專利名稱：自動(dòng)化節(jié)能離合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械及控制領(lǐng)域，涉及一種自動(dòng)離合裝置。本裝置可運(yùn)用于普通電動(dòng)車、助力車、摩托車。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的普通電動(dòng)車、助力車、摩托車中，離合器有以下三個(gè)問題首先，現(xiàn)有車輛離合器的斷開和閉合都需要人為控制，如果人為控制不好，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速高于后傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)速時(shí)，容易對(duì)齒輪等造成較大沖擊，傳動(dòng)效率低，損壞車輛傳動(dòng)系統(tǒng)，有時(shí)還造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火；其次，現(xiàn)有離合器是常閉狀態(tài)，松油門后車輛滑行性能很差；再次，現(xiàn)有的牙嵌式離合器中沒有電子控制系統(tǒng)，其結(jié)合或者閉合是靠左右牙嵌速度差以及慣性結(jié)合的，這種結(jié)合具有沖擊大等缺點(diǎn)。因此，急需一種自動(dòng)的不易對(duì)齒輪等造成大沖擊的離合裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提出了一種自動(dòng)化節(jié)能離合裝置，它能自動(dòng)調(diào)節(jié)離合器的開閉，并且在本實(shí)用新型中離合器屬于常開狀態(tài)，這使得車輛滑動(dòng)性能良好。本實(shí)用新型通過測速傳感器實(shí)時(shí)檢測車輪轉(zhuǎn)速和與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端相連的鏈盤的轉(zhuǎn)速，并將兩個(gè)速度信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)叫盘?hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)對(duì)兩個(gè)速度進(jìn)行對(duì)比判斷，并通過控制電磁推動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)牙嵌式離合器的斷開和閉合。該離合裝置包括一對(duì)測速傳感器、磁鐵、信號(hào)處理模塊、鋸齒形牙嵌式離合器、后傳動(dòng)軸、電磁推動(dòng)器、止推軸承。其中，后傳動(dòng)軸右端外圓帶有螺旋槽；鋸齒形牙嵌式離合器包括牙嵌A以及牙嵌B，牙嵌A為空心環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，牙嵌B也為空心環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部具有與后傳動(dòng)軸螺旋槽相對(duì)應(yīng)的螺旋槽；它們的連接關(guān)系是一對(duì)測速傳感器，其中一個(gè)是車輪測速傳感器，用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速，另一個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)測速傳感器，用于檢測與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端相連的鏈盤的轉(zhuǎn)速，它們分別安裝在車輪和與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端相連的鏈盤上。兩個(gè)測速傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)入到信號(hào)處理模塊。信號(hào)處理模塊處理兩個(gè)測速傳感器輸出的信號(hào)，通過信號(hào)處理運(yùn)算輸出控制信號(hào)給電磁推動(dòng)器，并且信號(hào)處理模塊給電磁推動(dòng)器提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。帶螺旋槽的后傳動(dòng)軸的左側(cè)與車上的變速箱或者發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸相連，右側(cè)通過徑向軸承依次穿過輪轂，并且穿過牙嵌A，牙嵌A與輪轂連為一體；牙嵌B依次與止推軸承、電磁推動(dòng)器相連；牙嵌B內(nèi)環(huán)的螺旋槽與后傳動(dòng)軸的螺旋槽齒合。其中，所述的測速傳感器可以是霍爾傳感器、光電測試傳感器等。所述的電磁推動(dòng)器是指通電后能直線運(yùn)動(dòng)一段距離(至少2厘米，)、有一定的推力(至少30N的推力)、斷電后能快速恢復(fù)原位的裝置，它可以是推力電磁鐵或者轉(zhuǎn)速很高的電機(jī)。