一種fsae賽車電動換擋機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于FSAE方程式賽車的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]FSAE方程式賽車(Formula SAE)在國際上被視為“學(xué)界的Fl方程式賽車”，自美國汽車工程師協(xié)會于1979年創(chuàng)辦以來，已經(jīng)有三十多年的歷史了，逐漸形成了德國、美國、英國、日本和中國等地的多站比賽，越來越多的大學(xué)生相應(yīng)地加入到了這個行列?，F(xiàn)在FSAE賽事正朝著更快、更輕、更穩(wěn)定的方向迅速發(fā)展，因此輕量化設(shè)計和空氣動力學(xué)成為FSAE參賽者必考慮的因素。2010年，中國舉辦了首屆大學(xué)生方程式(FSAE)賽車比賽，很多高校相繼展開了對FSAE賽車的研究、制造與調(diào)試。
[0003]對于FSAE賽車來說，賽車的發(fā)動機一般都是采購規(guī)則規(guī)定排量的發(fā)動機，由于原裝的變速器換擋機構(gòu)為手動，在賽車上如果使用手動系統(tǒng)就必須重新設(shè)計離合器踏板和換擋桿，不僅增加賽車重量，也給車手駕駛帶來負擔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述存在的問題，提供一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，簡化傳統(tǒng)換擋機構(gòu)，減輕整車重量，減小車手負擔。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，其特征在于，包括驅(qū)動裝置、控制裝置和傳動裝置，所述驅(qū)動裝置包括電動機和減速器，所述電動機與減速器相連，減速器安設(shè)于減速器支架上，減速器的輸出軸穿過所述減速器支架；所述控制裝置包括PLC控制器和編碼器，所述編碼器安設(shè)于編碼器支架上，所述編碼器支架與減速器支架相連，編碼器的中心軸穿過編碼器支架，所述編碼器的中心軸軸端與所述減速器的輸出軸軸端通過彈性聯(lián)軸器相連，所述PLC控制器的輸入端與編碼器的輸出端相連，PLC控制器的輸出端與電動機通過電路相連；所述傳動裝置包括雙搖桿機構(gòu)和換擋桿，雙搖機構(gòu)包括連桿、第一搖桿和第二搖桿，連桿的兩端分別與第一搖桿和第二搖桿的一頭相連，第一搖桿和第二搖桿的另一頭分別與減速器的輸出軸和換檔桿相連。
[0006]按上述方案，所述連桿由第一桿端關(guān)節(jié)軸承、第二桿端關(guān)節(jié)軸承和雙頭螺柱組成，所述第一桿端關(guān)節(jié)軸承和第二桿端關(guān)節(jié)軸承均為內(nèi)螺紋桿端關(guān)節(jié)軸承，第一桿端關(guān)節(jié)軸承、第二桿端關(guān)節(jié)軸承的一端分別與所述雙頭螺柱的兩端相螺接，第一桿端關(guān)節(jié)軸承、第二桿端關(guān)節(jié)軸承的另一端分別與所述第一搖桿、第二搖桿的一頭通過螺栓相連。
[0007]按上述方案，所述第一搖桿和第二搖桿的另一頭均設(shè)有通孔，第一搖桿和第二搖桿的另一頭外側(cè)中心設(shè)有開口，所述開口的兩側(cè)邊上對稱設(shè)有兩個螺紋連接孔，所述兩個螺紋連接孔通過螺栓相連。
[0008]按上述方案，所述減速器支架為平板結(jié)構(gòu)，所述編碼器支架為“L”型結(jié)構(gòu)，編碼器支架的一側(cè)邊的端面與減速器支架的一側(cè)面相連，編碼器支架的另一側(cè)邊的端面與所述編碼器相連。
[0009]按上述方案，所述雙頭螺柱的兩頭的螺紋旋向相反設(shè)置。
