一種旋轉運動方向雙向可控的棘輪機構及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種旋轉運動方向雙向可控的棘輪機構及控制方法，控制單元控制對第一電磁鐵通電使產(chǎn)生吸力，撥桿克服第二拉緊彈簧的拉力逆時針旋轉，通過棘爪控制桿帶動第二棘爪運動，第二棘爪與對稱梯形齒棘輪結合，第一棘爪與對稱梯形齒棘輪分離，棘輪轉軸僅能沿逆時針轉動；控制單元控制對第二電磁鐵通電使產(chǎn)生吸力，撥桿克服第一拉緊彈簧的拉力順時針旋轉，通過棘爪控制桿帶動第一棘爪運動，第一棘爪與對稱梯形齒棘輪結合，第二棘爪與對稱梯形齒棘輪分離，棘輪轉軸僅能沿順時針轉動；本發(fā)明僅采用一個棘輪快速對旋轉運動方向實施準確的雙向方向控制，結構簡單。
【專利說明】一種旋轉運動方向雙向可控的棘輪機構及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于旋轉運動方向控制機構與控制【技術領域】，具體是旋轉運動方向雙向可控的棘輪機構，適用于汽車懸架控制領域，尤其是用于車輛電磁饋能型半主動懸架中以提高汽車側翻的穩(wěn)定性。
【背景技術】
[0002]在汽車的重大交通事故中，汽車側傾翻車事故的數(shù)量逐年遞增。汽車側傾是指汽車行駛過程中在側風或離心力的作用下導致車身繞其縱軸轉動，轉動嚴重時會出現(xiàn)側翻，即一側車輪脫離與地面的接觸而發(fā)生車身側向傾覆的一種極其危險工況。為減少汽車側翻事故，通過改進懸架系統(tǒng)并實施相應的控制，以提高汽車行駛過程中側翻穩(wěn)定性，是提高汽車側翻穩(wěn)定性的方法之一。
[0003]中國專利申請?zhí)枮?01210054802.1，名稱為“電磁饋能型半主動懸架運動方向實時控制裝置及方法”，在饋能電機和螺母-滾珠絲杠機構之間設有雙向可控雙棘輪機構，雙向可控雙棘輪機構由兩組方向單向可控的棘輪機構同軸上、下安裝組成，兩個棘輪的旋向相反，以此控制懸架的拉伸和壓縮。這種棘輪機構缺點是:在鉛垂方向上裝配了兩個棘輪，使鉛垂方向的空間受到限制，且結構相對復雜，旋轉運動可靠性不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有電磁饋能型半主動懸架運動方向實時控制的不足，提供一種不占用鉛垂方向的空間、結構簡單、可靠性高的旋轉運動方向雙向可控的棘輪機構，本發(fā)明同時還提供該棘輪機構的控制方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述旋轉運動方向雙向可控的棘輪機構采用的技術方案是:包括棘輪機構外殼和固定在棘輪轉軸上的對稱梯形齒棘輪，棘輪機構外殼內(nèi)壁上固定有位于棘輪機構外殼內(nèi)壁與對稱梯形齒棘輪外緣之間且相對于棘輪轉軸在徑向上對稱布置的第一、第二棘爪固定架，第一、第二棘爪的轉動端分別可旋轉地固接在相應的第一、第二棘爪固定架上，第一、第二棘爪的活動爪端分別連接相應的第一、第二拉緊彈簧的一端，第一、第二拉緊彈簧的另一端分別固接棘輪機構外殼內(nèi)壁；第一、第二棘爪的中部分別轉動連接棘爪控制桿的兩端，控制撥桿一端可轉動連接棘輪轉軸，棘爪控制桿中部轉動連接控制撥桿，控制撥桿另一端的活動端沿徑向伸出對稱梯形齒棘輪外緣之外且沿順時針和逆時針方向兩側各設一個電磁鐵，分別是逆時針方向側的第一電磁鐵和順時針方向側的第二電磁鐵，第一、第二電磁鐵均電連接控制單元。
[0006]本發(fā)明旋轉運動方向雙向可控的棘輪機構的控制方法采用的技術方案是:控制單元控制對第一電磁鐵通電使產(chǎn)生吸力，撥桿克服第二拉緊彈簧的拉力逆時針旋轉，通過棘爪控制桿帶動第二棘爪運動，第二棘爪與對稱梯形齒棘輪結合，第一棘爪與對稱梯形齒棘輪分離，棘輪轉軸僅能沿逆時針轉動；控制單元控制對第二電磁鐵通電使產(chǎn)生吸力，撥桿克服第一拉緊彈簧的拉力順時針旋轉，通過棘爪控制桿帶動第一棘爪運動，第一棘爪與對稱梯形齒棘輪結合，第二棘爪與對稱梯形齒棘輪分離，棘輪轉軸僅能沿順時針轉動。
