驱动机构及电动车的制作方法

本发明涉及电动车技术领域，尤其是涉及一种驱动机构，以及一种具有该驱动机构的电动车。

背景技术：

随着石油资源的日益减少、大气环境的污染的日益严重，电动车是当前世界各国研究的热点，是解决能源危机和环境污染的重要途径。电动车，即使用电力驱动的车辆，又名电驱车。通常说的电动车是以电池作为能量来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械能，进而驱动车辆运动。第一辆电动车于1834年制造出来，它是由直流电机驱动的，时至今日，电动车已发生了巨大变化，类型也多种多样。电动车按用途方式可以分为：电动汽车、电动三轮车以及电动自行车。

电动三轮车对驱动机构的性能有较高的要求，现有的驱动机构包括驱动电机和变速箱。当电动三轮车，在行驶至爬坡、弯路、下坡等路况时，需要经常变换变速箱的挡位，例如爬坡的时候，需要使用低速挡以使得电动三轮车或电动汽车获得更大的转矩；在需要高速行驶时，需要使用高速挡以使得电动三轮车获得更高的速度。为了使电动三轮车能够变换挡位，人们常用两挡变速箱来实现换挡。

现有的两档变速箱为手动换挡，换挡轴伸出至变速的箱体外，驾驶员通过换挡手柄来带动换挡轴转动，进而通过换挡片推动拨叉实现换挡。这就造成换挡时，需要手动操作，使用较为不便，造成驾驶的过程较为复杂，使用的便捷性和舒适性较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种驱动机构，以解决现有技术中的手动换挡的便捷性和舒适性较差的技术问题。

本发明提供一种驱动机构，包括驱动电机、变速箱和控制机构；所述驱动电机的输出轴与所述变速箱的输入轴固定连接，所述变速箱包括用于执行换挡操作的换挡机构，所述换挡机构与所述控制机构连接，所述控制机构能够根据电动车的车速信息和挡位信息，控制所述换挡机构对所述变速箱进行自动换挡。

进一步地，所述驱动电机的输出轴与所述变速箱的输入轴通过连接组件连接；

所述连接组件包括：连接部以及相对设置的第一转盘和第二转盘；

所述第一转盘用于与驱动电机的输出轴固定连接，所述第二转盘用于与变速箱的输入轴固定连接；

所述第一转盘和所述第二转盘通过所述连接部固定连接，且所述连接部在径向上的外力作用下能够发生弹性形变。

进一步地，所述换挡机构包括换挡电机、拨叉轴和拨叉；

所述换挡电机与所述拨叉轴连接，以用于驱动所述拨叉轴绕该拨叉轴的轴线转动；所述拨叉安装在所述拨叉轴上，所述拨叉轴绕该拨叉轴的轴线转动时能够带动所述拨叉沿所述拨叉轴的延伸方向运动。

进一步地，拨叉轴的外表面上具有凹槽，所述凹槽绕所述拨叉轴的轴线呈螺旋状设置；

所述拨叉包括连接环，所述连接环套设在所述拨叉轴的外表面上，且所述连接环上设有滑块，所述滑块伸入所述凹槽中，并能够沿所述凹槽滑动。

进一步地，所述变速箱包括第一从动轴；

所述第一从动轴上设有结合环，所述结合环滑动连接在所述第一从动轴上，且所述结合环与所述拨叉固定连接，所述拨叉沿所述拨叉轴的延伸方向运动时能够带动所述结合环沿所述第一从动轴的延伸方向运动。

进一步地，所述第一从动轴上还设有第一换挡齿轮和第二换挡齿轮，所述第一换挡齿轮和所述第二换挡齿轮分别位于所述结合环的两侧，且空套在所述第一从动轴上，所述结合环能够分别与所述第一换挡齿轮和所述第二换挡齿轮卡接。

