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申请/专利权人：广东东箭汽车科技股份有限公司

摘要：本发明涉及一种齿轮齿条式自动门开闭机构、汽车自动门和汽车。其中，该齿轮齿条式自动门开闭机构，包括驱动装置、齿轮箱、齿轮组件及齿条，所述驱动装置与车门固定连接，所述齿轮箱与所述车门铰接，所述齿轮组件设于所述齿轮箱中，所述齿条的一端与车身本体铰接，另一端沿轴线方向延伸并贯穿所述齿轮箱，所述齿轮组件与所述齿条啮合，所述驱动装置用于驱动所述齿轮组件运转以带动所述齿条做直线往复运动，进而推动所述车门相对所述车身本体打开或关闭。本发明的齿轮齿条式自动门开闭机构整体结构简单，零部件较少，可有效提升机构稳定运行的可靠性，同时占用空间较小，对原汽车车门结构改动较小，通用性较高。

主权项：1.一种齿轮齿条式自动门开闭机构，其特征在于，包括驱动装置、齿轮箱、齿轮组件及齿条，所述驱动装置与车门固定连接，所述齿轮箱与所述车门铰接，所述齿轮组件设于所述齿轮箱中，所述齿条的一端与车身本体铰接，另一端沿轴线方向延伸并贯穿所述齿轮箱，所述齿轮组件与所述齿条啮合，所述驱动装置用于驱动所述齿轮组件运转以带动所述齿条做直线往复运动，进而推动所述车门相对所述车身本体打开或关闭；所述齿轮齿条式自动门开闭机构还包括支架，所述支架呈框状设置，所述支架的一侧与所述车门固定连接，所述驱动装置通过所述支架与所述车门间接固定，所述齿轮箱设于所述支架内部，并通过竖向延伸的齿轮箱铰链与所述支架铰接；所述车门与所述车身本体侧围之间通过车门铰链连接，所述齿条和所述车身本体之间的铰接中心与所述车门和所述车身本体之间的旋转中心不一致，导致所述车门开启角度与所述齿条的摆动角度有差别，通过将所述齿轮箱与所述车门铰接，而可使所述齿轮箱随着所述齿条的运动而进行摆动，以自动补偿角度差，保证所述齿条与所述齿轮组件的正确啮合；所述齿条为圆柱齿条，且所述齿条的齿牙朝下。

全文数据：齿轮齿条式自动门开闭机构、汽车自动门和汽车技术领域本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种齿轮齿条式自动门开闭机构、汽车自动门和汽车。背景技术随着科技的革新，智能化、自动化逐渐成为汽车未来发展的方向。电动尾门、电动踏板等作为使用频率较高的系统，已经发展较为成熟。而汽车侧门的电动开启关闭，只是刚刚崭露头角。结合新能源汽车的必然趋势，侧门智能电动开启关闭则更具代表性。传统的汽车门自动门开闭机构多采用四连杆机构，结构复杂，效率较低，且占用空间大，对于车门的安装要求较高，限制了车门的智能化升级改装。发明内容基于此，有必要针对传统的汽车门自动门开闭机构结构复杂，且占用空间大的问题，提供一种齿轮齿条式自动门开闭机构、汽车自动门和汽车。一种齿轮齿条式自动门开闭机构，包括驱动装置、齿轮箱、齿轮组件及齿条，所述驱动装置与车门固定连接，所述齿轮箱与所述车门铰接，所述齿轮组件设于所述齿轮箱中，所述齿条的一端与车身本体铰接，另一端沿轴线方向延伸并贯穿所述齿轮箱，所述齿轮组件与所述齿条啮合，所述驱动装置用于驱动所述齿轮组件运转以带动所述齿条做直线往复运动，进而推动所述车门相对所述车身本体打开或关闭。上述的齿轮齿条式自动门开闭机构通过驱动装置、齿轮组件及齿条的配合，可实现汽车车门的自动打开和关闭。具体地，车门与车身本体之间通过车门铰链连接，齿条与车身本体侧围之间通过齿条铰链连接，在车门打开或关闭的过程中，通过驱动装置带动齿轮组件运转，进而带动齿条做往复直线运动，并产生轴向力，此轴向力经齿条作用到与车身本体侧围的铰接处，车身本体侧围产生一个反作用力，并沿齿条作用于车门上，由于该反作用力不穿过车门的旋转中心，因而与车门旋转中心之间存在力臂，故会产生旋转力矩，以驱动车门自动打开或关闭。同时，齿轮组件安装在齿轮箱内，齿条贯穿齿轮箱，通过齿轮箱自身的形状结构，就可保证齿轮组件与齿条在任何状态下的正确啮合，从而可省去夹持零部件，使得整体结构更为简单。本发明的齿轮齿条式自动门开闭机构整体结构简单，零部件较少，可有效提升机构稳定运行的可靠性，同时占用空间较小，对原汽车车门结构改动较小，通用性较高。