CN219163820U

CN219163820U - 电子锁

Info

Publication number: CN219163820U
Application number: CN202223508501.XU
Authority: CN
Inventors: 王超
Original assignee: Changchun Jetty Automotive Parts Co Ltd
Current assignee: Changchun Jetty Automotive Parts Co Ltd
Priority date: 2022-12-28
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2023-06-09
Anticipated expiration: 2032-12-28

Abstract

本文公开了一种电子锁，包括：驱动装置，所述驱动装置包括输出扭矩的输出轴；减速装置，包括环形的固定齿圈，所述固定齿圈内周设置齿轮，所述齿轮啮合的多级行星齿轮组件，所述多级行星齿轮组件包括初级行星齿轮组件、末级行星齿轮组件，以及至少一个中间行星齿轮组件；每一级所述行星齿轮组件包括行星架、太阳轮和多个行星轮；所述输出轴与所述初级行星齿轮组件的太阳轮同轴连接；输出齿轮与所述末级行星齿轮组件的行星架连接；锁杆上设置有齿条；所述输出齿轮与所述齿条啮合，以带动所述锁杆进行往复运动。本文的电子锁通过行星齿轮组件组成的减速装置其传动结构体积小、结构紧凑，且运动平稳、传动比较大承载能力大、传动效率高。

Description

电子锁

技术领域

本实用新型涉及汽车充电技术领域，更具体地，涉及一种电子锁。

背景技术

新能源汽车充电接口处通常安装有锁止装置，以在充电过程中起固定充电枪的作用。但传统电子锁中的驱动装置由于传动机构之间的相互传动，以及由于圆周运动改变为直线运动而产生的摩擦力，极大地损耗了电能和电机力矩，这不仅导致电子锁的使用寿命过短，易产生噪音，而且容易造成电机齿轮组磨损和电子锁驱动装置不稳定。并且，其齿轮传动机构主要采用定轴轮系传动，结构复杂，零件数量过多，装配步骤复杂，安装精度要求高，整个装配过程效率低下，同时目前的电子锁减速比普遍较小，顶出力不足。因此，需要提供一种新的电子锁的方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种结构简单、生产成本低的多级行星齿轮组件的电子锁。

一种电子锁，其特征在于，包括：

驱动装置，所述驱动装置包括输出扭矩的输出轴；

减速装置，包括环形的固定齿圈，所述固定齿圈内周设置齿轮，以及与所述齿轮啮合的多级行星齿轮组件；

所述多级行星齿轮组件包括初级行星齿轮组件、末级行星齿轮组件，以及分别与所述初级行星齿轮组件和所述末级行星齿轮组件连接的至少一个中间行星齿轮组件；

每一级所述行星齿轮组件包括行星架，以及设置在所述行星架上的太阳轮和多个行星轮；所述输出轴与所述初级行星齿轮组件的太阳轮同轴连接；

输出齿轮，所述输出齿轮与所述末级行星齿轮组件的行星架连接；

锁杆，至少部分所述锁杆上设置有齿条；

所述驱动装置通过所述减速装置带动输出齿轮转动，所述输出齿轮与所述齿条啮合，以带动所述锁杆进行往复运动。

由此，通过设置多级行星齿轮组件，实现多级减速作用，其传动结构体积小、结构紧凑，且运动平稳、传动比较大承载能力大、传动效率高。

优选的，所述往复运动的方向垂直于所述输出轴的轴线方向。

由此，通过齿轮齿条的啮合，将沿输出轴的轴线远动方向改变为与轴线垂直的方向，同时有避免了扭矩的损耗。

优选的，每一级所述行星齿轮组件的多个所述行星轮分别于所述齿轮啮合，所述太阳轮与多个所述行星轮分别啮合，所述行星架与多个所述行星轮连接。

由此，在太阳轮周围布置多个与其啮合的行星齿轮，行星齿轮通过自身自转又作公转，使其行星齿轮组件达到减速的作用。

优选的，所述驱动装置带动所述初级行星齿轮组件的所述太阳轮转动并通过多个所述行星轮驱动所述行星架转动，所述初级行星齿轮组件的所述行星架与所述中间行星齿轮组件的所述太阳轮同轴连接，并带动所述中间行星齿轮组件转动且通过所述中间行星齿轮组件的所述行星架带动所述末级行星齿轮组件转动。

