一种行星齿轮的电子锁结构，电子锁及机动车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电子锁技术领域，更具体地，涉及一种行星齿轮的电子锁结构，电子锁及机动车辆。


背景技术：

2.随着新能源技术的快速发展，新能源汽车的数量也越来越多。目前，为了提高充电过程的安全性，新能源汽车充电接口处安装有锁止装置，锁止装置的设计制约着新能源汽车充电过程的发展，本领域技术人员需要一种转动平稳，体积小，可在充电枪或汽车充电接口有限空间中进行组装。目前市场上齿轮齿条结构的电子锁，占用汽车充电枪或汽车充电接口的体积较大，不利于设备小型化生产。因此，如何提供一种在充电枪或汽车充电接口狭小空间内进行组装，同时要求结构简单，维修方便的一种行星齿轮的电子锁结构成为本领域亟需解决的技术难题。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个目的是提供一种行星齿轮的电子锁结构的新技术方案。
4.根据本实用新型的第一方面，提供了一种行星齿轮的电子锁结构，包括：
5.驱动装置，具有驱动轴；
6.减速机构，所述减速机构由多级行星减速齿轮构成，包括输入端和输出端，所述输入端与所述驱动轴连接，所述输出端设置有偏心转轴；
7.锁杆，一端与所述偏心转轴连接，所述锁杆轴线方向与所述驱动装置的驱动轴轴向方向非平行设置；
8.所述驱动装置的驱动轴的转动通过减速机构转化为所述锁杆往复运动。
9.进一步的，所述减速机构包括多级行星减速齿轮，各级所述行星减速齿轮均包括外齿圈、太阳轮、行星齿轮和行星齿轮架；所述外齿圈固定设置，所述太阳轮与所述外齿圈同轴设置，所述行星齿轮数量为至少三个，分别与所述外齿圈和所述太阳轮啮合，所述行星齿轮分别设置与其轴线重合的转轴，所述行星齿轮架一侧与多个所述转轴转动连接，所述行星齿轮架另一侧设置与所述太阳轮轴线重合的位置上设置传动轴；
10.多级所述行星减速齿轮依次重叠放置，每一级所述行星减速齿轮的传动轴与下一级所述行星减速齿轮的太阳轮同轴连接；
11.靠近所述驱动轴一侧的所述行星减速齿轮，其中的所述太阳轮为所述输入端，与所述驱动轴连接；
12.靠近所述锁杆一侧的所述行星减速齿轮，其中的所述行星齿轮架为输出端，所述偏心转轴设置在所述输出端上，所述偏心转轴的轴线与所述驱动轴的轴线平行但不重合。
13.进一步的，所述往复运动方式为伸缩、平移、转动、摇摆、弯曲、扭曲中的一种或多种。
14.进一步的，所述驱动装置的输出功率为0.35w～5.56w。
15.进一步的，所述驱动轴的输出扭矩为2.25n
·
mm～9.85n
·
mm。
16.进一步的，所述驱动装置的驱动轴与靠近所述锁杆一侧的所述行星减速齿轮的行星齿轮架的传动比为5/1～90/1。
17.进一步的，所述锁杆的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥的一种或多种。
18.进一步的，所述锁杆与所述输出端连接的一端设置安装孔，所述安装孔为封闭或开口状态，所述偏心转轴设置在所述安装孔中，所述偏心转轴能够驱动所述安装孔并带动所述锁杆往复运动。
19.进一步的，所述安装孔内表面、所述偏心转轴外表面具有耐磨镀层；所述行星减速齿轮的齿面上具有耐磨镀层。
20.根据本实用新型的第二方面，提供了一种电子锁，包括电子锁壳体和上述任一项的一种行星齿轮的电子锁结构，所述一种行星齿轮的电子锁结构设置在所述电子锁壳体中，所述电子锁壳体上设置锁孔，所述锁杆从所述锁孔中伸出并做往复运动；
