一种无极调节电动尾翼的制作方法

1.本实用新型涉及汽车零部件的技术领域，尤其是一种无极调节电动尾翼。


背景技术：

2.汽车尾翼，专业的叫法为扰流板，又属于汽车空气动力套件中的一部分。汽车尾翼的主要作用是为了减少车辆尾部的升力，如果车尾的升力比车头的升力大，就容易导致车辆过度转向、后轮抓地力减少以及高速稳定性变差。
3.工作原理为：汽车在高速行驶时，根据空气动力学原理，在行驶过程中会遇到空气阻力，围绕汽车重心同时产生纵向、侧向和垂直上升的三个方向的空气动力量，其中纵向为空气阻力。为了有效地减少并克服汽车高速行驶时空气阻力的影响，人们设计使用了汽车尾翼，其作用就是使空气对汽车产生第四种作用力，即产生较大的对地面的附着力，它能抵消一部分升力，有效控制汽车上浮，使风阻系数相应减小，使汽车能紧贴在道路地面行驶，从而提高行驶的稳定性能。
4.汽车尾翼的作用，就是在汽车高速行驶时，使空气阻力形成一个向下的压力，尽量抵消升力，有效控制气流下压力，使风阻系数相应减小，增加汽车的高速行驶稳定性；由于尾翼能降低汽车的空气阻力，因此高速汽车加装尾翼对于节省燃油也有一定的帮助；同时也使汽车的外形更加美观，起到一定的装饰作用。
5.国外一些人根据它的形状形象地称它为“雪撬板”。国内也有人称它为“鸭尾”或“定风翼”，比较科学的叫法应为“扰流器”、“扰流翼”或“扰流板”。尾翼一般分单层和双层两种，有铝合金尾翼和碳纤维两种材料，而且分手动调校和液压自动调校，其中液压自动调校型多了液压立柱，可根据车速自动调整角度。
6.对于上述尾翼的改进，比较领先的技术下诞生的一种电动尾翼，电动尾翼它由电脑板接受车速信号，高速时快速导出空气乱流，它由电脑板接受车速信号，进而改变尾翼角度和高度，增加尾部下压力，以确保车辆高速状态下的行驶稳定性；在高速行驶中，通过刹车急刹，自动调整尾翼的角度，起到助力刹车，平衡车身的功能。
7.但是，现有的电动尾翼存在一定的缺陷，例如：一、同步较差，由于采用两个电机驱动系统运行，两侧运动机构的同步率依靠电子与软件控制，尾翼两端同步差，当单侧塌陷失效时行车有危险；二、开启位置单一，多数产品开启位置只有二或三个，或者固定式。开启角度选择范围较单一(并产生大量的角度标定研发制造控制过程)；三、传动系统机构可靠性安全性低，传动部分多使用丝杆螺母传动，机构传动配合间有间隙未消除，运行时不平稳且会有噪音。


技术实现要素：

8.为了克服现有技术的上述不足，本实用新型提供一种无极调节电动尾翼.
9.本实用新型解决其技术问题的技术方案是：一种无极调节电动尾翼，包括：
10.尾翼本体；
11.传动机构，有2组且对称分布在尾翼本体的两侧；
12.驱动机构，有1组且位于尾翼本体的中部，并分别与2组传动机构形成传动配合；
13.所述的驱动机构按传动顺序依次连接的电机、减速器、输出齿轮组、以及输出轴，其中所述的电机与输出轴并排设置且均呈横向排布；
14.所述的传动机构按传动顺序依次连接的输入轴、换向齿轮组、丝杆、异形螺母座、以及多连杆铰链组，其中所述的丝杆与多连杆铰链组并排设置且均呈纵向排布；
15.所述的输入轴与输出轴通过同步轴套形成同步传动配合。
16.作为优选，所述的异形螺母座包括螺接在丝杆上的螺母座套筒、以及由螺母座套筒朝向多连杆铰链组延伸所形成的驱动轴。
17.作为优选，所述的多连杆铰链组包括输入连杆铰链、内侧剪式铰链和外侧剪式铰链、以及与尾翼本体固定的连接片；其中，所述输入连杆铰链的输入端与驱动轴传动连接，所述的内侧剪式铰链和外侧剪式铰链分别与连接片传动连接。
18.作为优选，所述的输入连杆铰链包括按传动顺序设置的与驱动轴相连的第一输入摆杆、通过连杆销与第一输入摆杆连接的第一输出摆杆、以及设置在第一输出摆杆上第一爪式联轴器。