[0010]按上述方案，所述電路為H橋驅(qū)動電路。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:提供一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，實現(xiàn)電動換擋，減輕整車重量，減小車手負擔，結(jié)構(gòu)簡單，降低維護成本。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一個實施例的軸測圖。
[0013]圖2為本發(fā)明一個實施例的正視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明一個實施例的俯視圖。
[0015]其中:1.電動機，2.減速器，3.減速器支架，4.減速器的輸出軸，5.編碼器，6.編碼器支架，7.編碼器的中心軸，8.彈性聯(lián)軸器，9.換擋桿，10.第一桿端關(guān)節(jié)軸承，11.第二桿端關(guān)節(jié)軸承，12.雙頭螺柱，13.第一搖桿，14.第二搖桿，15.連接孔，16.開口。
【具體實施方式】
[0016]為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0017]如圖1-3所示，一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，包括驅(qū)動裝置、控制裝置和傳動裝置，驅(qū)動裝置包括相連的電動機I和減速器2，電動機為直流電動機，減速器通過螺栓與減速器支架3相連，減速器的輸出軸4穿過減速器支架上的通孔，減速器支架為平板結(jié)構(gòu)；控制裝置包括PLC控制器和編碼器5，編碼器支架6為“L”型結(jié)構(gòu)，其一側(cè)邊端面與減速器支架的一側(cè)面相連，另一側(cè)邊的端面與編碼器通過螺栓相連，所述編碼器支架與減速器支架相連，編碼器的中心軸7穿過編碼器支架上的通孔，其軸端與減速器的輸出軸的軸端通過彈性聯(lián)軸器8相連，PLC控制器的輸入端與編碼器的輸出端相連，PLC控制器的輸出端與電動機通過電路相連，電路為H橋驅(qū)動電路；傳動裝置包括雙搖桿機構(gòu)和換擋桿9，雙搖桿機構(gòu)包括連桿、第一搖桿13和第二搖桿14，連桿的兩端分別與第一搖桿和第二搖桿的一頭相連，第一搖桿和第二搖桿的另一頭分別與減速器的輸出軸和換檔桿相連；減速器支架和編碼器支架均采用鋁合金制成，以減輕整個機構(gòu)的重量。
[0018]連桿由第一桿端關(guān)節(jié)軸承10、第二桿端關(guān)節(jié)軸承11和雙頭螺柱12組成，第一及第二桿端關(guān)節(jié)軸承均為內(nèi)螺紋桿端關(guān)節(jié)軸承，其一端分別與雙頭螺柱的兩端相螺接，其另一端分別與第一搖桿、第二搖桿的一頭通過螺栓相連，第一搖桿和第二搖桿的另一頭均設(shè)有通孔分別與減速器輸出軸及編碼器中心軸相配置，第一搖桿和第二搖桿的另一頭外側(cè)中心設(shè)有開口 16，開口的兩側(cè)邊上對稱設(shè)有兩個連接孔15，兩個連接孔通過螺栓相連。
[0019]采用本發(fā)明進行換擋時，當PLC控制器接收到車手的換擋信號后，就會根據(jù)當前的檔位向H橋驅(qū)動電路發(fā)出指令，通過H橋驅(qū)動電路相應(yīng)調(diào)整電動機的供電時間和電流大小實現(xiàn)換擋，同時編碼器記錄下電動機轉(zhuǎn)過的角度，并向PLC控制器反饋電動機的轉(zhuǎn)角信號，及時調(diào)整電動機將換擋桿回轉(zhuǎn)至基準位置，每次回轉(zhuǎn)后記錄回轉(zhuǎn)的角度，算出回轉(zhuǎn)角度與基準位置的角度差值，若角度差值大于3°或小于-3°，則PLC控制器控制換擋桿繼續(xù)反或正方向轉(zhuǎn)動，記錄第二次的回轉(zhuǎn)角度值，再次計算角度差值并進行調(diào)整，反復(fù)調(diào)整，直至角度差值在±3°以內(nèi)則可停止調(diào)整，完成整個換擋操作。直到由于各檔位之間變換所需的力不一樣，電機轉(zhuǎn)過的角度也不一樣，通過編碼器的反饋可保證換擋過程順利的進行，實現(xiàn)換擋穩(wěn)定，快速的完成，降低車手的駕駛難度及充分發(fā)揮發(fā)動機性能，從而提高比賽成績。
