一种便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置的制作方法

本发明属于汽车配件技术领域，具体地，涉及一种便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置及其工作方法。

背景技术：

现有电动汽车充电口门为机械按压式，经常会出现忘记关上，易造成行驶过程中损坏或被雨雪淋湿，影响安全。现有车辆充电口门由拉线或电机进行解锁，然后手动掀起完成开启过程，关闭时同样手动关闭，由拉线或电机进行闭锁，完成整个充电过程。这种充电口门使用模式，除充电口门的开锁及落锁实现了自动化，其他均需手动操作。随着汽车产业的快速发展，汽车电子化自动化已经成为一个趋势，如何使用户享受到科技发展带来的便利性和人性化，现有模式不符合汽车自动化程度进一步提高的趋势。

现有技术中充电口门自动开闭的技术方案有：电动操作，电磁控制，遥控感应等。专利号为cn201410071017.6的中国发明专利，公开了一种“电动控制启闭的加油口盖”，通过电机正反转带动齿盘，驱动加油口盖的开闭，这种方案缺点在于齿轮和齿条的啮合过程中会引起齿条的磨损较大，影响平稳性，最终影响齿轮齿条副的寿命。专利号2007201441736的发明专利，公开了一种“轿车自限位电子防盗加油口”，其增加了由伸缩杆和控制机构组成的可伸缩电动拉杆，且其控制机构与控制开关，均可实现电动控制，完成加油口门的开启，关闭。但这套系统，在门开启后，仍需要操作人员在车外手动操作，不能实现整个过程的自动化。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置以及该便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置的工作方法。本装置可以实现在电源驱动下，在车辆ecu控制下，自动开闭装置带动充电口门解锁，打开，关闭等一整套的自动操作，同时也可提供一种手动操作方式，操作者可以手动开启或关闭充电口门。

技术方案：本发明提供了一种便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，包括电机、蜗杆、斜齿轮、弹簧、螺母、充电口门轴和充电口门，所述充电口门轴设于充电口门内，所述充电口门轴上部设有一组外花键，顶部设有外螺纹；所述充电口门轴上设有斜齿轮，所述斜齿轮内设有一组内花键，所述内花键和外花键啮合，使得斜齿轮与充电口门轴刚性连接，传递动力。所述斜齿轮上设有弹簧，并通过螺母将所述弹簧固定在充电口门轴上；所述蜗杆设于电机的旋转主轴上，所述蜗杆和斜齿轮啮合，形成蜗杆斜齿轮副。本发明所述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，其结构简单合理紧凑，占据空间小，提供了一种更便捷、更人性化的、用户操作感更好的开门方案。通过直流电机带动执行机构推动充电口门开闭，汽车充电口门电动开闭的模式替代现有手动开闭的模式，同时具有手动模式，即使用者可通过直接推拉充电口门完成开闭动作，可以应用于在断电情况或者其他紧急情况下正常使用的要求，还能够满足客户不同使用习惯，使用者可根据使用习惯选择自动模式或手动模式，手动模式也可以应用于在断电情况或者其他紧急情况下正常使用的要求。

进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，所述螺母和弹簧之间还设有垫片。所述垫片与螺母与充电口门轴同心安装，与充电口门轴外螺纹配合，可通过调整螺母的安装位置，使得弹簧有不同的压力作用在斜齿轮上，并且，垫片可以使固定的稳定性更佳。

进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，所述充电口门轴上还设有轴承，所述轴承设于斜齿轮下部。轴承的设置可以使转动的流畅性更佳。

进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，所述充电口门轴上还设有角度控制模块，所述角度控制模块包括磁环和角度检测装置，所述磁环设于充电口门轴上，并设于轴承和充电口门之间，所述角度检测装置与所述磁环处于同一个水平面，并距磁环一定距离处。角度检测装置可通过传感器的检测精确控制充电口门轴的输出角度，以匹配不同输出角度的要求。

进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，所述角度检测装置包括角度传感器、微动开关。传感器可以选择多样，根据不同的应用环境进行选择，适用性好。

