一种主动式进气格栅机构及车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆零部件技术领域，更具体地涉及一种主动式进气格栅机构及车辆。


背景技术：

2.随着汽车技术的日渐成熟，相比于传统的固定进气格栅，主动式进气格栅迎来其高速发展。主动式进气格栅不仅大受燃油车亲睐，如今盛行的纯电汽车也占据了一席之地。
3.而现有的主动式进气格栅虽然能实现简单的开合控制，但其直接连接执行器，进气格栅无论是在打开或关闭过程中，亦或是保持打开状态或保持关闭状态都需要执行器对其附加动力，对执行器输出的要求极高。且在汽车高速行驶的状态下，车辆的振动极易冲击执行器，进气格栅叶片无法实现在任意位置悬停的同时仍保持良好的稳定性。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的是提出一种在实现对进气格栅叶片开合伺服控制的同时，降低执行器设计选型要求，同时提高进气格栅整体系统的振动稳定性的一种主动式进气格栅机构。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种主动式进气格栅机构，包括：
6.格栅模块，所述格栅模块连接车身，所述格栅模块包括活动格栅和固定格栅，所述活动格栅上设有翻转叶片；
7.连杆模块，所述连杆模块用于传动以实现格栅模块的开闭，所述连杆模块包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和第五连杆，所述第一连杆通过所述第二连杆和所述第四连杆分别与所述第三连杆和所述第五连杆连接，所述第三连杆和所述第五连杆与所述活动格栅固定连接；
8.执行器模块，所述执行器模块连接车身，所述执行器模块包括伺服电机和传动机构，所述传动机构与所述第一连杆固定连接。
9.在一些优选的实施方式中，所述活动格栅包括第一格栅框条和第二格栅框条，所述第一格栅框条和所述第二格栅框条上均固定设置有多个所述翻转叶片。
10.在一些优选的实施方式中，所述固定格栅用于与车身固定连接，所述第一格栅框条与所述第三连杆固定连接，所述第二格栅框条与所述第五连杆固定连接。
11.在一些优选的实施方式中，所述第一格栅框条和所述第三连杆与车身形成第一转动副，所述第三连杆与所述第二连杆形成第二转动副，所述第二连杆与所述第一连杆形成第三转动副，所述第一连杆与所述第四连杆形成第四转动副，所述第四连杆与所述第五连杆形成第五转动副，所述第二格栅框条和所述第五连杆与车身形成第六转动副。
12.在一些优选的实施方式中，所述第一转动副、所述第二转动副、所述第三转动副、所述第四转动副、所述第五转动副和所述第六转动副上均设有阻尼结构。
13.在一些优选的实施方式中，所述传动机构包括相互啮合的蜗杆和齿轮，所述蜗杆
连接所述伺服电机，所述齿轮与所述第一连杆固定连接。
14.在一些优选的实施方式中，所述蜗杆和所述齿轮设置为反向自锁结构。
15.在一些优选的实施方式中，所述齿轮和所述第一连杆与车身形成第七转动副。
16.在一些优选的实施方式中，所述第七转动副上设有阻尼结构。
17.在一些优选的实施方式中，至少设置一个所述执行器模块和一个所述连杆模块，且设置于所述格栅模块的同一侧。
18.在一些优选的实施方式中，所述执行器模块和所述连杆模块均设置为两个，且分别对称设置于所述格栅模块的两侧。
19.相应地，本发明还提供了一种车辆，其包括车身和上述主动式进气格栅机构。
20.与现有技术相比，本发明的主动式进气格栅机构，执行器模块通过控制连杆模块进而控制活动格栅及翻转叶片翻转来打开或关闭格栅模块，而连杆模块用于传动以实现格栅模块的开闭，在主动式进气格栅机构处于完全打开状态和/或完全关闭状态时形成自锁，此时无需执行器模块对活动格栅及翻转叶片额外附加动力，执行器模块中的伺服电机可以在此时关闭，无需持续运转，延长了伺服电机的使用寿命；且在车辆行驶中，振动冲击不加载在执行器模块中的传动机构上，而是加载在连杆模块自身，延长了传动机构的使用寿命。因此，本发明的主动式进气格栅机构降低了对执行器模块设计选型要求的同时也提高了整体系统的振动稳定性。
