新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁
阅读说明：本技术 新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁 (Novel automobile door lock with flexible space double-branched chain structure ) 是由 杭鲁滨 李苏龙 王明远 黄晓杰 吴柏锐 钟传磊 曲志洋 邓辉宇 郭辉 黄晓波 刘 于 2021-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于汽车工程领域,公开了新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁,汽车门锁内柔顺双支链,包含开启支链和保险支链；开启支链和保险支链都是由空间机构构造,通过在机构中安装扭簧组合成柔顺支链,构造了能适应多种工况的柔顺双支链；通过单电机驱动双联齿轮使开启支链和保险支链按期望时序协调动作分别实现门锁的电动开启和电动保险；开启支链中,不完全齿轮传动实现该门锁系统中两条支链按预定顺序先后动作,其与开启支链中部分机构在多工况间的复位。保险支链中,变轴心扭簧使双回路的保险支链具有两态特性。本发明首次以空间机构构造汽车门锁开启支链和保险支链,有效利用锁内狭小空间,可广泛应用于智能门锁及其他单输入多输出的传动机构。(The invention belongs to the field of automobile engineering, and discloses an automobile door lock with a novel space flexible double-branched-chain structure, wherein a flexible double-branched-chain in the automobile door lock comprises an opening branched chain and a safety branched chain; the opening branched chain and the safety branched chain are both constructed by space mechanisms, and a torsion spring is arranged in the mechanism to combine into a flexible branched chain, so that a flexible double branched chain which can adapt to various working conditions is constructed; the single motor drives the dual gears to enable the opening branched chain and the safety branched chain to coordinate to act according to expected time sequence to respectively realize electric opening and electric safety of the door lock; in the opening branched chain, incomplete gear transmission realizes that two branched chains in the door lock system act in sequence according to a preset sequence, and the two branched chains and a part of a mechanism in the opening branched chain reset among multiple working conditions. In the safety branched chain, the variable-axis torsion spring enables the safety branched chain of the double loop to have two-state characteristics. The invention constructs the automobile door lock opening branched chain and the safety branched chain by the space mechanism for the first time, effectively utilizes the narrow space in the lock, and can be widely applied to intelligent door locks and other single-input and multi-output transmission mechanisms.)
