CN107654152B - 新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器及其工作方法，执行器包括电机、蜗杆、离合轮、拨盘、弹簧、弹簧轴向固定环、电子控制模块和主轴，所述蜗杆设于电机的旋转主轴上，所述离合轮、拨盘和弹簧从下向上同心设于主轴上，所述弹簧轴向固定环将弹簧固定在主轴上；所述蜗杆和离合轮啮合；所述电机与所述电子控制模块电性连接。本发明所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，其结构合理紧凑，同时具有电动和手动开关门功能，能够满足客户不同使用习惯。并且，蜗杆和离合轮可以实现自锁。此外，无论是电动模式还是手动模式，无需切换，操作简单，使用方便，可以适用于多种应用场景，具有极高的应用价值。

Description

新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器及其工作方法

技术领域

本发明属于开闭门/盖执行器技术领域，具体地，涉及一种新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器及其工作方法，特别但是不限于应用于智能汽车和智能家用电器。

背景技术

汽车和家用电器上都设有许多活动门/盖，这些门/盖如果采用手动开闭，不能满足当前汽车和家用电器朝着智能化发展的要求；如果采用普通的电子执行器通常不具备手动开闭门/盖功能，或者手动开闭门/盖的功能只供使用者紧急状态下使用，使用起来非常的繁琐。

针对这种现象，本发明提供一种新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，该执行器同时具有电动和手动开关门功能，能够满足客户不同使用习惯。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器以及该新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器的工作方法。

技术方案：本发明提供了一种新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，包括电机、蜗杆、离合轮、拨盘、弹簧、弹簧轴向固定环、电子控制模块和主轴，所述蜗杆设于电机的旋转主轴上，所述电机和电子控制模块设于箱体上。所述离合轮、拨盘和弹簧从下向上同心设于主轴上，所述弹簧轴向固定环将弹簧固定在主轴上，其中离合轮与主轴为轴向定位安装，周向可自由转动；拨盘与主轴周向为刚性连接，轴向可自由滑动。并且，弹簧轴向固定环与主轴同心安装，可通过安装位置的调整，使得弹簧有不同的压力作用在拨盘上。另，所述蜗杆和离合轮啮合，形成蜗杆副。再，所述电机与所述电子控制模块电性连接。本发明所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，其结构合理紧凑，同时具有电动和手动开关门功能，能够满足客户不同使用习惯。并且，蜗杆和离合轮可以实现自锁。此外，无论是电动模式还是手动模式，无需切换，操作简单，使用方便，可以适用于多种应用场景，具有极高的应用价值。

进一步的，上述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，所述离合轮上设有至少一个环形平台，所述环形平台至少设有一个具有20°~70°的坡度的缺口。

进一步的，上述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，所述拨盘为圆环形，所述拨盘上至少设有一个具有20°~70°的坡度的径向凸部，所述径向凸部形状与所述缺口相适应。离合轮和拨盘的结构合理，形状吻合匹配，当门处于关闭状态即初始状态时，拨盘的径向凸部与离合轮的环形平台平面接触，径向凸部与缺口相邻。

进一步的，上述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，所述电子控制模块由线束、传感器和逻辑电路板组成，所述逻辑电路板与电机、传感器以及开关通过线束电性连接。所述电子控制模块通过线束接收传感器的信号经过逻辑电路板逻辑判断控制电机转动。

进一步的，上述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，所述蜗杆的导程角小于摩擦角；所述离合轮为蜗轮或者斜齿轮，其导程角小于摩擦角。通过自身的结构可以实现反行程具有自锁性。

进一步的，上述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，所述弹簧轴向固定环为挡圈或具有螺纹通孔的圆环，固定稳定性好。电机优选为直流电机，其起动和调速性能好，调速范围广平滑，过载能力较强，受电磁干扰影响小，并且具有良好的启动特性和调速特性，电机的转矩比较大。此外，维修比较便宜，节能环保。所述弹簧为压缩弹簧，所述压缩弹簧与门的主轴同心安装，其一端与弹簧轴向固定环的端面相连，另外一端与拨盘相连，将拨盘抵在离合轮上，压缩量根据开门时所要克服的力矩设定。

进一步的，上述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，所述传感器包括光栅传感器，角度传感器，微动开关。传感器可以选择多样，根据不同的应用环境进行选择，适用性好。