工作原理為當(dāng)車上的變速箱或者發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸給出動(dòng)力，后傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過軸上的螺旋槽帶動(dòng)牙嵌B轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槽使得后傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生向左或向右的軸向力，將牙嵌B向牙嵌A壓緊或者遠(yuǎn)離，進(jìn)而帶動(dòng)牙嵌A、輪轂旋轉(zhuǎn)或者使兩者相互不影響，完成動(dòng)力傳輸或不進(jìn)行動(dòng)力傳輸。具體工作時(shí)，一對(duì)測速傳感器實(shí)時(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速Wl和后輪轉(zhuǎn)速W2，兩傳感器將各自采集到的速度信號(hào)通過整形濾波電路后傳輸?shù)叫盘?hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊對(duì)Wl 和W2進(jìn)行比較，并對(duì)電磁推動(dòng)器進(jìn)行控制。啟動(dòng)前，機(jī)=0，12 = 0。當(dāng)啟動(dòng)的時(shí)候，W2 = 0，而Wl將會(huì)從零開始加速，測速傳感器檢測到啟動(dòng)信號(hào)并將此信號(hào)傳遞到信號(hào)處理模塊， 信號(hào)處理模塊控制電磁推力器，使電磁推力器給出向左的推力，使牙嵌B向牙嵌A的方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過牙嵌B的螺旋槽和后傳動(dòng)軸的螺旋槽的相互作用，使離合器咬合，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳輸?shù)杰囕喩?，車輪速度和鏈盤速度一致(即W2 = Wl)，車輪加速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)速度達(dá)到一定，松油門時(shí)，鏈盤轉(zhuǎn)速Wl會(huì)減小，測速傳感器采集鏈盤轉(zhuǎn)速Wl和車輪轉(zhuǎn)速W2，并將兩個(gè)速度信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊對(duì)兩個(gè)速度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)鏈盤Wl速度小于車輪轉(zhuǎn)速W2時(shí)，信號(hào)處理模塊控制電磁推力器使電磁推力器給出向右的拉力，使牙嵌B向遠(yuǎn)離牙嵌A的方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過牙嵌B的螺旋槽和后傳動(dòng)軸的螺旋槽的相互作用，使離合器分開，車輛進(jìn)入滑行狀態(tài)(此狀態(tài)下離合器將車輪和傳動(dòng)裝置或者變速箱斷開，大大減小了滑行阻力)。當(dāng)車輛加速時(shí)，鏈盤從低速加速到高速，測速傳感器采集并對(duì)比鏈盤和車輪的轉(zhuǎn)速，當(dāng)鏈盤轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速相同(W1 =W^時(shí)，信號(hào)處理模塊控制電磁推力器，使電磁推力器給出向左的推力，使牙嵌B向牙嵌A的方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過牙嵌B的螺旋槽和后傳動(dòng)軸的螺旋槽的相互作用，使離合器咬合，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。離合器在鏈盤轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速相同時(shí)才結(jié)合是為了減少牙嵌對(duì)輪轂的沖擊，同時(shí)也是為了減少前進(jìn)的阻力。有益效果1、通過由電控制的系統(tǒng)對(duì)離合器斷開和閉合的控制，使離合器的左右牙嵌在轉(zhuǎn)速相等或相近的情況下結(jié)合，從而消除了普通離合器在運(yùn)動(dòng)過程中閉合造成的沖擊，有效保護(hù)了離合器機(jī)械部件以及傳動(dòng)軸，延長適應(yīng)壽命，減少了沖擊造成的能力損失，在一定程度上提高了傳動(dòng)效率。2、此裝置屬于常開離合器，只有在加速需要時(shí)才結(jié)合，當(dāng)松油門后，離合會(huì)斷開， 有利于滑行。這一點(diǎn)解決了普通小車(如摩托車、助力車等)完全松開油門后滑行很差的缺陷。3、此裝置屬于自動(dòng)化離合器，無需人為控制離合器，車輛駕駛員只需根據(jù)自身駕駛需要加油門或者松油門即可。此優(yōu)點(diǎn)解決了車輛行駛過程中人為控制離合不當(dāng)而造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或者給車輛帶來加大加速?zèng)_擊感。