附图说明
21.图1为本发明一个实施例的主动式进气格栅机构完全关闭状态的结构示意图；
22.图2为本发明一个实施例的主动式进气格栅机构完全打开状态的结构示意图；
23.图3为本发明一个实施例的主动式进气格栅机构完全关闭状态时连杆模块的结构示意图；
24.图4为本发明一个实施例的主动式进气格栅机构完全打开状态时连杆模块的结构示意图；
25.图5为本发明执行器模块的结构示意图；
26.图6为本发明另一实施例的主动式进气格栅机构完全关闭状态的结构示意图；
27.附图标记：
28.1-单侧主动式进气格栅机构；10-格栅模块；11-活动格栅；111-第一格栅框条；112-第二格栅框条；12-固定格栅；13-翻转叶片；20-连杆模块；21-第一连杆；22-第二连杆；23-第三连杆；24-第四连杆；25-第五连杆；201-第一转动副；202-第二转动副；203-第三转动副；204-第四转动副；205-第五转动副；206-第六转动副；207-第七转动副；30-执行器模块；31-伺服电机；32-蜗杆；33-齿轮；
29.2-双侧主动式进气格栅机构；3-车身。
具体实施方式
30.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
31.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”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.在现有的技术中，现有的主动式进气格栅虽然能实现简单的开合控制，但其直接连接执行器，进气格栅无论是在打开或关闭过程中，亦或是保持打开状态或保持关闭状态都需要执行器对其附加动力，对执行器输出的要求极高。且在汽车高速行驶的状态下，车辆的振动极易冲击执行器，进气格栅叶片无法实现在任意位置悬停的同时仍保持良好的稳定性。为此，本发明技术方案提供一种新型主动式进气格栅机构来避免上述缺陷的产生，具体说明如下：
34.请参考图1-图6，本发明的主动式进气格栅机构，包括格栅模块10，格栅模块10连接车身3，格栅模块10包括活动格栅11和固定格栅12，活动格栅11上设有翻转叶片13；连杆模块20，连杆模块20用于传动以实现格栅模块10的开闭，连杆模块20包括第一连杆21、第二连杆22、第三连杆23、第四连杆24和第五连杆25，第一连杆21通过第二连杆22和第四连杆24分别与第三连杆23和第五连杆25连接，第三连杆23和第五连杆25与活动格栅11固定连接；执行器模块30，执行器模块30连接车身3，执行器模块30包括伺服电机31和传动机构，传动机构与第一连杆21固定连接。
35.在上述技术方案中，执行器模块30通过控制连杆模块20进而控制活动格栅11及翻转叶片13翻转来打开或关闭格栅模块10，而连杆模块20作为主动式进气格栅机构传动系统中的一环，用于传动以实现格栅模块10的开闭，在主动式进气格栅机构处于完全打开状态和/或完全关闭状态时形成自锁，此时无需执行器模块30对活动格栅11及翻转叶片13额外附加动力，执行器模块中的伺服电机31可以在此时关闭，无需持续运转，延长了伺服电机31的使用寿命；且在车辆行驶中，振动冲击不加载在执行器模块30中的传动机构上，而是加载在连杆模块20自身，延长了传动机构的使用寿命。因此，本发明的主动式进气格栅机构降低了对执行器模块设计选型要求的同时也提高了整体系统的振动稳定性。
36.请参考图1和图3所示，当主动式进气格栅机构处于完全关闭状态时，活动格栅11上的翻转叶片13完全闭合，第一连杆21与第二连杆22和第四连杆24形成一条直线，第三连杆23和第五连杆25作为驱动杆对于第一连杆21的传动角为0
°
