CN114962619B - 一种基于手动变速箱改装的自动变速箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于手动变速箱改装的自动变速箱，包括手动变速箱和自动操纵装置，自动操纵装置包括选档机构和换档机构，选档机构和换挡机构均由电机、拉杆和角度传感器组成，选档机构和换挡机构分别设置在箱体上变速杆选档和换档锁定的方向上，电机驱动拉杆推拉变速杆并通过角度传感器反馈控制拉杆的推拉距离，电机和角度传感器分别与车辆的控制***电连接，本发明的自动变速箱在手动变速箱上设置自动操纵机构拨动变速杆执行档位切换操作，并设置角度传感器监测电机带动拉杆推拉变速杆的幅度，通过车辆的控制***连接电机和角度传感器可控制自动操纵机构拨动变速杆实现准确的档位切换，原有的手动变速箱既可手动换档也可自动换档。

Description

一种基于手动变速箱改装的自动变速箱
技术领域
本发明涉及自动驾驶领域，具体涉及一种基于手动变速器改装的自动变速箱。
背景技术
随着汽车无人驾驶技术的不断发展，汽车底盘的很多功能，例如换档、转向、刹车等原本需要人来操作的动作，正逐渐向无人化发展。
在汽车换档操控领域，逐渐有一些新型无人操作的换档机构被研制出来，但目前存在着一种车型只能一种变速箱、不同车型会有不同的变速箱，存在着通用性、适应性差的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于手动变速箱改装的自动变速箱，通过设置自动操纵机构可自动的拨动变速杆执行换档，使原有的手动变速箱既可手动换档也可自动换档。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于手动变速箱改装的自动变速箱，包括手动变速箱和自动操纵装置，所述手动变速箱包括箱体和变速杆，所述自动操纵装置包括选档机构和换档机构，所述选档机构包括选档电机、选档拉杆和选档角度传感器，所述换档机构包括换档电机、换档拉杆和换档角度传感器；
所述选档电机设置在所述箱体上并位于所述变速杆选档拨动的方向上，所述选档拉杆的两端分别与所述选档电机和所述变速杆连接，所述选档电机驱动所述选档拉杆推拉所述变速杆，所述选档角度传感器设置与所述选档电机和所述选档拉杆的连接处，所述选档角度传感器监测所述选档电机转过角度；
所述换档电机设置在所述箱体上并位于所述变速杆换档拨动的方向上，所述换档拉杆的两端分别与所述换档电机和所述变速杆连接，所述换档电机驱动所述换档拉杆推拉所述变速杆，所述换档角度传感器设置与所述换档电机和所述换档拉杆的连接处，所述换档角度传感器监测所述换档电机转过角度；
所述选档电机、选档角度传感器、换档电机和换档角度传感器分别与车辆的控制***电连接。
本发明的有益效果在于：在手动变速箱上设置自动操纵机构，通过自动操纵机构拨动变速杆执行档位切换操作，自动操纵机构设置选档机构和换档机构，选档机构和换档机构通过电机带动拉杆拨动变速杆，实现选档和换档操作，在电机与拉杆的连接处设置角度传感器监测电机带动拉杆推拉变速杆的幅度，通过车辆的控制***连接电机和角度传感器可控制自动操纵机构拨动变速杆实现准确的档位切换，并且可自动执行全档位的切换操作，使原有的手动变速箱既可手动换档也可自动换档。
附图说明
图1为本发明实施例一的一种基于手动变速箱改装的自动变速箱的手动变速箱的结构示意图；
图2为本发明实施例一的一种基于手动变速箱改装的自动变速箱的左侧结构示意图；
图3为本发明实施例一的一种基于手动变速箱改装的自动变速箱的右侧结构示意图；
图4为本发明实施例一的一种基于手动变速箱改装的自动变速箱的自动操纵装置的正面结构示意图；
图5为本发明实施例一的一种基于手动变速箱改装的自动变速箱的左侧结构示意图；
图6为本发明实施例一的一种基于手动变速箱改装的自动变速箱的顶面结构示意图。
标号说明：
1、手动变速箱；2、自动操纵装置；
11、箱体；12、变速杆；
21、选档机构；211、选档电机；212、选档摆杆；213、选档拉杆；214、选档角度传感器；215、选档电机固定板；216、直角加强板；217、选档限位块；