21.所述电子锁壳体内设置螺杆机构，所述锁杆套接在所述螺杆机构的一端，所述螺杆机构的另一端延伸至所述电子锁壳体之外，所述螺杆机构旋转，可以使所述锁杆平移，从而使所述锁杆与所述输出端连接的一端的安装孔与所述偏心转轴脱离。
22.进一步的，所述锁孔的半径为3mm-15mm。
23.根据本实用新型的第三方面，提供了一种机动车辆，包括上述任一项的一种行星齿轮的电子锁结构，以及上述任一项的电子锁。
24.根据本公开的一种行星齿轮的电子锁结构，具有如下技术效果。
25.1、一种行星齿轮的电子锁结构的输出端转速，可根据需要设计，通过增加行星减速齿轮的级数，来生产不同充电要求的电子锁，以满足不同车型充电枪的生产要求。
26.2、本实用新型提供的一种行星齿轮的电子锁结构，具有结构紧凑的特点，作为一个完整个体与驱动装置及锁杆连接，通过行星齿轮减速机构将驱动装置的高转速转化为低转速传递给锁杆，实现锁杆在不损坏锁孔及自身的情况下，相对柔性的实现锁定和解除锁定的工作。
27.3、本实用新型提供的一种行星齿轮的电子锁结构，通过将锁杆的轴向方向与驱动装置驱动轴的轴向方向垂直设置，并使得行星齿轮架的输出端设置为偏心转轴的形式，偏心转轴的轴线与所述驱动轴的轴线平行但不重合，用来将驱动装置的转动，转化为所述锁杆的往复运动，便于在各零件之间的形成的小空间空隙内，安装电子锁，实现将汽车充电枪的小型化的过程。
28.4、本实用新型提供的一种行星齿轮的电子锁结构，通过设置螺杆结构，可在需要将汽车充电枪和汽车充电接口分离时，电子锁出现故障，致使不能通过正常操作使汽车充电枪与汽车充电接口分离，可通过旋转螺杆结构，将锁杆一端的安装孔与偏心转轴分离，实现将锁杆与从汽车充电接口上的锁孔中脱离出来，避免电子锁出现故障时，汽车充电枪与汽车充电接口不能分离的情况出现。
29.通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
30.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
31.图1为本实用新型提供的行星齿轮的电子锁结构的示意图；
32.图2为本实用新型中行星减速齿轮一侧面结构示意图；
33.图3为本实用新型中行星减速齿轮另一侧面结构示意图。
34.图中标示如下：
35.1-驱动装置，2-减速机构，3-行星减速齿轮，4-偏心转轴，5-锁杆，6
‑ꢀ
外齿圈，7-太阳轮，8-行星齿轮，9-行星齿轮架，10-转轴，11-安装孔，12
‑ꢀ
传动轴。
具体实施方式
36.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
37.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
38.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
39.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
40.如图1至图3所述，本公开的一种行星齿轮8的电子锁结构，包括：
41.驱动装置1，具有驱动轴；
42.减速机构2，所述减速机构2由多级行星减速齿轮3构成，包括输入端和输出端，所述输入端与所述驱动轴连接，所述输出端设置有偏心转轴 4；
43.锁杆5，一端与所述偏心转轴4连接，所述锁杆5轴线方向与所述驱动装置1的驱动轴轴向方向垂直设置；
44.所述驱动装置1的驱动轴的转动通过减速机构2转化为所述锁杆5往复运动。
