CN108215697A - 瞬时中心闩锁系统 - Google Patents

Abstract

用于接合撞栓的闩锁装置包括配置成用于接收撞栓的可旋转锁定板。连杆机构被配置成将锁定板平衡在第一闩锁位置，活性材料致动器与连杆机构相互连接，使得致动活性材料致动器的使连杆机构移动脱离与锁定板的平衡并进入第二解锁位置。

Description

瞬时中心闩锁系统

技术领域

本发明涉及一种使用连杆机构的瞬时中心闩锁系统。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，可能并不构成现有技术。

在许多车辆中，将悬架体(例如车门、舱盖、罩等)从支撑体(例如车架)松开的过程采用两个连续的步骤进行。第一步涉及从“闩锁紧贴”松开悬架体，并且通常用致动器或马达辅助和/或完成。在闩锁紧贴期间，密封件被压缩，从而增强了密封作用。更好的密封作用确保了将不希望的因素(例如，风噪、天气因素、灰尘等)传递到车辆内部，从而导致车辆性能的更高的可感知质量。然而，增大密封作用需要更大的释放力。一旦克服了这个力，第二步就涉及仅释放悬架体和支撑体之间剩余的机械式“联锁”。这一第二步通常设计为要求低、中等程度的用户努力。

发明内容

用于接合撞栓的闩锁装置包括配置成用于接收撞栓的可旋转锁定板。连杆机构被配置成将锁定板平衡在第一闩锁位置。活性材料致动器与连杆机构相互连接，从而活性材料致动器的致动使得连杆机构脱离与锁定板的平衡并进入第二解锁位置。

用于接合撞栓的闩锁装置包括配置成用于接收撞栓的可旋转锁定板。连杆机构被配置成将锁定板平衡在第一位置。该连杆机构包括固定连杆(其具有旋转地固定于其上的第一和第二接头)、固定到第一接头和第三接头的定位连杆、固定到第三接头和第四接头的锁止连杆，以及固定到第四接头和第二接头的动力连杆。活性材料致动器与第三接头互连，从而活性材料致动器的致动使锁止连杆移出不再与锁定板平衡。此外，锁止连杆移出不再与锁定板平衡导致锁定板转动到第二位置。

用于接合撞栓的闩锁装置包括配置成用于接收撞栓的可旋转锁定板。连杆机构被配置成将锁定板平衡在第一位置。连杆机构最小限度的移动改变了锁定板的瞬时中心，并将锁定板移动到第二位置。

根据在此所提供的说明书可知，其它应用领域将变得显而易见。应该理解的是，本说明书和具体实例仅用于说明的目的，并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明的目的，并非旨在以任何方式限制本发明的范围。

图1是根据本发明的处于第一取向的示例性闩锁装置的透视图；

图2是处于第二取向的图1的闩锁装置的透视图；

图3是处于第三取向的图1的闩锁装置的透视图；以及

图4是根据本发明的另一个示例性闩锁装置的透视图。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明、应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。另外，除非另有说明，诸如“顶部”、“侧面”、“背面”、“下部”和“上部”等方向用于解释的目的，并非旨在要求特定的取向。这些方向只是提供作为所提供的实例的参考系，但是其可以在其它应用中进行修改。

参照图1至3，示出了用于减小释放撞栓12的力和冲程要求的示例性闩锁装置10。由于示例性闩锁装置10不需要全冲程和力来释放撞栓12，因此利用基于活性材料的方法来闭合(例如形状记忆合金致动器)的系统是有利的。然而，减小的力和冲程要求对于使用常规电磁致动器(例如电动机或螺线管)的闩锁机构而言也是有益的。利用形状记忆合金材料来促进闩锁和解锁功能的封闭件与其他使用马达来完成这些任务的系统相比，重量更轻，封装面积更小，功能更安静，更可靠并且成本更低。然而，应该理解的是，本文的公开内容不仅限于活性材料致动。特别地，如本文所述的闩锁装置也可以通过机动致动器、使用者的手动释放、杆/线缆/杠杆、齿轮传动电动机、由空气或流体驱动的活塞等来启动。

参照图1，闩锁装置10包括锁定板14、四连杆机构16和活性材料致动器18。锁定板14还包括一对突出的指状物20、22和上接合表面24。一对突出的指状物20、22成形以用于在闩锁操作期间接收撞栓12，并且在解锁操作期间释放撞栓12。上接合表面24成形以用于在闩锁操作期间与四连杆机构16接合并且在解锁操作期间从四连杆机构16脱离。此外，锁定板14包括特殊设计的主体形状，以便在板14的旋转轴线A与来自四连杆机构16的作用力F1之间提供瞬时中心。通过这种方式，闩锁装置10处于自锁模式，其中锁定板14通过与力F1相等且相反的力F2在上接合表面24处被精确地平衡。在自锁模式下，活性材料致动器18处于关闭模式。