22、换档机构；221、换档电机；222、换档摆杆；223、换档拉杆；224、换档角度传感器；225、换档电机固定板；226、换档限位块；
23、支架；24、关节轴承；25、直角架。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图6，一种基于手动变速箱改装的自动变速箱，包括手动变速箱和自动操纵装置，所述手动变速箱包括箱体和变速杆，所述自动操纵装置包括选档机构和换档机构，所述选档机构包括选档电机、选档拉杆和选档角度传感器，所述换档机构包括换档电机、换档拉杆和换档角度传感器；
所述选档电机设置在所述箱体上并位于所述变速杆选档拨动的方向上，所述选档拉杆的两端分别与所述选档电机和所述变速杆连接，所述选档电机驱动所述选档拉杆推拉所述变速杆，所述选档角度传感器设置与所述选档电机和所述选档拉杆的连接处，所述选档角度传感器监测所述选档电机转过角度；
所述换档电机设置在所述箱体上并位于所述变速杆换档拨动的方向上，所述换档拉杆的两端分别与所述换档电机和所述变速杆连接，所述换档电机驱动所述换档拉杆推拉所述变速杆，所述换档角度传感器设置与所述换档电机和所述换档拉杆的连接处，所述换档角度传感器监测所述换档电机转过角度；
所述选档电机、选档角度传感器、换档电机和换档角度传感器分别与车辆的控制***电连接。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在手动变速箱上设置自动操纵机构，通过自动操纵机构拨动变速杆执行档位切换操作，自动操纵机构设置选档机构和换档机构，选档机构和换档机构通过电机带动拉杆拨动变速杆，实现选档和换档操作，在电机与拉杆的连接处设置角度传感器监测电机带动拉杆推拉变速杆的幅度，通过车辆的控制***连接电机和角度传感器可控制自动操纵机构拨动变速杆实现准确的档位切换，并且可自动执行全档位的切换操作，使原有的手动变速箱既可手动换档也可自动换档。
进一步地，所述选档机构和换档机构还分别包括选档摆杆和换档摆杆，所述选档摆杆的一端与所述选档电机的输出轴固定连接且另一端与所述选档拉杆的一端转动连接，所述换档摆杆的一端与所述换档电机的输出轴固定连接其另一端与所述换档拉杆的一端转动连接。
由上述描述可知，通过摆杆连接电机的输出轴和拉杆，电机输出轴转动时带动摆杆转动，摆杆带动拉杆的一端转动使拉杆的另一端推拉变速杆拨动，选档拉杆推拉变速杆实现选档拨动，换档拉杆推拉变速杆实现档位锁定拨动。
进一步地，所述选档拉杆的两端分别通过关节轴承与所述选档摆杆和所述变速杆连接，所述换档拉杆的两端分别通过关节轴承与所述换档摆杆和所述变速杆连接。
由上述描述可知，拉杆通过鱼眼关节轴承与摆杆和变速杆连接，使其中一个拉杆推拉变速杆时，另一个拉杆能够顺畅的轻微转动，例如，选档拉杆在推动变速杆时，变速杆同时带动与之连接换档拉杆一端向换档拉杆垂直方向移动，换档拉杆两端的关节轴承使换档拉杆可以轻微转动，避免变速杆拨动时的硬连接干涉问题并且结构紧凑稳定。
进一步地，所述箱体上设置选档电机固定板，所述选档电机固定于所述选档电机固定板上，所述选档角度传感器通过支架固定在所述选档电机固定板上，所述选档电机的输出轴穿过所述选档摆杆与所述选档角度传感器连接。
由上述描述可知，选档电机通过电机固定板固定，优选地将选档电机输出轴与变速杆的轴向平行的纵向设置，便于精简结构让位原变速箱结构以及减小所占体积，选档角度传感器通过支架固定在电机固定板上便于与电机的输出轴连接，通过支架在选档摆杆远离选档电机的一侧与延伸出来输出轴连接，既不会干扰输出轴带动选档摆杆转动，同时还能够将摆杆圈定在固定范围内保护结构。
进一步地，所述选档电机固定板上设置有选档限位块，所述选档限位块设置于所述选档电机的输出轴远离所述变速杆的一侧且位于所述选档摆杆的转动轨迹上。
由上述描述可知，在选档电机固定板上选档摆杆的转动轨迹上设置选档限位块，通过选档限位块限制选档电机可转动角度的大小。
进一步地，所述选档电机固定板固定于所述箱体的变速杆托架上，所述箱体的变速杆托架上与所述选档电机固定板相邻的一面设置有直角加强板，所述直角加强板的两端分别固定于所述选档电机固定板和所述箱体上与变速杆托架相邻的位置。