19.作为优选，所述的内侧剪式铰链包括按传动顺序设置的第一主动摆杆、以及通过连杆销与第一主动摆杆连接的第二主动摆杆，其中所述的第一主动摆杆上设有与第一爪式联轴器相啮合的第二爪式联轴器，所述第二主动摆杆的一端与连接片传动连接。
20.作为优选，所述的第一爪式联轴器与第二爪式联轴器之间设有扭转弹簧，该扭转弹簧提供单向轴向扭矩以作用至螺母座套筒，以使得螺母座套筒与丝杆紧密配合。
21.作为优选，所述的外侧剪式铰链包括按传动顺序设置的第一被动摆杆、以及通过连杆销与第一被动摆杆连接的第二被动摆杆，其中第一被动摆杆的一端与连接片传动连接，第二被动摆杆还与车体形成铰接。
22.作为优选，所述的第一主动摆杆还通过辅助传动销与第一被动摆杆传动连接。
23.作为优选，所述的连接片包括水平段和竖向段，所述的水平段与尾翼本体连接，所述的竖向段介于内侧剪式铰链与外侧剪式铰链之间，且所述内侧剪式铰链与竖向段的连接点a高于所述外侧剪式铰链与竖向段的连接点b。
24.作为优选，所述驱动轴的端部设有弹性防脱倒钩。
25.作为优选，所述的换向齿轮组包括纵向设置并与输入轴相连的第一换向齿轮、以及横向设置并与丝杆相连的第二换向齿轮，所述的第一换向齿轮与第二换向齿轮均采用等速锥齿轮，且两者相互啮合传动。
26.作为优选，所述的驱动机构还包括具有霍尔感应元件的电路板，所述的霍尔感应元件与所述的电机形成磁感应连接。
27.作为优选，还包括底座和防尘罩，所述防尘罩盖设在底座上并形成安装腔，所述的驱动机构和传动机构均设置在安装腔中，所述的尾翼本体位于安装腔外。
28.作为优选，所述的尾翼本体包括尾翼加强底板和尾翼扰流盖板。
29.本实用新型的有益效果在于：
30.1、无级式开启角度：采用多连杆铰链组与丝杆、异形螺母座同传动轴转动；且根据车速不同，提供不同的车身空气稳定压力，可以实现广阔的工作范围，易于开发匹配。
31.2、丝杆与异形螺母座的组合，实现单向驱动，进行反向气流压力机构锁定，更加安全可靠。
32.3、机构防塌、铰链同步运行：通过同一套的驱动机构带动两侧的传动机构，优于市面上单边电机独立驱动传动机构的结构，实现传动机构的同步性，保证工作的安全性，有效避免单塌陷造成的气流差、影响车辆行驶轨迹的情况发生。
33.4、机构紧凑化：电机与输出轴并排设置且均呈横向排布，丝杆与多连杆铰链组并排设置且均呈纵向排布，进而使得整体布局更加紧凑实用，且运行稳定可靠。
34.5、设置低转速高扭矩输出轴：降低噪音，减少系统在支撑结构强度，传动精度等制造成本；扭转弹簧提供单向轴向扭矩作用于螺母座套筒，使丝杆与螺母座套筒时刻处于紧密的接触配合，抵消攒动间隙，配合涂油使丝杆螺母传动系统受力均匀，传动顺畅，提高耐磨性，降低噪音。
附图说明
35.图1是本实用新型的整体装配示意图。
36.图2是本实用新型的爆炸图。
37.图3是本实用新型中驱动结构和传动结构的装配示意图。
38.图4是本实用新型中传动结构的结构示意图。
39.图5是本实用新型中传动结构另一角度的结构示意图。
40.图6是本实用新型中传动结构的爆炸图。
41.图7是异形螺母座的结构示意图。
42.图8是尾翼本体处于关闭状态时(a模式)的局部结构示意图。
43.图9是尾翼本体处于打开状态时(c模式)的局部结构示意图。
44.图10是尾翼本体处于打开状态时(e模式)的局部结构示意图。
45.图11是尾翼本体垂直抬高时(b模式)的局部结构示意图。
具体实施方式
46.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
47.参照图1～图7，一种无极调节电动尾翼，包括：
48.尾翼本体1；
49.传动机构2，有2组且对称分布在尾翼本体1的两侧；
50.驱动机构3，有1组且位于尾翼本体1的中部，并分别与2组传动机构2形成传动配合；
51.所述的驱动机构3按传动顺序依次连接的电机301、减速器302、输出齿轮组303、以及输出轴304，其中所述的电机301与输出轴304 并排设置且均呈横向排布；