，连杆模块20形成自锁。
37.当连杆模块20形成自锁后，此时可关闭伺服电机31,即不通过伺服电机31给连杆模块20提供驱动力。此时车身在行驶过程中持续接收风力，连接车身的活动格栅11及其上的翻转叶片13也因接受风力而受力，从而作为主动式进气格栅机构的主动件，又因活动格栅11与第三连杆23和第五连杆25固定连接导致第三连杆23和第五连杆25也受力，从而第三
连杆23和第五连杆25作为主动件。因第一连杆21与第二连杆22和第四连杆24处于一直线位置，以第三连杆23为主动件，第三连杆23通过第二连杆22对第一连杆21的作用力或力矩为零，此时第三连杆23不能驱动第一连杆21运动；以第五连杆25为主动件时,第五连杆25通过第四连杆24对第一连杆21的作用力或力矩为零，此时第五连杆25也不能驱动第一连杆21运动。综上所述，在完全关闭状态时，连杆模块20能够保持自锁，无需伺服电机31对活动格栅11及翻转叶片13额外附加动力，活动格栅11及其上的翻转叶片13也能保持稳定的关闭状态。伺服电机31无需持续运转，延长了伺服电机31的使用寿命。
38.请参考图2所示，在主动式进气格栅机构从完全关闭状态切换为打开状态的过程中，伺服电机31开始运行，此时伺服电机31作为主动式进气格栅机构的主动件，通过传动机构带动第一连杆21逆时针旋转，第一连杆21又通过第二连杆22和第四连杆24带动第三连杆23和第五连杆25旋转，而第三连杆23和第五连杆25与活动格栅11固定连接，从而最终实现对活动格栅11上及翻转叶片13的打开控制，翻转叶片13逐渐向内翻转，直到打开至图2所示最大开启角度，此时主动式进气格栅机构处于完全打开状态。
39.请参考图4所示，当主动式进气格栅机构处于完全打开状态时，活动格栅11上的翻转叶片13完全打开，第一连杆21与第二连杆22和第四连杆24形成一条直线，第三连杆23和第五连杆25作为驱动杆对于第一连杆21的传动角为0
°
，连杆模块20形成自锁。
40.当连杆模块20形成自锁后，此时可关闭伺服电机31,即不通过伺服电机31给连杆模块20提供驱动力。此时车身在行驶过程中持续接收风力，连接车身的活动格栅11及其上的翻转叶片13也因接受风力而受力，从而作为主动式进气格栅机构的主动件，又因活动格栅11与第三连杆23和第五连杆25固定连接导致第三连杆23和第五连杆25也受力，从而第三连杆23和第五连杆25作为主动件。因第一连杆21与第二连杆22和第四连杆24处于一直线位置，以第三连杆23为主动件，第三连杆23通过第二连杆22对第一连杆21的作用力或力矩为零，此时第三连杆23不能驱动第一连杆21运动；以第五连杆25为主动件时,第五连杆25通过第四连杆24对第一连杆21的作用力或力矩为零，此时第五连杆25也不能驱动第一连杆21运动。综上所述，在完全打开状态时，连杆模块20能够保持自锁，无需伺服电机31对活动格栅11及翻转叶片13额外附加动力，活动格栅11及其上的翻转叶片13也能保持稳定的打开状态。伺服电机31无需持续运转，延长了伺服电机31的使用寿命。
41.在主动式进气格栅机构从完全打开状态切换为关闭状态的过程中，伺服电机31开始运行，此时伺服电机31再一次作为主动式进气格栅机构的主动件，通过传动机构带动第一连杆21顺时针旋转，第一连杆21又通过第二连杆22和第四连杆24带动第三连杆23和第五连杆25旋转，而又因第三连杆23和第五连杆25与活动格栅11固定连接，从而达成对活动格栅11上及翻转叶片13的关闭控制，翻转叶片13逐渐向外翻转，直到完全闭合至图1所示。
42.因此，在车辆行驶中，无论主动式进气格栅机构处于完全关闭状态还是完全打开状态，都无需执行器模块30驱动，伺服电机31可在此时关闭，延长了伺服电机31的使用寿命；且通过设置连杆模块20连接格栅模块10和执行器模块30，振动冲击不会加载在执行器模块30上，而是加载在连杆模块20自身，而连杆模块20又始终处于自锁状态，因此可保证主动式进气格栅机构的高稳定性。
