CN220980295U - 一种气动执行器及一种气动换挡机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车零配件技术领域，尤其涉及一种气动执行器及一种气动换挡机构。本实用新型提供了一种气动执行器，包括：缸体、盖部、输出活塞、滑动活塞以及换挡拨叉，所述缸体设有两段不同直径的内腔，在所述缸体壁面的两端分别设有第一通气孔和第二通气孔。本实用新型还提供了一种包括至少一个上述气动执行器的气动换挡机构。本实用新型提供的技术方案中，由于缸体由直径不同的两段组成，通过调节第一通气孔和第二通气孔的进出气，即可实现三个不同档位的控制，有效简化了执行器的结构，同时也降低了控制难度。本实用新型提供的一种气动执行器及一种气动换挡机构，解决了现有技术中，多位气缸存在着结构及控制复杂的技术缺陷。

Description

一种气动执行器及一种气动换挡机构

技术领域

本实用新型属于汽车零配件技术领域，尤其涉及一种气动执行器及一种气动换挡机构。

背景技术

汽车变速器换挡机构主要分为电动换挡机构及气动换挡机构两种。其中，电动换挡机构主要通过电机驱动加传动机构组成，整套换挡机构与变速器内部均为硬性的机械连接、或接触，无法缓冲由变速器在运行过程中所产生并反向施加给换挡机构的负载、或异常力，具有更好缓冲能力的气动换挡机构就受到了一部分汽车生产商及消费者的青睐。

现有技术中，气动换挡机构采用气缸加压缩空气驱动，虽可利用空气的可压缩性来缓解部分变速器反向施加的负载，但普通气缸却又只能停留在两个精确位置，而多档位变速器一般均为两个档位加一个空挡为一组。若需要多组的布置，就要求每组的换挡必须能够精确的停留在三个位置，普通气缸无法满足。而常规的多位气缸，一般是通过三个或以上的进出气孔来实现，结构、控制均相对比较复杂。

因此，研发出一种气动执行器及一种气动换挡机构，用于解决现有技术中，多位气缸存在着结构及控制复杂的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对有技术中，气动换挡机构的多位气缸存在着结构及控制复杂的技术缺陷，提供一种气动执行器及一种气动换挡机构。

本实用新型提供了一种气动执行器，所述气动执行器包括：缸体、盖部、输出活塞、滑动活塞以及换挡拨叉，所述盖部覆盖于所述缸体的一端，与缸体形成密封腔，所述输出活塞和滑动活塞在所述缸体中移动，所述输出活塞与所述换挡拨叉连接，带动所述换挡拨叉运动；