进一步地，所述变速箱还设有第二从动轴，沿所述第二从动轴的延伸方向，依次固定有第一传递齿轮、连接齿轮和第二传递齿轮，所述第一传递齿轮与所述第一换挡齿轮啮合，所述第二传递齿轮与所述第二换挡齿轮啮合，所述连接齿轮用于与输出端连接。

进一步地，所述变速箱还包括差速器，所述差速器的输入端与所述连接齿轮啮合，所述差速器的输出端分别与两个车轮连接。

进一步地，所述控制组件用于获取电动车的车速和挡位信息，并根据预设的车速信息和挡位信息之间的对应关系，在所述电动车的车速信息和档位信息不对应时，控制所述换挡机构执行换挡操作。

本发明的目的还在于提供一种电动车，包括本发明所述的驱动机构。

本发明提供的驱动机构，包括驱动电机、变速箱和控制机构；所述驱动电机的输出轴与所述变速箱的输入轴固定连接，所述变速箱包括用于执行换挡操作的换挡机构，所述换挡机构与所述控制机构连接，所述控制机构能够根据电动车的车速信息和挡位信息，控制所述换挡机构对所述变速箱进行自动换挡。本发明提供的驱动机构，控制机构能够根据电动车的车速信息及变速箱的挡位信息，控制换挡机构实现自动换挡，能够简化换挡过程，不需要驾驶员手动操作即可换挡，增强了使用的便捷性和舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1是本发明实施例提供的驱动机构的结构示意图；

图2是图1所示驱动机构的局部放大图；

图3是本发明实施例提供的驱动机构中拨叉轴的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的驱动机构中拨叉的局部展开图；

图5是本发明实施例提供的驱动机构中连接组件的结构示意图。

图标：1－换挡电机；2－拨叉轴；21－凹槽；3－拨叉；31－连接环；32－滑块；4－结合环；5－第一换挡齿轮；6－第二换挡齿轮；7－连接齿轮；8－弹性连接组件；81－转盘；82－连接部；91－第一转盘；92－第二转盘；93－连接部；94－驱动电机的输出轴；95－变速箱的输入轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种驱动机构，包括驱动电机、变速箱和控制机构；驱动电机的输出轴94与变速箱的输入轴95固定连接，变速箱包括用于执行换挡操作的换挡机构，换挡机构与控制机构连接，控制机构能够根据电动车的车速信息和挡位信息，控制换挡机构对变速箱进行自动换挡。

其中，驱动电机的输出轴94与变速箱的输入轴95固定连接，驱动电机能够对变速箱输出转矩，控制机构能够采集车速信息和挡位信息，并根据电动车的车速信息及变速箱的挡位信息，在需要换挡的时候，控制换挡机构执行换挡操作实现自动换挡，以实现自动换挡能够简化换挡过程，不需要驾驶员手动操作即可换挡，增强了使用的便捷性和舒适性。

此外，自动换挡能够使挡位适应电动车的行车状态，能够提高电动车的效率，从而节省电能。此处需要说明的是，电动车可以为电动三轮车，也可以为电动低速四轮车等。

具体地，驱动电机的输出轴94与变速箱的输入轴95通过连接组件连接；连接组件包括：连接部93以及相对设置的第一转盘91和第二转盘92；第一转盘91用于与驱动电机的输出轴94固定连接，第二转盘92用于与变速箱的输入轴95固定连接；第一转盘91和第二转盘92通过连接部93固定连接，且连接部93在径向上的外力作用下能够发生弹性形变。

第一转盘91用于与驱动电机的输出轴94固定连接，第二转盘92用于与变速箱的输入轴95固定连接。其中，第一转盘91与驱动电机的输出轴94的连接方式，可以为键连接，可以为销连接，也可以为一体式结构等任何适合的方式，只要能够将第一转盘91与驱动电机的输出轴94固定连接即可；第二转盘92与变速箱的输入轴95的连接方式，可以为键连接，可以为销连接，也可以为一体式结构等任何适合的方式，只要能够将第二转盘92与变速箱的输入轴95固定连接即可。

