CN216692129U - 一种换挡装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电机技术领域，特别涉及一种换挡装置，包括控制机构、换挡机构以及驱动机构，所述控制机构与所述驱动机构连接，所述驱动机构与所述换挡机构连接；所述换挡机构包括换挡指，所述驱动机构包括电机以及丝杆组件，所述丝杆组件包括丝杆以及螺母，所述丝杆贯穿螺母，设置在所述螺母的内部，所述电机的输出轴与所述丝杆连接，所述螺母与所述换挡指连接；所述控制机构控制所述电机启动，所述电机的输出轴进行旋转，带动所述丝杆旋转，使所述螺母进行直线运动，带动所述换挡指进行摆动，使换挡指摆动至手动齿轮式变速器的槽口上。与现有技术相比，在克服传统手动换挡机构的不足的同时，保留了手动齿轮式变速器的高效率传动。

Description

一种换挡装置

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种换挡装置。

背景技术

随着科学技术的不断进步，汽车工业在近年来也得到了飞速的发展。汽车作为人们工作生活中所必不可少的一项交通工具，在现代社会发展中发挥着举足轻重的作用。

目前的换挡方式为手动换挡以及自动换挡，手动换挡方式是驾驶人员通过操作换挡杆进行换挡，这样会分散驾驶者在驾驶过程中的注意力，且需要驾驶者分心关注挡位情况，此时容易导致交通事故的发生。若采用自动换挡方式，能够通过对离合器、油门、变速箱的操作，来实现起步和换档的自动操作，但与手动换挡方式相比，具有传动低，成本高的问题。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种换挡装置，控制机构控制电机启动，通过驱动电机的输出轴旋转，带动丝杆旋转，带动螺母直线运动，进而带动换挡指进行摆动，使换挡指的拔指摆动至目标挡位上，实现了自动换挡，在克服传统手动换挡机构的不足的同时，保留了手动齿轮式变速器的高效率传动，成本低、结构简单、易制造。该技术方案如下：

一种换挡装置，包括控制机构、换挡机构以及驱动机构，所述控制机构与所述驱动机构连接，所述驱动机构与所述换挡机构连接；

其特征在于：所述换挡机构包括换挡指，所述驱动机构包括电机以及丝杆组件，所述丝杆组件包括丝杆以及螺母，所述丝杆贯穿螺母，设置在所述螺母的内部，所述电机的输出轴与所述丝杆连接，所述螺母与所述换挡指连接；

所述控制机构控制所述电机启动，所述电机的输出轴进行旋转，带动所述丝杆旋转，使所述螺母进行直线运动，带动所述换挡指进行摆动，使换挡指摆动至手动齿轮式变速器的槽口上。

在一个实施例中，所述螺母侧面设置有螺母耳轴。

在一个实施例中，所述换挡指包括支撑架以及拔指，所述拔指设置于所述支撑架的下方，所述支撑架包括支撑平台以及叉板组，所述叉板组设置于所述支撑平台的上方，所述叉板组设置有与所述螺母耳轴相适配的耳轴槽。

在一个实施例中，所述丝杆与所述电机的输出轴连接的一端为内六角孔，所述电机的输出轴与丝杆连接的截面为外六角。

在一个实施例中，所述驱动机构还包括第一密封垫、第一密封圈、2个轴连接组件以及第一滚针轴承，所述轴连接组件包括双面滚针轴承以及2个推力垫圈，所述双面滚针轴承设置在2个所述推力垫圈之间，所述电机的输出轴分别通过所述第一密封垫、第一密封圈以及轴连接部件组与所述丝杆的一端连接，所述丝杆的另一端通过另一个所述轴连接部件与所述第一滚针轴承连接。

在一个实施例中，双面滚针轴承包括保持架片以及若干个滚针，所述滚针设置于所述保持架片内。

在一个实施例中，还包括检测机构，所述检测机构包括传感器以及换挡轴，所述传感器与所述换挡轴的一端连接，所述换挡轴的另一端贯穿所述叉板组，设置于所述支撑架内。

在一个实施例中，所述检测机构还包括第二密封圈、第二密封垫、轴套、第三密封圈以及第二滚针轴承，所述传感器分别通过所述第二密封圈、第二密封垫、轴套、第三密封圈以及第二滚针轴承与所述换挡轴的一端连接。

