CN217950094U - 驱动结构、剪刀门系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种驱动结构、剪刀门系统和车辆。驱动结构用于剪刀门，驱动结构包括电撑杆和平衡杆。电撑杆用于提供剪刀门运动的驱动力。平衡杆包括气弹簧和金属弹簧，气弹簧和金属弹簧用于共同为剪刀门提供支撑力。本实用新型实施方式的驱动结构、剪刀门系统和车辆，采用气弹簧和金属弹簧共同为剪刀门提供支撑力，由于金属弹簧受温度影响较小，因此，可以降低温度对整个剪刀门系统的影响。

Description

驱动结构、剪刀门系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种驱动结构、剪刀门系统和车辆。

背景技术

电动剪刀门的设计，可在狭窄区域内打开剪刀门，能够避免普通车门打开对路人或车门本身造成损害，同时兼具张扬自己个性的特点。然而，电动剪刀门的支撑杆受温度影响较大，在低温的使用场景或高温的使用场景下，容易发生车门无法保持悬停的情况。进而导致用户体验感差，甚至砸伤用户或者磕碰车门，给用户带来伤害和损失。

实用新型内容

本实用新型的实施方式提供一种驱动结构、剪刀门系统和车辆。

本实用新型的实施方式的驱动结构用于剪刀门，所述驱动结构包括电撑杆和平衡杆。所述电撑杆用于提供所述剪刀门运动的驱动力。所述平衡杆包括气弹簧和金属弹簧，所述气弹簧和所述金属弹簧用于共同为所述剪刀门提供支撑力。

在某些实施方式中，所述剪刀门包括连接侧，所述电撑杆和所述平衡杆均通过所述连接侧连接所述剪刀门。

在某些实施方式中，所述驱动结构还包括铰链，所述铰链连接所述电撑杆和所述平衡杆，所述电撑杆与所述铰链配合以带动所述剪刀门运动。

在某些实施方式中，所述金属弹簧套设在所述气弹簧外。

在某些实施方式中，所述平衡杆还包括套设在所述金属弹簧外的第一外套和第二外套，所述第二外套部分套设在所述第一外套内。

在某些实施方式中，所述平衡杆还包括与所述金属弹簧、所述第一外套连接的第一固定头和与所述金属弹簧、所述第二外套连接的第二固定头，所述第一固定头用于与车辆本体相连接，所述第二固定头用于与所述剪刀门相连接。

在某些实施方式中，所述气弹簧包括缸筒和活塞杆，所述活塞杆部分插入所述缸筒内且能沿所述缸筒的轴线往复运动，所述缸筒位于所述第一外套内，所述缸筒与第一固定头连接，所述活塞杆位于所述第二外套内，所述活塞杆与所述第二固定头连接。

在某些实施方式中，金属弹簧所提供的支撑力与所述气弹簧所提供的支撑力的比值大于2。

本实用新型的实施方式的剪刀门系统包括上述任一实施方式的驱动结构和剪刀门，所述驱动结构用于驱动所述剪刀门运动。

本实用新型的实施方式的车辆包括上述剪刀门系统。

本实用新型实施方式的驱动结构、剪刀门系统和车辆，采用气弹簧和金属弹簧共同为剪刀门提供支撑力，由于金属弹簧受温度影响较小，因此，可以降低温度对整个剪刀门系统的影响。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施方式的剪刀门系统的示意图；

图2是本实用新型实施方式的驱动结构的受力分析的示意图；

图3是本实用新型实施方式的剪刀门系统悬停曲线示意图；

图4是本实用新型实施方式的平衡杆的示意图；

图5是本实用新型实施方式的平衡杆被动力与位移曲线的示意图。

主要元件符号说明：

驱动结构100、电撑杆10、平衡杆20、气弹簧21、缸筒211、活塞杆212、金属弹簧22、第一外套23、第二外套24、第一固定头25、第二固定头26、铰链30、剪刀门200。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1，本实用新型实施方式提供的一种驱动结构100，用于剪刀门200。驱动结构100包括电撑杆10和平衡杆20。电撑杆10用于提供剪刀门200运动的驱动力。平衡杆20包括气弹簧21和金属弹簧22，气弹簧21和金属弹簧22用于共同为剪刀门200提供支撑力。