在其中一个实施例中，所述齿轮齿条式自动门开闭机构还包括支架，所述支架与所述车门固定连接，所述驱动装置与所述支架固定连接，所述齿轮箱通过竖向延伸的齿轮箱铰链与所述支架铰接。在其中一个实施例中，所述驱动装置包括驱动电机及驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述驱动电机的输出轴连接，所述驱动齿轮与所述齿轮组件啮合。在其中一个实施例中，所述驱动电机的输出轴沿竖向延伸，所述齿轮组件包括并排同轴连接的第一传动齿轮及第二传动齿轮，所述驱动齿轮及所述第一传动齿轮均为锥形齿轮，所述驱动齿轮与所述第一传动齿轮相互垂直并啮合，所述第二传动齿轮与所述齿条相啮合。在其中一个实施例中，所述驱动电机的输出轴与所述齿轮箱铰链沿同一轴线延伸。在其中一个实施例中，所述齿条的未与所述车身本体铰接的一端设有止挡块，所述止挡块用于对所述车门的转动进行限位。在其中一个实施例中，所述齿条为圆柱齿条，且所述齿条的齿牙朝下。在其中一个实施例中，所述齿轮齿条式自动门开闭机构还包括设置于所述驱动电机与所述驱动齿轮之间的制动器。一种汽车自动门，包括如上所述的齿轮齿条式自动门开闭机构。一种汽车，包括如上所述的汽车自动门。附图说明图1为本发明一实施例所述的齿轮齿条式自动门开闭机构的结构示意图；图2为图1中的齿轮齿条式自动门开闭机构另一状态的示意图；图3为车门相对车身本体打开至最大角度时的示意图；图4为图1中的齿轮齿条式自动门开闭机构的部分结构示意图；图5为图1中的齿轮齿条式自动门开闭机构的俯视示意图；图6为齿轮齿条式自动门开闭机构驱动车门打开时的示意图；图7为齿轮齿条式自动门开闭机构驱动车门关闭时的示意图。10、驱动电机，11、驱动齿轮，20、齿轮箱，21、齿轮箱铰链，30、齿轮组件，31、第一传动齿轮，32、第二传动齿轮，40、齿条，41、齿条铰链，50、支架，60、止挡块，70、制动器，100、车门，110、车门铰链，200、车身本体。具体实施方式为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。请参照图1至图7，一种齿轮齿条式自动门开闭机构，包括驱动装置、齿轮箱20、齿轮组件30及齿条40，驱动装置与车门100固定连接，齿轮箱20与车门100铰接，齿轮组件30设于齿轮箱20中，齿条40的一端与车身本体200铰接，另一端沿轴线方向延伸并贯穿齿轮箱20，齿轮组件30与齿条40啮合，驱动装置用于驱动齿轮组件30运转以带动齿条40做直线往复运动，进而推动车门100相对车身本体200打开或关闭。该齿轮齿条式自动门开闭机构可应用于汽车车门的自动打开和关闭，当然，也可应用于其他装置门体的自动打开和关闭。以下主要针对该齿轮齿条式自动门开闭机构在汽车车门100上的应用进行说明。具体地，车门100与车身本体200侧围之间通过车门铰链110连接，而可相对车身本体200转动，驱动装置可直接固定于车门100上，或者通过支架50固定于车门100上，而可随车门100一起绕车门铰链110旋转，齿条40的一端通过齿条铰链41与车身本体200铰接。此外，由于齿条40的铰接中心与车门100的旋转中心不一致，导致车门100开启角度与齿条40的摆动角度有差别，通过将齿轮箱20与车门100铰接，而可使齿轮箱20随着齿条40的运动而进行摆动，以自动补偿角度差，保证齿条40与齿轮组件30的正确啮合，从而使整个机构可顺畅运行。此外，该齿轮齿条式自动门开闭机构还包括控制单元，控制单元与驱动装置电连接，控制单元用于控制驱动装置的运行和关闭。上述的齿轮齿条式自动门开闭机构通过驱动装置、齿轮组件30及齿条40的配合，可实现汽车车门100的自动打开和关闭。具体地，车门100与车身本体200之间通过车门铰链110连接，齿条40与车身本体200侧围之间通过齿条铰链41连接，在车门100打开或关闭的过程中，通过驱动装置带动齿轮组件30运转，进而带动齿条40做往复直线运动，并产生轴向力，此轴向力经齿条40作用到与车身本体200侧围的铰接处，车身本体200侧围产生一个反作用力，并沿齿条40作用于车门100上，由于该反作用力不穿过车门100的旋转中心，因而与车门100旋转中心之间存在力臂，故会产生旋转力矩，以驱动车门100自动打开或关闭。