由上述描述可知，选档电机固定板通过变速杆托架提供固定位置使选档电机能够稳定的固定在箱体上，在变速杆托架与选档电机固定板相邻一面设置直角加强板，通过直角加强板加固选档电机支架，增加选档机构的整体固定点，使选档机构更加牢固稳定。
进一步地，所述箱体上设置换档电机固定板，所述换档电机固定于所述换档电机固定板上，所述换档角度传感器通过支架固定在所述换档电机固定板上，所述换档电机的输出轴穿过所述换档摆杆与所述换档角度传感器连接。
由上述描述可知，换档电机通过换档电机固定板固定在变速箱的箱体上，较优地换档电机的输出轴与变速杆的轴向垂直的横向设置，换档电机的输出轴直接穿过固定板连接换档摆杆，再通过支架将换档角度传感器固定在换档电机支架上，并在换档摆杆背向换档电机的一侧连接输出轴，从而监测电机输出轴带动换档摆杆转动的角度。
进一步地，所述换档电机固定板上设置有换档限位块，所述换档限位块设置于所述换档电机的输出轴远离所述变速杆的一侧且位于所述换档摆杆的转动轨迹上。
由上述描述可知，在换档电机固定板上的换档摆杆转动轨迹上设置换档限位块，通过换档限位块限制换档摆杆的转动范围，从而限定换档拉杆推拉变速杆的范围，避免机构运转超行程损坏。
进一步地，所述变速杆上套设有直角架，所述直角架与所述变速杆轴向平行的两个垂直面分别与所述选档拉杆和换档拉杆连接。
由上述描述可知，在变速杆上设置直角架，通过直角架提供选档拉杆和换档拉杆的固定位置，便于换档机构和选档机构在相互垂直的选档换档方向上推拉变速杆。
本发明的基于手动变速箱改装的自动变速箱可应用于不同车型上的变速箱，也可用于将手动档汽车改装为自动档汽车，在手动变速箱上改装增加自动操纵换档的机构，通过两组电机和连杆机构以及角度传感器即可实现精准的自动换档操作，通过调整操纵机构中的拉杆的长度即可适应不同车型，并且可同时具有手动操作和自动操作两种模式，结构简单且通用性强。
请参照图1至图6，本发明的实施例一为：
一种基于手动变速箱改装的自动变速箱，包括手动变速箱1和自动操纵装置2。如图1至图3所示，手动变速箱1包括箱体11和变速杆12，自动操纵装置2包括选档机构21和换档机构22。选档机构21包括选档电机211、选档摆杆212、选档拉杆213和选档角度传感器214，换档机构22包括换档电机221、换档摆杆222、换档拉杆223和换档角度传感器224。选档拉杆213和换档拉杆223的两端均连接关节轴承24，通过关节轴承24与其他零部件可微转动的连接。
其中，如图2至图6所示，箱体11上变速杆12选档拨动方向上设置选档电机固定板215，选档电机固定板215的一端固定在变速杆12的托架上，变速杆12托架上与选档电机固定板215相邻的一面设置有直角加强板216，选档电机211输出轴与变速杆12轴向平行的固定于选档电机固定板215上。选档电机211的输出轴穿过选档电机固定板215与选档摆杆212的一端固定连接，选档摆杆212的另一端与选档拉杆213的一端连接。选档角度传感器214通过支架23固定在选档电机固定板215上选档摆杆212所在一侧，选档电机211的输出轴穿过选档摆杆212与选档角度传感器214连接。选档电机固定板215上设置有选档限位块217，选档限位块217设置于选档电机211的输出轴远离变速杆12的一侧且位于选档摆杆212的转动轨迹上。
如图3所示，箱体11上变速杆12换档拨动方向上设置换档电机固定板225，换档电机221输出轴与变速杆12轴向垂直的固定于换档电机固定板225上。如图4至图6所示，换档电机221的输出轴穿过换档电机固定板225与换档摆杆222的一端固定连接，换档摆杆222的另一端与换档拉杆223的一端连接。换档角度传感器224通过支架23固定在换档电机固定板225上换档摆杆222所在一侧，换档电机221的输出轴穿过换档摆杆222与换档角度传感器224连接。换档电机固定板225上设置有换档限位块226，换档限位块226设置于换档电机221的输出轴远离变速杆12的一侧且位于换档摆杆222的转动轨迹上。
如图6所示，变速杆12上套设有直角架25，直角架25与变速杆12轴向平行的两个垂直面分别与选档拉杆213的另一端和换档拉杆223的另一端连接。
其中，选档电机211、选档角度传感器214、换档电机221和换档角度传感器224分别与车辆的控制***电连接，选档角度传感器214监测选档电机211转过角度，换档角度传感器224监测换档电机221转过角度。