本发明还提供一种新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器的工作方法，包括以下步骤：

手动开门/盖时，顺时针打开门/盖，所述可手动操作的电子开闭门/盖执行器处于初始状态位置，所述径向凸部位于所述环形平台上；主轴旋转，径向凸部沿所述环形平台上转动，直到所述门/盖打开到最大角度位置，离合轮与蜗杆自锁，保持不动；

手动关门/盖时，重复上述逆向过程，即逆时针关闭门/盖，直到所述可手动操作的电子开闭门/盖执行器处于初始状态位置。

操作方便，手动模式由机械结构保证，不需要逻辑电路控制，由机械部分即可保证。

进一步的，上述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器的工作方法，包括以下步骤：

电动开门/盖时，所述可手动操作的电子开闭门/盖执行器处于初始状态位置，所述离合轮处于初始位置；电子控制模块控制电机转动，电机通过蜗杆推动离合轮顺时针转动，当离合轮的缺口与拨盘的径向凸部相对时，弹簧下压拨盘，拨盘轴向向下滑动，径向凸部与缺口齿合，离合轮和拨盘一起顺时针转动，直到所述门/盖打开到最大角度位置；拨盘停止转动，电子控制模块控制电机通过蜗杆推动离合轮克服弹簧压力以及径向凸部与缺口齿合的力继续顺时针转动，直到离合轮回到初始位置，电子控制模块控制电机停止工作；

电动关门/盖时，电子控制模块控制电机转动，电机通过蜗杆推动离合轮逆时针转动，当离合轮的缺口与拨盘的径向凸部相对时，弹簧下压拨盘，拨盘轴向向下滑动，径向凸部与缺口齿合，离合轮和拨盘一起逆时针转动，直到门/盖关闭；拨盘停止转动，电子控制模块控制电机通过蜗杆推动离合轮克服弹簧压力以及径向凸部与缺口齿合的力继续逆时针转动，直到离合轮回到初始位置，电子控制模块控制电机停止工作。

本发明所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器的工作方法，方法合理，无论是电动模式还是手动模式，无需切换，操作简单，使用方便。其中值得指出的是，上述过程的顺时针和逆时针方向只是为了描述方便，其和门/盖的设置位置相对应，当然根据实际情况，门/盖的设置在不同侧则顺时针和逆时针与上述相反，也应在本发明的保护范围之内。

进一步的，上述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器的工作方法，通过传感器检测门/盖是否处于初始状态位置、是否打开到最大角度位置以及离合轮的位置。准确性好，智能化、自动化程度高，操控精确。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，其结构合理紧凑，同时具有电动和手动开关门功能，能够满足客户不同使用习惯。并且，蜗杆和离合轮可以实现自锁，稳定性和安全性佳。此外，无论是电动模式还是手动模式，无需切换，操作简单，使用方便，可以适用于多种应用场景，同时自动化和智能化程度高，具有极高的应用价值。

附图说明

图1为本发明所述新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器的结构示意图；

图2为本发明所述离合轮的结构示意图；

图3为本发明所述拨盘的结构示意图；

图4-13为本发明所述新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器工作过程的示意图；

图14为本发明所述新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器电性连接示意图；

图15为本发明所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器的工作流程图。

图中：1电机、2蜗杆、3离合轮、301环形平台、302缺口、4拨盘、401径向凸部、5弹簧、6弹簧轴向固定环、7电子控制模块、8门/盖、801主轴、9箱体。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”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该特征。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，除非另有明确的限定。

在本发明中，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。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1所示的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，包括电机1、蜗杆2、离合轮3、拨盘4、弹簧5、弹簧轴向固定环6、电子控制模块7和主轴801。其中，所述蜗杆2设于电机1的旋转主轴上，所述电机1和电子控制模块7均设于箱体9上。

另，所述离合轮3、拨盘4和弹簧5从下向上同心设于主轴801上，所述弹簧轴向固定环6将弹簧5固定在主轴801上，其中离合轮3与主轴801为轴向定位安装，周向可自由转动；拨盘4与主轴801周向为刚性连接，轴向可自由滑动。此外，如图2所示，所述离合轮3上设有至少一个环形平台301，所述环形平台301至少设有一个具有20°~70°的坡度的缺口302。并且，如图3所示，所述拨盘4为圆环形，所述拨盘4上至少设有一个具有20°~70°的坡度的径向凸部401，所述径向凸部401形状与所述缺口302相适应。当门处于关闭状态即初始状态时，拨盘4的径向凸部401与离合轮3的环形平台301平面接触，径向凸部401与缺口302相邻。