在一个实施例中，所述检测机构还包括防护板，所述防护板设置于所述传感器的侧面。

在一个实施例中，还包括箱体，所述换挡机构设置于所述箱体中，所述箱体包括第三滚针轴承，所述第三滚针轴承设置于所述箱体的侧面，所述换挡轴贯穿所述叉板组的一端与所述第三滚针轴承连接。

在本申请实施例中，提供一种换挡装置，控制机构控制电机启动，通过驱动电机的输出轴旋转，带动丝杆旋转，带动螺母直线运动，进而带动换挡指进行摆动，使换挡指的拔指摆动至目标挡位上，实现了自动换挡，在克服传统手动换挡机构的不足的同时，保留了手动齿轮式变速器的高效率传动，成本低、结构简单、易制造。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的换挡装置的结构示意图；

图2为本申请一个实施例提供的换挡装置的箱体的结构示意图；

图3为本申请一个实施例提供的换挡装置的丝杆组件的结构示意图；

图4为本申请一个实施例提供的换挡装置的换挡指的结构示意图；

图5为本申请一个实施例提供的换挡装置的驱动结构的结构示意图；

图6为本申请一个实施例提供的换挡装置的双面滚针轴承的结构示意图；

图7为本申请一个实施例提供的换挡装置的检测机构的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”/“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

请参考图1以及图2，图1为本申请一个实施例提供的换挡装置的结构示意图，图2为本申请一个实施例提供的换挡装置的箱体的结构示意图。

一种换挡装置，包括控制机构(图未示)、换挡机构2、驱动机构3以及箱体4，控制机构(图未示)与驱动机构3连接，驱动机构3与换挡机构2连接；换挡机构2设置于箱体 4中；

换挡机构2包括换挡指21，驱动机构3包括电机31以及丝杆组件32，丝杆组件32包括丝杆321以及螺母322，丝杆321贯穿螺母322，设置在螺母322的内部，电机31的输出轴311与丝杆321连接，螺母322与换挡指21连接；

控制机构(图未示)控制电机31启动，电机31的输出轴311进行旋转，带动丝杆321旋转，丝杆321与螺母322相配合，螺母322根据丝杆321的旋转运动，在丝杆321上进行直线运动，由于螺母322与换挡指21连接，螺母322的直线运动带动换挡指21进行摆动，使换挡指21摆动至手动齿轮式变速器的槽口(图未示)上。

所述控制机构为AMT(Automatic Manual Transmission)控制器，即机械式自动变速器，是自动变速器控制系统的核心部件，主要由信号处理电路、功率驱动模块等组成，可以通过 CAN总线和ECU、ABS/ESP、BCM等汽车电子单元通讯，控制变速箱实现档位决策、换挡控制、发动机扭矩输出控制、跛行回家、故障诊断等功能。

所述丝杆为滚珠丝杆，滚珠丝杠具有高传动、高精度的特点，能够使换挡装置在挂挡以及脱档的过程中实现运动平稳、反应灵敏、无阻滞、无滑移的效果，提升用户的使用体验。

换挡装置安装于变速箱上盖的接口处，换挡指21的拔指212伸入到变速箱换挡滑块的接口槽(图未示)中。

换挡动作包括挂挡动作以及脱档动作，进行挂挡动作时，控制机构(图未示)控制电机 31启动，电机31的输出轴311进行正向旋转，带动丝杆321进行正向旋转，带动螺母322进行正向直线移动，螺母322带动换挡指21进行正向摆动，使换挡指21的拔指212朝远离电机31的方向运动到预设的位置，使变速箱换挡滑块组件中的啮合套与齿轮啮合，完成挂挡动作。

进行脱档动作时，控制机构(图未示)控制电机31的输出轴311进行反向旋转，带动丝杆321进行反向旋转，带动螺母322进行正向直线移动，使换挡指21的拔指212朝靠近电机31的方向运动到预设的位置，使变速箱换挡滑块组件中的啮合套与当前挡位的齿轮分离，完成脱档动作。

请参考图3，图3为本申请一个实施例提供的换挡装置的丝杆组件的结构示意图；

在一个实施例中，螺母322侧面设置有螺母耳轴323，螺母耳轴323对称设置在螺母322 的两侧。

请参考图4，图4为本申请一个实施例提供的换挡装置的换挡指的结构示意图；

在一个实施例中，换挡指21包括支撑架211以及拔指212，拔指212设置于支撑架211 的下方，支撑架211包括支撑平台213以及叉板组214，叉板组214设置于支撑平台213的上方，叉板组214设置有与螺母耳轴323相适配的耳轴槽215。