同时，齿轮组件30安装在齿轮箱20内，齿条40贯穿齿轮箱20，通过齿轮箱20自身的形状结构，就可保证齿轮组件30与齿条40在任何状态下的正确啮合，从而可省去夹持零部件，使得整体结构更为简单。本发明的齿轮齿条式自动门开闭机构整体结构简单，零部件较少，可有效提升机构稳定运行的可靠性，同时占用空间较小，对原汽车车门100结构改动较小，通用性较高。在其中一个实施例中，请参照图2，齿轮齿条式自动门开闭机构还包括支架50，支架50与车门100固定连接，驱动装置与支架50固定连接，齿轮箱20通过竖向延伸的齿轮箱铰链21与支架50铰接。通过设置支架50以便于驱动装置及齿轮箱20的安装，从而可减小对车门100自身结构的改造，进一步提升通用性。具体地，支架50呈框状设置，支架50的一侧与车门100固定连接，驱动装置通过支架50与车门100间接固定，齿轮箱20设于支架50内部并与支架50铰接，齿轮组件30安装在齿轮箱20内，齿轮箱20上设有供齿条40穿过的穿孔。整体结构紧凑，并且通过齿轮箱20自身的结构便可对齿轮组件30及齿条40起到一定的限位作用，以保证齿轮组件30与齿条40的正确啮合。进一步地，驱动装置包括驱动电机10及驱动齿轮11，驱动齿轮11与驱动电机10的输出轴连接，驱动齿轮11与齿轮组件30啮合。通过驱动电机10的输出轴带动驱动齿轮11转动，进而可带动齿轮组件30转动。其中，驱动电机10的放置形式有多种，可采用水平放置或竖直放置或成角度斜置，可根据车门100的内部空间进行调整。相应地，驱动齿轮11及齿轮组件30的类型结构可根据驱动电机10的放置形式进行调整。进一步地，请参照图4，驱动电机10的输出轴沿竖向延伸，齿轮组件30包括并排同轴连接的第一传动齿轮31及第二传动齿轮32，驱动齿轮11及第一传动齿轮31均为锥形齿轮，驱动齿轮11与第一传动齿轮31相互垂直并啮合，第二传动齿轮32与齿条40相啮合。具体地，驱动电机10竖直放置并固定于支架50的底部，驱动电机10的输出轴竖直延伸并穿入齿轮箱20内，驱动齿轮11水平放置并与驱动电机10的输出轴连接，第一传动齿轮31和第二传动齿轮32并排竖直放置，其中，驱动齿轮11及第一传动齿轮31均为锥形齿轮，第二传动齿轮32为直齿圆柱齿轮，通过驱动齿轮11与第一传动齿轮31垂直相交传递动力，驱动第二传动齿轮32转动，进而可带动齿条40做直线往复运动，从而可实现驱动电机10的竖直放置。减少了运动零部件，简化了安装结构，提高了整个机构的可靠性。同时，通过将驱动电机10竖直放置，以使驱动电机10的输出轴与齿轮箱20的铰链21平行，从而可减少齿轮箱20、驱动电机10摆动的运动空间。进一步地，驱动电机10的输出轴与铰链21沿同一轴线延伸。将驱动电机10的输出轴与齿轮箱20的铰链21同轴线设置，可使得驱动电机10固定不动，只有齿轮箱20进行摆动。进一步地，请参照图3，齿条40的未与车身本体200铰接的一端设有止挡块60，止挡块60用于对车门100的转动进行限位。通过在齿条40末端也即远离齿条铰链41的一端设置止挡块60，当车门100还未开启到最大角度时，止挡块60提前与支架50或车门100其他部件接触，由于支架50与车门100固定连接，可限制车门100的继续开启，从而可防止车门铰链110发生碰撞，起到了保护车门铰链110的作用。进一步地，齿条40为圆柱齿条，且齿条40的齿牙朝下。通过将齿条40设置成圆柱形，可进一步提升齿条40的运动顺畅性。同时，齿条40的齿牙朝下设置而朝向地面，不可见，对整车外观基本无影响，从而使得整体外观效果较好。在其中一个实施例中，齿轮齿条式自动门开闭机构还包括设置于驱动电机10与驱动齿轮11之间的制动器70。通过设置制动器70，当驱动电机10停止驱动时，制动器70抱死，依靠制动器70的摩擦力矩，可保证车门100悬停在当前位置，从而有效避免车门100在打开后，因自身重量而无法保持在当前位置，影响使用，当驱动装置带动驱动齿轮11回转时，制动器70松开，以使车门100可正常转动。为了达到较好的运行效果以及人机工程，制动器70优选采用电磁制动器，当然，也可使用其他形式的制动器或摩擦装置，例如可采用弹簧制动器。