一种FSAE赛车电动换挡机构制造技术

本发明专利技术提出一种FSAE赛车电动换挡机构，包括驱动装置、控制装置和传动装置，驱动装置包括电动机和减速器，控制装置包括PLC控制器和编码器，编码器的中心轴轴端与减速器的输出轴轴端通过弹性联轴器相连，PLC控制器的输入端与编码器的输出端相连，PLC控制器的输出端与电动机通过电路相连；传动装置包括双摇杆机构和换挡杆，双摇机构包括连杆、第一摇杆和第二摇杆，连杆的两端分别与第一摇杆和第二摇杆的一头相连，第一摇杆和第二摇杆的另一头分别与减速器的输出轴和换档杆相连。本发明专利技术使换挡更加迅速、稳定，操作更方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于FSAE方程式赛车的
，尤其涉及一种FSAE赛车电动换挡机构。
技术介绍
FSAE方程式赛车(FormulaSAE)在国际上被视为“学界的F1方程式赛车”，自美国汽车工程师协会于1979年创办以来，已经有三十多年的历史了，逐渐形成了德国、美国、英国、日本和中国等地的多站比赛，越来越多的大学生相应地加入到了这个行列。现在FSAE赛事正朝着更快、更轻、更稳定的方向迅速发展，因此轻量化设计和空气动力学成为FSAE参赛者必考虑的因素。2010年，中国举办了首届大学生方程式(FSAE)赛车比赛，很多高校相继展开了对FSAE赛车的研究、制造与调试。对于FSAE赛车来说，赛车的发动机一般都是采购规则规定排量的发动机，由于原装的变速器换挡机构为手动，在赛车上如果使用手动系统就必须重新设计离合器踏板和换挡杆，不仅增加赛车重量，也给车手驾驶带来负担。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种FSAE赛车电动换挡机构，简化传统换挡机构，减轻整车重量，减小车手负担。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种FSAE赛车电动换挡机构，其特征在于，包括驱动装置、控制装置和传动装置，所述驱动装置包括电动机和减速器，所述电动机与减速器相连，减速器安设于减速器支架上，减速器的输出轴穿过所述减速器支架；所述控制装置包括PLC控制器和编码器，所述编码器安设于编码器支架上，所述编码器支架与减速<br>器支架相连，编码器的中心轴穿过编码器支架，所述编码器的中心轴轴端与所述减速器的输出轴轴端通过弹性联轴器相连，所述PLC控制器的输入端与编码器的输出端相连，PLC控制器的输出端与电动机通过电路相连；所述传动装置包括双摇杆机构和换挡杆，双摇机构包括连杆、第一摇杆和第二摇杆，连杆的两端分别与第一摇杆和第二摇杆的一头相连，第一摇杆和第二摇杆的另一头分别与减速器的输出轴和换档杆相连。按上述方案，所述连杆由第一杆端关节轴承、第二杆端关节轴承和双头螺柱组成，所述第一杆端关节轴承和第二杆端关节轴承均为内螺纹杆端关节轴承，第一杆端关节轴承、第二杆端关节轴承的一端分别与所述双头螺柱的两端相螺接，第一杆端关节轴承、第二杆端关节轴承的另一端分别与所述第一摇杆、第二摇杆的一头通过螺栓相连。按上述方案，所述第一摇杆和第二摇杆的另一头均设有通孔，第一摇杆和第二摇杆的另一头外侧中心设有开口，所述开口的两侧边上对称设有两个螺纹连接孔，所述两个螺纹连接孔通过螺栓相连。按上述方案，所述减速器支架为平板结构，所述编码器支架为“L”型结构，编码器支架的一侧边的端面与减速器支架的一侧面相连，编码器支架的另一侧边的端面与所述编码器相连。按上述方案，所述双头螺柱的两头的螺纹旋向相反设置。按上述方案，所述电路为H桥驱动电路。本专利技术的有益效果是：提供一种FSAE赛车电动换挡机构，实现电动换挡，减轻整车重量，减小车手负担，结构简单，降低维护成本。附图说明图1为本专利技术一个实施例的轴测图。图2为本专利技术一个实施例的正视图。图3为本专利技术一个实施例的俯视图。其中：1.电动机，2.减速器，3.减速器支架，4.减速器的输出轴，5.编码器，6.编码器支架，7.编码器的中心轴，8.弹性联轴器，9.换挡杆，10.第一杆端关节轴承，11.第二杆端关节轴承，12.双头螺柱，13.第一摇杆，14.第二摇杆，15.连接孔，16.开口。具体实施方式为更好地理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。