52.所述的传动机构2按传动顺序依次连接的输入轴201、换向齿轮组、丝杆202、异形螺母座203、以及多连杆铰链组，其中所述的丝杆 202与多连杆铰链组并排设置且均呈纵向
排布；
53.所述的输入轴201与输出轴304通过同步轴套4形成同步传动配合。
54.本实用新型中，通过同一套的驱动机构3带动两侧的传动机构2，优于市面上单边电机301独立驱动传动机构2的结构，有效规避了单侧传动失效导致尾翼单侧塌陷、进而导致车身侧倾增大安全事故的风险。
55.在本实用新型的一些实施例中，所述的异形螺母座203包括螺接在丝杆202上的螺母座套筒2031、以及由螺母座套筒2031朝向多连杆铰链组延伸所形成的驱动轴2032。优选的，螺母座套筒2031与驱动轴2032一体成型，一方面大大提升了异形螺母座203整体的结构强度，另一方面也确保传动过程中不会出现打滑等问题，确保传动准确到位，且承受的扭矩更大。
56.多连杆铰链组的结构组成形式多种多样，本实施例提供一种适用于电动尾翼的优选方案，具体为：包括输入连杆铰链5、内侧剪式铰链6和外侧剪式铰链7、以及与尾翼本体1固定的连接片8；其中，所述输入连杆铰链5的输入端与驱动轴2032传动连接，所述的内侧剪式铰链6和外侧剪式铰链7分别与连接片8传动连接。具体的，所述的输入连杆铰链5包括按传动顺序设置的与驱动轴2032相连的第一输入摆杆501、通过连杆销与第一输入摆杆501连接的第一输出摆杆502、以及设置在第一输出摆杆502上第一爪式联轴器503。所述的内侧剪式铰链6包括按传动顺序设置的第一主动摆杆601、以及通过连杆销与第一主动摆杆601连接的第二主动摆杆602，其中所述的第一主动摆杆601上设有与第一爪式联轴器503相啮合的第二爪式联轴器603，所述第二主动摆杆602的一端与连接片8传动连接。所述的外侧剪式铰链7包括按传动顺序设置的第一被动摆杆701、以及通过连杆销与第一被动摆杆701连接的第二被动摆杆702，其中第一被动摆杆701 的一端与连接片8传动连接，第二被动摆杆702还与车体形成铰接。所述的连接片8包括水平段801和竖向段802，所述的水平段801与尾翼本体1连接，所述的竖向段802介于内侧剪式铰链6与外侧剪式铰链7之间，且所述内侧剪式铰链6与竖向段802的连接点a高于所述外侧剪式铰链7与竖向段802的连接点b。采用上述优选方案，至少具有以下优点：1、采用了双剪式铰链(内侧剪式铰链6和外侧剪式铰链7)，分别设置在连接片8(用来固定尾翼本体1)的内外两侧，且所述内侧剪式铰链6与竖向段802的连接点a高于所述外侧剪式铰链7与竖向段802的连接点b，使得连接片8两侧受力均衡，相同材质尺寸下能够提供更大的支撑力，起到增强稳定性、可靠性的作用，且两者协同配合，以起到尾翼本体1无级式开启角度的升降效果。2、通过第一爪式联轴器503与第二爪式联轴器603的配合，能够将前后传动两端部牢固地联接起来一同旋转，并传递运动和扭矩的机械部件，兼有补偿两轴之间由于制造安装不精确、工作时的变形或热膨胀等原因所发生的偏移(包括轴向偏移、径向偏移、角偏移或综合偏移)；以及缓和冲击、吸振作用。
57.进一步的，所述的第一主动摆杆601还通过辅助传动销604与第一被动摆杆701传动连接，以使得内侧剪式铰链6与外侧剪式铰链7 之间形成双点位的传动配合，使得传动更加稳定可靠，特别是尾翼本体1在受到较强下压力的情况下，依然能够有较好的支撑性，确保不会受力变形移位。
58.在本实用新型的一些实施例中，设置有空气动力造成的机构传动间隙震动抑制装置，具体为：所述的第一爪式联轴器503与第二爪式联轴器603之间设有扭转弹簧9，该扭转弹簧9提供单向轴向扭矩以作用至螺母座套筒2031，以使得螺母座套筒2031与丝杆202紧密