连接部93可以为任何适合的结构，连接部93可以为连接轴，可以为连接盘，也可以为连接块，只要连接部93在径向上的外力作用下能够发生弹性形变即可。利用连接部93在径向上的外力作用下能够发生弹性形变的性能，当驱动电机的输出轴94的轴线和变速箱的输入轴95的轴线发生径向偏移时，连接部93可以发生相应的弹性形变，进而能够补偿所述径向偏移，从而降低电机与变速箱之间的振动，优化设备的运行情况，延长电机和变速箱的使用寿命。

此外，利用连接部93的弹性形变，还可以缓冲变速箱对驱动电机传递的振动，降低驱动电机受到的振动，能够较好地保护驱动电机，进一步延长驱动电机的使用寿命。

使用本实施例提供的连接组件时，开启驱动电机后，驱动电机的输出轴94开始转动，能够带动第一转盘91转动，第一转盘91通过连接部93与第二转盘92固定连接，进而能够带动第二转盘92转动，第二转盘92固定在变速箱的输出轴上，从而可以带动变速箱的输出轴转动，实现转矩的传递，由于连接部93在径向上的外力作用下能够发生弹性形变，当驱动电机的输出轴94的轴线和变速箱的输入轴95的轴线发生径向偏移时，连接部93能够发生相应的弹性形变，补偿径向偏移。

此处需要说明的是，径向是指驱动电机的输出轴94和变速箱的输入轴95连接的平面上的径向方向。

换挡机构包括换挡电机1、拨叉轴2和拨叉3；换挡电机1与拨叉轴2连接，以用于驱动拨叉轴2绕该拨叉轴2的轴线转动；拨叉3安装在拨叉轴2上，拨叉轴2绕该拨叉轴2的轴线转动时能够带动拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向运动。

其中，换挡电机1和拨叉轴2可以通过法兰盘连接，可以通过联轴器连接，只要能够将换挡电机1的输出轴与拨叉轴2固定连接即可。优选地换挡电机1和拨叉轴2通过弹性联轴器连接，当换挡电机1的输出轴的轴线和拨叉轴2的轴线发生径向偏移时，弹性联轴器可以发生相应的弹性形变，进而能够补偿换挡电机1的输出轴的轴线与拨叉轴2的轴线之间的径向偏移，从而降低换挡电机1与拨叉轴2之间的振动，优化换挡机构的运行情况，延长换挡机构的使用寿命。此外，利用弹性联轴器，还可以缓冲拨叉轴2对换挡电机1传递的振动，降低换挡电机1受到的振动，能够较好地保护换挡电机1，更进一步地延长换挡电机1的使用寿命。

拨叉轴2绕该拨叉轴2的轴线转动时，能够带动拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向运动，其中，拨叉3与拨叉轴2的连接方式能够将拨叉轴2的圆周运动转化为拨叉3的直线运动，例如，拨叉轴2为螺纹轴，拨叉3具有连接环31，连接环31套设在螺纹轴上，并且连接环31能够与螺纹轴啮合，换挡电机1驱动拨叉轴2自转时，连接环31能够沿拨叉轴2的延伸方向运动，进而使拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向运动。

使用时，换挡电机1驱动拨叉轴2转动，拨叉轴2绕该拨叉轴2的轴线转动时，能够将拨叉轴2的圆周运动转化为拨叉3的直线运动，拨叉3能够沿拨叉轴2的延伸方向作直线运动，使拨叉3能够沿拨叉轴2的延伸方向拨动结合环4，使结合环4分别朝向不同的换挡齿轮运动并与其卡合连接，以完成换挡。

优选地，拨叉轴2的外表面上具有凹槽21，凹槽21绕拨叉轴2的轴线呈螺旋状设置；拨叉3包括连接环31，连接环31套设在拨叉轴2的外表面上，且连接环31上设有滑块32，滑块32伸入所述凹槽21中，并能够沿所述凹槽21滑动。