圖1為本實(shí)用新型的離合器機(jī)械部分示意圖；1-后傳動(dòng)軸；2-輪轂；3-牙嵌A ;4_止推軸承；5-電磁推動(dòng)器；6_牙嵌B ;7_后傳動(dòng)軸的螺旋槽；圖2為本實(shí)用新型的帶螺旋槽的后傳動(dòng)軸的局部示意圖；圖3為本實(shí)用新型的后輪與離合器機(jī)械部件示意圖8-后輪具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。在本實(shí)施例中，該離合裝置包括一對(duì)測速傳感器、磁鐵、信號(hào)處理模塊、鋸齒形牙嵌式離合器、后傳動(dòng)軸1、電磁推動(dòng)器5、止推軸承4。其中，后傳動(dòng)軸右端外圓帶有螺旋槽 1 ；鋸齒形牙嵌式離合器包括牙嵌A3以及牙嵌B6，牙嵌A3為空心環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，牙嵌B6也為空心環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部具有與后傳動(dòng)軸螺旋槽相對(duì)應(yīng)的螺旋槽；信號(hào)處理模塊采用單片機(jī)，其型號(hào)飛思卡爾MC9S12XSU8單片機(jī)；測速傳感器選擇霍爾傳感器型號(hào)A3144E系列單極高溫霍爾效應(yīng)集成傳感器。圖1為本實(shí)用新型的離合器機(jī)械部分示意圖。它們的連接關(guān)系是一對(duì)測速傳感器，其中一個(gè)是車輪測速傳感器，用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速，另一個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)測速傳感器，用于檢測與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端相連的鏈盤的轉(zhuǎn)速，它們分別安裝在車輪和與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端相連的鏈盤上。兩個(gè)測速傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)入到信號(hào)處理模塊。信號(hào)處理模塊處理兩個(gè)測速傳感器輸出的信號(hào)，通過信號(hào)處理運(yùn)算輸出控制信號(hào)給電磁推動(dòng)器，并且信號(hào)處理模塊給電磁推動(dòng)器提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖2為帶螺旋槽的后傳動(dòng)軸1。帶螺旋槽的后傳動(dòng)軸1的左側(cè)與車上的變速箱或者發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸相連，右側(cè)通過徑向軸承穿過輪轂2，并且穿過牙嵌A3，牙嵌A3與輪轂連為一體；牙嵌B4依次與止推軸承、電磁推動(dòng)器5相連；牙嵌B6內(nèi)環(huán)的螺旋槽與后傳動(dòng)軸的螺旋槽7齒合。圖3為本實(shí)用新型的后輪與離合器機(jī)械部件示意圖。其中，所述的測速傳感器可以是霍爾傳感器、光電測試傳感器等。所述的電磁推動(dòng)器5是指通電后能直線運(yùn)動(dòng)一段距離(至少2厘米，)、有一定的推力(至少30N的推力)、 斷電后能快速恢復(fù)原位的裝置，它可以是推力電磁鐵或者轉(zhuǎn)速很高的電機(jī)。鋸齒形牙嵌式離合器包括空心環(huán)狀的牙嵌A3以及內(nèi)部具有螺旋槽的環(huán)狀的牙嵌B6。工作原理為當(dāng)車上的變速箱或者發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸給出動(dòng)力，后傳動(dòng)軸1轉(zhuǎn)動(dòng)，通過軸上的螺旋槽7帶動(dòng)牙嵌B6轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槽7使得后傳動(dòng)軸1的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生向左或向右的軸向力，將牙嵌B6向牙嵌A3壓緊或者遠(yuǎn)離，進(jìn)而帶動(dòng)牙嵌A3、輪轂旋轉(zhuǎn)或者使兩者相互不影響，完成動(dòng)力傳輸或不進(jìn)行動(dòng)力傳輸。工作時(shí)，設(shè)定鏈盤轉(zhuǎn)速為W1，設(shè)定后輪轉(zhuǎn)速W2，兩傳感器將各自采集到的轉(zhuǎn)速信號(hào)Wl和W2傳輸?shù)娇刂破鳎刂破鲗?duì)Wl和W2進(jìn)行比較，并對(duì)電磁推動(dòng)器5進(jìn)行控制。啟動(dòng)前，Wl = 0，W2 = 0。當(dāng)啟動(dòng)的時(shí)候，W2 = 0，而Wl將會(huì)從零開始加速，電路系統(tǒng)會(huì)在Wl剛開始加速的瞬間給電磁推動(dòng)器一個(gè)信號(hào)，電磁推動(dòng)器將牙嵌B6推向牙嵌A3，使離合器閉合，此后后傳動(dòng)軸1帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，即W2 = W1。