【主權(quán)項】
1.一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，其特征在于，包括驅(qū)動裝置、控制裝置和傳動裝置，所述驅(qū)動裝置包括電動機和減速器，所述電動機與減速器相連，減速器安設(shè)于減速器支架上，減速器的輸出軸穿過所述減速器支架；所述控制裝置包括PLC控制器和編碼器，所述編碼器安設(shè)于編碼器支架上，所述編碼器支架與減速器支架相連，編碼器的中心軸穿過編碼器支架，所述編碼器的中心軸軸端與所述減速器的輸出軸軸端通過彈性聯(lián)軸器相連，所述PLC控制器的輸入端與編碼器的輸出端相連，PLC控制器的輸出端與電動機通過電路相連；所述傳動裝置包括雙搖桿機構(gòu)和換擋桿，所述雙搖桿機構(gòu)包括連桿、第一搖桿和第二搖桿，所述連桿的兩端分別與所述第一搖桿和第二搖桿的一頭相連，第一搖桿和第二搖桿的另一頭分別與減速器的輸出軸和所述換檔桿相連。2.根據(jù)上述權(quán)利要求1所述的一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，其特征在于，所述連桿由第一桿端關(guān)節(jié)軸承、第二桿端關(guān)節(jié)軸承和雙頭螺柱組成，所述第一桿端關(guān)節(jié)軸承和第二桿端關(guān)節(jié)軸承均為內(nèi)螺紋桿端關(guān)節(jié)軸承，第一桿端關(guān)節(jié)軸承、第二桿端關(guān)節(jié)軸承的一端分別與所述雙頭螺柱的兩端相螺接，第一桿端關(guān)節(jié)軸承、第二桿端關(guān)節(jié)軸承的另一端分別與所述第一搖桿、第二搖桿的一頭通過螺栓相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，其特征在于，所述第一搖桿和第二搖桿的另一頭均設(shè)有通孔，第一搖桿和第二搖桿的另一頭外側(cè)中心設(shè)有開口，所述開口的兩側(cè)邊上對稱設(shè)有兩個螺紋連接孔，所述兩個螺紋連接孔通過螺栓相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，其特征在于，所述減速器支架為平板結(jié)構(gòu)，所述編碼器支架為“L”型結(jié)構(gòu)，編碼器支架的一側(cè)邊的端面與減速器支架的一側(cè)面相連，編碼器支架的另一側(cè)邊的端面與所述編碼器相連。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，其特征在于，所述雙頭螺柱的兩頭的螺紋旋向相反設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，其特征在于，所述電路為H橋驅(qū)動電路。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種FSAE賽車電動換擋機構(gòu)，包括驅(qū)動裝置、控制裝置和傳動裝置，驅(qū)動裝置包括電動機和減速器，控制裝置包括PLC控制器和編碼器，編碼器的中心軸軸端與減速器的輸出軸軸端通過彈性聯(lián)軸器相連，PLC控制器的輸入端與編碼器的輸出端相連，PLC控制器的輸出端與電動機通過電路相連；傳動裝置包括雙搖桿機構(gòu)和換擋桿，雙搖機構(gòu)包括連桿、第一搖桿和第二搖桿，連桿的兩端分別與第一搖桿和第二搖桿的一頭相連，第一搖桿和第二搖桿的另一頭分別與減速器的輸出軸和換檔桿相連。本發(fā)明使換擋更加迅速、穩(wěn)定，操作更方便。
【IPC分類】F16H61/32
【公開號】CN105090483
【申請?zhí)枴緾N201510422273
【發(fā)明人】田哲文, 徐峰, 張 浩, 湯周杰, 葉一凡
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月17日