一种自动开闭机构的制作方法

1.本发明涉及一种自动开闭机构，具体涉及一种基于圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的自动开闭机构。

背景技术：

2.传统的开闭件需要人为操作以实现开闭。例如图1所示的加油/充电口盖，需要通过手动按压其面板，面板曲柄绕转轴转动以实现开启或关闭。此类开闭件占用空间大且必须借助人为力量，无法实现自动化及智能化。中国专利cn111017042a提供了一种带有四连杆的自动开闭机构，如图2所示，取消了传统的按压方式，采用触摸信号输入实现自动开启和关闭，但连杆转动占用较大的空间，不利于在空间紧凑的车辆上布置。

技术实现要素：

3.针对以上现有技术存在的问题，本发明提供一种基于圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的自动开闭机构，通过圆柱转动体上不同深浅与形状的凹槽驱动如加油/充电口盖一类的开闭件在车宽方向上偏离并在车长/车高方向上平移，以实现自动开启/关闭。
4.本发明提供一种自动开闭机构，包括驱动装置，开闭件和传动部件，开闭件与驱动装置和传动部件连接，所述驱动装置包括：机架、电机和圆柱槽形变截面不等深凸轮轴。机架固定在车身上。所述机架上设有导向槽，所述导向槽用于传动部件的导向及支撑。电机固定在机架上，驱动开闭件自动运行。所述电机可调速，实现不同的开闭件移动速度。圆柱槽形变截面不等深凸轮轴固定在机架上。所述圆柱槽形变截面不等深凸轮轴与电机连接并随电机转动。所述圆柱槽形变截面不等深凸轮轴设有凹槽，所述凹槽带动开闭件在车宽方及车长/车高方上运动，以实现自动开闭。所述凹槽包括直槽和螺旋槽。所述直槽沿周向深度由深到浅，为圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的起始槽，与传动部件匹配以实现推出运动。所述螺旋槽深度一致，圆柱槽形变截面不等深凸轮轴和传动部件通过螺旋槽相对旋转，并将电机的转动转化为直线运动，实现开闭件的平移运动。
5.在一个实施例中，所述开闭件包括开闭件背板和开闭件外板。所述开闭件背板固定在机架的导向槽上，并与导向槽配合形成上下夹持的密闭空间。所述开闭件外板与开闭件背板连接。
6.在一个实施例中，所述导向槽短边为推出运动行程，长边为平移运动行程。
7.在一个实施例中，所述传动部件包括连接杆。所述连接杆的一端固定在开闭件背板上，另一端设置球头，所述球头嵌入圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的凹槽内。所述连接杆的中间部分固定在机架上。
8.在一个实施例中，所述球头移动到直槽深度最深处，开闭件完全关闭。所述球头移动到直槽深度最浅处，开闭件完全推出。
9.在一个实施例中，所述机架上设有平面轴承，夹持连接杆的中间部分。
10.在一个实施例中，所述机架通过卡扣固定在车身上。
11.在一个实施例中，所述机架上设有轴承座。所述圆柱槽形变截面不等深凸轮轴上安装有支撑轴承，并通过所述轴承座固定在机架上。
12.在一个实施例中，所述电机通过花键轴套连接圆柱槽形变截面不等深凸轮轴。所述电机通过螺丝固定在机架上。
13.在一个实施例中，所述开闭件背板通过螺栓固定在机架上。
14.本发明的有益效果如下：
15.1、本发明提供新型的自动开启/关闭方式，通过电机正反转驱动开闭件按预设的场景自动运行。本发明可根据不同的开关速度要求对执行电机进行调速，满足从慢速到快速整个速度段开闭要求。
16.2、本发明基于圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的传动机构能提供车宽方向及车长/车高方向的两段运动。
17.3、本发明结构小巧紧凑，不会与周边零件产生干涉，便于布置安装，部件简单，可靠性高。
附图说明
18.图1为加油/充电口盖示意图；
19.图2为中国专利cn111017042a提供的一种带有四连杆的自动开闭机构示意图；
20.图3为本发明一实施例的自动开闭机构的执行流程图；
21.图4为本发明一实施例的自动开闭机构主要功能部件的爆炸图；
22.图5为上述自动开闭机构关闭状态结构图；
23.图6为上述自动开闭机构关闭状态顶盖安装前的俯视图；