再，弹簧轴向固定环6与主轴801同心安装，可通过安装位置的调整，使得弹簧5有不同的压力作用在拨盘4上。另，所述蜗杆2和离合轮3啮合，形成蜗杆副（蜗杆-斜齿轮副）。其中，所述蜗杆2的导程角小于摩擦角；所述离合轮3为蜗轮或者斜齿轮，其导程角小于摩擦角。再，所述弹簧轴向固定环6为挡圈或具有螺纹通孔的圆环，且所述电机1为直流电机。另，所述弹簧5为压缩弹簧，所述压缩弹簧与门8的主轴801同心安装，其一端与弹簧轴向固定环6的端面相连，另外一端与拨盘4相连，将拨盘4抵在离合轮3上，压缩量根据开门时所要克服的力矩设定。

进一步的，所述电子控制模块7如图14所示，由线束、传感器和逻辑电路板组成，所述逻辑电路板与电机1、传感器以及开关通过线束电性连接，并且所述电子控制模块7通过线束接收传感器的信号经过逻辑电路板逻辑判断控制电机1转动。并且，传感器可以根据需要选择光栅传感器、角度传感器或微动开关。

实施例2

新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，工作时，基于上述结构基础，包括以下步骤：

手动开门/盖8时，顺时针打开门/盖8，如图5所示，所述可手动操作的电子开闭门/盖执行器处于初始状态位置，所述径向凸部401位于所述环形平台301上；操作者手动作用门/盖8上，从上向下观察，主轴801旋转，因拨盘4与门/盖8周向刚性连接，径向凸部401沿所述环形平台301上转动，直到所述门/盖8打开到最大角度位置，如图6所示，离合轮3与蜗杆2自锁，保持不动。

手动关门/盖8时，如图7所示，重复上述逆向过程，即逆时针关闭门/盖8，直到门处于关门位置，所述可手动操作的电子开闭门/盖执行器处于初始状态位置，如图4所示，离合轮3与蜗杆2自锁，保持不动。

实施例3

新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，电动工作时，打开开关，基于上述结构基础，如图15所示，包括以下步骤：

电动开门/盖8时，所述可手动操作的电子开闭门/盖执行器处于初始状态位置，所述离合轮3处于初始位置；如图8所示，电子控制模块7控制电机1转动，电机1通过蜗杆2推动离合轮3顺时针转动，当离合轮3的缺口302与拨盘4的径向凸部401相对时，由于弹簧5的作用，弹簧5下压拨盘4，拨盘4轴向向下滑动，径向凸部401与缺口302齿合，离合轮3和拨盘4一起顺时针转动，由于门/盖8的主轴801与拨盘4周向刚性连接，那么门/盖8也会顺时针打开直到最大开门位置。如图9所示，当所述门/盖8打开到最大角度位置，门/盖8与其周向刚性连接的拨盘4停止转动，电子控制模块7控制电机1通过蜗杆2推动离合轮3克服弹簧5压力以及径向凸部401与缺口302齿合的力继续顺时针转动，直到离合轮3回到初始位置，电子控制模块7控制电机1停止工作，此为完成开门全部过程，各零部件的位置状态如图10所示。