拨叉轴2自转时，滑块32能够沿凹槽21滑动，进而带动拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向运动。其中，凹槽21能够对滑块32起导向作用，使滑块32沿着凹槽21滑动，进而保证拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向作直线运动。此外，连接环31套设在拨叉轴2上，能够较为稳固地将拨叉3安装在拨叉轴2上，防止拨叉轴2掉落，并且当滑块32沿凹槽21滑动时，连接环31能够对拨叉3起导向作用，使拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向，在拨叉轴2上滑动，保证拨叉3能够较为准确的拨动结合环4，提高可靠性。

本实施例中，滑块32位于凹槽21的最左侧时，拨叉3能够拨动结合环4与第一换挡齿轮5卡合连接，变速箱实现一挡运行；滑块32位于凹槽21的最右侧时，拨叉3能够拨动结合环4与第二换挡齿轮6卡合连接，变速箱实现二挡运行；滑块32位于凹槽21的中间位置时，拨叉3能够拨动结合环4至既不与第一换挡齿轮5接触，也不与第二换挡齿轮6接触的位置，变速箱实现空挡运行。例如从一挡换至二挡的过程中，可以利用拨叉3将结合环4从与第一换挡齿轮5卡接的位置拨动至空挡位置，然后再将结合环4拨动至与第二换挡齿轮6卡接的位置，能够起到一定的缓冲作用，使换挡的过程更加平稳。

进一步地，变速箱包括第一从动轴，第一从动轴上设有结合环4，结合环4滑动连接在第一从动轴上，且结合环4与拨叉3固定连接，拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向运动时能够带动结合环4沿第一从动轴的延伸方向运动。

拨叉轴2自转时，能够驱动拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向运动，由于拨叉3与结合环4固定连接，拨叉3能够推动结合环4沿第一从动轴的延伸方向滑动，进而能够与第一换挡齿轮5或第二换挡齿轮6接触并卡接，实现换挡。

具体地，第一从动轴上还设有第一换挡齿轮5和第二换挡齿轮6，第一换挡齿轮5和第二换挡齿轮6分别位于结合环4的两侧，且空套在第一从动轴上，结合环4能够分别与第一换挡齿轮5和第二换挡齿轮6卡接。

其中，第一从动轴由驱动电机驱动，第一从动轴齿轮能够在驱动电机的输出轴94的驱动下，绕其自身的轴线转动，结合环4滑动连接在第一从动轴上，结合环4能够传递第一从动轴的转矩，第一换挡齿轮5和第二换挡齿轮6空套在第一从动轴上，不能传递第一从动轴的转矩。当结合环4与第一换挡齿轮5卡合连接时，能够使第一换挡齿轮5传递第一从动轴的转矩；当结合环4与第二换挡齿轮6卡合连接时，能够使第二换挡齿轮6传递第一从动轴的转矩，拨叉3在沿拨叉轴2的延伸方向运动时，能够驱动结合环4分别通第一换挡齿轮5和第二换档齿轮卡合连接，进而实现换挡。

进一步地，所述变速箱还设有第二从动轴，沿第二从动轴的延伸方向，依次固定有第一传递齿轮、连接齿轮和第二传递齿轮，第一传递齿轮与第一换挡齿轮啮合，第二传递齿轮与第二换挡齿轮啮合，连接齿轮用于与输出端连接。当结合环4与第一换挡齿轮5卡合连接时，能够使第一换挡齿轮5传递第一从动轴的转矩，第一传递齿轮与第一换挡齿轮啮合，能够带动第一连接齿轮转动，进而带动第二从动轴转动，连接齿轮能够将第二从动轴的转矩传递至输出端；第二换挡齿轮与第二连接齿轮啮合的工作原理与上述工作原理相同，此处不再赘述。