本发明还提出一种汽车自动门，包括如上所述的齿轮齿条式自动门开闭机构。该汽车自动门包括如上所述的齿轮齿条式自动门开闭机构，该齿轮齿条式自动门开闭机构的具体结构可参照上述实施例，由于本汽车自动门采用了上述实施例的所有技术方案，因而至少包括上述实施例所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。下面结合图6及图7，以主驾驶门为例，对本发明一实施例的汽车自动门的打开和关闭动作进行详细描述。请参照图6，当驱动电机10接收到ECU“开门指令”时，驱动电机10通电输出轴逆时针转动，动力经驱动齿轮11、齿轮组件30传递到齿条40。齿条40产生指向车身侧围的推力，此推力作用于车身侧围上。由于作用力与反作用力的关系，车身侧围亦对齿条40有一个反推力，此力最终作用到车门100上。同时反推力力的作用点与车门铰链110有力臂，因此形成顺时针的力矩，驱动车门100顺时针旋转开启。请参照图7，当驱动电机10接收到ECU“关门指令”时，驱动电机10通电输出轴顺时针转动。齿条40产生背向车身侧围的拉力，此拉力作用于车身侧围上。由于作用力与反作用力的关系，车身侧围亦对齿条40有一个反拉力，此力最终作用到车门100上，形成逆时针的力矩，从而驱动车门100逆时针旋转关闭。本发明还提出一种汽车，该汽车包括如上的汽车自动门，该汽车自动门包括如上所述的齿轮齿条式自动门开闭机构，该齿轮齿条式自动门开闭机构的具体结构可参照上述实施例，由于本汽车自动门采用了上述实施例的所有技术方案，因而至少包括上述实施例所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求：1.一种齿轮齿条式自动门开闭机构，其特征在于，包括驱动装置、齿轮箱、齿轮组件及齿条，所述驱动装置与车门固定连接，所述齿轮箱与所述车门铰接，所述齿轮组件设于所述齿轮箱中，所述齿条的一端与车身本体铰接，另一端沿轴线方向延伸并贯穿所述齿轮箱，所述齿轮组件与所述齿条啮合，所述驱动装置用于驱动所述齿轮组件运转以带动所述齿条做直线往复运动，进而推动所述车门相对所述车身本体打开或关闭。2.根据权利要求1所述的齿轮齿条式自动门开闭机构，其特征在于，还包括支架，所述支架与所述车门固定连接，所述驱动装置与所述支架固定连接，所述齿轮箱通过竖向延伸的齿轮箱铰链与所述支架铰接。3.根据权利要求2所述的齿轮齿条式自动门开闭机构，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机及驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述驱动电机的输出轴连接，所述驱动齿轮与所述齿轮组件啮合。4.根据权利要求3所述的齿轮齿条式自动门开闭机构，其特征在于，所述驱动电机的输出轴沿竖向延伸，所述齿轮组件包括并排同轴连接的第一传动齿轮及第二传动齿轮，所述驱动齿轮及所述第一传动齿轮均为锥形齿轮，所述驱动齿轮与所述第一传动齿轮相互垂直并啮合，所述第二传动齿轮与所述齿条相啮合。5.根据权利要求4所述的齿轮齿条式自动门开闭机构，其特征在于，所述驱动电机的输出轴与所述齿轮箱铰链沿同一轴线延伸。6.根据权利要求1所述的齿轮齿条式自动门开闭机构，其特征在于，所述齿条的未与所述车身本体铰接的一端设有止挡块，所述止挡块用于对所述车门的转动进行限位。7.根据权利要求1至6任意一项所述的齿轮齿条式自动门开闭机构，其特征在于，所述齿条为圆柱齿条，且所述齿条的齿牙朝下。8.根据权利要求3至6任意一项所述的齿轮齿条式自动门开闭机构，其特征在于，还包括设置于所述驱动电机与所述驱动齿轮之间的制动器。9.一种汽车自动门，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的齿轮齿条式自动门开闭机构。10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的汽车自动门。

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