液压执行器以及包括其的变速器和车辆的制作方法

本公开涉及一种液压执行器和包括该液压执行器的变速器，以及包括该变速器的车辆。

背景技术：

1、车辆多个部件需要在多种工作状态之间切换，诸如传动系统中变速器需要在不同传动比之间切换、传动系统中的离合器需要在接合状态和脱离状态之间切换，以及驻车锁止装置需要在锁止状态与解锁状态之间切换。这种工作状态的切换通常由可在两个或多个工作位置之间移动的执行器执行。

2、常用的执行器包括电动执行器和液压执行器两种类型。电动执行器通过电机致动。为了满足执行器对扭矩的要求，电动执行器的电机需要选择高扭矩电机(例如扭矩为约300mnm～500mnm)，并且需要通过传动系统放大扭矩。高扭矩电机的价格昂贵，造成电动执行器的成本上升。液压执行器则通过液压缸致动，而液压缸通过电子油泵驱动。为了满足执行器对扭矩的要求，驱动液压缸的电子油泵需要选择为大功率电子油泵，例如功率≥100w的电子油泵。相比于高扭矩电机，液压缸的价格较低。但大功率电子油泵的价格昂贵，造成液压执行器的系统整体成本也无法下降。

3、因此，需要既能够满足对扭矩的要求又能够降低成本的执行器。

技术实现思路

1、针对上文提到的问题和需求，本公开的目的在于提出一种液压执行器、变速器以及车辆，其由于采取了如下技术特征而解决了上述问题，并带来其他技术效果。

2、根据本公开的液压执行器包括：液压线性致动机构，包括在第一位置与第二位置之间线性运动的致动臂；第一运动转换机构，联接至所述致动臂，以将致动臂的线性运动转换为回转运动；减速机构，联接至所述第一运动转换机构，以将所述回转运动进行减速。

3、本公开的目的之一在于提供一种成本较低且扭矩满足要求的执行器。液压执行器包括液压线性致动机构、运动转换机构和减速机构。减速机构可放大由液压线性致动机构产生的扭矩。因此，在满足扭矩需求的前提下，液压线性致动机构自身所产生的扭矩可以减小，其驱动装置，诸如电子油泵等，的功率也可以相应减小，降低了执行系统的整体成本。

4、根据本公开的液压执行器还可以单独或组合地具有以下特征中的一个或多个。

5、根据本公开的一个实施例，所述液压执行器还包括第二运动转换机构，所述第二运动转换机构联接至所述减速机构，以将所述回转运动转换为线性运动。通过上述第二运动转换机构，所述液压执行器可作为线性执行器使用。

6、根据本公开的一个实施例，第一运动转换机构包括滚珠丝杠和滚珠螺母，所述滚珠丝杠形成所述致动臂的一部分。滚珠丝杠的线性运动可使得滚珠螺母转动，由此实现线性运动到回转运动的转换。

7、根据本公开的一个实施例，所述滚珠螺母的外表面构造为蜗杆表面。所述蜗杆表面可用于将滚珠螺母的回转运动传递到减速机构。

8、根据本公开的一个实施例，所述减速机构包括正齿轮，所述正齿轮与所述蜗杆表面啮合。由此，减速机构联接到第一运动转换机构。在滚珠螺母转动时，减速机构的正齿轮被滚珠螺母带动而旋转。正齿轮的齿数大于滚珠螺母的蜗杆表面的蜗杆头数，二者的比率限定了减速机构的减速比。减速机构以所述减速比将液压线性致动机构的扭矩进行放大。此外，正齿轮和蜗杆表面的啮合所实现的运动传递具有方向选择性，滚珠螺母能够带动正齿轮，而正齿轮无法带动滚珠螺母。因此，液压执行器的锁止功能可由正齿轮和蜗杆表面的所述啮合实现，而无需加入专门的锁止机构。

9、根据本公开的一个实施例，所述第一运动转换机构包括齿条部，所述齿条部形成所述致动臂的一部分。

10、根据本公开的一个实施例，所述减速机构包括小齿轮和与所述小齿轮啮合的大齿轮，所述小齿轮还与所述齿条部啮合。

11、根据以上特征，齿条部与小齿轮的啮合将致动臂的线性运动转换为回转运动，即实现了线性运动到回转运动的转换。此外，大齿轮的齿数大于小齿轮的齿数，二者的比率限定了减速机构的减速比。减速机构以所述减速比将液压线性致动机构的扭矩进行放大。

12、根据本公开的一个实施例，所述液压执行器还包括第二运动转换机构，所述第二运动转换机构包括齿条，所述齿条与所述正齿轮啮合，以将所述回转运动转换为线性运动。由此，所述液压执行器实现了对液压线性致动机构的线性运动的减速。