所述缸体设有两段不同直径的内腔，在所述缸体壁面的两端分别设有第一通气孔和第二通气孔；

所述滑动活塞设置于所述缸体的内腔，所述输出活塞的一端设置于所述缸体与所述滑动活塞的内腔，所述输出活塞另一端伸出所述缸体外部；

外部气体通过所述第一通气孔和第二通气孔进出所述缸体内部，驱动所述滑动活塞和/或所述输出活塞运动。

在其中一个实施例中，所述缸体在不同直径内腔过渡处设有限位台阶。

在其中一个实施例中，所述气动执行器还包括：活塞杆，所述活塞杆设置于所述输出活塞与所述换挡拨叉之间。

在其中一个实施例中，所述气动执行器还包括：呼吸孔，所述呼吸孔设置于所述缸体的壁面，所述呼吸孔设置于所述不同直径内腔过渡的限位台阶处。

在其中一个实施例中，所述气动执行器还包括：第一密封圈，所述第一密封圈设置于所述缸体与所述盖部的连接处。

在其中一个实施例中，所述滑动活塞与缸体的接触面设有密封结构。

在其中一个实施例中，所述输出活塞与所述缸体、所述滑动活塞的接触面设有密封结构。

在其中一个实施例中，所述气动执行器还包括：第二密封圈，所述第二密封圈设置于所述输出活塞的伸出端与所述缸体的接触面；

和/或，

所述气动执行器还包括：衬套，所述衬套设置于所述输出活塞的伸出端与所述缸体的间隙处。

本实用新型还提供了一种气动换挡机构，所述气动换挡机构包括至少一个以上任意一项所述的气动执行器。

在其中一个实施例中，若干所述气动执行器的所述缸体为一体化结构。

综上所述，本实用新型提供了一种气动执行器，所述气动执行器包括：缸体、盖部、输出活塞、滑动活塞以及换挡拨叉，所述盖部覆盖于所述缸体的一端，与缸体形成密封腔，所述输出活塞和滑动活塞在所述缸体中移动，所述输出活塞与所述换挡拨叉连接，带动所述换挡拨叉运动；所述缸体设有两段不同直径的内腔，在所述缸体壁面的两端分别设有第一通气孔和第二通气孔；所述滑动活塞设置于所述缸体的内腔，所述输出活塞的一端设置于所述缸体与所述滑动活塞的内腔，所述输出活塞另一端伸出所述缸体外部；外部气体通过所述第一通气孔和第二通气孔进出所述缸体内部，驱动所述滑动活塞和/或所述输出活塞运动。本实用新型还提供了一种包括至少一个上述气动执行器的气动换挡机构。本实用新型提供的技术方案中，由于缸体由直径不同的两段组成，通过调节第一通气孔和第二通气孔的进出气，即可实现三个不同档位的控制，有效简化了执行器的结构，同时也降低了控制难度。本实用新型提供的一种气动执行器及一种气动换挡机构，解决了现有技术中，多位气缸存在着结构及控制复杂的技术缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的技术方案中，一种气动换挡机构的剖面结构示意图/或处于空挡状态示意图；

图2为本实用新型实施例提供的技术方案中，一种气动换挡机构处于一档状态的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的技术方案中，一种气动换挡机构处于二档状态的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的技术方案中，一种气动换挡机构处于三档状态的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的技术方案中，一种气动换挡机构处于四档状态的示意图；

其中，在第一组气动执行器中，包括：盖部1.1、第一密封圈1.2、滑动活塞1.4、输出活塞1.6、活塞杆1.7、第二密封圈1.8、衬套1.9、一二档换挡拨叉1.10，第一通气孔101、第二通气孔102以及呼吸孔103；

在第二组气动执行器中，包括：盖部2.1、第一密封圈2.2、滑动活塞2.4，输出活塞2.6、活塞杆2.7、第二密封圈2.8、衬套2.9、三四档换挡拨叉2.10，第一通气孔201、第二通气孔202以及呼吸孔203；

以及，两组气动执行器的共用的一体化缸体3。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种气动执行器及一种气动换挡机构，用于解决现有技术中，多位气缸存在着结构及控制复杂的技术缺陷。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本实用新型实施例提供了一种气动执行器，包括：缸体、盖部、输出活塞、滑动活塞以及换挡拨叉，盖部覆盖于缸体的一端，与缸体形成密封腔，输出活塞和滑动活塞在缸体中移动，输出活塞与换挡拨叉连接，带动换挡拨叉运动；缸体设有两段不同直径的内腔，在缸体壁面的两端分别设有第一通气孔和第二通气孔；滑动活塞设置于缸体的内腔，输出活塞的一端设置于缸体与滑动活塞的内腔，输出活塞另一端伸出缸体外部；外部气体通过第一通气孔和第二通气孔进出缸体内部，驱动滑动活塞和/或输出活塞运动。本实用新型实施例提供的一种气动执行器及一种气动换挡机构，解决了现有技术中，多位气缸存在着结构及控制复杂的技术缺陷。

此处请参阅图1，图1中为两组气动执行器的结构示意图，为了更好地进行说明，仅对其中的第一组气动执行器进行说明。在第一组气动执行器中，换挡拨叉为一二档换挡拨叉1.10。

本实用新型实施例提供的技术方案中，盖部1.1覆盖于缸体3后，在缸体3内的空腔形成一个密闭的腔体空间。此时，在图1的左侧，缸体3、盖部1.1、输出活塞1.6和滑动活塞1.4形成压力腔1A，在图1的右侧，缸体3与输出活塞1.6形成压力腔1B。第一通气孔101向压力腔1A中进气，可推动输出活塞1.6向右移动；第二通气孔102向压力腔1B进气，可推动输出活塞1.6向左运动。通过输出活塞1.6移动至不同位置，带动一二档换挡拨叉1.10运动，实现了一二档换挡拨叉1.10的换挡。

此时，进一步结合缸体3两段不同直径的内腔结构，便可实现三个档位的切换，分别为：当第一通气孔101和第二通气孔102同时进气时，滑动活塞1.4向右移动，输出活塞1.6向左移动，此时，输出活塞1.6会停留在缸体不同直径内腔过渡限位台阶处的中间位置，进而，一二档换挡拨叉1.10也会相应地停留在中间位置，形成空档；当第一通气孔101进气，第二通气孔102排气时，此时，输出活塞1.6移动至缸体3的最右侧，进而，一二档换挡拨叉1.10也会相应地停留在最右侧，进入一档位置；当第一通气孔101排气，第二通气孔102进气时，此时，输出活塞1.6带动滑动活塞1.4一起移动至缸体3的最左侧，进而，一二档换挡拨叉1.10也会相应地停留在最左侧，进入二档位置。