24.图7为上述自动开闭机构关闭状态圆柱槽形变截面不等深凸轮轴与连接杆匹配图；
25.图8为上述圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的三视图及其截面剖切视图；
26.图9为上述自动开闭机构推出状态图；以及
27.图10为上述自动开闭机构完全开启状态图。
28.附图标记
29.1 机架；
30.2 开闭件背板；
31.3 开闭件外板；
32.4 圆柱槽形变截面不等深凸轮轴；
33.5 支撑轴承；
34.6 轴承座；
35.7 连接杆；
36.8 电机；
37.9 螺栓；
38.10 电机定位销；
39.11 电机固定点；
40.12 顶盖固定点；
41.13 导向槽；
42.14 卡扣；
43.15直槽；
44.a-a变截面不等深凸轮轴横截面；以及
45.b-b变截面不等深凸轮轴纵截面。
具体实施方式
46.本发明适用于机动车上各类需要自动开闭的零部件，包括但不限于加油/充电口盖，本发明仅以加油/充电口盖进行结构展示及功能说明。下面结合附图对本发明的一实施例进行详细说明。
47.如图4所示，本发明提供一种基于圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的自动开闭机构，包括驱动装置，开闭件和传动部件。开闭件与驱动装置和传动部件连接。
48.驱动装置包括机架1，圆柱槽形变截面不等深凸轮轴4和电机8。机架1通过卡扣14固定在车身钣金上，机架1设有导向槽13，参见图6。该导向槽13用于传动部件的导向及支撑。机架上还设有轴承座6、电机定位销10、电机固定点11和顶盖固定点12，用于固定相关零件。电机8通过螺丝固定在机架1上，驱动开闭件自动运行。该电机8可调速，实现不同的开闭件移动速度。
49.圆柱槽形变截面不等深凸轮轴4上安装支撑轴承5并通过轴承座6固定在机架上。电机8通过花键轴套连接到圆柱槽形变截面不等深凸轮轴4上，并带动圆柱槽形变截面不等深凸轮轴4随其转动。圆柱槽形变截面不等深凸轮轴4设有凹槽，带动开闭件在车宽方及车长/车高方上运动，以实现自动开闭。凹槽包括直槽15和螺旋槽。该直槽15如图7所示，沿周向深度由深到浅，为圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的起始槽，是实现推出运动的关键结构。螺旋槽深度一致，圆柱槽形变截面不等深凸轮轴和传动部件通过螺旋槽相对旋转，并将电机的转动转化为直线运动，实现开闭件的平移运动。
50.开闭件包括开闭件背板2和开闭件外板3。开闭件背板2通过螺栓9固定在机架1的导向槽13上，并与导向槽13配合形成上下夹持的密闭空间，对传动部件形成夹持导向效果，避免开闭件外板3发生倾覆、翻转，并确保运动的精确及平稳。开闭件外板3与开闭件背板2连接。开闭件背板2于关闭状态时如图5所示。开启过程包括推出和平移两部分，推出的动作使得开闭件背板2偏出车身钣金，平移的动作使开闭件背板2完全打开，以便油/充电插头接入。推出与平移的动作过程中连接杆始终被限制在图6所示的导向槽中滑动，即导向槽短边为推出运动行程，长边为平移运动行程。
51.传动部件包括连接杆7，连接杆7的一端固定在开闭件背板2上，另一端设置球头，球头嵌入圆柱槽形变截面不等深凸轮轴4的凹槽内，参见图7。连接杆7的中间部分由机架1上的平面轴承进行夹持，以防止加油/充电口盖的翻转或倾覆。
52.关闭状态连接杆7上的球头嵌在槽深较深处，推出状态则嵌入在槽深较浅处。如图8所示，电机8通电带动圆柱槽形变截面不等深凸轮轴4转动，进而由球头推动连接杆7由实线位置移动到虚线位置，从而使整个自动开闭机构到达如图9所示的推出状态。接着圆柱槽形变截面不等深凸轮轴4在电机8的驱动下继续转动，而之后圆柱槽形变截面不等深凸轮轴4上为深度一致的螺旋槽，通过圆柱槽形变截面不等深凸轮轴4和连接杆7相对旋转将电机8
的转动转化为直线运动，由此实现开闭机构的平移运动，到达如图10所示的完全打开状态。同理，以上过程反向执行则可执行关闭动作。
53.如图3所示，本发明一实施例的自动开闭机构的执行流程如下：
54.步骤s1，驾驶员按压遥控钥匙/车内开关/车机中控屏幕，向自动开闭机构发射开/关信号；