45.具体实施时，驱动装置1为旋转电机，通过设置多级行星减速齿轮3，可将旋转电机的驱动轴的高转速转化为偏心转轴4的低转速，并通过将锁杆5的轴线方向与所述驱动装置1的驱动轴轴向方向垂直设置，将与偏心转轴4连接的锁杆5的运动方向相对驱动装置1的驱动轴的转动方向发生变化。多级行星减速齿轮3构成的减速机构2，具有结构紧凑的特点，作为一个完整个体与驱动装置1及锁杆5连接，通过行星齿轮8减速器将驱动装置1的高转速转化为低转速传递给锁杆5，实现锁杆5在不损坏锁孔及自身的情况下，相对柔性的实现锁定和解除锁定的工作。
46.本公开的电子锁结构的一具体实施例中，所述减速机构2包括多级行星减速齿轮3，各级所述行星减速齿轮3均包括外齿圈6、太阳轮7、行星齿轮8和行星齿轮架9；所述外齿圈6固定设置，所述太阳轮7与所述外齿圈6同轴设置，所述行星齿轮8数量为至少三个，分别与所述外齿圈6 和所述太阳轮7啮合，所述行星齿轮8分别设置与其轴线重合的转轴10，所述行星齿轮架9一侧与多个所述转轴10转动连接，所述行星齿轮架9另一侧设置与所述太阳
轮7轴线重合的位置上设置传动轴12；
47.多级所述行星减速齿轮3依次重叠放置，每一级所述行星减速齿轮3 的传动轴12与下一级所述行星减速齿轮3的太阳轮7同轴连接；
48.靠近所述驱动轴一侧的所述行星减速齿轮3，其中的所述太阳轮7为所述输入端，与所述驱动轴连接；
49.靠近所述锁杆5一侧的所述行星减速齿轮3，其中的所述行星齿轮架9 为输出端，所述偏心转轴4设置在所述输出端上，所述偏心转轴4的轴线与所述驱动轴的轴线平行但不重合。
50.进一步的，所述往复运动方式为伸缩、平移、转动、摇摆、弯曲、扭曲中的一种或多种。
51.具体实施时，可根据需要设计，通过增加行星减速齿轮3的级数，得到需要的电子锁结构输出端的转速，来生产不同充电要求的电子锁，以满足不同车型充电枪的生产要求。
52.具体实施时，通过将锁杆5的轴向方向与驱动装置1驱动轴的轴向方向垂直设置，并使得行星齿轮架9的输出端设置为偏心转轴4，偏心转轴4 的轴线与所述驱动轴的轴线平行但不重合，用来改变驱动装置1的转动转化转化为所述锁杆5的往复运动；便于在各零件之间的形成的小空间空隙内，安装电子锁，实现将汽车充电枪的小型化的作业，通过改变偏心转轴 4距离驱动轴轴向方向延长线与靠近锁杆5一侧的行星齿轮架9相交处的距离的长短，可改变锁杆5端部往复运动的距离，实际生产中，根据需要，进行选择。
53.本公开的电子锁结构的一具体实施例中，所述驱动装置1的输出功率为0.35w～5.56w。
54.具体实施时，驱动装置1的输出功率，决定了电子锁结构的工作速度，功率越高，电子锁结构完成工作的速度越快，功率越小，电子锁结构完成工作的速度越慢，甚至驱动轴的转动扭矩不足以或无法完成锁杆5的锁止工作。为了测试驱动装置1的输出功率对锁杆5的影响，发明人进行了相关测试，测试的方法为选用不同输出功率的驱动装置1，锁杆5结构相同，减速机构2相同，每个驱动装置1连续工作1分钟，记录锁杆5完成工作的次数，次数大于等于40为合格，小于40为不合格。若在锁杆5工作时出现异响也视为不合格。结果如表1所示。
55.表1：不同输出功率对锁杆5速度和异响的影响
56.功率(w)0.30.350.500.801.131.221.391.752.413.684.865.565.60完成次数38454753565962636466707272是否异响否否否否否否否否否否否否是
57.如表1所示，当驱动装置1的输出功率小于0.35w后，1分钟内电子锁结构完成的开关次数小于40次，速度太慢为不合格，所以发明人选择驱动装置1的最小功率为0.35w，当驱动装置1的输出功率大于5.56w后，电子锁结构受整体设计的影响速度进入瓶颈期，无明显提升，同时还会出现异响，因此发明人选用的驱动装置1的输出功率为0.35w～5.56w。具体可以为0.9w、0.96w、1w、1.3w等。等。