[0007]本發(fā)明采用上述技術方案后，具有的有益效果是:本發(fā)明僅采用一個棘輪，與現(xiàn)有技術中的兩個棘輪結構相比，結構簡單，制造成本地低，可根據(jù)控制需要快速對旋轉運動方向實施準確的雙向方向控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]以下結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明:
圖1是本發(fā)明所述旋轉運動方向雙向可控的棘輪機構的結構示意圖；
圖2是圖1所示棘輪機構逆時針旋轉至極限位置的狀態(tài)圖；
圖3是圖1所示棘輪機構順時針旋轉至極限位置的狀態(tài)圖。
[0009]圖中:1.棘輪機構外殼；2.棘輪轉軸；3-1.第一棘爪固定架；3-1.第二棘爪固定架；4-1.第一棘爪；4-2.第二棘爪；5-1.第一拉緊彈簧；5-1.第二拉緊彈簧；6.控制撥桿；7-1.第一電磁鐵；7-2.第二電磁鐵；8.對稱梯形齒棘輪；9.棘爪控制桿。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，本發(fā)明提供一種旋轉運動方向雙向可控的棘輪機構包括:棘輪機構外殼1、棘輪轉軸2、第一棘爪固定架3-1、第二棘爪固定架3-2、第一棘爪4-1、第二棘爪
4-2、第一拉緊彈簧5-1、第二拉緊彈簧5-2、控制撥桿6、第一電磁鐵7-1、第二電磁鐵7-2、對稱梯形齒棘輪8和棘爪控制桿9。
[0011]對稱梯形齒棘輪8固定套在棘輪轉軸2上，隨著棘輪轉軸2同軸轉動。在棘輪機構外殼I的內(nèi)壁上固定有第一棘爪固定架3-1與第二棘爪固定架3-2，第一棘爪固定架3-1與第二棘爪固定架3-2在徑向上均位于棘輪機構外殼I的內(nèi)壁和對稱梯形齒棘輪8外緣之間，第一棘爪固定架3-1與第二棘爪固定架3-2相對于棘輪轉軸2在徑向上對稱布置。
[0012]第一棘爪4-1的轉動端可旋轉地固接在第一棘爪固定架3-1上，第二棘爪4-2的轉動端也可旋轉地固接在第二棘爪固定架3-2上。第一棘爪4-1的活動爪端連接第一拉緊彈簧5-1的一端，第二棘爪4-2的活動爪端連接第二拉緊彈簧5-2的一端，第一拉緊彈簧
5-1和第二拉緊彈簧5-2的另一端分別固接在棘輪機構外殼I的內(nèi)壁上。第一棘爪4-1、第二棘爪4-2、第一拉緊彈簧5-1和第二拉緊彈簧5-2在徑向上均位棘輪機構外殼I的內(nèi)壁和對稱梯形齒棘輪8外緣之間。
[0013]第一棘爪4-1和第二棘爪4-2的中部分別通過各自的轉動銷連接棘爪控制桿9的兩端。控制撥桿6的一端連接棘輪轉軸2，并且控制撥桿6可繞該連接端棘輪轉軸2轉動，棘爪控制桿9的中部通過相應的轉動銷連接控制撥桿6，使棘爪控制桿9和控制撥桿6交叉連接，控制撥桿6的另一端是活動端，該活動端沿徑向伸出對稱梯形齒棘輪8的外緣之外，在該活動端的沿圓周方向的順時針方向和逆時針方向兩側各設一個電磁鐵，分別是逆時針方向側是第一電磁鐵7-1和順時針方向側是第二電磁鐵7-2。第一電磁鐵7-1和第二電磁鐵7-2均電連接控制單元。第一棘爪固定架3-1、第一棘爪4-1和第一拉緊彈簧5-1位于控制撥桿6的逆時針方向側，第二棘爪固定架3-2、第二棘爪4-2和第二拉緊彈簧5-2位于控制撥桿6的順時針方向側。
[0014]將棘輪轉軸2和棘輪機構外殼I分別與饋能電機的轉子和定子外殼固定聯(lián)接，饋能電機的轉子可帶動棘輪轉軸2轉動，由控制單元分別控制對第一電磁鐵7-1和第二電磁鐵7-2通電，控制撥桿6在遠離棘輪轉軸2的活動端可受磁力的吸引繞棘輪轉軸2雙向轉動，實現(xiàn)對旋轉運動方向的雙向實時控制。
