本公开涉及一种驱动机构，尤其涉及一种用于车辆车门的电动执行器。
背景技术：
目前，车辆等交通工具所使用的车门，一般使用铰链将车门与车身固定，车门绕铰链轴旋转，以开启或者关闭车门，同时车门上安装限位器，确保车门能在特定的角度悬停，方便乘客上下车。而且，目前的车门开启或者关闭普遍以手动操作为主。
随着车辆电动化、智能化趋势发展，传统的车门系统也逐渐转变为智能进出系统，车门电动化的趋势越来越明显，传统的车门限位器被电动驱动代替，实现车门电动开关。
目前市面上的车门电动驱动机构都是由驱动单元、变速机构和执行机构三部分组成，相比原来的限位器，机构的尺寸变大很多。
如图1和图2所示，传统限位器x/y/z尺寸一般为140mm*40mm*70mm左右，而车门电动驱动机构的x/y/z尺寸一般为200mm*50mm*200mm左右。由此，最大的挑战就是在车门内部寻找合适的布置空间，很多车型往往因为空间有限而无法布置目前的车门电动驱动机构。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种用于车辆车门的电动执行器。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于车辆车门的电动执行器，其包括：
驱动单元，所述驱动单元包括输出轴；
变速机构，所述变速机构包括输入轴和输出轴；所述驱动单元的输出轴与所述变速机构的输入轴连接，且所述驱动单元的输出轴垂直于所述变速机构的输入轴；
执行机构，所述执行机构连接至所述变速机构，以在所述变速机构的驱动下，使得所述车门打开和关闭。
根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆车门的电动执行器，所述变速机构包括蜗轮以及与蜗轮连接的蜗杆，所述蜗杆连接至所述驱动单元的输出轴；所述执行机构连接至所述蜗轮。
根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆车门的电动执行器，还包括壳体，所述蜗杆和蜗轮均可转动地设置于所述壳体内。
根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆车门的电动执行器，所述蜗轮的转动轴的一端穿过所述壳体，位于所述壳体的外部，所述执行机构固定至所述蜗轮的位于所述壳体外部的转动轴。
根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆车门的电动执行器，所述执行机构包括摆臂和顶出机构，所述摆臂的一端固定至所述蜗轮的转动轴的一端，所述摆臂的另一端与顶出机构的一端铰接。
根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆车门的电动执行器，所述摆臂垂直于所述蜗轮的转动轴。
根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆车门的电动执行器，所述摆臂通过花键连接至所述蜗轮的转动轴的一端。
根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆车门的电动执行器，所述顶出机构的另一端铰接于车辆车体。
根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆车门的电动执行器，所述顶出机构与车辆车体的铰接轴和所述顶出机构与摆臂的铰接轴相垂直。
根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆车门的电动执行器，所述驱动单元固定至所述壳体，所述驱动单元的输出轴穿过所述壳体，固定至位于所述壳体内的所述蜗杆。
根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆车门的电动执行器，所述壳体形成有至少两个安装部，所述安装部开设有安装孔，所述安装孔的轴线与所述蜗轮的转动轴的轴线平行。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1为现有技术中的限位器的结构示意图；
图2为现有技术中的电动驱动机构的结构示意图；
图3为本公开的用于车辆车门的电动执行器安装于车辆的示意图；