58.本公开的电子锁结构的一具体实施例中，所述驱动轴的输出扭矩为 2.25n
·
mm～9.85n
·
mm。
59.具体实施时，驱动装置1的扭矩决定了施加在锁杆5上力的大小，以旋转电机为例，
若扭矩不够，则无法带动锁杆5完成电子锁的开关动作，为了验证不同扭矩的旋转电机对电子锁开关的影响，发明人进行了相关测试，测试方法为选用不同扭矩的旋转电机，电子锁的其他结构相同，能够正常带动锁杆5工作的旋转电机为合格，否则为不合格，同时，若电子锁在工作过程中出现异响，也视为不合格。测试结果如表2所示：
60.表2：不同扭矩的旋转电机能否正常带动锁杆5工作
61.扭矩(n
·
mm)2.152.252.903.653.904.455.105.506.207.408.609.8510能否工作否能能能能能能能能能能能能是否异响否否否否否否否否否否否否是
62.如表1所示，不同旋转电机的扭矩小于2.25n
·
mm后，无法带动锁杆 5工作，因此发明人选用旋转电机的扭矩最小为2.25n
·
mm。当扭矩大于 9.85n
·
mm后虽然也能带动锁杆5工作，但是因为扭矩太大会使电子锁工作时出现异响，因此发明人选用的驱动装置1的扭矩为
63.2.25n
·
mm～9.85n
·
mm。具体可以为4.90n
·
mm或6.50n
·
mm等。
64.本公开的电子锁结构的一具体实施例中，所述驱动装置1的驱动轴与靠近所述锁杆5一侧的所述行星减速齿轮3的行星齿轮架9的传动比为 5/1～90/1。
65.具体实施时，所述驱动装置1与所述行星齿轮架9的传动比为5/1～90/1。传动比太大需要更多的响应时间，控制不精确容易发生异响。
66.因此，发明人选择了不同的传动比进行测试，观察1分钟内锁止或开启动作完成的次数，小于40次为不合格，出现异响也为不合格，结果如表 3所示。
67.表3：不同传动比对电子锁速度的影响
68.传动比4/15/18/130/145/180/190/195/1完成次数3840475255586163是否异响否否否否否否否是
69.从表3可知，传动比过小时，电子锁在1分钟内完成的锁止或开启动作不足40次，所以不合格，同时，传动比大于90/1后，电子锁出现异响也为不合格，所以发明人选用驱动装置1与所述锁杆5的传动比为5/1～90/1。
70.进一步的，所述锁杆5的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥的一种或多种。
71.具体实施时，锁杆5的形状可根据锁孔的形状选择，在此不做特别限制。
72.本公开的电子锁结构的一具体实施例中，所述锁杆5与所述输出端连接的一端设置安装孔11，所述安装孔11为封闭或开口状态，所述偏心转轴4设置在所述安装孔11中，所述偏心转轴4能够驱动所述安装孔11并带动所述锁杆5往复运动。
73.具体实施时，通过在所述在锁杆5与所述输出端连接的一端设置安装孔11，方便锁杆5与减速机构2之间的连接，方便组装及维修。
74.进一步的，所述安装孔11内表面、所述偏心转轴4外表面具有耐磨镀层；所述行星减速齿轮3的齿面上具有耐磨镀层。
75.具体实施时，通过耐磨镀层的设置，可延长电子锁结构的使用寿命。
76.更进一步的，所述耐磨镀层的材质含有陶瓷、合金、氧化物或氟塑料。
77.优选地，所述耐磨镀层包括金、银、镍、锡、锡铅合金、锌、银锑合金、钯、钯镍合金、
石墨银、硬银、石墨烯银和银金锆合金中的一种或多种。