由此，确定了多级行星齿轮组件减速传动的传动方式。

优选的，除所述初级行星齿轮组件外，其余每一级所述行星齿轮组件的所述太阳轮分别与相邻的上一级所述行星齿轮组件的所述行星架连接。

由此，通过设置多级行星齿轮组件串联的连接方式，满足多级行星齿轮组件的传动，实现逐级减速的作用。

优选的，所述行星架包括轮架本体、设置于所述轮架本体一侧的多个固定轴和设置于所述轮架本体另一侧的传动轴，多个所述固定轴与多个所述行星轮对应连接，所述传动轴与下一级所述行星齿轮组件的所述太阳轮连接。

由此，通过设定行星架的具体结构，使行星架作为本级行星齿轮组件的输出体以及作为下一级所述行星齿轮组件的输入体，从而实现多级行星齿轮组件串联。

优选的，所述输出齿轮为人字形齿轮。

由此，通过人字形齿轮具有承载能力高、传动平稳和轴向载荷小等优点，实现锁杆往复运动平稳且顶出力高。

优选的，所述齿条为人字形齿条。

由此，通过人字形齿条与人字形齿轮啮合，实现锁杆的高顶出力。

优选的，所述锁杆包括杆体和自所述杆体径向凸伸的附加本体，所述人字形齿条设置在所述附加本体上。

由此，通过在锁杆上设置附加本体，保证了锁杆的强度，同时在附加本体上设置人字形齿条与输出齿轮啮合，使锁杆具有较大的顶出力。

优选的，所述附加本体的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥中的一种。

由此，可以根据实际情况确定一种锁杆。

优选的，所述驱动装置的输出功率为1W～90W。

由此，通过计算，输出功率在此区间能够保证足够的输出扭矩。

优选的，所述驱动装置与所述输出齿轮的传动比为3/1～84/1。

由此，通过计算，传动比在此区间能够满足输出速度的要求。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的电子锁通过设置多级行星齿轮组件，通过将太阳轮设置为主动传动，在太阳轮周围布置多个与其啮合的行星齿轮，达到减速的作用；其传动结构体积小、结构紧凑，且运动平稳、传动比较大承载能力大、传动效率高。

2、本实用新型的电子锁通过将输出齿轮齿条设计成人字形齿轮齿条，并利用人字形齿轮的承载能力高、传动平稳和轴向载荷小等优点，实现齿轮齿条啮合输出较高的顶出力。

3、本实用新型的电子锁通过将太阳轮设置为主动传动，在太阳轮周围布置多个与其啮合的行星齿轮，达到减速的作用。

4、本实用新型的电子锁通过设定行星架的具体结构，使行星架作为本级行星齿轮组件的输出体以及作为下一级所述行星齿轮组件的输入体并实现多级行星齿轮组件串联。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型电子锁的剖面结构示意图；

图2为本实用新型电子锁行星齿轮组件运转原理图；

图3为本实用新型电子锁行星架的结构示意图；

图4为本实用新型电子锁人字形齿轮结构示意图；

图5为本实用新型电子锁锁杆结构示意图。

图中标示如下：

1-驱动装置、2-减速装置、21-固定齿圈、22-行星齿轮组件、22a-初级行星齿轮组件、22b-初级行星齿轮组件、22c-初级行星齿轮组件、

23-齿轮、221行星架、222-太阳轮、223-行星轮、224-轮架本体、

225-固定轴、226-传动轴、3-输出齿轮、4-锁杆、41-杆体、42-附加本体、43-齿条。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

如图1、图2所示，一种电子锁，包括：

驱动装置1，所述驱动装置1包括输出扭矩的输出轴；

减速装置2，包括环形的固定齿圈21，所述固定齿圈内周设置齿轮23，以及与所述齿轮啮合的多级行星齿轮组件22；

所述多级行星齿轮组件22包括初级行星齿轮组件22a、末级行星齿轮组件22c，以及分别与所述初级行星齿轮组件和所述末级行星齿轮组件连接的至少一个中间行星齿轮组件22b；