图4为本公开的用于车辆车门的电动执行器的结构示意图；
图5为本公开的用于车辆车门的电动执行器的安装方式的示意图；
图6为本公开的变速机构的结构示意图；
1驱动单元
2变速机构
3执行机构
4壳体
5车门
6车体
21蜗轮
22蜗杆
31摆臂
32顶出机构
41安装部
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
图4为本公开的用于车辆车门的电动执行器的结构示意图；图6为本公开的变速机构的结构示意图。
如图4所述的用于车辆车门的电动执行器，其包括：驱动单元1，所述驱动单元1包括输出轴；变速机构2，所述变速机构2包括输入轴和输出轴；所述驱动单元1的输出轴与所述变速机构2的输入轴连接，且所述驱动单元1的输出轴垂直于所述变速机构2的输入轴；执行机构3，所述执行机构3连接至所述变速机构2，以在所述变速机构2的驱动下，使得所述车门打开和关闭5。
参考图6，所述变速机构包括蜗轮21以及与蜗轮21连接的蜗杆22，所述蜗杆22连接至所述驱动单元1的输出轴；所述执行机构3连接至所述蜗轮21，而且，所述驱动单元1具体地选择为电机，由此本公开的用于车辆车门5的电动执行器采用电机直接驱动蜗轮蜗杆减速机构的方式，实现电机到执行部件之间的扭矩传递和减速，从而利用蜗轮蜗杆减速机构低噪音、能自锁和布置空间小等优势，方便用于车辆车门的电动执行器在车辆车门5内的布置，同时可以降低运行噪音，提升车辆车门5运行品质。
本公开中，所述用于车辆车门的电动执行器还包括壳体4，所述蜗杆22和蜗轮21均可转动地设置于所述壳体4内。
为实现变速机构2和执行机构3的连接，所述蜗轮21的转动轴的一端穿过所述壳体4，位于所述壳体4的外部，所述执行机构3固定至所述蜗轮21的位于所述壳体4外部的转动轴。
优选地，所述执行机构3包括摆臂31和顶出机构32，所述摆臂31的一端固定至所述蜗轮21的转动轴的一端，所述摆臂31的另一端与顶出机构32的一端铰接。
本公开中，所述摆臂31的形状和长度可以调节，由此使得执行机构3具有一定的柔性，能够充分利用车内空间。
由此，当蜗轮21旋转时，能带动摆臂31做摇摆运动，从而带动顶出机构32顶出或者拉回，由此通过顶出机构32推动车辆车门开启或者关闭；也就是说，本公开中，通过摆臂31和顶出机构32实现执行机够，并由此使得驱动单元1、变速机构2和执行机构3能够被分体设计，并且执行机构与变速机构的相对关系实现柔性调整，充分利用车门玻璃和车门内板之间的狭小空间来布置电机和变速机构，相比于现有技术中的电动门执行器，尺寸更薄，更容易被布置到车辆车门5内。
本公开中，所述摆臂31垂直于所述蜗轮21的输出轴；更优选地，所述摆臂31通过花键连接至所述蜗轮21的转动轴的一端；例如在所述蜗轮21的转动轴形成有花键，在所述摆臂31形成有花键孔，以当所述摆臂31套在所述蜗轮21的转动轴时，在蜗轮21和摆臂31之间形成花键传动。
图3为本公开的用于车辆车门的电动执行器安装于车辆的示意图。
参考图3，所述顶出机构32的另一端铰接于车辆车体6，以当将所述壳体4固定至车门，并且所述驱动单元工作时，能够实现车门和车体之间的相对运动，即实现车门的开启和关闭。
优选地，为使得车门在打开或者关闭的过程中，所述车门和车体所产生的角度变化不会对用于车辆车门的电动执行器产生影响，所述顶出机构32与车辆车体6的铰接轴和所述顶出机构32与摆臂31的铰接轴相垂直，由此，使得所述顶出机构既能在所述摆臂31的带动下，绕垂直于所述摆臂31的轴(即水平轴)转动，也可以绕所述车体(即竖直轴)转动。
所述驱动单元1固定至所述壳体4，所述驱动单元1的输出轴穿过所述壳体4，固定至位于所述壳体4内的所述蜗杆22；由此，该驱动单元1和变速机构2被集成在一起，方便在车门内部找到安装该用于车辆车门的电动执行器的合适的布置空间。
本公开中，所述壳体4形成有至少两个安装部41，所述安装部41开设有安装孔，所述安装孔的轴线与所述蜗轮21的转动轴的轴线平行，由此，相比于现有技术中的传统的车门限位器，例如相比于图2所示的电动驱动机构，本公开的用于车辆车门的电动执行器安装点位置可以由传统限位器两个前后向安装点转变为至少两个里外向安装点，提高电动执行器在车门上的安装刚度，减小或省略现有技术中的限位器加强板，降低整车重量；不需要额外的前后空间，更利于在车门内布置本用于车辆车门的电动执行器。