从上述技术方案可以得出，本实用新型实施例提供的气动执行器，仅需要两个通气孔，便可实现三个档位的控制变化，即：通过空气两个通气孔的进气/出气，便可实现三个档位的控制变化，结构更加简单，且控制方式也同时得到了简化。

同时，使用气缸加压缩气体换挡，能够缓解变速过程带来的反向施加的负载。使用一滑动活塞1.4活加一个输出活塞1.6的机构，使单个执行器就就能实现三个不同档位精确定位。

进一步地优化技术方案，为更好地提升控制的准确性，本实用新型实施例提供的一种气动执行器中，缸体3在不同直径内腔过渡处设有限位台阶。此时，由于限位台阶的限位作用，滑动活塞1.4在限位台阶处无法继续向右移动，实现了活动活塞位置更加精准的控制。

本实用新型实施例提供的气动执行器还包括：活塞杆1.7，活塞杆1.7设置于输出活塞1.6与一二档换挡拨叉1.10之间。通过活塞杆1.7的作用，可将输出活塞1.6的动力更加平稳地传输至一二档换挡拨叉1.10，使得一二档换挡拨叉1.10的位置变化趋于平稳，不会由于输出活塞1.6受到压缩气体推动时产生的瞬间位移运动而造成的一二档换挡拨叉1.10损坏。

为更好地保持内部腔体压力的平衡，本实用新型实施例提供的一种气动执行器还包括：呼吸孔103，呼吸孔103设置于缸体3的壁面，呼吸孔103设置于缸体不同直径内腔过渡的限位台阶处。

进一步地优化技术方案，由于气动执行器是通过控制通进出气来实现对于滑动活塞1.4和输出活塞1.6的位移控制的，因此，为有效保证位移控制的准确性，防止由于气体泄漏而可能导致的换挡偏差，本实用新型实施例提供的气动执行器还包括：第一密封圈1.2，第一密封圈1.2设置于缸体3与盖部1.1的连接处。

同理，滑动活塞1.4与缸体3的接触面设有密封结构；输出活塞1.6与缸体3、滑动活塞1.4的接触面设有密封结构。

本实用新型实施例提供的一种气动执行器还包括：第二密封圈1.8，第二密封圈1.8设置于输出活塞1.6的伸出端与缸体3的接触面；和/或，气动执行器还包括：衬套1.9，衬套1.9设置于输出活塞1.6的伸出端与缸体3的间隙处。

第二密封圈1.8可以起到有效地密封效果，使得压力腔1B的腔体内部维持更好的密闭状态，这样，通过精准控制第二通气孔102的进出气，便可实现对于输出活塞1.6向右移动位移的准确性，从而有效确保了精准换挡。

衬套1.9设置于输出活塞1.6伸出端与缸体3的间隙处，可有效提高缸体与活塞杆之间的耐磨性，改善滑动性能，同时承受活塞杆振动及冲击，提高杆往复运动时的导向精度；同时，可通过直接调整衬套1.9的具体规格便可适配不同尺寸规格的输出活塞1.6和缸体3，有效提高了零部件的通用性。

此处请进一步参阅图1至图5，图1至图5分别为气动换挡机构空档、及四个档的工作状态示意图。此处对于气动换挡机构的进一步说明，以两组气动执行器构成的气动换挡机构进行，但并不构成对本实用新型保护范围的限制。

其中，为了进一步地优化结构设计，简化零部件的安装结构，若干气动执行器的缸体3为一体化结构，一体化的缸体3，可进一步简化安装结构，更好地保证了气密性。

此处请参阅图1，第一通气孔101、第二通气孔102、第一通气孔201、第二通气孔202同时进气，此时，滑动活塞1.4、滑动活塞2.4向右移动至限位台阶处限位，输出活塞1.6、输出活塞2.6向左移动分别与滑动活塞1.4、滑动活塞2.4接触限位，最终停留在中间位置，形成空挡位置。

此处请参阅图2，第一通气孔101进气，压力腔1A充气，第二通气孔102出气，压力腔1B排气，第一通气孔201、第二通气孔202同时进气，此时输出活塞1.6移动至最右端，带动活塞杆1.7及一二档换挡拨叉1.10移动，从而进入一档位置。

此处请参阅图3，第一通气孔101出气，压力腔1A排气，第二通气孔102进气，压力腔1B充气，第一通气孔201、第二通气孔202同时进气，此时输出活塞1.6与滑动活塞1.4一同移动至最左端，带动活塞杆1.7及一二档换挡拨叉1.10移动，从而进入二档位置。

