一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构制造技术

本发明专利技术提出一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，包括驱动装置、控制装置和传动装置，所述驱动装置包括驱动电机和减速器，所述减速器安设于减速器支架上，所述驱动电机通过动力输出齿轮与减速器固定连接，所述传动装置包括联轴器和换挡杆，所述驱动电机、减速器、联轴器和换挡杆依次连接；所述控制装置通过螺栓固定在减速器的外壳上，包括电机控制模块和主控制信号输出电路板，所述电机控制模块用于采集减速器输出轴的转动角度并转化为信号反馈，形成用于控制驱动电机的脉冲宽度调制信号；所述主控制信号输出电路板对电机转动角度进行精确控制。本发明专利技术相比传统的气动换挡方式，使换挡更加简单、准确、响应速度更快。

An electric gear shift mechanism for sequential transmission engine

The invention provides an electric shifting mechanism suitable for sequential gearbox engine, which comprises a driving device, control device and driving device, the driving device comprises a driving motor and a speed reducer, the reducer reducer is arranged on a bracket, wherein the motor is driven by the power output gear and the reducer is fixedly connected. The transmission device comprises a coupling and shift rod, motor, reducer, coupling and driving the shift lever are sequentially connected; the control device is fixed on the reducer casing through bolts, including motor control module and the main control signal output circuit, the motor control module is used to collect the rotation angle of the reducer output the shaft and into the signal feedback form is used to control the pulse width modulation signal of the drive motor; the main control signal output circuit board of motor rotation angle Degree of precision control. Compared with the traditional pneumatic shift mode, the invention makes the shift easier, more accurate, and faster response speed.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构
本专利技术涉及序列式变速箱发动机领域，尤其涉及一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，适用于竞速的序列式变速箱发动机。
技术介绍
在赛车竞速领域，例如FSC方程式赛车中，赛车的发展在不断的追求更快，更轻，更稳定。首先在国内，大多数车队采用的换挡系统为气动换挡系统，其中的部分车队已经具有较为成熟的技术。但是气动换挡系统存在重量大，气瓶要频繁充气，系统可靠性低的缺点。其次，基于序列式变速箱发动机的结构，当处于1档时降档，如果降档角度小则会降到空挡，而如果降档角度稍大，则会降到2档，所以传统的气动换挡无法实现停车状态时由1档降回空挡。所以电动控制换挡将会通过程序调试实现这个功能。而且由于目前竞速型赛车的换挡操作主要依靠车手的判断和反应，为降低赛车对车手的过分依赖性和避免车手因反应不及而造成的失误，设计并完善一种更加智能的电动换挡系统十分有必要，并且根据程序设计，在一些比赛项目中，比如说直线加速动态赛，就可以实现完全的自动加速，可以极大的减轻车手的负担，对取得最佳的成绩有很大帮助。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于适用于上述存在的问题，提供一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，极大的简化传统的气动换挡机构，减轻整车重量，减小车手负担。本专利技术通过下述技术方案实现：一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，包括驱动装置、控制装置和传动装置，所述驱动装置包括驱动电机和减速器，所述减速器安设于减速器支架上，所述驱动电机通过动力输出齿轮与减速器固定连接，所述的传动装置包括联轴器和换挡杆，所述驱动电机、减速器、联轴器和换挡杆依次连接；所述控制装置通过螺栓固定在减速器的外壳上，包括与驱动电机电路连接的电机控制模块和主控制信号输出电路板，所述电机控制模块用于采集减速器输出轴的转动角度并转化为信号反馈，形成用于控制驱动电机的脉冲宽度调制信号；所述主控制信号输出电路板根据赛车行驶工况中序列式变速箱发动机的换挡所需角度进行标定，并通过屏蔽线传输脉冲调制信号至驱动电机对电机转动角度进行精确控制。进一步地，所述电机控制模块包括控制器、与减速器输出轴连接的角位移传感器，所述的角位移传感器用于采集减速器输出轴的转动角度并转化为信号反馈至控制器，所述的控制器用于产生控制驱动电机的脉冲宽度调制信号。进一步地，所述的控制器为STM32C8T6F103单片机。进一步地，所述驱动电机通过螺栓固定在减速器外壳上，驱动电机输出端直接与减速器输入端通过一对齿轮连接。进一步地，所述驱动电机采用的额定驱动电压为直流12V，转速达240rpm，减速器输出端的输出扭矩达5.4N·m。进一步地，所述减速器由若干组啮合齿轮构成，减速器外壳通过螺栓固定于减速器支架上，所述减速器的减速比为1：96。进一步地，所述联轴器两端设有D型孔，所述减速器输出端与换挡杆均设置有与所述D型孔驱动连接的D型柱，所述联轴器的两端沿径向设置有用于固定D型孔与D型柱相对位置的夹紧螺栓。进一步地，所述联轴器为弹簧联轴器，传递扭矩，缓冲减震，提高机构的动态性能。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：本专利技术结构精简，性能稳定，操作简单，换挡成功率高，非常适用于序列式变速箱的发动机。附图说明图1为本专利技术实施例的正视示意图。图2为专利技术实施例的左侧爆炸示意图。图3为专利技术实施例的立体爆炸示意图。其中：1-驱动电机；2-控制装置；3-减速器；4-减速器支架；5-减速器输出端；6-D型柱；7-D型孔；8-联轴器；9-夹紧螺栓；10-换挡杆。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的专利技术目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本专利技术的实施方式并不因此限定于以下实施例。如图1至图3所示，一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，包括驱动装置、控制装置和传动装置，所述驱动装置包括驱动电机1和减速器3，所述减速器3安设于减速器支架4上，所述驱动电机1通过螺栓固定在减速器3外壳上，驱动电机1输出端直接与减速器3输入端通过一对齿轮连接。所述的传动装置包括联轴器8和换挡杆10，所述驱动电机1、减速器3、联轴器8和换挡杆10依次连接，所述联轴器8为弹簧联轴器，用于传递扭矩，缓冲减震，提高机构的动态性能，满足在具有较剧烈震动和轻微偏移的工况使用需求。所述控制装置包括与驱动电机1电路连接的电机控制模块和主控制信号输出电路板，所述电机控制模块用于采集减速器输出轴5的转动角度并转化为信号反馈，形成用于控制驱动电机的脉冲宽度调制信号；所述主控制信号输出电路板根据赛车行驶工况中序列式变速箱发动机的换挡所需角度进行标定，并通过屏蔽线传输脉冲调制信号至驱动电机1对电机转动角度进行精确控制。具体而言，本实施例中，所述电机控制模块包括控制器、与减速器输出轴5连接的角位移传感器，所述的角位移传感器用于采集减速器输出轴5的转动角度并转化为信号反馈至控制器，所述的控制器为STM32C8T6F103单片机，用于产生控制驱动电机的脉冲宽度调制信号。具体而言，所述减速器3由若干组啮合齿轮构成，减速器3外壳通过螺栓固定于减速器支架4上，所述减速器3的减速比为1：96。所述驱动电机1采用的额定驱动电压为直流12V，转速达240rpm，经过减速后，减速器输出端5的输出扭矩达5.4N·m。所述联轴器8两端设有D型孔7，所述减速器输出端5与换挡杆10均设置有与所述D型孔7驱动连接的D型柱6，所述联轴器8的两端沿径向设置有用于固定D型孔7与D型柱6相对位置的夹紧螺栓9。联轴器8通过一对可以形成间隙配合的D型柱6和D型孔7与减速器输出端5相连，并通过一根夹紧螺栓实现紧固，用以传递扭矩的功能。换挡杆10将换挡扭矩传递到序列式变速箱内，实现换挡需求。本实施例中，所述电机控制模块设有角位移传感器并与减速器输出轴5连接，用以采集转动的角度并转化为信号反馈，通过脉冲宽度调制信号来执行控制。主控制信号输出电路板板根据赛车行驶工况中序列式变速箱发动机的换挡所需角度进行标定，并通过屏蔽线传输脉冲调制信号对电机转动角度进行精确控制。实际测试序列式变速箱发动机的换挡所需角度在升档与降档时对应的角度有差异，并且不同档位间变换同样存在角度差异，所以这些差异可以通过电机控制模块来进行精确的调试，从而提高换挡成功率。如上所述，便可较好地实现本专利技术。本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，其特征在于，包括驱动装置、控制装置和传动装置，所述驱动装置包括驱动电机(1)和减速器(3)，所述减速器(3)安设于减速器支架(4)上，所述驱动电机(1)通过动力输出齿轮与减速器(3)固定连接，所述的传动装置包括联轴器(8)和换挡杆(10)，所述驱动电机(1)、减速器(3)、联轴器(8)和换挡杆(10)依次连接；所述控制装置通过螺栓固定在减速器(3)的外壳上，包括与驱动电机(1)电路连接的电机控制模块和主控制信号输出电路板，所述电机控制模块用于采集减速器输出轴(5)的转动角度并转化为信号反馈，形成用于控制驱动电机的脉冲宽度调制信号；所述主控制信号输出电路板根据赛车行驶工况中序列式变速箱发动机的换挡所需角度进行标定，并通过屏蔽线传输脉冲调制信号至驱动电机(1)对电机转动角度进行精确控制。

