CN214999342U - 一种换挡装置及其组成的运输设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换挡装置及其组成的运输设备，换挡装置包括外壳、挡位组件、入挡模块和选挡模块，挡位组件包括齿轮，入挡模块包括连杆和止杆，止杆连接在连杆的第一端，连杆的第二端上设有推杆；选挡模块包括转轮和选挡动力机构，转轮的轴向方向平行于齿轮的轴向方向，转轮的第一端面上设有容置槽，推杆的端部滑动安装在容置槽中。选挡动力机构驱动转轮旋转，推杆的端部在容置槽中滑动，从而带动连杆升降，止杆远离或靠近齿轮，当止杆远离齿轮时，换挡装置处于空挡；当止杆与齿轮相接时，换挡装置入挡。本实用新型通过驱动转轮以调节连杆的位置，继而止杆可选择不同的挡位，结构简单，易于操控，广泛适用于不同体积的机械设备。

Description

一种换挡装置及其组成的运输设备

技术领域

本实用新型涉及换挡控制器械领域中的一种换挡装置及其组成的运输设备。

背景技术

目前市面上的换挡机构大多采用操作手柄控制，对使用者的操作水平要求较高。以自动挡汽车换挡机构为例，使用者要想了解各个挡位的作用和使用方法需要经过较长时间的学习，而且各个挡位之间经常容易混淆，挡位之间的切换也存在不同的要求，不能任意切换。并且，在此类换挡机构中，为了实现不同挡位的切换，需要多个控制元件、测量元件、执行机构共同作用，整体结构体积庞大。同时，在安装上，换挡机构的零件种类繁多、复杂，数量很多的零件又加重了变速机构的重量，在小型机械设备上构成累赘，因此不适用于安装在小型机械设备上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种换挡装置及其组成的运输设备，结构简单，易于操控。

根据本实用新型的第一方面实施例，提供一种换挡装置，包括外壳，所述外壳的内部形成空腔；若干挡位组件，所述挡位组件包括齿轮，所述齿轮转动安装在所述空腔内；入挡模块，所述入挡模块设于所述空腔内，所述入挡模块包括连杆和可与所述齿轮相接的止杆，所述止杆连接在所述连杆的第一端，所述连杆的第二端上设有推杆；选挡模块，所述选挡模块设于所述空腔内，所述选挡模块包括转轮和选挡动力机构，所述选挡动力机构用于驱动转轮转动，所述转轮的轴向方向平行于所述齿轮的轴向方向，所述转轮的第一端面上设有沿周向方向布置的容置槽，所述推杆的端部滑动安装在所述容置槽中，所述推杆的端部沿所述容置槽滑动的过程中，所述推杆的端部相对于所述转轮在其径向方向上发生位移。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述推杆包括杆体和头部，所述头部连接在所述杆体的端部，以形成所述推杆的端部，所述头部的直径小于所述杆体的直径，所述容置槽的开口宽度小于所述头部的直径。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述挡位组件的数量为三个，各所述挡位组件分别为正转机构、反转机构及止动机构。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述容置槽包括主体段，所述主体段的两端分别与所述转轮圆心的连线之间形成的夹角为135°，所述主体段包括三个组成段，所述组成段包括依次连接的选挡段和换挡段，所述推杆的端部沿所述选挡段滑动的过程中，所述推杆的端部沿所述转轮的轴向方向发生位移，所述换挡段与所述转轮圆心之间的距离先减小后增大。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述主体段的数量为两个，两个所述主体段相互靠近的端部之间通过过渡段连接，所述过渡段的两端分别与所述转轮圆心的连线之间形成的夹角为45°。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述换挡装置还包括阻尼机构，所述阻尼机构包括阻尼件、弹性件和固定在所述空腔内的阻尼座，所述阻尼件滑动安装在所述阻尼座中，所述阻尼件位于所述齿轮和所述转轮的第二端面之间，所述转轮的第二端面上具有沿所述转轮周向方向布置的凸起部，所述弹性件的两端分别连接在所述阻尼件和所述阻尼座，所述弹性件用于向所述阻尼件施加压向所述转轮第二端面的作用力。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述凸起部的两端分别与转轮圆心的连线之间形成的夹角为135°，所述凸起部的两端在所述第一端面上的投影与其中一个主体段的两端重合，所述第二端面上设有倾斜的过渡凸起，所述过渡凸起的第一端与所述凸起部的一端齐平，所述过渡凸起的第二端与所述第二端面齐平，所述过渡凸起的两端分别与所述转轮圆心的连线之间形成的夹角为45°。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述入挡模块还包括导向支架，所述导向支架上设有长形孔，所述长形孔的长度方向平行与所述齿轮的轴向方向，所述止杆活动安装在所述长形孔中。