进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，所述电机上设有减速模块，所述减速模块与直流电机主轴连接，并通过外壳机械连接；所述蜗杆设于减速模块的输出轴上。可以满足自动开闭装置慢转速、大扭矩的要求。

进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，所述电机为直流电机。电机优选为直流电机，其起动和调速性能好，调速范围广平滑，过载能力较强，受电磁干扰影响小，并且具有良好的启动特性和调速特性，电机的转矩比较大。此外，维修比较便宜，节能环保。所述弹簧为压缩弹簧，压缩量根据开门时所要克服的力矩设定。

进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，还包括整车ecu控制模块，所述整车ecu控制模块与电机以及角度控制模块电性连接。所述整体ecu控制模块设于汽车内部其他位置，与整个便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置电性连接。除了整车ecu控制模块还可以为其他控制电路，根据不同的应用环境进行选择，适用性好。

本发明还提供一种便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置的工作方法，包括以下步骤：

提拉充电口门，充电口门带动充电口门轴向上移动，内花键和外花键脱离，弹簧被压缩，电机与充电口门的动力传递被切断，充电口门可自由转动；

松开充电口门，弹簧回弹，充电口门轴下移，内花键和外花键啮合，此时整套装置恢复电动和手动皆可的状态。

手动工作过程十分便捷，使用者可通过直接推拉充电口门完成开闭动作，本发明提供了一种更便捷、更人性化的、用户操作感更好的开门方案。使用者可根据使用习惯选择自动模式或手动模式并且，也可以应用于在断电情况或者其他紧急情况下正常使用的要求。

进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置的工作方法，包括以下步骤：

整车ecu控制模块收到角度控制模块发出的执行信号，整车ecu控制模块控制电机通电，电机转动，电机通过带动蜗杆推动斜齿轮转动，斜齿轮上的内花键与充电口门轴上的外花键啮合，斜齿轮带动充电口门轴转动，充电口门轴带动充电口门转动，完成开门动作；

整车ecu控制模块收到角度控制模块发出的停止信号，整车ecu控制模块控制电机通电，电机转动，电机通过带动蜗杆反向转动，推动斜齿轮反向转动，斜齿轮上的内花键与充电口门轴上的外花键啮合，斜齿轮带动充电口门轴反向转动，充电口门轴带动充电口门反向转动，完成关门动作。

通过整车ecu控制模块可以使整个过程的自动化和智能化程度更高，提高整个工作过程的效率。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，其结构简单合理紧凑，占据空间小，提供了一种更便捷、更人性化的、用户操作感更好的开门方案。通过直流电机带动执行机构推动充电口门开闭，汽车充电口门电动开闭的模式替代现有手动开闭的模式，同时具有手动模式，即使用者可通过直接推拉充电口门完成开闭动作，能够满足客户不同使用习惯，使用者可根据使用习惯选择自动模式或手动模式，也可以应用于在断电情况或者其他紧急情况下正常使用的要求。此外，在车辆ecu控制下，自动开闭装置带动充电口门解锁，打开，关闭等一整套的自动操作，且逻辑控制简单、自动化和智能化程度高，具有极高的应用价值。

附图说明

图1为本发明所述便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置的结构示意图；

图2为本发明所述便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置的电性连接示意图；

图3为本发明所述便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置的工作流程图。

图中：1电机、2蜗杆、3斜齿轮、301内花键、4弹簧、5螺母、6充电口门轴、601外花键、602外螺纹、7充电口门、8垫片、9轴承、10角度控制模块、101磁环、102角度检测装置、11减速模块、12整车ecu控制模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1所示的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，包括直流电机1、蜗杆2、斜齿轮3、压缩弹簧4、螺母5、充电口门轴6和充电口门7。其中，所述蜗杆2设于直流电机1的旋转主轴上，所述蜗杆2和斜齿轮3啮合，形成蜗杆斜齿轮副。