技术领域
本发明属于汽车工程领域，具体涉及新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁。
背景技术
汽车门锁是安装在车门内的安全附件，通过其内部机构将车门锁柱与车身进行可靠锁紧，目前，高端的汽车门锁都具有电动开启功能，普通的门锁不能实现电动开启，仍然依靠先电动保险，然后手动开启车门锁。
在汽车门锁电动开启研究方面，中国专利CN 104895424公布了一种可实现电动开启的侧门锁传动机构，其原理是在门锁本体中安装电动开启系统，采用凸轮连杆机构实现门锁的电动开启控制。中国专利CN 109930922公布了具有多运动模式及复位特征的变自由度柔顺连杆机构，可在汽车门锁内实现电动开启功能，门锁内部具有单驱动双支链结构。
空间机构具有结构紧凑、占用有效空间小及可实现复杂运动等优点。针对目前普通汽车门锁受到狭窄空间的限制，不具备电动开启功能。
目前已有的电动开启汽车门锁传动系统大致归为以下两类：一是单电机单支链，门锁内仅有开启支链，不具有保险支链，更加有限利用了门锁内狭窄空间，但汽车的安全性降低；二是双电机双支链，门锁内双电机分别驱动保险支链和开启支链，功能齐全性能稳定，但门锁的整体尺寸较大，制造成本增加，综上所述，目前的汽车门锁无法兼顾双支链的大转矩传递的可靠性及机构的小型化。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁，以空间机构和扭簧构造汽车门锁内柔顺双支链，以适用于门锁开启功能和保险功能，使门锁只需单电机就能实现电动开启、电动上保险和电动解保险工况，使得汽车门锁能够兼顾双支链的大转矩传递的可靠性及机构的小型化。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：
新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁，包括壳体和设置在壳体内的驱动单元，驱动单元包括三联齿轮、分别与三联齿轮中的两个齿轮啮合的保险支链和门锁开启支链、可复位转动设置在壳体上的解锁转盘以及棘轮棘爪机构，保险支链包括保险推杆，保险推杆通过移动将解锁转盘与棘轮棘爪机构可离合地连接，三联齿轮能够通过沿预定方向旋转从而通过门锁开启支链使得解锁转盘旋转，当解锁转盘与棘轮棘爪机构脱离时，车门锁处于上保险状态，旋转解锁转盘，车门锁不能通过棘轮棘爪机构开锁，当解锁转盘通过保险推杆与棘轮棘爪机构配合时，车门锁处于解保险状态，旋转解锁转盘，车门锁通过棘轮棘爪机构开锁，其特征在于：门锁开启支链为空间机构，包括扭矩增大组件和球副连接组件，扭矩增大组件包括扭矩增大曲柄和驱动双联齿轮，扭矩增大曲柄可转动地设置在壳体上，扭矩增大曲柄的边缘具有啮合齿段，驱动双联齿轮具有次级蜗轮和非完全驱动齿轮，次级蜗轮与三联齿轮啮合，并且非完全驱动齿轮的转动半径小于扭矩增大曲柄的转动半径，非完全驱动齿轮的局部齿段与啮合齿段间歇啮合配合，从而进行扭矩的传动，球副连接组件包括依次连接的横向拉杆和解锁拉杆，横向拉杆的一端铰接设置在扭矩增大曲柄的边缘，另一端朝向解锁转盘设置，解锁拉杆的两端分别通过球副连接在横向拉杆的另一端和解锁转盘的边缘。
优选地，扭矩增大曲柄通过扭簧可复位转动地设置在壳体上。
优选地，保险支链为空间机构，还包括拨杆单元和保险单元，拨杆单元包括与三联齿轮啮合的保险齿轮和保险拨齿，保险拨齿的一端设置在保险齿轮的轴线上，保险拨齿朝向保险齿轮的径向延伸，保险单元包括可转动地设置在壳体上且位于保险齿轮的近旁的保险摆动件和设置在保险摆动件上的保险拨叉，保险推杆设置在保险摆动件的边缘，当保险齿轮带动保险拨齿转动时，保险拨齿通过与保险拨叉的叉口边缘干涉拨动拨叉，从而带动保险摆动件进行摆动，进而使得保险推杆进行移动。
进一步地，保险拨叉沿保险摆动件的旋转半径方向设置，保险拨叉具有固定端和拨动端，固定端设置在保险摆动件的旋转轴线上，拨动端的端面具有一个叉口，叉口的凹入方向指向保险摆动件的旋转轴线。
再进一步地，将保险摆动件的旋转轴线与保险齿轮的轴线的最短距离作为保险干涉距离，将拨动端的端面除去叉口的其余部分作为干涉型面，将保险拨叉的叉口的最大凹入距离作为叉口底部，保险摆动件的旋转轴线至干涉型面的最短距离与保险拨齿的长度之和大于保险干涉距离，保险摆动件的旋转轴线至叉口底部的最短距离与保险拨齿的长度之和小于保险干涉距离，沿保险摆动件的旋转方向分别位于叉口的两侧的干涉型面的其中一侧的干涉型面位于保险齿轮的正上方。
又进一步地，保险支链还包括手动保险组件，手动保险组件包括手动保险曲柄和保险连杆，手动保险曲柄通过扭簧可复位转动地设置在壳体上，保险连杆的两端分别通过球副连接在手动保险曲柄的边缘和保险摆动件的边缘。