55.步骤s2，判断自动开闭机构的电机是否接收到开或关信号，若是，则进入下一步，若否，则结束操作；
56.步骤s3，执行电机通电，当接收到开信号时，驱动电机正转，当接收到关信号时，驱动电机反转，驱动电机驱动变截面不等深凸轮轴转动；以及
57.步骤s4，开闭件外板在凸轮轴作用下运动到位。
58.本发明的有益效果如下：
59.1、本发明提供新型的自动开启/关闭方式，通过电机正反转驱动开闭件按预设的场景自动运行。本发明可根据不同的开关速度要求对执行电机进行调速，满足从慢速到快速整个速度段开闭要求。
60.2、本发明基于圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的传动机构能提供车宽方向及车长/车高方向的两段运动。
61.3、本发明结构小巧紧凑，不会与周边零件产生干涉，便于布置安装，部件简单，可靠性高。
62.以上是将本发明一实施例的自动开闭机构水平布置，实现开闭件的左右平移。类似的，将自动开闭机构垂直布置则可实现开闭件的上下平移。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和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种自动开闭机构，包括驱动装置，开闭件和传动部件，开闭件与驱动装置和传动部件连接，其特征在于，所述驱动装置包括：机架，固定在车身上，所述机架上设有导向槽，所述导向槽用于传动部件的导向及支撑；电机，固定在机架上，驱动开闭件自动运行，所述电机可调速，实现不同的开闭件移动速度；圆柱槽形变截面不等深凸轮轴，固定在机架上，所述圆柱槽形变截面不等深凸轮轴与电机连接并随电机转动，所述圆柱槽形变截面不等深凸轮轴设有凹槽，所述凹槽带动开闭件在车宽方及车长/车高方上运动，以实现自动开闭，所述凹槽包括直槽和螺旋槽，所述直槽沿周向深度由深到浅，为圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的起始槽，与传动部件匹配以实现推出运动，所述螺旋槽深度一致，圆柱槽形变截面不等深凸轮轴和传动部件通过螺旋槽相对旋转，并将电机的转动转化为直线运动，实现开闭件的平移运动。2.根据权利要求1所述的自动开闭机构，其特征在于，所述开闭件包括开闭件背板和开闭件外板，所述开闭件背板固定在机架的导向槽上，并与导向槽配合形成上下夹持的密闭空间，所述开闭件外板与开闭件背板连接。3.根据权利要求2所述的自动开闭机构，其特征在于，所述导向槽短边为推出运动行程，长边为平移运动行程。4.根据权利要求2所述的自动开闭机构，其特征在于，所述传动部件包括：连接杆，所述连接杆的一端固定在开闭件背板上，另一端设置球头，所述球头嵌入圆柱槽形变截面不等深凸轮轴的凹槽内，所述连接杆的中间部分固定在机架上。5.根据权利要求4所述的自动开闭机构，其特征在于，所述球头移动到直槽深度最深处，开闭件完全关闭；所述球头移动到直槽深度最浅处，开闭件完全推出。6.根据权利要求4所述的自动开闭机构，其特征在于，所述机架上设有平面轴承，夹持连接杆的中间部分。7.根据权利要求1所述的自动开闭机构，其特征在于，所述机架通过卡扣固定在车身上。8.根据权利要求1所述的自动开闭机构，其特征在于，所述机架上设有轴承座，所述圆柱槽形变截面不等深凸轮轴上安装有支撑轴承，并通过所述轴承座固定在机架上。9.根据权利要求1所述的自动开闭机构，其特征在于，所述电机通过花键轴套连接圆柱槽形变截面不等深凸轮轴，所述电机通过螺丝固定在机架上。10.根据权利要求2所述的自动开闭机构，其特征在于，所述开闭件背板通过螺栓固定在机架上。

技术总结

本发明提供一种自动开闭机构，适用于机动车上各类需要自动开闭的零部件。该自动开闭机构包括驱动装置，开闭件和传动部件，开闭件与驱动装置和传动部件连接。驱动装置包括机架，电机和圆柱槽形变截面不等深凸轮轴。其中，圆柱槽形变截面不等深凸轮轴与电机连接并随电机转动。该凸轮轴设有凹槽，驱动开闭件在车宽方向及车长或车高方向运动，实现自动开闭。该凹槽包括直槽和螺旋槽，直槽沿周向深度由深到浅，与传动部件匹配以实现推出运动。圆柱槽形变截面不等深凸轮轴和传动部件通过螺旋槽相对旋转并将电机的转动转化为直线运动，实现开闭件的平移运动。闭件的平移运动。闭件的平移运动。