78.为了验证不同耐磨镀层的耐腐蚀性，发明人进行了相关测试，将相关的测试样件放入到盐雾喷淋试验箱内，对测试样件的各个位置喷淋盐雾，每隔20小时取出清洗观察表面腐蚀情况，即为一个周期，直到测试样件表面腐蚀面积大于总面积的10％的时候，停止测试，并记录当时的周期数。在本实施例中，周期数小于80次认为不合格。表4中的摩擦次数是将测试样件固定在实验台上，并且每经过100次的接触摩擦测试，就要停下来观察测试样件耐磨镀层破坏的情况，出现划伤，并露出测试样件本身材质，则实验停止，记录当时的摩擦次数。在本实施例中，摩擦次数小于8000次为不合格。
79.表4：不同镀层材质测试样件受摩擦次数和耐腐蚀性的影响
[0080][0081]
从上表4可以看出，当选用镀层材质为金、银、银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、硬银、石墨烯银和银金锆合金时，实验结果超过标准值较多，性能比较稳定。当选用镀层材质为镍、锡、锡铅合金、锌时，实验结果也是能够符合要求的，因此，发明人选择镀层材质为金、银、镍、锡、锡铅合金、锌、硬银银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、石墨烯银和银金锆合金中的一种或多种。
[0082]
一种电子锁，包括电子锁壳体和任一实施例的一种电子锁结构，所述电子锁结构设置在所述电子锁壳体中，所述电子锁壳体上设置锁孔，所述锁杆5从所述锁孔中伸出并做往复运动；
[0083]
所述电子锁壳体内设置螺杆机构，所述锁杆5套接在所述螺杆机构的一端，所述螺杆机构的另一端延伸至所述电子锁壳体之外，所述螺杆机构旋转，可以使所述锁杆5平移，从而使所述锁杆与所述输出端连接的一端的安装孔11与所述偏心转轴4脱离。
[0084]
具体实施时，通过设置螺杆结构，当在需要将汽车充电枪和汽车充电接口分离时，电子锁出现故障，致使不能通过正常操作使汽车充电枪与汽车充电接口分离，可通过旋转螺杆结构，将锁杆5一端的安装孔11与偏心转轴4分离，再借助外力将锁杆5与从汽车充电接口或充电枪上的锁孔中脱离出来，避免电子锁出现故障时，汽车充电枪与汽车充电接口不能分离的情况出现。
[0085]
进一步的，所述锁孔的半径为3mm-15mm。
[0086]
具体实施时，所述锁孔的半径为3mm-15mm，锁孔的半径过小，只能选择更细的锁杆5，而锁孔的半径过大，则需要在锁孔的孔内壁增加密封装置，难以进行实际生产。为了验证锁孔半径对电子锁结构的影响，发明人进行了相关测试。发明人选用不同半径的锁孔，并选择与之相匹配的锁杆5。以聚氯乙烯材质锁杆5为例，选择不同半径的锁杆5，对锁杆5进行弯折实验，由于半径过小导致弯折实验中发生弯折为不合格。再进行工作测试，选择不同的锁杆5，其他结构相同，进行开关锁测试，由于锁杆半径过大导致和其他部件碰触发生异响为
不合格，测试结果如表5所示。
[0087]
表5，不同半径的第一锁孔312所对应的第一锁杆2的弯折情况及是否异响
[0088][0089]
如表5所示，当锁孔的半径小于3mm后，与其匹配的锁杆5的强度下降很多，极易在一些磕碰中发生弯折影响正常使用。而当锁孔5的半径大于15mm后，与其匹配的锁杆5的半径也因为增大而极易和其他器件碰触发生异响，也为不合格。因此，发明人选用锁孔的半径为3mm-15mm。
[0090]
一种机动车辆，包括上述任一实施例的一种行星齿轮的电子锁结构，以及上述任一实施例的电子锁。
[0091]
虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。