叉板组214为U型叉板，丝杆组件32与换挡指21进行安装时，通过设置在螺母322侧面的螺母耳轴323以及与螺母耳轴323相适配的耳轴槽215，将螺母耳轴323设置于叉板组214的耳轴槽215上，从而将丝杆组件32固定设置在支撑架211上，使支撑架211能够随着丝杆321的旋转而旋转，从而控制设置于支撑架211的下方的拔指212进行移动，调整拔指212的位置，完成挂挡或者脱档动作。

在一个实施例中，丝杆321与电机31的输出轴311连接的一端为内六角孔，电机31的输出轴311与丝杆连接的截面为外六角。

丝杆321和输出轴311进行安装时，采用内六角方式进行连接，提高换挡装置的耐冲击负载能力，使换挡装置的不易磨损。

请参考图5，图5为本申请一个实施例提供的换挡装置的驱动结构的结构示意图；

在一个实施例中，驱动机构3还包括第一密封垫33、第一密封圈34、2个轴连接组件35以及第一滚针轴承36，轴连接组件35包括双面滚针轴承351以及2个推力垫圈352，双面滚针轴承351设置在2个推力垫圈352之间，电机31的输出轴311分别通过第一密封垫 33、第一密封圈34以及轴连接部件35与丝杆321的一端连接，丝杆321的另一端通过另一个轴连接部件35与第一滚针轴承36连接。

第一密封垫33、第一密封圈34用于对丝杆321和输出轴311的连接处进行密封止口，防止外界杂质侵入该连接处，提高安装质量和密封效果。

双面滚针轴承351贯穿设置于箱体4的侧面，用于缓解负载增大带来的冲击，具有缓冲作用，2个推力垫圈分别设置在双面滚针轴承351的前后两端，避免箱体4表面与双面滚针轴承351直接接触，避免冲击对箱体4进行损害。

请参考图6，图6为本申请一个实施例提供的换挡装置的双面滚针轴承的结构示意图；

在一个实施例中，双面滚针轴承351包括保持架片353以及若干个滚针354，滚针354 设置于保持架片353内。

保持架片353为两片式，包括第一架片355和第二架片356，第一架片355对正铆压在第二架片356中，第一架片355和第二架片356紧贴形成若干个滚针槽357，滚针354设置于滚针槽357内，滚针354不易因保持架片353易磨损而掉落。

请参考图7，图7为本申请一个实施例提供的换挡装置的检测机构的结构示意图；

在一个实施例中，还包括检测机构5，检测机构5包括传感器51以及换挡轴52，传感器51与换挡轴52的一端连接，换挡轴52的另一端贯穿叉板组214，设置于支撑架211内。

传感器51的转子(图未示)与换挡轴52的轴叉(图未示)连接，当处于挂挡动作或者脱档动作，换挡指21随着丝杆321进行旋转，设置于换挡指21的支撑架211内的换挡轴52 随着换挡指21的旋转而旋转，进而带动传感器51进行旋转，传感器51根据自身旋转的角度，转换成相应的电压值，发送至控制机构(图未示)中，控制机构(图未示)根据传感器 51发送的电压值以及预设的电压阈值，检测当前拔指212所在的位置，并根据传感器51发送的电压值以及预设的电压阈值的差值，控制输出轴321进行旋转，从而调整拔指212的位置，提高换挡装置进行脱档以及挂挡的精准性。

在一个实施例中，检测机构5还包括第二密封圈53、第二密封垫54、轴套55、第三密封圈56以及第二滚针轴承57，传感器51分别通过第二密封圈53、第二密封垫54、轴套55、第三密封圈56以及第二滚针轴承57与换挡轴52的一端连接。

传感器51通过轴套55与换挡轴52连接，第二密封垫53、第二密封圈54用于对传感器 51与轴套55的连接处进行密封以及止口，第三密封圈56用于对轴套55与换挡轴52的连接处进行密封以及止口。