进一步地，三联齿轮具有次级蜗杆和保险驱动齿轮，次级蜗杆与次级蜗轮啮合，保险驱动齿轮与保险齿轮啮合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.因为本发明的新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁的非完全驱动齿轮的转动半径小于扭矩增大曲柄的转动半径，非完全驱动齿轮与啮合齿段间歇啮合配合，横向拉杆的一端铰接设置在扭矩增大曲柄的边缘，另一端朝向解锁转盘设置，解锁拉杆的两端分别通过球副连接在横向拉杆的另一端和解锁转盘的边缘，扭矩增大曲柄在传递扭矩时，角速度减小而对扭矩进行放大，且间歇配合使得扭矩增大曲柄在三联齿轮转动预定时间后再开始转动，而三联齿轮在该预定时间内向保险支链输入转矩，从而在门锁开启支链前先通过保险支链开启汽车门锁保险，因此，本发明只需单电机就能实现电动开启、电动上保险和电动解保险工况，使得汽车门锁能够兼顾双支链的大转矩传递的可靠性及机构的小型化。
2.因为本发明的扭矩增大曲柄通过扭簧可复位转动地设置在壳体上，因此，每次电动开锁后，扭矩增大曲柄都可以复位转动至初始位置，以便下次使用，且通过球副连接，解锁拉杆能够通过空间拱起将上保险过程中保险支链输出至门锁开启支链的反向扭矩引起的对解锁转盘的冲击力进行缓冲，从而避免的反向扭矩对相关机构的冲击，从而大大延长了相关机构的使用寿命。
3.因为本发明的手动保险曲柄通过扭簧可复位转动地设置在壳体上，保险连杆的两端分别通过球副连接在手动保险曲柄的自由端和保险摆动件的边缘，因此，在进行手动上保险或者解保险的过程中，关节轴承可以完成保险连杆两端的调心运动，即能保险连杆的两端能够流畅的转动。
附图说明
图1为本发明的实施例的新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁的示意图；
图2为本发明的实施例的门锁开启支链和保险支链的示意图一；
图3为本发明的实施例的门锁开启支链和保险支链的示意图二；
图4为本发明的实施例的门锁开启支链的示意图；
图5为本发明的实施例的保险支链的示意图；
图6为本发明的实施例的上保险过程中的新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁的示意图；以及
图7为本发明的实施例的解锁拉杆在电动开启车门锁时的扫掠空间直纹示意图。
图中：100、新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁，A、三联齿轮，A1、次级蜗杆，A2、保险驱动齿轮，B、解锁转盘，C、棘轮棘爪机构，10、门锁开启支链，11、扭矩增大组件，111、扭矩增大曲柄，1111、啮合齿段，112、驱动双联齿轮，1121、次级蜗轮，1122、非完全驱动齿轮，12、球副连接组件，121、横向拉杆，122、解锁拉杆，20、保险支链，21、拨杆单元，211、保险齿轮，212、保险拨齿，22、保险单元，221、保险摆动件，222、保险拨叉，2221、固定端，2222、拨动端，22221、叉口，22222、干涉型面，23、手动保险组件，231、手动保险曲柄，232、保险连杆，24、保险推杆。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁作具体阐述，需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
如图1-图3所示，本实施例中的新型空间柔顺双支链构造的汽车门锁100，包括壳体(附图中未标出)和设置在壳体内的驱动单元，驱动单元包括三联齿轮A、分别与三联齿轮A中的两个齿轮啮合的保险支链20和门锁开启支链10、可复位转动设置在壳体上的解锁转盘B以及棘轮棘爪机构C。
三联齿轮A具有次级蜗杆A1和保险驱动齿轮A2，次级蜗杆A1与门锁开启支链10耦合，保险驱动齿轮A2与保险支链20耦合。
保险支链20包括保险推杆24，保险推杆24通过移动将解锁转盘B与棘轮棘爪机构C可离合地连接。
三联齿轮A能够通过沿预定方向旋转从而通过门锁开启支链10使得解锁转盘B旋转，当解锁转盘B与棘轮棘爪机构C脱离时，车门锁处于上保险状态，旋转解锁转盘B，车门锁不能通过棘轮棘爪机构C开锁，当解锁转盘B通过保险推杆24与棘轮棘爪机构C配合时，车门锁处于解保险状态，旋转解锁转盘B，车门锁通过棘轮棘爪机构C开锁。
如图1-图4所示，门锁开启支链10为空间机构，包括相互耦合的扭矩增大组件11和球副连接组件12。
扭矩增大组件11包括扭矩增大曲柄111和驱动双联齿轮112。
驱动双联齿轮112具有次级蜗轮1121和非完全驱动齿轮1122，
次级蜗轮1121与次级蜗杆A1啮合，当驱动电机(附图中未示出)驱动三联齿轮A旋转时，次级蜗杆A1向次级蜗轮1121传递转矩，在本实施例中，次级蜗轮1121与次级蜗杆A1均为斜齿且相互垂直。
扭矩增大曲柄111通过扭簧可复位转动地设置在壳体上，扭矩增大曲柄111的边缘具有啮合齿段1111，并且非完全驱动齿轮1122的转动半径小于扭矩增大曲柄111的转动半径，非完全驱动齿轮1122的局部齿段与啮合齿段1111间歇啮合配合，从而进行扭矩的传动，当汽车门锁为初始状态时，非完全驱动齿轮1122的局部齿段与啮合齿段1111不啮合，当次级蜗轮1121自初始位置旋转预定时间后，非完全非完全驱动齿轮1122的局部齿段开始与啮合齿段1111啮合，并且在驱动双联齿轮112不输出转矩时，扭矩增大曲柄111复位转回至初始位置。