请一并参阅图1和图2，本实用新型实施方式还提供的一种剪刀门系统，剪刀门系统包括驱动结构100和剪刀门200，驱动结构100用于驱动剪刀门200运动。

值得一提的是，相关技术中的驱动结构采用气撑杆作为平衡杆。然而，气撑杆受温度影响较大，在低温的使用场景下会出现气撑杆力值衰减的问题，进而发生剪刀门无法保持悬停的情况。通过多次分析实验数据可知，温度每下降10℃，气撑杆力值衰减约4％，若剪刀门处于完全打开的位置，在低温的情况下容易发生剪刀门下落情况，气撑杆难以保证剪刀门的稳定性。若剪刀门处于半开悬停的情况，在高温的情况下容易发生剪刀门上飘的情况。剪刀门系统稳定性差，影响用户的使用感受。

本实用新型实施方式的驱动结构100和剪刀门系统，采用气弹簧21和金属弹簧22共同为剪刀门200提供支撑力，由于金属弹簧22受温度影响较小，因此，可以降低温度对整个剪刀门系统的影响。

具体地，驱动结构100包括电撑杆10和平衡杆20，电撑杆10可以为剪刀门200提供用于运动的驱动力，平衡杆20可以为剪刀门200提供用于平衡及悬停的支撑力。在某些实施方式中，剪刀门200和驱动结构100连接形成剪刀门系统剪刀门系统安装在车辆上。

在某些实施方式中，车辆还包括控制器，控制器能够控制驱动结构100进而控制剪刀门200运动。用户可以使用蓝牙钥匙、触控按键、手动开关等发出信号使得控制器控制驱动结构100进而控制剪刀门200运动至用户满意的位置。

平衡杆20可以为剪刀门200提供支撑力。具体地，气弹簧21具有导向和支撑的作用，金属弹簧22能够提供较大支撑力来达到受力平衡。如此，在剪刀门200在运动过程中，气弹簧21和金属弹簧22共同作用足以保证剪刀门200运行的平稳，以及保证剪刀门200处于小角度状态的力值平衡。并且气弹簧21和金属弹簧22共同作用，力值的组合更多样。可以根据剪刀门200的实际重量和运行轨迹去更合理的设计平衡杆20力值，保证剪刀门200能够全角度悬停，保证剪刀门系统的稳定性。请参阅图3，在某些实施方式中，可以通过图3所示的悬停曲线设计平衡杆20支撑力值，进而设计气弹簧21和金属弹簧22力值的组合。其中，图3为剪刀门系统处于常温(23℃)状态下的剪刀门系统悬停曲线，图3中的横坐标为剪刀门200的悬停高度，纵坐标为平衡杆20内部阻值。

请再次参阅图1和图2，在某些实施方式中，剪刀门200包括连接侧201，电撑杆10和平衡杆20均通过连接侧201连接剪刀门200。

具体地，剪刀门200和驱动结构100连接，车辆可以包括驱动结构100、剪刀门200和车身本体。驱动结构100和剪刀门200可以安装在车身本体上。剪刀门200包括连接侧201，电撑杆10和平衡杆20均通过连接侧201连接剪刀门200。可以理解的是，在剪刀门200处于打开的情况下，剪刀门200的连接侧201通过驱动结构100连接车身本体，与连接侧201相背的一侧远离车身本体。

剪刀门200的连接侧201通过驱动结构100连接车身本体，驱动结构100的电撑杆10能够提供剪刀门200运动的驱动力，平衡杆20为剪刀门200提供支撑力，平衡杆20包括气弹簧21和金属弹簧22，气弹簧21和金属弹簧22能够降低温度的影响，使得剪刀门200更稳定。在剪刀门200处于打开的情况下，与连接侧201相背的一侧远离车身本体，如此能够形成连通车内外的空间，便于用户活动。