43.在一些实施例中，活动格栅11包括第一格栅框条111和第二格栅框条112，第一格栅框条111和第二格栅框条112上均固定设置有多个翻转叶片13。第一格栅框条111与第二
格栅框条112上下分开布置，且在第一格栅框条111与第二格栅框条112上均固定有多个翻转叶片13，扩大进气范围。
44.在一些实施例中，固定格栅12用于与车身3固定连接，第一格栅框条111与第三连杆23固定连接，第二格栅框条112与第五连杆25固定连接。第一格栅框条111与第三连杆23可以为一体构造，第二格栅框条112与第五连杆25可以为一体构造，伺服电机31驱动连杆模块20旋转可带动一格栅框条111和二格栅框条112及其上连接的多个翻转叶片13同步旋转。
45.在一些实施例中，第一格栅框条111和第三连杆23与车身3形成第一转动副201，第三连杆23与第二连杆22形成第二转动副202，第二连杆22与第一连杆21形成第三转动副203，第一连杆21与第四连杆24形成第四转动副204，第四连杆24与第五连杆25形成第五转动副205，第二格栅框条112和第五连杆25与车身3形成第六转动副206。无论主动式进气格栅机构处于完全关闭状态还是完全打开状态，都无需执行器模块30对格栅模块10额外附加动力，即可实现连杆模块20的自锁。转动副可采用铰链形式，由圆柱销(轴)和销(座)孔构成。
46.优选地，第一转动副201、第二转动副202、第三转动副203、第四转动副204、第五转动副205和第六转动副206上均设有阻尼结构。在连杆模块20的各个转动副上均设置有阻尼结构，可减少转动过程中，即打开和关闭过程中对连杆模块20的冲击，从而减少对执行器模块30的冲击，降低对执行器模块30的设计要求，延长其使用寿命。阻尼结构可以是在各个转动副上粘结一层阻尼材料，如橡胶、树脂等弹性材料；也可以是在各个转动副上再设置一个阻尼垫等缓冲结构来缓冲振动，保证整体连杆模块20的结构稳定性。
47.在一些实施例中，请参考图5所示，传动机构包括相互啮合的蜗杆32和齿轮33，蜗杆32连接伺服电机31，齿轮33与第一连杆21固定连接。通过蜗杆32和齿轮33啮合，将伺服电机31的运动输出给连杆模块20中的第一连杆21，结构更紧凑，传动效率高。齿轮33可以选择设置为斜齿轮，根据需要调整齿轮的啮合角度，斜齿轮啮合面积更大，在传递动力的过程中更加平稳，减少了振动和噪音。
48.在一些实施例中，蜗杆32和齿轮33设置为反向自锁结构。当蜗杆32的导程角小于啮合齿轮33间的当量摩擦角时，蜗杆32和齿轮33的啮合齿面具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆32带动齿轮33，而不能由齿轮33带动蜗杆32。因此当翻转叶片13处于非完全打开和非完全关闭的中间位置时，蜗杆32和齿轮33实现反向自锁，在振动冲击下主动式进气格栅机构仍能保持良好的振动稳定性。
49.在一些实施例中，齿轮33和第一连杆21与车身3形成第七转动副207。齿轮33和第一连杆21可以为一体构造，第七转动副207可采用铰链形式，由圆柱销(轴)和销(座)孔构成。
50.优选地，第七转动副207上设有阻尼结构。第七转动副207上设置有阻尼结构，可减少因进气产生的振动对蜗杆32与齿轮33及其啮合齿面的冲击，延长执行器模块30的使用寿命。阻尼结构可以是在第七转动副207上粘结一层阻尼材料，如橡胶、树脂等弹性材料；也可以是在第七转动副207上再设置一个阻尼垫等缓冲结构来缓冲振动。
51.在一些实施例中，请参考图1所示，至少设置一个执行器模块30和一个连杆模块20，且设置于格栅模块10的同一侧。即单侧主动式进气格栅机构1，执行器模块30和连杆模块20均设置在格栅模块10的同侧。
52.在一些实施例中，请参考图6所示，执行器模块30和连杆模块20均设置为两个，且分别对称设置于格栅模块10的两侧。即双侧主动式进气格栅机构2，一个执行器模块30和一个连杆模块20设置在格栅模块10的一侧，另一个执行器模块30和另一个连杆模块20设置在格栅模块10的另一侧。