根据本实用新型第一方面实施例，进一步地，所述止杆与所述连杆转动连接，所述止杆的上部设有沿周向布置的齿圈，所述长形孔的沿长度方向的两相对侧均设有内齿部，所述齿圈与所述内齿部啮合。

根据本实用新型的第二方面实施例，提供一种运输设备，包括上述的换挡装置。

本实用新型的有益效果是：选挡动力机构驱动转轮旋转，推杆的端部在容置槽中滑动，从而带动连杆升降，止杆远离或靠近齿轮，当止杆远离齿轮时，换挡装置处于空挡；当止杆与齿轮相接时，换挡装置入挡。本实用新型通过驱动转轮以调节连杆的位置，继而止杆可选择不同的挡位，结构简单，易于操控，广泛适用于不同体积的机械设备。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型实施例中换挡装置的示意图；

图2是本实用新型实施例中换挡装置的正视图(省略外壳)；

图3是本实用新型实施例中换挡装置的正剖视图(省略外壳)；

图4是本实用新型实施例中入挡模块的示意图；

图5是本实用新型实施例中转轮第一端面的示意图；

图6是本实用新型实施例中转轮第二端面的示意图；

图7是本实用新型实施例中选挡模块的侧视图；

图8是本实用新型实施例中推杆与导向支架的配合示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1～图4，本实用新型实施例中的换挡装置，包括外壳10、入挡模块、选挡模块和若干挡位组件，外壳10的内部形成空腔，入挡模块、选挡模块和挡位组件均设于空腔内。外壳10包括两个壳体，两个壳体可相互拼接，以形成完整的外壳10，外壳10可拆开有利于维护或更换空腔内的部件。挡位组件包括齿轮20，齿轮20转动安装在空腔内。入挡模块包括连杆30和可与齿轮20相接的止杆31，止杆31连接在连杆30的第一端，连杆30的第二端上设有推杆32。选挡模块包括转轮40和选挡动力机构50，选挡动力机构50用于驱动转轮40转动，转轮40的轴向方向平行于齿轮20的轴向方向，转轮40的第一端面上设有沿周向方向布置的容置槽，推杆32的端部滑动安装在容置槽中，推杆32的端部沿容置槽滑动的过程中，推杆32的端部相对于转轮40在其径向方向上发生位移。可选地，连杆30为L型杆，L型杆的第一端平行于齿轮20的径向方向，L型杆的第二端平行于齿轮20的轴向方向。选挡动力机构50可为舵机，舵机通过传动轴51驱动转轮40转动，传动轴51可为十字轴，当转轮40转动时，推杆32的端部相对于转轮40，在转轮40的径向方向上发生位移，从而推杆32带动连杆30整体发生升降，止杆31也随之升降。当止杆31升起时，止杆31远离齿轮20运动且不与齿轮20接触，从而换挡装置处于空挡；相应地，当止杆31下降时，止杆31靠近齿轮20运动并与齿槽相抵接，从而换挡装置处于正相挡、反向挡或止动挡。可选地，传动轴51上可设有支撑件52，支撑件52的外周侧用于支撑推杆32并与推杆32相抵接，支撑件52的外周侧形状与容置槽内侧壁的形状相对应，容置槽的内侧壁指的是靠近转轮40圆心的一侧。