此处请参阅图4，第一通气孔201进气，压力腔2A充气，第二通气孔202出气，压力腔2B排气，第一通气孔101、第二通气孔102同时进气，此时输出活塞2.6移动至最右端，带动活塞杆2.7及三四档换挡拨叉2.10移动，从而进入三档位置。

此处请参阅图5，第一通气孔201出气，压力腔2A排气，第二通气孔202进气，压力腔2B充气，第一通气孔101、第二通气孔102同时进气，此时输出活塞2.6与滑动活塞2.4一同移动至最左端，带动活塞杆2.7及三四档换挡拨叉2.10移动，从而进入四档位置。

本实用新型实施例提供的技术方案，可单独设计装配成车辆换挡机构的独立部件，再额外安装于变速箱上，同时，也可依托于变速箱壳体对该换挡机构的各零部件进行布置安装。

综上所述，本实用新型提供了一种气动执行器，所述气动执行器包括：缸体、盖部、输出活塞、滑动活塞以及换挡拨叉，所述盖部覆盖于所述缸体的一端，与缸体形成密封腔，所述输出活塞和滑动活塞在所述缸体中移动，所述输出活塞与所述换挡拨叉连接，带动所述换挡拨叉运动；所述缸体设有两段不同直径的内腔，在所述缸体壁面的两端分别设有第一通气孔和第二通气孔；所述滑动活塞设置于所述缸体的内腔，所述输出活塞的一端设置于所述缸体与所述滑动活塞的内腔，所述输出活塞另一端伸出所述缸体外部；外部气体通过所述第一通气孔和第二通气孔进出所述缸体内部，驱动所述滑动活塞和/或所述输出活塞运动。本实用新型还提供了一种包括至少一个以上任意一项所述的气动执行器的气动换挡机构。本实用新型提供的技术方案中，由于缸体由直径不同的两段组成，通过调节第一通气孔和第二通气孔的进出气，即可实现三个不同档位的控制，有效简化了执行器的结构，同时也降低了控制难度。本实用新型提供的一种气动执行器及一种气动换挡机构，解决了现有技术中，多位气缸存在着结构及控制复杂的技术缺陷。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。同时，可以利用上述实施例中导出其它实施方式，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种气动执行器，其特征在于，所述气动执行器包括：缸体、盖部、输出活塞、滑动活塞以及换挡拨叉，所述盖部覆盖于所述缸体的一端，与缸体形成密封腔，所述输出活塞和滑动活塞在所述缸体中移动，所述输出活塞与所述换挡拨叉连接，带动所述换挡拨叉运动；

所述缸体设有两段不同直径的内腔，在所述缸体壁面的两端分别设有第一通气孔和第二通气孔；

所述滑动活塞设置于所述缸体的内腔，所述输出活塞的一端设置于所述缸体与所述滑动活塞的内腔，所述输出活塞另一端伸出所述缸体外部；

外部气体通过所述第一通气孔和第二通气孔进出所述缸体内部，驱动所述滑动活塞和/或所述输出活塞运动。

2.根据权利要求1所述的气动执行器，其特征在于，所述缸体在不同直径的内腔过渡处设有限位台阶。

3.根据权利要求1所述的气动执行器，其特征在于，所述气动执行器还包括：活塞杆，所述活塞杆设置于所述输出活塞与所述换挡拨叉之间。

4.根据权利要求1所述的气动执行器，其特征在于，所述气动执行器还包括：呼吸孔，所述呼吸孔设置于所述缸体的壁面，所述呼吸孔设置于所述不同直径的内腔过渡的限位台阶处。

5.根据权利要求1或4所述的气动执行器，其特征在于，所述气动执行器还包括：第一密封圈，所述第一密封圈设置于所述缸体与所述盖部的连接处。

6.根据权利要求4所述的气动执行器，其特征在于，所述滑动活塞与缸体的接触面设有密封结构。

7.根据权利要求6所述的气动执行器，其特征在于，所述输出活塞与所述缸体、所述滑动活塞的接触面设有密封结构。

8.根据权利要求1所述的气动执行器，其特征在于，所述气动执行器还包括：第二密封圈，所述第二密封圈设置于所述输出活塞的伸出端与所述缸体的接触面；

和/或，

所述气动执行器还包括：衬套，所述衬套设置于所述输出活塞的伸出端与所述缸体的间隙处。

9.一种气动换挡机构，其特征在于，所述气动换挡机构包括至少一个权利要求1至8任意一项所述的气动执行器。

10.根据权利要求9所述的气动换挡机构，其特征在于，若干所述气动执行器的所述缸体为一体化结构。