动。

本发明的推动装置的工作原理如下：

如图9所示，当需要从第一稳定状态切换为第二稳定状态时，驱动装置驱动推杆5向转动杆6所在方向移动，锯齿斜面521与转动杆斜面621相接触。当转动杆导向键62在第二滑槽84中时，锯齿斜面521施加在转动杆斜面621上的切向分力被滑槽壁提供的支撑力抵消，只有轴向力作用在转动杆导向键62上，复位装置3压缩。转动杆导向键62在轴向力的作用下逐渐脱离第二滑槽84，此时锯齿斜面521施加在转动杆斜面621上的切向分力使转动杆6旋转，并在固定块斜面821的导向作用下向第一滑槽83所在处移动。当转动杆斜面621与锯齿斜面521完全分离时，转动杆6在复位装置3的弹性力作用下进入滑槽斜面831和固定块82之间，实现第二稳定状态。

如图10所示，当需要从第二稳定状态切换为第一稳定状态时，驱动装置驱动推杆5向转动杆6所在方向移动，锯齿斜面521与转动杆斜面621相接触。当转动杆导向键62仍与固定块82相接触时，锯齿斜面521施加在转动杆斜面621上的切向分力被固定块82提供的支撑力抵消，只有轴向力作用在转动杆导向键62上，复位装置3压缩。转动杆导向键62在轴向力的作用下逐渐脱离固定块82，此时锯齿斜面521施加在转动杆斜面621上的切向分力使转动杆6旋转，并在固定块斜面821的导向作用下向第二滑槽84所在处移动。当转动杆斜面621与锯齿斜面521完全分离时，转动杆6在复位装置3的弹性力作用下滑入第二滑槽84，实现第一稳定状态。

为实现上述状态之间的切换，驱动装置可以为液压缸或气缸等直线驱动装置，也可以如本发明一样采用成本低廉的电磁阀7。如图2所示，电磁阀7包括壳体71、设于壳体71内的电磁线圈72和阀芯73，阀芯73和壳体71之间设有弹簧74。连接部8的一端与壳体71固定连接。

未通电状态下，推杆5的一端位于壳体71内，另一端位于连接部8内，此时弹簧74处于松弛状态，阀芯73的大部分位于电磁线圈72外部。通电状态下，由于电磁线圈72的磁场吸引，阀芯73进入电磁线圈72内部，且随着阀芯73进入部分的体积增加，电磁力增大，此时弹簧74拉伸，阀芯73推动推杆5。在推杆5推动转动杆6的过程中，复位装置3压缩。当转动杆6在切向分力的作用下旋转，脱离推杆5时，复位装置3的弹性势能释放，转动杆6在复位装置3的推力下达到第一或第二稳定状态，推杆5重新回到壳体71内。电磁阀7断电，弹簧74带动阀芯73回到原位，等待下一次状态的切换。

综上，本发明的有益之处在于，使用电磁阀、推杆、转动杆和连接部来替换现有的电机和丝杠，在大大降低成本和机构复杂度的同时，提高了机构的可靠性。该结构实现了驻车和非驻车稳定状态的流畅切换，降低了机构的控制难度，改善了机构的不稳定性，同时其对各部件的加工精度要求低，对供应商和加工设备要求低，大大提高了适用性和普及性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种驻车执行机构，包括棘轮(2)、棘爪(1)、推动装置和驱动装置，所述推动装置包括锥块(4)，所述驱动装置和推动装置相连接，驱动所述锥块(4)作直线往复运动，所述锥块(4)驱动所述棘爪(1)的齿卡入或脱出所述棘轮(2)的齿槽，其特征在于，所述推动装置还包括推杆(5)、转动杆(6)和连接部(8)，

所述推杆(5)包括推杆杆体(51)，所述推杆杆体(51)一端与驱动装置相连接，另一端设有一圈锯齿(52)，每个锯齿(52)包括两个相对设置的锯齿斜面(521)，相邻两个锯齿(52)之间没有间隙；所述推杆杆体(51)远离所述驱动装置的端部外壁上沿周向均匀设有多个推杆导向键(53)；

所述转动杆(6)包括转动杆杆体(61)，所述转动杆杆体(61)的一端的外壁上沿周向均匀设有多个转动杆导向键(62)，所述转动杆导向键(62)的一端设有转动杆斜面(621)，所述转动杆斜面(621)与所述锯齿斜面(521)相配合；所述转动杆杆体(61)的另一端通过复位装置(3)与所述锥块(4)相连接；

所述连接部(8)中设有空腔(81)，所述推杆(5)和转动杆(6)分别与所述空腔(81)滑动连接；

所述空腔(81)的侧壁上沿周向交错地设有第一滑槽(83)和第二滑槽(84)，所述推杆导向键(53)的外径<所述第一滑槽(83)的内径<所述转动杆导向键(62)的外径<所述第二滑槽(84)的内径；相邻的第一滑槽(83)和第二滑槽(84)之间设有固定块(82)，所述固定块(82)靠近所述转动杆(6)的一端设有固定块斜面(821)，所述固定块斜面(821)的倾斜方向与所述转动杆斜面(621)的倾斜方向相同。

2.根据权利要求1所述的驻车执行机构，其特征在于，所述驱动装置为电磁阀(7)。

3.根据权利要求2所述的驻车执行机构，其特征在于，所述电磁阀(7)包括壳体(71)、设于所述壳体(71)内的电磁线圈(72)和阀芯(73)，所述阀芯(73)和壳体(71)之间设有弹簧(74)；未通电状态下，所述推杆(5)的一端位于所述壳体(71)内。

4.根据权利要求1所述的驻车执行机构，其特征在于，所述复位装置(3)为弹簧。

5.根据权利要求1所述的驻车执行机构，其特征在于，所述第一滑槽(83)靠近所述转动杆(6)的一端设有滑槽斜面(831)，所述滑槽斜面(831)的倾斜方向与所述转动杆斜面(621)的倾斜方向相同。

6.根据权利要求1所述的驻车执行机构，其特征在于，所述锯齿斜面(521)、转动杆斜面(621)和固定块斜面(821)的斜率大小相同。

7.根据权利要求1所述的驻车执行机构，其特征在于，所述推杆杆体(51)远离所述驱动装置的端部设有容腔(54)，所述转动杆杆体(61)远离所述锥块(4)的端部设有插入部(63)，所述插入部(63)与所述容腔(54)相配合。

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