可以理解地，本实施例中，为使推杆32的端部始终位于容置槽中不易脱离，推杆32包括杆体和头部，头部连接在杆体的端部，以形成推杆32的端部，头部的直径小于杆体的直径，容置槽的开口宽度小于头部的直径。推杆32的端部伸入容置槽内，由于容置槽的开口宽度小于头部的直径，因此头部不易从容置槽的开口直接脱出。可选地，容置槽底部的宽度大于头部的直径，且容置槽开口的宽度大于杆体的直径，从而保证推杆32能沿容置槽自由滑动。

可选地，挡位组件的数量为三个，各挡位组件分别为正转机构、反转机构及止动机构，各挡位组件的齿轮20同轴心布置，使连杆30沿齿轮20的轴向方向移动时，推杆32即能随之移动至与不同挡位组件的齿轮20相对，简化运动轨迹。本实施例中，正转机构、反转机构和制动机构依次布置，正转机构最靠近转轮40。

按照图5～图6，容置槽包括主体段，主体段的两端分别与转轮40圆心的连线之间形成的夹角为135°，主体段包括三个组成段41，组成段41包括依次连接的选挡段411和换挡段412，推杆32的端部沿选挡段411滑动的过程中，推杆32的端部沿转轮40的轴向方向发生位移，换挡段412与转轮40圆心之间的距离先减小后增大。各组成段41的两端分别与转轮40圆心的连线之间形成的夹角为分段夹角，三个组成段41的分段夹角相等，分段夹角均为45°。本申请中，容置槽的深度指的是容置槽开口顶面与底面之间的间距，深度方向平行于转轮40的轴向方向。可以理解地，选挡段411的底面为斜面，选挡段411的深度发生变化，从而可使推杆32的端部沿选挡段411滑动的过程中，推杆32的端部沿转轮40的轴向方向发生位移；而换挡段412与转轮40圆心之间的距离先减小后增大，从而可使推杆32的端部沿换挡段412滑动的过程中，推杆32的端部沿转轮40的径向方向发生位移。

本实施例中，当推杆32的端部在第一个组成段41的起始位置时，止杆31的端部位于转轮40与正转机构的齿轮20之间，换挡装置处于空挡，选挡动力机构50驱动转轮40转动后，此时第一个选挡段411的深度逐渐变深，推杆32带动连杆30向靠近正转机构的齿轮20运动，当推杆32的端部位于第一个选当段的结束位置时，止杆31与正转机构齿轮20的周侧相对。随着转轮40的继续转动，推杆32的端部进入换挡段412，由于换挡段412与转轮40圆心之间的距离先减小后增大，因此推杆32向靠近转轮40圆心的方向运动，连杆30随之带动止杆31向靠近齿轮20的方向运动，直至推杆32的端部处于该换挡段412与转轮40圆心的距离最小处时，此时止杆31与齿轮20相抵接，换挡装置处于正转挡。当要换挡时，选挡动力机构50继续转动，推杆32的端部继续沿换挡段412滑动，推杆32的端部与转轮40圆心之间的距离逐渐增大，连杆30随之带动止杆31向远离齿轮20地方方向运动，直至推杆32的端部处于该换挡段412的结束位置时，止杆31的端部与正转机构的齿轮20完全分离，换挡装置处于空挡，与此同时，推杆32的端部也处于下一组成段41中选挡段411的起始位置，随着转轮40继续转动，止杆31可分别与反转机构及止动机构的齿轮20相接，过程同上。

进一步地，主体段的数量为两个，两个主体段相互靠近的端部之间通过过渡段42连接，过渡段42的两端分别与转轮40圆心的连线之间形成的夹角为45°。两个过渡段42连接了两个主体段，两个主体段及两个过渡段42共同形成完整的环形，从而转动轮可沿一个方向不停转动以实现选挡及换挡。本实施例中，两个主体段分别为第一主体段和第二主体段，第一主体段的第三组成段41末端通过过渡段42与第二主体段的第一组成段41起始端相接，同理，第二主体段的第三组成段41末端也通过过渡段42与第一主体段的第一组成段41起始端相接。过渡段42的底面为斜面，从而推杆32的端部从第三组成段41的末端进入过渡段42后，推杆32能沿转轮40的轴向方向运动，连杆30随之带动止杆31沿齿轮20的轴向方向移动，当推杆32的端部进入另一主体段的第一组成段41初始位置时，止杆31复位至初始位置，即止杆31位于转轮40与正转机构的齿轮20之间。