请再次参阅图2，在某些实施方式中，驱动结构100还包括铰链30，铰链30连接电撑杆10和平衡杆20，电撑杆10与铰链30配合以带动剪刀门200运动。

具体地，铰链30包括第一端和第二端，电撑杆10连接铰链30的第一端，平衡杆20连接铰链30的第二端。电撑杆10能够提供剪刀门200运动的驱动力，电撑杆10与铰链30配合以带动剪刀门200运动。在一个实施例中，剪刀门200开始伸展，在伸展过程中电撑杆10处于工作状态，电撑杆10能够驱动铰链30，铰链30向上转动带动剪刀门200向上运动，并且平衡杆20向上延伸为剪刀门200提供支撑力。

请再次参阅图2，铰链30包括旋转轴心点O。电撑杆10包括用于固定的电撑杆固定球头，电撑杆固定球头的球心为电撑杆施力点A。平衡杆20包括用于固定的平衡杆固定球头，平衡杆固定球头球心为平衡杆施力点B。电撑杆10的拉力力臂为L_OA，平衡杆20支撑力力臂为L_OB，剪刀门的重力为G，剪刀门200重力臂为L_OG，忽略其他力值影响，简化受力模型。若要使得剪刀门200能够稳定悬停，需满足以下公式：

F_电撑杆×L_OA+F_平衡杆×L_OB＝G×L_OG

值得一提的是，由于受限电撑杆10的电机负载的空间布置，以及剪刀门200的空间布置，假定除F_平衡杆外其他值都已确定，那么F_平衡杆的值将会影响整个剪刀门系统的稳定性。如此，需要计算出平衡杆20提供支撑力的力值，进而计算出气弹簧21提供支撑力的力值和金属弹簧22提供支撑力的力值。

在一个实施例中，剪刀门200的重量为40kg，以剪刀门200的重量为40kg为例进行举例说明是为了便于理解本实用新型的实施，不应理解为对本实用新型的限定。经计算，剪刀门200处于全开位置(即平衡杆20伸展完成)时，电撑杆10被动力约637N，平衡杆20可以提供674.4N的支撑力来达到受力平衡。可以理解的是，在平衡杆20提供674.4N的支撑力的情况下，剪刀门200处于平衡的最稳定状态，也即是说，674.4N的支撑力为最优值。平衡杆20提供的支撑力在一定范围内即可保证剪刀门200悬停。

具体地，请参阅表1，在常温(20℃)并且车辆处于平坡状态下，剪刀门200的重量为40kg，剪刀门200处于全开位置时，计算出平衡杆20的支撑力值为674.4N，可以保证剪刀门系统的稳定性，保证剪刀门200处于悬停状态。在低温(-30℃)并且车辆处于平坡状态下，剪刀门200的重量为40kg，剪刀门200处于全开位置时，平衡杆20受到温度的影响支撑力值为630.4N，可以保证剪刀门系统的稳定性，保证剪刀门200处于悬停状态。在高温(80℃)并且车辆处于平坡状态下，剪刀门200的重量为40kg，剪刀门200处于全开位置时，平衡杆20受到温度的影响支撑力值为727.2N，可以保证剪刀门系统的稳定性，保证剪刀门200处于悬停状态。

表1

值得一提的是，请参阅表2，相关技术中的驱动结构采用气撑杆作为平衡杆，然而，气撑杆受温度影响较大，由于温度的影响导致气撑杆支撑不稳定。具体地，在常温(20℃)并且车辆处于平坡状态下，剪刀门的重量为40kg，剪刀门处于全开位置(即伸展完成位置)时，气撑杆的支撑力值为674.4N。然而，在低温(-30℃)并且车辆处于平坡状态下，剪刀门的重量为40kg，剪刀门处于全开位置时，气撑杆的支撑力值衰减为539.5N。在高温(80℃)并且车辆处于平坡状态下，剪刀门的重量为40kg，剪刀门处于全开位置时，气撑杆的支撑力值为836.3N。

表2

由表1和表2可知，以剪刀门处于全开位置为例，查看表2中F1对应不同温度状态下的力值。温度每下降10℃，气撑杆力值衰减约4％。气撑杆高低温的支撑力值差距达到296.8N。查看表1中F1对应不同温度状态下的支撑力值，平衡杆20高低温的支撑力值差距仅为96.8N。由此可知，在高低温的环境下平衡杆20更稳定，减少车辆的控制器及电撑杆10电机的负担，进而提高驱动结构100的可靠性，可以降低温度对整个剪刀门系统的影响。