13、根据本公开的一个实施例，所述液压执行器还包括第二运动转换机构，所述第二运动转换机构包括与相应的正齿轮或大齿轮旋转固定的同轴齿轮，以及与该同轴齿轮啮合的齿条。由此，所述液压执行器实现了对液压线性致动机构的线性运动的减速。

14、根据本公开的一个实施例，所述液压执行器还包括锁止机构，以锁定所述致动臂的位置。优选地，所述锁止机构是锁止螺线管。

15、根据本公开的一个实施例，所述液压线性致动机构是液压缸。

16、根据本公开的一个实施例，所述液压缸的液压油由低功率的电子油泵驱动。低功率的电子油泵的成本相对较低，从而可以降低整个执行器系统的成本。

17、根据本公开的一个实施例，所述电子油泵的功率大约为40w。

18、根据本公开的一个实施例，所述液压执行器包括设置在所述液压缸内的霍尔传感器，用于测量所述液压执行器的行程。

19、根据本公开的一个实施例，所述减速机构的减速比大约为50。

20、本公开还提供一种变速器，其包括如上所述的液压执行器。

21、本公开还提供一种车辆，其包括如上所述的变速器。

技术特征：

1.一种液压执行器(100)，其特征在于，所述液压执行器(100)包括：

2.根据权利要求1所述的液压执行器(100)，其中，所述液压执行器(100)还包括第二运动转换机构(40)，所述第二运动转换机构(40)联接至所述减速机构(30)，以将所述回转运动转换为线性运动。

3.根据权利要求1所述的液压执行器(100)，其中，所述第一运动转换机构(20)包括滚珠丝杠(21)和滚珠螺母(22)，所述滚珠丝杠(21)形成所述致动臂(11)的一部分。

4.根据权利要求3所述的液压执行器(100)，其中，所述滚珠螺母(22)的外表面构造为蜗杆表面。

5.根据权利要求4所述的液压执行器(100)，其中，所述减速机构(30)包括正齿轮(31)，所述正齿轮(31)与所述蜗杆表面啮合。

6.根据权利要求1所述的液压执行器(100)，其中，所述第一运动转换机构(20)包括齿条部(23)和小齿轮(24)，所述齿条部(23)形成所述致动臂(11)的一部分，所述小齿轮(24)与所述齿条部(23)啮合。

7.根据权利要求6所述的液压执行器(100)，其中，所述减速机构(30)包括与所述第一运动转换机构(20)的小齿轮(24)啮合的大齿轮(32)。

8.根据权利要求5所述的液压执行器(100)，其中，所述液压执行器(100)还包括第二运动转换机构(40)，所述第二运动转换机构(40)包括齿条(41)，所述齿条(41)与所述正齿轮(31)啮合，以将所述回转运动转换为线性运动。

9.根据权利要求5或7所述的液压执行器(100)，其中，所述液压执行器(100)还包括第二运动转换机构(40)，所述第二运动转换机构(40)包括与相应的正齿轮(31)或大齿轮(32)旋转固定的同轴齿轮(42)，以及与该同轴齿轮(42)啮合的齿条(41)。

10.根据权利要求1或2所述的液压执行器(100)，其中，所述液压执行器(100)还包括锁止机构(50)，以锁定所述致动臂(11)的位置。

11.根据权利要求10所述的液压执行器(100)，其中，所述锁止机构(50)是锁止螺线管。

12.根据权利要求1或2所述的液压执行器(100)，其中，所述液压线性致动机构(10)是液压缸(12)。

13.根据权利要求12所述的液压执行器(100)，其中，所述液压缸(12)的液压油由低功率的电子油泵驱动。

14.根据权利要求12所述的液压执行器(100)，其中，所述电子油泵的功率大约为40w。

15.根据权利要求12所述的液压执行器(100)，其中，所述液压执行器(100)包括设置在所述液压缸(12)内的霍尔传感器(13)，用于测量所述液压执行器(100)的行程。

16.根据权利要求1或2所述的液压执行器(100)，其中，所述减速机构(30)的减速比大约为50。

17.一种变速器，其特征在于，所述变速器包括根据权利要求1至16中的任一项所述的液压执行器(100)。

18.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求17所述的变速器。

技术总结
本公开涉及一种液压执行器(100)，其包括：液压线性致动机构(10)，包括在第一位置与第二位置之间线性运动的致动臂(11)；第一运动转换机构(20)，联接至所述致动臂(11)，以将致动臂(11)的线性运动转换为回转运动，减速机构(30)，联接至所述第一运动转换机构(20)，以将所述回转运动进行减速。本公开还涉及一种包括这样的液压执行器(100)的变速器和包括所述变速器的车辆。

技术研发人员：颜帮华,刘福仁,叶继海
受保护的技术使用者：福缔汽车（太仓）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4