配合。工作中，扭转弹簧9提供单向轴向扭矩作用于螺母座套筒2031，使丝杆202与螺母座套筒2031时刻处于紧密的接触配合，抵消攒动间隙，配合涂油使丝杆202螺母传动系统受力均匀，传动顺畅，提高耐磨性，降低噪音。进一步可设置为直弹簧，便于安装，以抑制间隙。
59.在一些实施例中，所述驱动轴2032的端部设有弹性防脱倒钩 2033。插入时，弹性防脱倒钩2033受力变形收缩以通过输入连杆铰链 5的输入端(插接孔)，在通过输入连杆铰链5输入端(插接孔)后，弹性防脱倒钩2033释放并通过弹力复位，同时勾住输入连杆铰链5 的输入端，以形成限位止退配合，进而确保异形螺母座203与输入连杆铰链5的可靠连接。
60.众观全局，为了满足机构紧凑化的整体设计要求，所述的换向齿轮组包括纵向设置并与输入轴201相连的第一换向齿轮204、以及横向设置并与丝杆202相连的第二换向齿轮205，所述的第一换向齿轮 204与第二换向齿轮205均采用等速锥齿轮，且两者相互啮合传动。通过第一换向齿轮204与第二换向齿轮205两者的配合，既实现了动力传递，也实现了动力换向，并且占用的空间更小，有利于其它部件的安装及使用。
61.为了使得车机对尾翼本体1的起翘角度有更好的控制效果，本实施例采取磁感应的方式，具体为：所述的驱动机构3还包括具有霍尔感应元件的电路板305(与车机通信连接)，所述的霍尔感应元件与所述的电机301形成磁感应连接，用以感应电机301所转动的行程，从而精确的通过电机301去控制、调整尾翼本体1的开启角度。
62.为了对各个部件形成更好的保护，还包括底座11和防尘罩12，所述防尘罩12盖设在底座11上并形成安装腔，所述的驱动机构3和传动机构2均设置在安装腔中，所述的尾翼本体1位于安装腔外。上述结构形成了主被动防水结构，即使局部开裂，仍然能将水排到车身尾盖外，避免车内进水；另一方面通过防尘罩12设置，能够导气流降低车辆风阻，防异物进入，同时还起到遮丑美化车辆的作用。
63.本实用新型中，所述的尾翼本体1包括尾翼加强底板101和尾翼扰流盖板102。其中，尾翼加强底板101和尾翼扰流盖板102可采用多种材料的混合组成方式，例如碳纤维、玻璃纤维等。
64.本实用新型的工作原理为：电机301通过减速器302减速之后通过输出齿轮组303传动两侧的输出轴304，输出轴304通过同步轴套4 和输入轴201带动两侧的传动机构2同步运动，传动机构2通过换向齿轮组将横向动力调整为纵向动力，再驱动丝杆202转动，丝杆202 上螺母座套筒2031沿丝杆202直线运动，螺母座套筒2031驱动内侧剪式铰链6以实现尾翼本体1其中一端起翘或降落，同时内侧剪式铰链6带动外侧剪式铰链7以实现尾翼本体1另一端起翘或降落，两相结合，实现尾翼本体1整体的上升或下降的无极调节开闭功能。
65.本实用新型的智能化控制环境公况：参照图8～图11，a模式、中控台中增加手动启动、关闭按钮(以手动控制扰流板启动)；b模式、 40km/h，启动尾翼，垂直抬高20mm；c模式、车辆行驶速度大于80km/h，且此速度持续3分钟以上时自动旋转至8
°
(反之恢复至b 模式)；d模式、车辆在大于100km/h,且此速度持续3分钟以上时自动旋转至13
°
(反之恢复至c模式)；e模式、车辆在大于120km/h且此速度持续3分钟以上时自动旋转至18
°
(反之恢复至d模式)；f模式、adas系统中在主动刹车时，启动扰流自动旋转至18
°
；g模式、安全防夹，当尾翼开闭夹到人体时，自动旋转至18
°
的安全位置。
66.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何限制，凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属
于本实用新型技术方案的保护范围内。