请参阅图4，在某些实施方式中，金属弹簧22套设在气弹簧21外。

如此，气弹簧21具有导向作用，气弹簧21也具有支撑作用，可以保证剪刀门200平稳运动和保持悬停状态。金属弹簧22套设在气弹簧21外可以保证平衡杆20小巧，便于安装，保证的驱动结构100的空间利用率。气弹簧21还可以避免金属弹簧22弯折，加强金属弹簧22的稳定性。

请继续参阅图4，在某些实施方式中，平衡杆20还包括套设在金属弹簧22外的第一外套23和第二外套24，第二外套24部分套设在第一外套23内。

具体地，第二外套24部分位于第一外套23内，第二外套24能够相对于第一外套23运动。第一外套23和第二外套24可以用于保护气弹簧21和金属弹簧22，避免气弹簧21和金属弹簧22弯折。

请继续参阅图4，在某些实施方式中，平衡杆20还包括与金属弹簧22、第一外套23连接的第一固定头25和与金属弹簧22、第二外套24连接的第二固定头26，第一固定头25用于与车辆本体相连接，第二固定头26用于与剪刀门200相连接。

具体地，第一外套23可以通过卡合、螺合等方式连接第一固定头25，第二外套24可以通过卡合、螺合等方式连接的第二固定头26。如此，通过第一固定头25和第二固定头26可以便于安装平衡杆20。

请继续参阅图4，在某些实施方式中，气弹簧21包括缸筒211和活塞杆212，活塞杆212部分插入缸筒211内且能沿缸筒211的轴线往复运动，缸筒211位于第一外套23内，缸筒211与第一固定头25连接，活塞杆212位于第二外套24内，活塞杆212与第二固定头26连接。

具体地，气弹簧21的缸筒211内部可以冲入惰性气体或者油气混合物，使缸筒211内部的气压高于大气压。活塞杆212部分插入缸筒211内且能沿缸筒211的轴线往复运动，如此通过缸筒211和活塞杆212形成可以省力的可升降弹簧。缸筒211位于第一外套23内，缸筒211与第一固定头25连接。活塞杆212位于第二外套24内，活塞杆212与第二固定头26连接。如此，平衡杆20可以顺利伸展、压缩。值得一提的是，可以通过改变缸筒211内部的气压以改变气弹簧21的支撑力值。本实用新型实施方式的气弹簧21以伸展完成时气弹簧21的支撑力值为220N为例进行举例说明，不应理解为对本实用新型的限定。

请参阅图5，在某些实施方式中，平衡杆20可以进行伸长与压缩。如图5所示，图5为平衡杆20被动力与位移曲线示意图。Fa为F3与F2的中间值，Fb为F2与F4的中间值。F2的摩擦力小于F4的摩擦力，F1摩擦力小于F3的摩擦力。F2至F1运动时平衡杆20处于伸展状态，F3至F4运动时平衡杆20处于压缩状态。在一个实施例中，平衡杆20的工作行程为147mm，由于平衡杆20在运动过程中，平衡杆20开始运动时和运动结束时受到的静摩擦力较大，因此，0mm-15mm之间的工作行程可以忽略不记，不用于力值分析。132mm-147mm之间的工作行程可以忽略不记，不用于力值分析。15mm-132mm之间摩擦力平稳。

请结合表1，本实用新型实施方式的平衡杆20以F1至F2为例进行举例说明，也即是说，平衡杆20由开始伸展状态运动至伸展完成状态。由上述分析可知，剪刀门200的重量为40kg，剪刀门200处于全开位置(即平衡杆20伸展完成)时，平衡杆20提供674.4N的支撑力来达到受力平衡。可以理解的是，平衡杆20需要提供674.4N的支撑力为气弹簧21和金属弹簧22提供支撑力的总和，因此需要确定气弹簧21支撑力值、确定金属弹簧22支撑力值。