當(dāng)松油門時(shí)，Wl就會(huì)減小，此時(shí)位于鏈盤的測速傳感器采集的Wl將小于后輪傳感器采集的W2，控制接收到兩個(gè)傳感器的信號(hào)并進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)Wl小于W2時(shí)，立刻給電磁推動(dòng)器5 —個(gè)信號(hào)，將牙嵌B6拉離牙嵌A3， 使離合器分開。當(dāng)再次加速時(shí)，當(dāng)Wl等于W2，離合器再次閉合，進(jìn)行動(dòng)力傳輸。
權(quán)利要求1.自動(dòng)化節(jié)能離合裝置，其特征在于，該離合裝置包括一對(duì)測速傳感器、磁鐵、信號(hào)處理模塊、鋸齒形牙嵌式離合器、后傳動(dòng)軸(1)、電磁推動(dòng)器(5)、止推軸承(4)；其中，后傳動(dòng)軸右端外圓帶有螺旋槽；鋸齒形牙嵌式離合器包括牙嵌AC3)以及牙嵌 B(6)，牙嵌A(3)為空心環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，牙嵌B(6)也為空心環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部具有與后傳動(dòng)軸螺旋槽相對(duì)應(yīng)的螺旋槽；它們的連接關(guān)系是一對(duì)測速傳感器，其中一個(gè)是車輪測速傳感器，用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速，另一個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)測速傳感器，用于檢測與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端相連的鏈盤的轉(zhuǎn)速，它們分別安裝在車輪和與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端相連的鏈盤上；兩個(gè)測速傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)入到信號(hào)處理模塊；信號(hào)處理模塊處理兩個(gè)測速傳感器輸出的信號(hào)，通過信號(hào)處理運(yùn)算輸出控制信號(hào)給電磁推動(dòng)器(5)，并且信號(hào)處理模塊給電磁推動(dòng)器( 提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；帶螺旋槽的后傳動(dòng)軸(1)的左側(cè)與車上的變速箱或者發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸相連，右側(cè)通過徑向軸承依次穿過輪轂O)，并且穿過牙嵌A (3)，牙嵌A (3)與輪轂(2)連為一體；牙嵌B (6) 依次與止推軸承G)、電磁推動(dòng)器( 相連；牙嵌B(6)內(nèi)環(huán)的螺旋槽與后傳動(dòng)軸的螺旋槽 (7)齒合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)化節(jié)能離合裝置，其特征在于，其中，信號(hào)處理模塊是單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)化節(jié)能離合裝置，屬于機(jī)械及控制領(lǐng)域。該裝置包括一對(duì)測速傳感器、磁鐵、整形濾波電路、信號(hào)處理模塊、鋸齒形牙嵌式離合器、帶螺旋槽的傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)電路、電磁動(dòng)器、止推軸承。通過測速傳感器實(shí)時(shí)檢測車輪轉(zhuǎn)速和與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端相連的鏈盤的轉(zhuǎn)速，并將兩個(gè)速度信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)叫盘?hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)對(duì)兩個(gè)速度進(jìn)行對(duì)比判斷，并通過控制電磁推動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)牙嵌式離合器的斷開和閉合。該裝置能自動(dòng)調(diào)節(jié)離合器的開閉，并且能使車輛滑動(dòng)性能良好，不受離合器的控制。
文檔編號(hào)F16D27/09GK202144847SQ201120176579
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者張海明, 杜艷君, 郭順宏 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)