进一步地，变速箱还包括差速器，差速器的输入端与连接齿轮啮合，差速器的输出端分别与两个车轮连接。差速器能够向两个车轮传递转矩，还能允许两个车路以不同的转速旋转，能够使拐弯更加顺畅和精确。

进一步地，控制组件用于获取电动车的车速和挡位信息，并根据预设的车速信息和挡位信息之间的对应关系，在电动车的车速信息和档位信息不对应时，控制换挡机构执行换挡操作。

优选地，拨叉轴2上设有角位移传感器，角位移传感器能够检测拨叉轴2的角位移信息，角位移传感器和换挡电机1均与控制组件连接，控制组件能够接收角位移传感器的角位移信息。

控制组件能够接收拨叉轴2的角位移信息，并且根据该角位移信息计算出拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向运动的距离，进而控制拨叉轴2转动一定的角度以使拨叉3到达需要的位置。

本实施例中，需要挂一挡时，控制组件控制换挡电机1启动，并控制换挡电机1正转，控制组件不断接收拔叉轴的角位移信息，并且根据该角位移信息得出拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向作直线运动的距离，直到拨叉3运动至能够拨动结合环4与第一换挡齿轮5卡接的位置时，控制组件控制换挡电机1停止转动，即可实现一挡运行，此后，再需要挂二挡时，控制组件控制换挡电机1启动，并控制换挡电机1反转，控制组件不断接收拔叉轴的角位移信息，并且根据该角位移信息得出拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向运动的距离，直到拨叉3运动至能够拨动结合环4与第二换挡齿轮6卡接的位置时，控制组件控制换挡电机1停止转动，即可实现二挡运行。

控制组件能够根据电动车的车速和挡位信息，自动调节电动车的挡位，以实现自动换挡，能够简化换挡过程，不需要驾驶员手动操作即可换挡，增强了使用的便捷性和舒适性。

此外，本实施例提供的换挡机构，能够根据电动车的行驶状态自动调整挡位，能够提高电动车的工作效率，降低电动车的能耗。

更优选地，需要挂一挡时，控制器控制换挡电机1启动，并控制换挡电机1正转，控制器不断接收拔叉轴的角位移信息，并且根据该角位移信息得出拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向作直线运动的距离，直到拨叉3运动至能够拨动结合环4与第一换挡齿轮5卡接的位置时，控制器控制换挡电机1停止转动，即可实现一挡运行。

此后，再需要挂二挡时，控制器控制驱动电机的输出轴94停止转动，控制换挡电机1启动，并控制换挡电机1反转，控制器不断接收拔叉轴的角位移信息，并且根据该角位移信息得出拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向运动的距离，直到拨叉3驱动结合环4运动至空档位置，控制器控制换挡电机1停止转动，控制组件开启驱动电机的输出轴94，并调节第一从动轴的转速与第二换挡齿轮6的转速接近后(第二换挡齿轮6的转速可以根据变速箱输出轴转速和变速比进行计算)，再启动换挡电机1并使电机反转，控制器不断接收拔叉轴轴的角位移信息，并且根据该角位移信息得出拨叉3沿拨叉轴2的延伸方向运动的距离，直至拨叉3运动至能够拨动结合环4与第二换挡齿轮6卡接的位置时，控制器控制换挡电机1停止转动，即可实现二挡运行。本实施例中，在换挡的过程中，利用空档位置，对第一从动轴进行调速，使结合环4与第二换挡齿轮6的转速接近后再进行卡合连接，能够使换挡的过程更加平稳，降低换挡的振动和噪声，提高了使用的舒适性。

本发明的目的还在于提供一种电动车，包括本发明所述的驱动机构。

本发明提供的电动车能够根据电动车的车速信息及变速箱的挡位信息，控制换挡机构实现自动换挡，能够简化换挡过程，不需要驾驶员手动操作即可换挡，增强了使用的便捷性和舒适性，增强客户体验。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。