另，所述充电口门轴6设于充电口门7内，所述充电口门轴6上部设有一组外花键601，顶部设有外螺纹602；所述充电口门轴6上设有斜齿轮3，所述斜齿轮3内设有一组内花键301，所述内花键301和外花键601啮合，使得斜齿轮与充电口门轴刚性连接，传递动力。再，所述斜齿轮3上设有压缩弹簧4，所述螺母5和压缩弹簧4之间还设有垫片8。所述垫片8与螺母5与充电口门轴6同心安装，与充电口门轴6外螺纹配合，并通过螺母5将所述压缩弹簧4固定在充电口门轴6上，可通过调整螺母5的安装位置，使得弹簧4有不同的压力作用在斜齿轮3上。此外，所述充电口门轴6上还设有轴承9，所述轴承9设于斜齿轮3下部。进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，所述充电口门轴6上还设有角度控制模块10，所述角度控制模块10包括磁环101和角度检测装置102，所述磁环101设于充电口门轴6上，并设于轴承9和充电口门7之间，所述角度检测装置102与所述磁环101处于同一个水平面，并距磁环101一定距离处。其中，所述角度检测装置102可以根据选择角度传感器或微动开关。

工作时，基于上述的结构基础，包括以下步骤：

操作者通过提拉充电口门7，充电口门7带动充电口门轴6向上移动，内花键301和外花键601脱离，压缩压缩弹簧4被压缩，直流电机1与充电口门7的动力传递被切断，充电口门7可自由转动；

当操作者松开充电口门7，压缩压缩弹簧4回弹，充电口门轴6下移，内花键301和外花键601啮合，此时整套装置恢复电动和手动皆可的状态。

实施例2

如图1所示的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，包括直流电机1、蜗杆2、斜齿轮3、压缩弹簧4、螺母5、充电口门轴6和充电口门7。其中，所述蜗杆2设于直流电机1的旋转主轴上，所述蜗杆2和斜齿轮3啮合，形成蜗杆斜齿轮副。

另，所述充电口门轴6设于充电口门7内，所述充电口门轴6上部设有一组外花键601，顶部设有外螺纹602；所述充电口门轴6上设有斜齿轮3，所述斜齿轮3内设有一组内花键301，所述内花键301和外花键601啮合，使得斜齿轮与充电口门轴刚性连接，传递动力。再，所述斜齿轮3上设有压缩弹簧4，所述螺母5和压缩弹簧4之间还设有垫片8。所述垫片8与螺母5与充电口门轴6同心安装，与充电口门轴6外螺纹配合，并通过螺母5将所述压缩弹簧4固定在充电口门轴6上，可通过调整螺母5的安装位置，使得弹簧4有不同的压力作用在斜齿轮3上。此外，所述充电口门轴6上还设有轴承9，所述轴承9设于斜齿轮3下部。进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，所述充电口门轴6上还设有角度控制模块10，所述角度控制模块10包括磁环101和角度检测装置102，所述磁环101设于充电口门轴6上，并设于轴承9和充电口门7之间，所述角度检测装置102与所述磁环101处于同一个水平面，并距磁环101一定距离处。其中，所述角度检测装置102可以根据选择角度传感器或微动开关。

此外，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，还包括整车ecu控制模块12，如图2所示，所述整车ecu控制模块12与电机1以及角度控制模块10电性连接。所述整体ecu控制模块12设于汽车内部其他位置，与整个便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置电性连接。

工作时，基于上述的结构基础，自动工作时，包括以下步骤：

整车ecu控制模块12收到角度控制模块10发出的执行信号，整车ecu控制模块12控制直流电机1通电，直流电机1转动，直流电机1通过带动蜗杆2推动斜齿轮3转动，斜齿轮3上的内花键301与充电口门轴6上的外花键601啮合，斜齿轮3带动充电口门轴6转动，充电口门轴6带动充电口门7转动，完成开门动作；

整车ecu控制模块12收到角度控制模块10发出的停止信号，整车ecu控制模块10控制直流电机1通电，直流电机1转动，直流电机1通过带动蜗杆2反向转动，推动斜齿轮3反向转动，斜齿轮3上的内花键301与充电口门轴6上的外花键601啮合，斜齿轮3带动充电口门轴6反向转动，充电口门轴6带动充电口门7反向转动，完成关门动作。