[0015]當控制單元控制第一電磁鐵7-1和第二電磁鐵7-2均不通電時，即第一電磁鐵7-1和第二電磁鐵7-2均不產(chǎn)生吸合力；第一棘爪4-1受到第一拉緊彈簧5-1的作用，第二棘爪4-2受到第二拉緊彈簧5-2的作用，均和對稱梯形齒棘輪8處于分離位置；此時棘輪轉軸2的轉動不受限制。
[0016]當控制單?？刂茖Φ谝浑姶盆F7-1通電時,第一電磁鐵7-1通電產(chǎn)生吸力，使撥桿6克服第二拉緊彈簧5-2的拉力逆時針旋轉，進而通過棘爪控制桿9帶動第二棘爪4-2運動，使得第二棘爪4-2與對稱梯形齒棘輪8處于結合位置，同時第一棘爪4-1與對稱梯形齒棘輪8處于分離位置，棘輪轉軸2僅能沿逆時針轉動，如圖2所示。
[0017]控制單元控制對第二電磁鐵7-2通電時，第二電磁鐵7-2通電產(chǎn)生吸力，使撥桿6克服第一拉緊彈簧5-1的拉力順時針旋轉，通過棘爪控制桿9帶動第一棘爪4-1運動，進而使得第一棘爪4-1與對稱梯形齒棘輪8處于結合位置，同時使得第二棘爪4-2與對稱梯形齒棘輪8處于分離位置，棘輪轉軸2僅能沿順時針轉動，如圖3所示。
【權利要求】
1.一種旋轉運動方向雙向可控的棘輪機構，包括棘輪機構外殼(I)和固定在棘輪轉軸(2)上的對稱梯形齒棘輪(8)，其特征是:棘輪機構外殼(I)內(nèi)壁上固定有位于棘輪機構外殼(I)內(nèi)壁與對稱梯形齒棘輪(8 )外緣之間且相對于棘輪轉軸(2 )在徑向上對稱布置的第一、第二棘爪固定架(3-1、3-2)，第一、第二棘爪(4-1、4-2)的轉動端分別可旋轉地固接在相應的第一、第二棘爪固定架(3-1、3-2)上，第一、第二棘爪(4-1、4-2)的活動爪端分別連接相應的第一、第二拉緊彈簧(5-1、5-2)的一端，第一、第二拉緊彈簧(5-1、5-2)的另一端分別固接棘輪機構外殼(I)內(nèi)壁；第一、第二棘爪(4-1、4-2)的中部分別轉動連接棘爪控制桿(9 )的兩端，控制撥桿(6 ) 一端可轉動連接棘輪轉軸(2 )，棘爪控制桿(9 )中部轉動連接控制撥桿(6)，控制撥桿(6)另一端的活動端沿徑向伸出對稱梯形齒棘輪(8)外緣之外且沿順時針和逆時針方向兩側各設一個電磁鐵，分別是逆時針方向側的第一電磁鐵(7-1)和順時針方向側的第二電磁鐵(7-2)，第一、第二電磁鐵(7-1、7-2)均電連接控制單元。
2.一種如權利要求1所述棘輪機構的控制方法，其特征是:控制單元控制對第一電磁鐵(7-1)通電使產(chǎn)生吸力，撥桿(6)克服第二拉緊彈簧(5-2)的拉力逆時針旋轉，通過棘爪控制桿(9)帶動第二棘爪(4-2)運動，第二棘爪(4-2)與對稱梯形齒棘輪(8)結合，第一棘爪(4-1)與對稱梯形齒棘輪(8)分離，棘輪轉軸(2)僅能沿逆時針轉動；控制單元控制對第二電磁鐵(7-2)通電使產(chǎn)生吸力，撥桿(6)克服第一拉緊彈簧(5-1)的拉力順時針旋轉，通過棘爪控制桿(9 )帶動第一棘爪(4-1)運動，第一棘爪(4-1)與對稱梯形齒棘輪(8 )結合，第二棘爪(4-2)與對稱梯形齒棘輪(8)分離，棘輪轉軸(2)僅能沿順時針轉動。
3.根據(jù)權利要求2所述的控制方法，其特征是:棘輪轉軸(2)與連接于汽車電磁饋能型半主動懸架的饋能電機的轉子固定聯(lián)接，棘輪機構外殼(I)與饋能電機的定子外殼固定聯(lián)接，實現(xiàn)饋能電機旋轉運動方向的雙向實時控制。
【文檔編號】F16D41/16GK103754082SQ201310491310
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權日:2013年10月21日
【發(fā)明者】陳士安, 王駿騁, 姚明, 彭佳鑫, 張曉娜, 武曉暉 申請人:江蘇大學