每一级所述行星齿轮组件包括行星架221，以及设置在所述行星架上的太阳轮222和多个行星轮223；所述输出轴与所述初级行星齿轮组件22a的太阳轮222同轴连接；

输出齿轮3，所述输出齿轮3与所述末级行星齿轮组件22c的行星架221连接；

锁杆4，至少部分所述锁杆4上设置有齿条43；

所述驱动装置1通过所述减速装置2带动输出齿轮3转动，所述输出齿轮3与所述齿条43啮合，以带动所述锁杆4进行往复运动。

减速装置2包括固定齿圈21，在固定齿圈21的内部设置有齿轮23，多级行星齿轮组件22设置在固定齿圈21的内部。

多级行星齿轮组件22中与输出轴连接的行星齿轮组件为定义为初级行星齿轮组件22a，与输出齿轮3连接的行星齿轮组件定义为末级行星齿轮组件22c，在初级行星齿轮组件22a和末级行星齿轮组件22c中间的行星齿轮组件为中间行星齿轮组件22b，中间行星齿轮组件22b的数量至少为1个。

在本实施例中，多级行星齿轮组件22为3级行星齿轮组件，即中间行星齿轮组件22b的数量为1个。由此，至少能做到3级减速。

具体地，每一级行星齿轮组件包括行星架221、太阳轮222和多个行星轮223。

减速装置2的减速原理为：环形齿圈21固定设置、太阳轮222主动、行星架221被动，所以驱动装置1的输出轴与初级行星齿轮组件22a的太阳轮222连接，输出齿轮3与末级行星齿轮组件22c的行星架221连接，驱动装置1通过所述减速装置2带动输出齿轮3转动，所述输出齿轮3与所述齿条43啮合，以带动所述锁杆4进行往复运动。

由此，通过将太阳轮222设置为主动传动，多个行星轮223分别与太阳轮222和齿轮23啮合，实现行星轮223自身自转又作公转，使其行星齿轮组件22达到减速的作用；其传动结构体积小、结构紧凑，且运动平稳、传动比较大、承载能力大、传动效率高。

在本实施例中，驱动装置1为电机。

在另一实施例中，驱动装置1为液压马达。

可以理解为，输出轴的旋转运动通过减速装置2连接的输出齿轮3，输出齿轮3与锁杆4的齿条43啮合将旋转运动改为直线运动，此直线运动的方向可以是任意方向。

在本实施中，锁杆5的运动方向与输出轴的轴线方向垂直。

优选的，每一级所述行星齿轮组件的多个所述行星轮223分别与所述齿轮23啮合，所述太阳轮222与多个所述行星轮223分别啮合，所述行星架221与多个所述行星轮223连接。

具体地，多个行星轮223布置在太阳轮222和齿轮23之间，且多个行星轮223分别与太阳轮222和齿轮23啮合，太阳轮222为主动件带动多个行星轮223转动，实现多个行星轮223的自转和公转，行星架221为被动件，与多个行星轮223连接，由多个行星轮223带动行星架221转动。

在本实施例中，多个行星轮223的数量为3个。

优选的，所述驱动装置1带动所述初级行星齿轮组件22a的所述太阳轮222转动并通过多个所述行星轮223驱动所述行星架221转动，所述初级行星齿轮组件22a的所述行星架221与所述中间行星齿轮组件22b的所述太阳轮222同轴连接，并带动所述中间行星齿轮组件22b转动且通过所述中间行星齿轮组件22b的所述行星架221带动所述末级行星齿轮组件22c转动。

在本实施例中，减速装置2的传动顺序为：先由驱动装置1的输出轴与初级行星齿轮组件22a的太阳轮222连接，带动太阳轮222转动，多个行星轮223通过与太阳轮222和齿轮23啮合实现多个行星轮223的自转和公转，从而带动行星架221转动，实现初级行星齿轮组件22a的转动；初级行星齿轮组件22a的行星架221是作为本级输出端以及相邻下一级行星齿轮组件即中级行星齿轮组件22b的输入端，所以初级行星齿轮组件22a的行星架221作为动力源与中级行星齿轮组件22b的太阳轮222实现中级行星齿轮组件22b的转动，且中级行星齿轮组件22b的行星架221与末级行星齿轮组件22c的太阳轮222连接，实现末级行星齿轮组件22c的转动。由此，确定了多级行星齿轮组件的传动方式。