【技术特征摘要】
1.一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，其特征在于，包括驱动装置、控制装置和传动装置，所述驱动装置包括驱动电机(1)和减速器(3)，所述减速器(3)安设于减速器支架(4)上，所述驱动电机(1)通过动力输出齿轮与减速器(3)固定连接，所述的传动装置包括联轴器(8)和换挡杆(10)，所述驱动电机(1)、减速器(3)、联轴器(8)和换挡杆(10)依次连接；所述控制装置通过螺栓固定在减速器(3)的外壳上，包括与驱动电机(1)电路连接的电机控制模块和主控制信号输出电路板，所述电机控制模块用于采集减速器输出轴(5)的转动角度并转化为信号反馈，形成用于控制驱动电机的脉冲宽度调制信号；所述主控制信号输出电路板根据赛车行驶工况中序列式变速箱发动机的换挡所需角度进行标定，并通过屏蔽线传输脉冲调制信号至驱动电机(1)对电机转动角度进行精确控制。2.根据权利要求1所述的一种适用于序列式变速箱发动机的电动换挡机构，其特征在于，所述电机控制模块包括控制器、与减速器输出轴(5)连接的角位移传感器，所述的角位移传感器用于采集减速器输出轴(5)的转动角度并转化为信号反馈至控制器，所述的控制器用于产生控制驱动电机的脉冲宽度调制信号。3.根据权利要求2所述的一种适用于序列式变速箱发动机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋洲，李巍华，康中强，张锦辉，黄涛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44