在一个实施例中，检测机构5还包括防护板58，防护板58设置于传感器51的侧面。

防护板58通过若干个螺钉59设置于传感器51的侧面，用于保护传感器51不受外力撞击及异常磁场干扰作用。

在一个实施例中，箱体4包括第三滚针轴承41，第三滚针轴承41设置于箱体4的侧面，换挡轴52贯穿叉板组214的一端与第三滚针轴承41连接。

箱体4侧面贯穿设置有与第三滚针轴承41相适配的轴承孔42，第三滚针轴承41通过轴承孔组42设置在箱体4的侧面，换挡轴52不与第二滚针轴承57连接的一端通过第三滚针轴承41，依次穿过箱体4以及叉板组214，设置在换挡指21支撑架211中；

箱体4侧面贯穿设置有与丝杆组件32相适配的螺母孔43，丝杆组件32通过螺母孔43，使丝杆组件32穿过箱体4，设置在箱体4内部，使得换挡装置的结构更加紧凑，减小装置的体积，降低成本。

在本申请实施例中，提供一种换挡装置，控制机构(图未示)控制电机31启动，通过驱动电机31的输出轴311旋转，带动丝杆321旋转，带动螺母322直线运动，进而带动换挡指21进行摆动，使换挡指21的拔指212摆动至目标挡位上，实现了自动换挡，在克服传统手动换挡机构2的不足的同时，保留了手动齿轮式变速器的高效率传动，成本低、结构简单、易制造。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种换挡装置，包括控制机构、换挡机构以及驱动机构，所述控制机构与所述驱动机构连接，所述驱动机构与所述换挡机构连接；

其特征在于：所述换挡机构包括换挡指，所述驱动机构包括电机以及丝杆组件，所述丝杆组件包括丝杆以及螺母，所述丝杆贯穿螺母，设置在所述螺母的内部，所述电机的输出轴与所述丝杆连接，所述螺母与所述换挡指连接；

所述控制机构控制所述电机启动，所述电机的输出轴进行旋转，带动所述丝杆旋转，使所述螺母进行直线运动，带动所述换挡指进行摆动，使换挡指摆动至手动齿轮式变速器的槽口上。

2.根据权利要求1所述的换挡装置，其特征在于：所述螺母侧面设置有螺母耳轴。

3.根据权利要求2所述的换挡装置，其特征在于：所述换挡指包括支撑架以及拔指，所述拔指设置于所述支撑架的下方，所述支撑架包括支撑平台以及叉板组，所述叉板组设置于所述支撑平台的上方，所述叉板组设置有与所述螺母耳轴相适配的耳轴槽。

4.根据权利要求2所述的换挡装置，其特征在于：所述丝杆与所述电机的输出轴连接的一端为内六角孔，所述电机的输出轴与丝杆连接的截面为外六角。

5.根据权利要求1所述的换挡装置，其特征在于：所述驱动机构还包括第一密封垫、第一密封圈、2个轴连接组件以及第一滚针轴承，所述轴连接组件包括双面滚针轴承以及2个推力垫圈，所述双面滚针轴承设置在2个所述推力垫圈之间，所述电机的输出轴分别通过所述第一密封垫、第一密封圈以及轴连接部件组与所述丝杆的一端连接，所述丝杆的另一端通过另一个所述轴连接部件与所述第一滚针轴承连接。

6.根据权利要求5所述的换挡装置，其特征在于：双面滚针轴承包括保持架片以及若干个滚针，所述滚针设置于所述保持架片内。

7.根据权利要求3所述的换挡装置，其特征在于：还包括检测机构，所述检测机构包括传感器以及换挡轴，所述传感器与所述换挡轴的一端连接，所述换挡轴的另一端贯穿所述叉板组，设置于所述支撑架内。

8.根据权利要求7所述的换挡装置，其特征在于：所述检测机构还包括第二密封圈、第二密封垫、轴套、第三密封圈以及第二滚针轴承，所述传感器分别通过所述第二密封圈、第二密封垫、轴套、第三密封圈以及第二滚针轴承与所述换挡轴的一端连接。

9.根据权利要求7或8所述的换挡装置，其特征在于：所述检测机构还包括防护板，所述防护板设置于所述传感器的侧面。

10.根据权利要求8所述的换挡装置，其特征在于：还包括箱体，所述换挡机构设置于所述箱体中，所述箱体包括第三滚针轴承，所述第三滚针轴承设置于所述箱体的侧面，所述换挡轴贯穿所述叉板组的一端与所述第三滚针轴承连接。

Images