本发明的基于手动变速箱改装的自动变速箱的自动换挡工作原理为：
通过车辆的控制***控制选档电机211驱动选档摆杆212转动，选档摆杆212带动选档拉杆213在选档方向上移动，推拉变速杆12拨动，通过选档角度传感器214确认变速杆12拨动到所需档位位置，然后通过车辆的控制***控制换档电机221驱动换档摆杆222转动，换档摆杆222带动换档拉杆223在换档锁定方向上移动，推拉变速杆12锁定或者解除锁定，通过换档角度传感器224确认变速杆12锁定到所需档位。
综上所述，本发明提供的一种基于手动变速箱改装的自动变速箱，在手动变速箱上设置自动操纵机构，通过自动操纵机构拨动变速杆执行档位切换操作；通过两组电机和连杆机构以及角度传感器即可实现精准的自动换档操作，通过调整操纵机构中的拉杆的长度即可适应不同车型，并且可同时具有手动操作和自动操作两种模式，结构简单且通用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于手动变速箱改装的自动变速箱，其特征在于，包括手动变速箱和自动操纵装置，所述手动变速箱包括箱体和变速杆，所述自动操纵装置包括选档机构和换档机构，所述选档机构包括选档电机、选档拉杆和选档角度传感器，所述换档机构包括换档电机、换档拉杆和换档角度传感器；
所述选档电机设置在所述箱体上并位于所述变速杆选档拨动的方向上，所述选档拉杆的两端分别与所述选档电机和所述变速杆连接，所述选档电机驱动所述选档拉杆推拉所述变速杆，所述选档角度传感器设置于所述选档电机和所述选档拉杆的连接处，所述选档角度传感器监测所述选档电机转过角度；
所述换档电机设置在所述箱体上并位于所述变速杆换档拨动的方向上，所述换档拉杆的两端分别与所述换档电机和所述变速杆连接，所述换档电机驱动所述换档拉杆推拉所述变速杆，所述换档角度传感器设置于所述换档电机和所述换档拉杆的连接处，所述换档角度传感器监测所述换档电机转过角度；
所述选档电机、选档角度传感器、换档电机和换档角度传感器分别与车辆的控制***电连接；
所述选档机构和换档机构还分别包括选档摆杆和换档摆杆，所述选档摆杆的一端与所述选档电机的输出轴固定连接且另一端与所述选档拉杆的一端转动连接，所述换档摆杆的一端与所述换档电机的输出轴固定连接且另一端与所述换档拉杆的一端转动连接；
所述选档拉杆的两端分别通过关节轴承与所述选档摆杆和所述变速杆连接，所述换档拉杆的两端分别通过关节轴承与所述换档摆杆和所述变速杆连接；
所述变速杆上套设有直角架，所述直角架与所述变速杆轴向平行的两个垂直面分别与所述选档拉杆和换档拉杆连接；
所述箱体上设置选档电机固定板，所述选档电机固定于所述选档电机固定板上，所述选档角度传感器通过支架固定在所述选档电机固定板上，所述选档电机的输出轴穿过所述选档摆杆与所述选档角度传感器连接；
所述选档电机固定板固定于所述箱体的变速杆托架上，所述箱体的变速杆托架上与所述选档电机固定板相邻的一面设置有直角加强板，所述直角加强板的两端分别固定于所述选档电机固定板和所述箱体上与变速杆托架相邻的位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于手动变速箱改装的自动变速箱，其特征在于，所述选档电机固定板上设置有选档限位块，所述选档限位块设置于所述选档电机的输出轴远离所述变速杆的一侧且位于所述选档摆杆的转动轨迹上。
3.根据权利要求1所述的一种基于手动变速箱改装的自动变速箱，其特征在于，所述箱体上设置换档电机固定板，所述换档电机固定于所述换档电机固定板上，所述换档角度传感器通过支架固定在所述换档电机固定板上，所述换档电机的输出轴穿过所述换档摆杆与所述换档角度传感器连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于手动变速箱改装的自动变速箱，其特征在于，所述换档电机固定板上设置有换档限位块，所述换档限位块设置于所述换档电机的输出轴远离所述变速杆的一侧且位于所述换档摆杆的转动轨迹上。
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