优选的，除初级所述行星齿轮组件22a外，其余每一级所述行星齿轮组件中的所述太阳轮222分别与相邻的上一级所述行星齿轮组件的所述行星架221连接。

在本实施例中，减速装置2是由3级行星齿轮组件组成的，且3级行星齿轮组件是串联连接实现的3级减速，初级所述行星齿轮组件22a的太阳轮222与输出轴连接，中间行星齿轮组件22b的太阳轮与初级行星齿轮组件的行星架221连接，末级行星齿轮组件22c的太阳轮222与中间行星齿轮组件22b的行星架221连接，所以行星架221是所在本级行星齿轮组件的输出体以及相邻下一级所述行星齿轮组件的输入体。

如图3所示，所述行星架221包括轮架本体224、设置于所述轮架本体224一侧的多个固定轴225和设置于所述轮架本体224另一侧的传动轴226，多个所述固定轴225与多个所述行星轮223对应连接，所述传动轴226与相邻下一级所述行星齿轮组件的所述太阳轮222连接。

具体地，行星架221作为本级行星齿轮组件的输出体和相邻下级行星齿轮组件的输入体，所以将多个固定轴225和传动轴226设置成布置在轮架本体224的两侧，且多个固定轴225与多个行星轮223对应连接，所述传动轴226与下一级所述行星齿轮组件的所述太阳轮222连接。

在本实施例中，行星架本体224为三角形板，传动轴226设置在三角形板的中心位置，且轴线与所述太阳轮222的旋转轴线重合。3个固定轴225设置在所述三角形板的每个棱角处，且固定轴224的轴线与所述太阳轮的旋转轴线平行。

由此，通过设定行星架221的具体结构，使行星架作为本级行星齿轮组件的输出体以及作为下一级所述行星齿轮组件的输入体，从而实现多级行星齿轮组件串联。

如图4所示，所述输出齿轮3为人字形齿轮。

在一些实施例中，输出齿轮3为圆柱齿轮。

在本实施例中，利用人字形齿轮的承载能力高、传动平稳和轴向载荷小等特点将输出齿轮3设定成人字形齿轮。

如图5所示，所述齿条43为人字形齿条。

在本实施例中，齿条43设置为与人字形齿轮啮合的人字形齿条。

优选的，所述锁杆4包括杆体41和自所述杆体径向凸伸的附加本体42，所述人字形齿条设置在所述附加本体42上。

在本实施例中，为了保证最佳的输出力，将锁杆4垂直于所述输出轴设置。为了加强锁杆4的强度，在锁杆本体41上设置附加本体42，附加本体42自所述杆体本体41径向凸伸，人字形齿条设置在所述附加本体42上，这样设置避免因顶出力大造成锁杆4变形或折断，又可以输出较大的顶出力。

优选的，所述附加本体41的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥中的一种。

具体地，附加本体41可以采用多种形状，可以是圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥中的一种，可以根据实际情况确定一种锁杆。

优选的，所述驱动装置1的输出功率为1W～90W。

具体地，所述驱动装置1的输出功率为1W～90W。驱动装置1的输出功率，决定了电子锁的工作速度，功率越高，电子锁完成工作的速度越快，功率越小，电子锁完成工作的速度越慢甚至无法完成锁杆4的锁止工作。为了测试输出功率对电子锁工作的影响，发明人进行了相关测试，测试的方法为选用不同输出功率的驱动装置1，电子锁其他结构相同，每个驱动装置1连续工作1分钟，记录电子锁完成工作的次数，次数大于等于40为合格，小于40为不合格。若在电子锁工作时出现异响也视为不合格。结果如表1所示。

表1：不同输出功率对电子锁速度和异响的影响

功率(W)	0.9	1	2	5	10	20	30	50	65	80	85	90	92
														完成次数	39	40	45	52	57	62	68	75	79	85	94	95	95
是否异响	否	否	否	否	否	否	否	否	否	否	否	否	是

如表1所示，当驱动装置1的输出功率小于1W后，1分钟内电子锁完成的开关次数小于40次，速度太慢为不合格，所以发明人选择驱动装置1的最小功率为1W，当驱动装置1的输出功率大于90W时，电子锁受整体设计的影响，速度进入瓶颈期，无明显提升，同时还会出现异响，因此发明人选用的驱动装置1的输出功率为1W～90W。具体可以为1W、2W、5W、10W、20W、30W、50W、65W、80W、85W、90W等。