如图1-3所示，一种FSAE赛车电动换挡机构，包括驱动装置、控制装置和传动装置，驱动装置包括相连的电动机1和减速器2，电动机为直流电动机，减速器通过螺栓与减速器支架3相连，减速器的输出轴4穿过减速器支架上的通孔，减速器支架为平板结构；控制装置包括PLC控制器和编码器5，编码器支架6为“L”型结构，其一侧边端面与减速器支架的一侧面相连，另一侧边的端面与编码器通过螺栓相连，所述编码器支架与减速器支架相连，编码器的中心轴7穿过编码器支架上的通孔，其轴端与减速器的输出轴的轴端通过弹性联轴器8相连，PLC控制器的输入端与编码器的输出端相连，PLC控制器的输出端与电动机通过电路相连，电路为H桥驱动电路；传动装置包括双摇杆机构和换挡杆9，双摇杆机构包括连杆、第一摇杆13和第二摇杆14，连杆的两端分别与第一摇杆和第二摇杆的一头相连，第一摇杆和第二摇杆的另一头分别与减速器的输出轴和换档杆相连；减速器支架和编码器支架均采用铝合金制成，以减轻整个机构的重量。连杆由第一杆端关节轴承10、第二杆端关节轴承11和双头螺柱12组成，第一及第二杆端关节轴承均为内螺纹杆端关节轴承，其一端分别与双头螺柱的两端相螺接，其另一端分别与第一摇杆、第二摇杆的一头通过螺栓相连，第一摇杆和第二摇杆的另一头均设有通孔分别与减速器输出轴及编码器中心轴相配置，第一摇杆和第二摇杆的另一头外侧中心设有开口16，开口的两侧边上对称设有两个连接孔15，两个连接孔通过螺栓相连。采用本专利技术进行换挡时，当PLC控制器接收到车手的换挡信号后，就会根据当前的档位向H桥驱动电路发出指令，通过H桥驱动电路相应调整电动机的供电时间和电流大小实现换挡，同时编码器记录下电动机转过的角度，并向PLC控制器反馈电动机的转角信号，及时调整电动机将换挡杆回转至基准位置，每次回转后记录回转的角度，算出回转角度与基准位置的角度差值，若角度差值大于3°或小于-3°，则PLC控制器控制换挡杆继续反或正方向转动，记录第二次的回转角度值，再次计算角度差值并进行调整，反复调整，直至角度差值在±3°以内则可停止调整，完成整个换挡操作。直到由于各档位之间变换所需的力不一样，电机转过的角度也不一样，通过编码器的反馈可保证换挡过程顺利的进行，实现换挡稳定，快速的完成，降低车手的驾驶难度及充分发挥发动机性能，从而提高比赛成绩。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FSAE赛车电动换挡机构，其特征在于，包括驱动装置、控制装置和传动装置，所述驱动装置包括电动机和减速器，所述电动机与减速器相连，减速器安设于减速器支架上，减速器的输出轴穿过所述减速器支架；所述控制装置包括PLC控制器和编码器，所述编码器安设于编码器支架上，所述编码器支架与减速器支架相连，编码器的中心轴穿过编码器支架，所述编码器的中心轴轴端与所述减速器的输出轴轴端通过弹性联轴器相连，所述PLC控制器的输入端与编码器的输出端相连，PLC控制器的输出端与电动机通过电路相连；所述传动装置包括双摇杆机构和换挡杆，所述双摇杆机构包括连杆、第一摇杆和第二摇杆，所述连杆的两端分别与所述第一摇杆和第二摇杆的一头相连，第一摇杆和第二摇杆的另一头分别与减速器的输出轴和所述换档杆相连。

【技术特征摘要】
1.一种FSAE赛车电动换挡机构，其特征在于，包括驱动装置、控制装置和传动装置，所
述驱动装置包括电动机和减速器，所述电动机与减速器相连，减速器安设于减速器支架上，
减速器的输出轴穿过所述减速器支架；所述控制装置包括PLC控制器和编码器，所述编码器
安设于编码器支架上，所述编码器支架与减速器支架相连，编码器的中心轴穿过编码器支架，
所述编码器的中心轴轴端与所述减速器的输出轴轴端通过弹性联轴器相连，所述PLC控制器
的输入端与编码器的输出端相连，PLC控制器的输出端与电动机通过电路相连；所述传动装
置包括双摇杆机构和换挡杆，所述双摇杆机构包括连杆、第一摇杆和第二摇杆，所述连杆的
两端分别与所述第一摇杆和第二摇杆的一头相连，第一摇杆和第二摇杆的另一头分别与减速
器的输出轴和所述换档杆相连。
2.根据上述权利要求1所述的一种FSAE赛车电动换挡机构，其特征在于，所述连杆由第
一杆端关节轴承、第二杆端关节轴承和双头螺柱组成，所述第一杆端关节轴承和第二杆端关
节轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：田哲文，徐峰，张浩，汤周杰，叶一凡，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42