换挡装置还包括阻尼机构，阻尼机构包括阻尼件60、弹性件61和固定在空腔内的阻尼座，阻尼件60滑动安装在阻尼座中，阻尼件60可从阻尼座的两端伸出。阻尼件60位于齿轮20和转轮40的第二端面之间，转轮40的第二端面上具有沿转轮40周向方向布置的凸起部43，弹性件61的两端分别连接在阻尼件60和阻尼座，弹性件61用于向阻尼件60施加压向转轮40第二端面的作用力。阻尼件60始终与转轮40的第二端相抵接，亦即阻尼件60始终与第二端面或凸起部43相抵接，随着转轮40的转动，当转轮40的凸起部43与阻尼件60相抵接时，阻尼件60被推出与齿轮20相接，阻尼件60与齿轮20之间产生滑动摩擦，从而降低齿轮20的转速，换挡装置处于阻尼挡。当阻尼件60的端部与第二端面相对时，弹性件61可驱动阻尼件60远离齿轮20，以保证实现阻尼件60与齿轮20的脱离。

进一步地，凸起部43的两端分别与转轮40圆心的连线之间形成的夹角为135°，凸起部43的两端在第一端面上的投影与其中一个主体段的两端重合，第二端面上设有倾斜的过渡凸起44，过渡凸起44的第一端与凸起部43的一端齐平，过渡凸起44的第二端与第二端面齐平，过渡凸起44的两端分别与转轮40圆心的连线之间形成的夹角为45°。由于设置了倾斜的过渡凸起44，因此阻尼件60能从与第二端面相抵接顺利过渡至与凸起部43相抵接，在阻尼件60从过渡凸起44第二端相对移动至过渡凸起44的第一端时，阻尼件60逐渐向齿轮20靠近，在此过程中，阻尼件60慢慢与齿轮20接触；同时，根据转动角度的不同，过渡凸起44还可用于控制阻尼件60与齿轮20之间的摩擦力，从而改变摩擦力矩。另外，凸起部43的两端在第一端面上的投影与其中一个主体段的两端重合，且过渡凸起44的两端分别与转轮40圆心的连线之间形成的夹角为45°，亦即过渡凸起44与过渡段42一一对应，过渡凸起44的两端在第一端面上的投影与相应的过渡段42的两端重合。本实施例中，推杆32与阻尼件60轴心设置，凸起部43与第一主体段相对，因此，当要令换挡装置处于正常的正转挡或反转挡时，使推杆32的端部位于第二主体段中，此时阻尼件60不会被推动与齿轮20相接触。当要令换挡装置处于正转挡或反转挡时降低转速，则使推杆32的端部位于第一主体段中，此时阻尼件60与齿轮20相接触，能降低齿轮20的转速。

在一些实施例中，参照图7～图8，入挡模块还包括导向支架34，导向支架34上设有长形孔，长形孔的长度方向平行与齿轮20的轴向方向，止杆31活动安装在长形孔中。长形孔限制了支杆在水平运动时，只能沿长形孔的长度方向移动，亦即止杆31的底端始终与各挡位组件的齿轮20轮心相对，利于止杆31准确入挡。本实施例中，连杆30的第二端连接有用于安装止杆31的卡槽件33，卡槽件33具有卡槽，止杆31可在卡槽内沿卡槽的轴向方向滑动，止杆31转动连接在卡槽内。止杆31的顶端设有卡固部312，卡固部312的横截面尺寸大于卡槽的横截面尺寸，从而卡槽件33可带动止杆31升降。进一步地，止杆31的上部设有沿周向布置的齿圈311，长形孔的沿长度方向的两相对侧均设有内齿部341，齿圈311与内齿部341啮合。当连杆30带动止杆31沿长形孔运动时，齿圈311与内齿部341啮合传动，从而更好定位止杆31相对于长形通孔的位置，止杆31不易在长形通孔内滑移，影响入挡的准确性。