本实用新型实施方式的驱动结构100为了降低温度的影响，减小气弹簧21提供的支撑力。在理想状态下气弹簧21提供的支撑力越小，平衡杆20受到温度影响越小。然而为了保证平衡杆20的实用性，气弹簧21提供的支撑力可以初步设置为200N。经过多次实验，对实验数据进行分析后，设置气弹簧21提供的支撑力为220N，设置金属弹簧22提供的支撑力为454.4N，此时平衡杆20的稳定性和实用性二者均显优势。

在某些实施方式中，气弹簧21在开始伸展时所提供的支撑力与气弹簧21在伸展完成时所提供的支撑力的比值为1.3，也即是说，F2与F1的比值为1.3。

具体地，能够计算出平衡杆20在开始伸展状态下的支撑力为1129.2N，平衡杆20在伸展完成状态下的支撑力674.4N。因此，可以计算出平衡杆20的劲度系数(即为平衡杆20整体的K值)。气弹簧21的劲度系数可以是一个预设值，气弹簧21的劲度系数的可以变化的，可以根据平衡杆20需要的工作行程大致算出气弹簧21的劲度系数。再利用平衡杆20的劲度系数和气弹簧21的劲度系数计算金属弹簧22的劲度系数，判断能否获得满足规格的金属弹簧22。经过多次实验分析，气弹簧21的劲度系数可以小于1，金属弹簧22的劲度系数可以位于2.0至4.0之间，此处不作限定。

在某些实施方式中，金属弹簧22所提供的支撑力与气弹簧21所提供的支撑力的比值大于2。由于金属弹簧22受温度影响较小，因此，可以降低温度对整个驱动结构100的影响，进而保证剪刀门200的稳定性。

本实用新型实施方式还提供的一种车辆，车辆包括上述剪刀门系统。

本实用新型实施方式的车辆，采用气弹簧21和金属弹簧22共同为剪刀门200提供支撑力，由于金属弹簧22受温度影响较小，因此，可以降低温度对整个剪刀门系统的影响。

上述任意一种实施方式的驱动结构100的解释说明也适用于本实施方式的车辆，在此不再赘述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种驱动结构，用于剪刀门，其特征在于，所述驱动结构包括：

电撑杆，所述电撑杆用于提供所述剪刀门运动的驱动力；

平衡杆，所述平衡杆包括气弹簧和金属弹簧，所述气弹簧和所述金属弹簧用于共同为所述剪刀门提供支撑力。

2.根据权利要求1所述的驱动结构，其特征在于，所述剪刀门包括连接侧，所述电撑杆和所述平衡杆均通过所述连接侧连接所述剪刀门。

3.根据权利要求1所述的驱动结构，其特征在于，所述驱动结构还包括铰链，所述铰链连接所述电撑杆和所述平衡杆，所述电撑杆与所述铰链配合以带动所述剪刀门运动。

4.根据权利要求1所述的驱动结构，其特征在于，所述金属弹簧套设在所述气弹簧外。

5.根据权利要求4所述的驱动结构，其特征在于，所述平衡杆还包括套设在所述金属弹簧外的第一外套和第二外套，所述第二外套部分套设在所述第一外套内。

6.根据权利要求5所述的驱动结构，其特征在于，所述平衡杆还包括与所述金属弹簧、所述第一外套连接的第一固定头和与所述金属弹簧、所述第二外套连接的第二固定头，所述第一固定头用于与车辆本体相连接，所述第二固定头用于与所述剪刀门相连接。

7.根据权利要求6所述的驱动结构，其特征在于，所述气弹簧包括缸筒和活塞杆，所述活塞杆部分插入所述缸筒内且能沿所述缸筒的轴线往复运动，所述缸筒位于所述第一外套内，所述缸筒与第一固定头连接，所述活塞杆位于所述第二外套内，所述活塞杆与所述第二固定头连接。

8.根据权利要求1所述的驱动结构，其特征在于，金属弹簧所提供的支撑力与所述气弹簧所提供的支撑力的比值大于2。

9.一种剪刀门系统，其特征在于，所述剪刀门系统包括权利要求1-8任意一项所述的驱动结构和剪刀门，所述驱动结构用于控制所述剪刀门运动。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求9所述的剪刀门系统。

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