优选的，所述驱动装置1与所述输出齿轮3的传动比为3/1～84/1。

具体地，减速装置2与所述输出齿轮3的传动比为3/1～84/1。传动比＝主动轮转速/从动轮转速，从公式中可以看出传动比与从动轮转速成反比，即传动比越小从动轮的转速越大，则会由于控制不精确容易发生异响。因此，发明人选择了不同的驱动装置1与输出齿轮3的传动比进行测试，观察1分钟内锁杆4锁止或开启动作完成的次数，小于40次为不合格，出现异响也为不合格，结果如表2所示。

表2：驱动装置1与输出齿轮3的传动比对电子锁速度的影响

传动比

2/1

3/1

9/1

15/1

24/1

30/1

36/1

42/1

60/1

78/1

84/1

86/1

完成次数

98

96

91

88

83

78

70

61

53

47

40

38

是否异响

是

否

从表2可知，如果驱动装置1与输出齿轮3的传动比小于3/1，电子锁会出现异响，所以不合格；同时，驱动装置1与输出齿轮3的传动比大于84/1时，电子锁在1分钟内完成的锁止或开启动作不足40次，响应速度过慢也不合格；所以，发明人选用驱动该装置1与输出齿轮3的传动比为3/1～84/1。

接下来结合附图几对本文的电子锁工作原理进行详细描述：电机1启动，输出轴转动带动初级行星齿轮组件22a的太阳轮222转动，3个行星轮223通过与太阳轮222和齿轮23啮合实现自转和公转，并将转动传递给与行星轮223连接的行星架221，初级行星齿轮组件22a的行星架221的传动轴226与中间行星齿轮组件22b的太阳轮222连接并带动太阳轮222转动，中间行星齿轮组件22b的3个行星轮223通过与太阳轮222和齿轮23啮合实现自装和公转，并将转动传递给与行星轮223连接的行星架221，中间行星齿轮组件22b的行星架221又与末级行星齿轮组件22c的太阳轮222连接并带动其转动，末级行星齿轮组件22c的3个行星轮223通过与太阳轮222和齿轮23啮合实现自转和公转，并将转动传递给与行星轮223连接的行星架221，行星架221与输出齿轮3连接带动输出齿轮3转动，输出齿轮3与锁杆4的齿条43啮合，将转动转变成直线运动，实现锁杆4的上锁或解锁。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种电子锁，其特征在于，包括：

驱动装置，所述驱动装置包括输出扭矩的输出轴；

锁杆，至少部分所述锁杆上设置有齿条；

2.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述往复运动的方向垂直于所述输出轴的轴线方向。

3.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，每一级所述行星齿轮组件的多个所述行星轮分别与所述齿轮啮合，所述太阳轮与多个所述行星轮分别啮合，所述行星架与多个所述行星轮连接。

4.根据权利要求3所述的电子锁，其特征在于，所述驱动装置带动所述初级行星齿轮组件的所述太阳轮转动并通过多个所述行星轮驱动所述行星架转动，所述初级行星齿轮组件的所述行星架与所述中间行星齿轮组件的所述太阳轮同轴连接，并带动所述中间行星齿轮组件转动且通过所述中间行星齿轮组件的所述行星架带动所述末级行星齿轮组件转动。

5.根据权利要求4所述的电子锁，其特征在于，除所述初级行星齿轮组件外，其余每一级所述行星齿轮组件的所述太阳轮分别与相邻的上一级所述行星齿轮组件的所述行星架连接。

6.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述行星架包括轮架本体、设置于所述轮架本体一侧的多个固定轴和设置于所述轮架本体另一侧的传动轴，多个所述固定轴与多个所述行星轮对应连接，所述传动轴与相邻的下一级所述行星齿轮组件的所述太阳轮连接。

7.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述输出齿轮为人字形齿轮。

8.根据权利要求7所述的电子锁，其特征在于，所述齿条为人字形齿条。

9.根据权利要求8所述的电子锁，其特征在于，所述锁杆包括杆体和自所述杆体径向凸伸的附加本体，所述人字形齿条设置在所述附加本体上。

10.根据权利要求9所述的电子锁，其特征在于，所述附加本体的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥中的一种。

11.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述驱动装置的输出功率为1W～90W。

12.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述驱动装置与所述输出齿轮的传动比为3/1～84/1。