53.根据车身空间进行单执行器和单连杆总成设计或者两侧对称的双执行器和双连杆总成设计，选择设计为单侧主动式进气格栅机构1或双侧主动式进气格栅机构2，既可以加强整体主动式进气格栅机构的振动稳定性，也能减少执行器模块30的设计难度。
54.本发明还提供了一种车辆，其包括车身和上述主动式进气格栅机构。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种主动式进气格栅机构，其特征在于，包括：格栅模块，所述格栅模块连接车身，所述格栅模块包括活动格栅和固定格栅，所述活动格栅上设有翻转叶片；连杆模块，所述连杆模块用于传动以实现格栅模块的开闭，所述连杆模块包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和第五连杆，所述第一连杆通过所述第二连杆和所述第四连杆分别与所述第三连杆和所述第五连杆连接，所述第三连杆和所述第五连杆与所述活动格栅固定连接；执行器模块，所述执行器模块连接车身，所述执行器模块包括伺服电机和传动机构，所述传动机构与所述第一连杆固定连接。2.如权利要求1所述的主动式进气格栅机构，其特征在于，所述活动格栅包括第一格栅框条和第二格栅框条，所述第一格栅框条和所述第二格栅框条上均固定设置有多个所述翻转叶片。3.如权利要求2所述的主动式进气格栅机构，其特征在于，所述固定格栅用于与车身固定连接，所述第一格栅框条与所述第三连杆固定连接，所述第二格栅框条与所述第五连杆固定连接。4.如权利要求3所述的主动式进气格栅机构，其特征在于，所述第一格栅框条和所述第三连杆与车身形成第一转动副，所述第三连杆与所述第二连杆形成第二转动副，所述第二连杆与所述第一连杆形成第三转动副，所述第一连杆与所述第四连杆形成第四转动副，所述第四连杆与所述第五连杆形成第五转动副，所述第二格栅框条和所述第五连杆与车身形成第六转动副。5.如权利要求4所述的主动式进气格栅机构，其特征在于，所述第一转动副、所述第二转动副、所述第三转动副、所述第四转动副、所述第五转动副和所述第六转动副上均设有阻尼结构。6.如权利要求1所述的主动式进气格栅机构，其特征在于，所述传动机构包括相互啮合的蜗杆和齿轮，所述蜗杆连接所述伺服电机，所述齿轮与所述第一连杆固定连接。7.如权利要求6所述的主动式进气格栅机构，其特征在于，所述蜗杆和所述齿轮设置为反向自锁结构。8.如权利要求6所述的主动式进气格栅机构，其特征在于，所述齿轮和所述第一连杆与车身形成第七转动副。9.如权利要求8所述的主动式进气格栅机构，其特征在于，所述第七转动副上设有阻尼结构。10.如权利要求1所述的主动式进气格栅机构，其特征在于，至少设置一个所述执行器模块和一个所述连杆模块，且设置于所述格栅模块的同一侧。11.如权利要求1所述的主动式进气格栅机构，其特征在于，所述执行器模块和所述连杆模块均设置为两个，且分别对称设置于所述格栅模块的两侧。12.一种车辆，其特征在于，包括车身以及如权利要求1-11中任一项所述的主动式进气格栅机构。

技术总结
本发明公开了一种主动式进气格栅机构及车辆，格栅模块，所述格栅模块连接车身，所述格栅模块包括活动格栅和固定格栅，所述活动格栅上设有翻转叶片；连杆模块，所述连杆模块用于传动以实现格栅模块的开闭；执行器模块，所述执行器模块连接车身，所述执行器模块包括伺服电机和传动机构。本发明的主动式进气格栅机构，在实现对进气格栅开合伺服控制的同时，降低了对执行器的设计选型要求；同时提高整体主动式进气格栅机构的振动稳定性。动式进气格栅机构的振动稳定性。动式进气格栅机构的振动稳定性。


技术研发人员：许刘兵 朱渊渤 王帅 丁渊
受保护的技术使用者：长广溪智能制造（无锡）有限公司
技术研发日：2023.08.31
技术公布日：2023/10/20