手动工作时，包括以下步骤：

操作者通过提拉充电口门7，充电口门7带动充电口门轴6向上移动，内花键301和外花键601脱离，压缩压缩弹簧4被压缩，直流电机1与充电口门7的动力传递被切断，充电口门7可自由转动；

当操作者松开充电口门7，压缩压缩弹簧4回弹，充电口门轴6下移，内花键301和外花键601啮合，此时整套装置恢复电动和手动皆可的状态。

实施例3

如图1所示的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，包括直流电机1、蜗杆2、斜齿轮3、压缩弹簧4、螺母5、充电口门轴6和充电口门7。其中，所述电机1上设有减速模块11，所述减速模块11与直流电机1主轴连接，并通过外壳机械连接，所述蜗杆2设于减速模块11的输出轴上，所述蜗杆2和斜齿轮3啮合，形成蜗杆斜齿轮副。

另，所述充电口门轴6设于充电口门7内，所述充电口门轴6上部设有一组外花键601，顶部设有外螺纹602；所述充电口门轴6上设有斜齿轮3，所述斜齿轮3内设有一组内花键301，所述内花键301和外花键601啮合，使得斜齿轮与充电口门轴刚性连接，传递动力。再，所述斜齿轮3上设有压缩弹簧4，所述螺母5和压缩弹簧4之间还设有垫片8。所述垫片8与螺母5与充电口门轴6同心安装，与充电口门轴6外螺纹配合，并通过螺母5将所述压缩弹簧4固定在充电口门轴6上，可通过调整螺母5的安装位置，使得弹簧4有不同的压力作用在斜齿轮3上。此外，所述充电口门轴6上还设有轴承9，所述轴承9设于斜齿轮3下部。进一步的，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，所述充电口门轴6上还设有角度控制模块10，所述角度控制模块10包括磁环101和角度检测装置102，所述磁环101设于充电口门轴6上，并设于轴承9和充电口门7之间，所述角度检测装置102与所述磁环101处于同一个水平面，并距磁环101一定距离处。其中，所述角度检测装置102可以根据选择角度传感器或微动开关。

此外，上述的便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置，还包括整车ecu控制模块12，如图2所示，所述整车ecu控制模块12与电机1以及角度控制模块10电性连接。所述整体ecu控制模块12设于汽车内部其他位置，与整个便捷性可手动操作的电动汽车充电口门自动开闭装置电性连接。

工作时，基于上述的结构基础，自动工作时，如图3所示，包括以下步骤：

操作者在车内控制开闭充电口按钮，整车ecu控制模块12收到角度控制模块10发出的执行信号，整车ecu控制模块12控制直流电机1通电，直流电机1转动，直流电机1推动减速模块11转动，减速模块11的主轴通过带动蜗杆2推动斜齿轮3转动，斜齿轮3上的内花键301与充电口门轴6上的外花键601啮合，斜齿轮3带动充电口门轴6转动，充电口门轴6带动充电口门7转动，完成开门动作；

操作者在车内控制开闭充电口按钮，整车ecu控制模块12收到角度控制模块10发出的停止信号，整车ecu控制模块10控制直流电机1通电，直流电机1转动，直流电机1推动减速模块11反向转动，减速模块11的主轴通过带动蜗杆2反向转动，推动斜齿轮3反向转动，斜齿轮3上的内花键301与充电口门轴6上的外花键601啮合，斜齿轮3带动充电口门轴6反向转动，充电口门轴6带动充电口门7反向转动，完成关门动作。

手动工作时，包括以下步骤：

操作者通过提拉充电口门7，充电口门7带动充电口门轴6向上移动，内花键301和外花键601脱离，压缩压缩弹簧4被压缩，直流电机1与充电口门7的动力传递被切断，充电口门7可自由转动；

当操作者松开充电口门7，压缩压缩弹簧4回弹，充电口门轴6下移，内花键301和外花键601啮合，此时整套装置恢复电动和手动皆可的状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。