球副连接组件12包括依次连接的横向拉杆121和解锁拉杆122。
横向拉杆121的一端铰接设置在扭矩增大曲柄111的边缘，另一端朝向解锁转盘B设置，解锁拉杆122的两端分别通过球副连接在横向拉杆121的另一端和解锁转盘B的边缘，具体地，横向拉杆121与扭矩增大曲柄111铰接，解锁拉杆122的两端均通过关节轴承连接在横向拉杆121的另一端和解锁转盘B的边缘。
即横向拉杆121与扭矩增大曲柄111组成旋转副(R副)，解锁拉杆122与横向拉杆121组成球副(S副)，解锁拉杆122与解锁转盘B组成球副(S副)，从而扭矩增大曲柄111通过RSS机构与解锁转盘B连接。
如图1-图3、图5所示，保险支链20为空间机构，还包括拨杆单元21、保险单元22以及手动保险组件23。
拨杆单元21包括保险齿轮211和保险拨齿212。
保险齿轮211与保险驱动齿轮A2啮合,当三联齿轮A旋转时，保险驱动齿轮A2带动保险齿轮211进行转动。
保险拨齿212的一端设置在保险齿轮211的轴线上，保险拨齿212朝向保险齿轮211的径向延伸，在本实施例中，当保险齿轮211转动时，保险拨齿212与保险齿轮211同轴转动，并且保险拨齿212的自由端不超过保险齿轮211的边缘。
保险单元22包括保险摆动件221和保险拨叉222。
保险摆动件221可转动地设置在壳体上且位于保险齿轮211的近旁，保险推杆24的一端设置在保险摆动件221的边缘，并且保险摆动件221的转轴与保险齿轮211的转轴相互平行。
保险拨叉222设置在保险摆动件221上，当保险齿轮211带动保险拨齿212转动时，保险拨叉222与保险摆动件221同轴转动，保险拨齿212通过与保险拨叉222的叉口边缘干涉拨动保险拨叉211，从而带动保险摆动件221进行摆动，进而使得保险推杆24进行移动。
具体地，保险拨叉222沿保险摆动件221的旋转半径方向设置，保险拨叉222具有固定端2221和拨动端2222，固定端2221设置在保险摆动件221的旋转轴线上，拨动端2222的端面具有一个叉口22221，叉口22221的凹入方向指向保险摆动件221的旋转轴线。
将保险摆动件221的旋转轴线与保险齿轮211的轴线的最短距离作为保险干涉距离，将拨动端2222的端面除去叉口22221的其余部分作为干涉型面22222，将保险拨叉222的叉口22221的最大凹入距离作为叉口底部，保险摆动件221的旋转轴线至干涉型面22222的最短距离与保险拨齿212的长度之和大于保险干涉距离，保险摆动件221的旋转轴线至叉口底部的最短距离与保险拨齿212的长度之和小于保险干涉距离，并且沿保险摆动件221的旋转方向分别位于叉口22221的两侧的干涉型面22222的其中一侧的干涉型面22222位于保险齿轮211的正上方，另外一侧的干涉型面22222位于保险齿轮的外侧上方，至少叉口22221的一部分位于保险齿轮211的正上方，当保险拨齿212转动时，不与一侧的干涉型面22222发生干涉而进入叉口22222，并在继续转动的过程中，对叉口22222的内壁干涉，及对叉口22222的边缘干涉，从而拨动保险拨叉211进行摆动，保险齿轮211通过沿相反的两个方向转动，能够使得保险推杆24能够将解锁转盘B与棘轮棘爪机构C分离或者连接，从而对汽车门锁进行上保险或者解保险。
如图6所示，在上保险的过程中，三联齿轮A反向驱动保险齿轮211，从而也向扭矩增大曲柄111输出反向扭矩，此时，横向拉杆121与解锁拉杆122之间的RSS机构通过空间拱起的自适应形状改变，将反向扭矩对解锁转盘B的冲击力进行缓冲。
手动保险组件23包括手动保险曲柄231和保险连杆232。
手动保险曲柄231通过扭簧可复位转动地设置在壳体上，保险连杆232的两端分别通过球副连接在手动保险曲柄231的边缘和保险摆动件221的边缘，汽车门锁能够通过转动手动保险曲柄231带动保险摆动件221进行摆动，从而实现对汽车门锁手动进行上保险或者解保险的操作，保险连杆232在此过程中通过两端的球副连接进行三维空间内的调心运动，在本实施例中，保险连杆232的两端分别通过关节轴承连接在手动保险曲柄231上和保险摆动件221上，保险摆动件221的摆动平面与手动保险曲柄231的转动平面互相垂直。
如图7所示，为在电动开启车门锁过程的空间机构门锁开启支链10的解锁拉杆122的扫掠空间直纹示意图，其形态是由门锁开启支链10空间闭合回路机构杆长决定。
该扫掠空间的形态保证了门锁开启支链10与锁内其他支链运动的相容性；根据该空间机构门锁开启支链10的解锁拉杆122的直纹线示意的扫掠空间形态，优化构造回路各杆长度，有效利用了车门锁内空间，增加了与保险支链20及其他手动开启支链的相容裕度。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围，本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。
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