图5为本公开的用于车辆车门的电动执行器的安装方式的示意图。
参考图5，可以通过螺钉将安装部41固定于车门上，以实现本公开的用于车辆车门的电动执行器的固定。
当所述驱动单元1为电机时，所述电机带动蜗杆22转动，所述蜗杆22上形成有螺纹齿，所述蜗轮21上形成有与蜗杆22配合的斜齿，并由蜗杆22带动转动；由此实现输出转向，同时减速增扭，输出更大的扭矩驱动车门旋转；所述蜗轮21带动摆臂31摇摆，通过顶出机构22顶出或者拉回车门，使得在使用者进出舱室时，能够自动开关车门，或者在使用者手动控制操作下进行开关车门，并对外界条件进行一定的响应，实现灵活的自动控制。
由于蜗轮蜗杆减速机构较薄，即电机和变速机构采用扁平化设计，可以充分利用车门玻璃和内板之间的间隙，使得车辆的这部分机构不会成为电动执行器空间布置的瓶颈，尤其是，电机和变速机构扁平化设计后，车门内空间富裕。
所述蜗轮21的直径可以根据减速比需求调整大小。足够大的减速比可以增加蜗轮输出扭矩，从而可以省掉电磁离合或摩擦阻尼器，利用电机扭矩实现电动门在斜坡上的悬停，降低了本公开的用于车辆车门的电动执行器的成本。
所述顶出机构的长度与原来限位器长度接近，不会占用更多的前后向空间，更利于汽车车门内部其它零部件布置和内饰造型。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。
1.一种用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，包括：
驱动单元，所述驱动单元包括输出轴；
变速机构，所述变速机构包括输入轴和输出轴；所述驱动单元的输出轴与所述变速机构的输入轴连接，且所述驱动单元的输出轴垂直于所述变速机构的输入轴；
执行机构，所述执行机构连接至所述变速机构，以在所述变速机构的驱动下，使得所述车门打开和关闭。
2.根据权利要求1所述的用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，所述变速机构包括蜗轮以及与蜗轮连接的蜗杆，所述蜗杆连接至所述驱动单元的输出轴；所述执行机构连接至所述蜗轮。
3.根据权利要求2所述的用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，还包括壳体，所述蜗杆和蜗轮均可转动地设置于所述壳体内。
4.根据权利要求3所述的用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，所述蜗轮的转动轴的一端穿过所述壳体，位于所述壳体的外部，所述执行机构固定至所述蜗轮的位于所述壳体外部的转动轴。
5.根据权利要求4所述的用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，所述执行机构包括摆臂和顶出机构，所述摆臂的一端固定至所述蜗轮的转动轴的一端，所述摆臂的另一端与顶出机构的一端铰接。
6.根据权利要求5所述的用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，所述摆臂垂直于所述蜗轮的转动轴。
7.根据权利要求5所述的用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，所述摆臂通过花键连接至所述蜗轮的转动轴的一端。
8.根据权利要求5所述的用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，所述顶出机构的另一端铰接于车辆车体。
9.根据权利要求8所述的用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，所述顶出机构与车辆车体的铰接轴和所述顶出机构与摆臂的铰接轴相垂直。
10.根据权利要求3所述的用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，所述驱动单元固定至所述壳体，所述驱动单元的输出轴穿过所述壳体，固定至位于所述壳体内的所述蜗杆。
11.根据权利要求3所述的用于车辆车门的电动执行器，其特征在于，所述壳体形成有至少两个安装部，所述安装部开设有安装孔，所述安装孔的轴线与所述蜗轮的转动轴的轴线平行。
技术总结