本实用新型第二方面实施例中的运输设备，包括上述的换挡装置。可选地，运输设备可以为汽车等。

以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种换挡装置，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳的内部形成空腔；

若干挡位组件，所述挡位组件包括齿轮，所述齿轮转动安装在所述空腔内；

入挡模块，所述入挡模块设于所述空腔内，所述入挡模块包括连杆和可与所述齿轮相接的止杆，所述止杆连接在所述连杆的第一端，所述连杆的第二端上设有推杆；

选挡模块，所述选挡模块设于所述空腔内，所述选挡模块包括转轮和选挡动力机构，所述选挡动力机构用于驱动转轮转动，所述转轮的轴向方向平行于所述齿轮的轴向方向，所述转轮的第一端面上设有沿周向方向布置的容置槽，所述推杆的端部滑动安装在所述容置槽中，所述推杆的端部沿所述容置槽滑动的过程中，所述推杆的端部相对于所述转轮在其径向方向上发生位移。

2.根据权利要求1所述的换挡装置，其特征在于：所述推杆包括杆体和头部，所述头部连接在所述杆体的端部，以形成所述推杆的端部，所述头部的直径小于所述杆体的直径，所述容置槽的开口宽度小于所述头部的直径。

3.根据权利要求1所述的换挡装置，其特征在于：所述挡位组件的数量为三个，各所述挡位组件分别为正转机构、反转机构及止动机构。

4.根据权利要求3所述的换挡装置，其特征在于：所述容置槽包括主体段，所述主体段的两端分别与所述转轮圆心的连线之间形成的夹角为135°，所述主体段包括三个组成段，所述组成段包括依次连接的选挡段和换挡段，所述推杆的端部沿所述选挡段滑动的过程中，所述推杆的端部沿所述转轮的轴向方向发生位移，所述换挡段与所述转轮圆心之间的距离先减小后增大。

5.根据权利要求4所述的换挡装置，其特征在于：所述主体段的数量为两个，两个所述主体段相互靠近的端部之间通过过渡段连接，所述过渡段的两端分别与所述转轮圆心的连线之间形成的夹角为45°。

6.根据权利要求5所述的换挡装置，其特征在于：所述换挡装置还包括阻尼机构，所述阻尼机构包括阻尼件、弹性件和固定在所述空腔内的阻尼座，所述阻尼件滑动安装在所述阻尼座中，所述阻尼件位于所述齿轮和所述转轮的第二端面之间，所述转轮的第二端面上具有沿所述转轮周向方向布置的凸起部，所述弹性件的两端分别连接在所述阻尼件和所述阻尼座，所述弹性件用于向所述阻尼件施加压向所述转轮第二端面的作用力。

7.根据权利要求6所述的换挡装置，其特征在于：所述凸起部的两端分别与转轮圆心的连线之间形成的夹角为135°，所述凸起部的两端在所述第一端面上的投影与其中一个主体段的两端重合，所述第二端面上设有倾斜的过渡凸起，所述过渡凸起的第一端与所述凸起部的一端齐平，所述过渡凸起的第二端与所述第二端面齐平，所述过渡凸起的两端分别与所述转轮圆心的连线之间形成的夹角为45°。

8.根据权利要求3所述的换挡装置，其特征在于：所述入挡模块还包括导向支架，所述导向支架上设有长形孔，所述长形孔的长度方向平行与所述齿轮的轴向方向，所述止杆活动安装在所述长形孔中。

9.根据权利要求8所述的换挡装置，其特征在于：所述止杆与所述连杆转动连接，所述止杆的上部设有沿周向布置的齿圈，所述长形孔的沿长度方向的两相对侧均设有内齿部，所述齿圈与所述内齿部啮合。

10.一种运输设备，其特征在于：包括如权利要求1～9中任一项所述的换挡装置。

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