电动关门/盖8时，如图11所示，电子控制模块7控制电机1转动，电机1通过蜗杆2推动离合轮3逆时针转动，当离合轮3的缺口302与拨盘4的径向凸部401相对时，弹簧5下压拨盘4，拨盘4轴向向下滑动，径向凸部401与缺口302齿合，如图12所示，离合轮3和拨盘4一起逆时针转动，由于门/盖8的主轴801与拨盘4周向刚性连接，那么门也会时逆转动直到门/盖8关闭；如图13所示，门/盖8由于转到关门位置而停止转动，与其周向刚性连接的拨盘4也停止转动，而电子控制模块7控制电机1通过蜗杆2推动离合轮3克服弹簧5压力以及径向凸部401与缺口302齿合的力继续逆时针转动，直到离合轮3回到初始位置，电子控制模块7控制电机1停止工作，完成整个电动关门过程，如图4所示。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，其特征在于：包括电机（1）、蜗杆（2）、离合轮（3）、拨盘（4）、弹簧（5）、弹簧轴向固定环（6）、电子控制模块（7）和主轴（801），所述蜗杆（2）设于电机（1）的旋转主轴上；所述离合轮（3）、拨盘（4）和弹簧（5）从下向上同心设于主轴（801）上，所述弹簧轴向固定环（6）将弹簧（5）固定在主轴（801）上；所述蜗杆（2）和离合轮（3）啮合；所述离合轮（3）上设有至少一个环形平台（301），所述环形平台（301）至少设有一个具有20°~70°的坡度的缺口（302）；所述拨盘（4）为圆环形，所述拨盘（4）上至少设有一个具有20°~70°的坡度的径向凸部（401），所述径向凸部（401）形状与所述缺口（302）相适应；所述电机（1）与所述电子控制模块（7）电性连接。

2.根据权利要求1所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，其特征在于：所述电子控制模块（7）由线束、传感器和逻辑电路板组成，所述逻辑电路板与电机（1）、传感器以及开关通过线束电性连接。

3.根据权利要求1所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，其特征在于：所述蜗杆（2）的导程角小于摩擦角；所述离合轮（3）为蜗轮或者斜齿轮，其导程角小于摩擦角。

4.根据权利要求1所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，其特征在于：所述弹簧轴向固定环（6）为挡圈或具有螺纹通孔的圆环；所述电机（1）为直流电机；所述弹簧（5）为压缩弹簧。

5.根据权利要求2所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器，其特征在于：所述传感器包括光栅传感器，角度传感器，微动开关。

6.根据权利要求1所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

手动开门/盖时，顺时针打开门/盖，所述可手动操作的电子开闭门/盖执行器处于初始状态位置，所述径向凸部（401）位于所述环形平台（301）上；主轴（801）旋转，径向凸部（401）沿所述环形平台（301）上转动，直到所述门/盖打开到最大角度位置，离合轮（3）与蜗杆（2）自锁，保持不动；

手动关门/盖时，重复上述逆向过程，即逆时针关闭门/盖，直到所述可手动操作的电子开闭门/盖执行器处于初始状态位置。

7.根据权利要求1所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

电动开门/盖时，所述可手动操作的电子开闭门/盖执行器处于初始状态位置，所述离合轮（3）处于初始位置；电子控制模块（7）控制电机（1）转动，电机（1）通过蜗杆（2）推动离合轮（3）顺时针转动，当离合轮（3）的缺口（302）与拨盘（4）的径向凸部（401）相对时，弹簧（5）下压拨盘（4），拨盘（4）轴向向下滑动，径向凸部（401）与缺口（302）齿合，离合轮（3）和拨盘（4）一起顺时针转动，直到所述门/盖打开到最大角度位置；拨盘（4）停止转动，电子控制模块（7）控制电机（1）通过蜗杆（2）推动离合轮（3）克服弹簧（5）压力以及径向凸部（401）与缺口（302）齿合的力继续顺时针转动，直到离合轮（3）回到初始位置，电子控制模块（7）控制电机（1）停止工作；

电动关门/盖时，电子控制模块（7）控制电机（1）转动，电机（1）通过蜗杆（2）推动离合轮（3）逆时针转动，当离合轮（3）的缺口（302）与拨盘（4）的径向凸部（401）相对时，弹簧（5）下压拨盘（4），拨盘（4）轴向向下滑动，径向凸部（401）与缺口（302）齿合，离合轮（3）和拨盘（4）一起逆时针转动，直到门/盖关闭；拨盘（4）停止转动，电子控制模块（7）控制电机（1）通过蜗杆（2）推动离合轮（3）克服弹簧（5）压力以及径向凸部（401）与缺口（302）齿合的力继续逆时针转动，直到离合轮（3）回到初始位置，电子控制模块（7）控制电机（1）停止工作。

8.根据权利要求7所述的新型可手动操作的电动开闭门/盖执行器的工作方法，其特征在于：通过传感器检测门/盖是否处于初始状态位置、是否打开到最大角度位置以及离合轮（3）的位置。

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