四连杆机构16由四个连杆组成，这四个连杆通过四个接头连接成一个环路，从而使得连杆以并联布置的方式移动。第一连杆是四连杆机构16受约束的表面特征25(见图3)。第一接头26旋转地固定至表面特征25和定位连杆28。定位连杆28在其相对端被旋转地固定到第二接头30。活性材料致动器18在第一端被固定到第二接头30并且在第二端被固定到表面特征24，从而活性材料致动器18的致动/去致动引起四连杆机构16的移动。第二接头30也与锁止连杆32互连。来自四杆机构16的用于平衡力F2的作用力F1被引导通过锁止连杆32，该锁止连杆32面对位于上接合表面24处的锁定板14。锁止连杆32又在其相对端处被旋转地固定到第三接头34。第三接头34也与动力连杆36互连。动力连杆36提供所施加的力F1，以被引导通过锁止连杆32。通过这种方式，当活性材料致动器18保持关闭模式时，锁定装置10将保持精确的平衡。动力连杆36在其相对端被旋转地锁定到第四接头38。通过放置止动销40，防止动力连杆36在一个旋转方向上移动。虽然描述和示出为止动销，但应该理解的是，硬止动件可以是位于壳体或闩锁框架板中的任何类型的硬止动件，诸如支座、肋、弯曲突片、矛杆或其它静止特征。第四接头38和止动销40也固定到四连杆机构16受限制的表面特征25上。

现在参照图2，闩锁装置10通过致动活性材料致动器18而变为自开启模式。活性材料致动器18只需要向四连杆机构16施加较小的力就可以移动系统的瞬时中心。通过改变四连杆机构16中得到的所施用的力F1，向上移动锁定板14上的接触点。

在本文实施例中适用用作活性材料致动器18的活性材料可以归类为两种功能类型。这两种类型的功能材料的第一种为形状记忆材料，这些材料为能够记得其原来的形状的材料或组合物，其随后通过施加外部刺激来进行恢复，例如，致动信号。适用于本发明的示范性形状记忆材料包括形状记忆合金、铁磁性形状记忆合金、形状记忆聚合物和上述形状记忆材料和非形状记忆材料的复合材料和包括至少一种上述形状记忆材料的组合。适用于闩锁装置10的第二种类型的功能材料为那些能够在其施加场强度内改变他们的形状，但随后在停止场后恢复到原来的形状。在该类别中，示例性活性材料为电活性聚合物(电介质聚合物)、压电材料以及压电陶瓷。致动信号可以采用电刺激、磁刺激、化学刺激、机械刺激、热刺激或包含至少一种前述刺激的组合。

形状记忆合金(SMA)一般是指一组金属材料，当该材料经受合适的热刺激时表现出能够恢复一些先前限定的形状或尺寸。形状记忆合金能够发生相变，其中它们的柔性模量、屈服强度和形状定向作为温度的函数而改变。一般，在低温下或马氏体(martensite)相下，形状记忆合金似乎可以塑性地变形，并且当暴露于一些较高的温度时将转变为奥氏体(austenite)相或母相，恢复它们形变前的形状。仅当加热时显示出形状记忆效应的材料被称为具有单向形状记忆。当再冷却后也显示出形状记忆的材料被称为具有双向形状记忆行为。

在加热时形状记忆合金记得其高温形态的温度可以通过改变合金的组成和通过热处理而得以调节。例如，在镍-钛形状记忆合金中，其可以变换超过约100摄氏度以上至约-100摄氏度以下。根据合金的组分，形状恢复工艺只在几度范围内发生，转变的起始或完成可以被控制在几度范围内。

用于制造活性元件的合适的形状记忆合金材料包括镍-钛基合金、铟-钛基合金、镍-铝基合金、镍-镓基合金、铜基合金(例如，铜-锌合金、铜-铝合金、铜-金及铜-锡合金)、金-镉基合金、银-镉基合金、铟-镉基合金、锰-铜基合金、铁-铂基合金、铁-钯基合金等，或者包含至少一种上述形状记忆合金的组合。只要合金组合物表现出形状记忆效应，例如形状取向的变化，屈服强度的变化和/或弯曲模量性能，阻尼能力等，合金可以是二元的，三元的或任何更高元的。

热致动信号可以以多种方式施加到至形状记忆合金上。一般希望热致动信号促进形状记忆合金温度的改变，使得温度大于或等于其奥氏体转变温度。能够促进温度改变的这种热致动信号的合适实的示例是利用蒸气、热油、电阻电加热等，或包括至少一种上述信号的组合。优选的热致动信号是一种来源于电阻电加热的热致动信号。

还应该理解的是，活性元件可以采用不同的形式。在另一示例中，活性元件可以是电活性的聚合物。电活性的聚合物也被称为电活性聚合物(EAP)。基于这些材料的装置的关键设计特征是利用了柔性电极，使得聚合物膜能够响应施加的电场或机械应力而在面内方向上扩展或收缩。当EAP用作活性材料的时候，响应于施加的电压，可以形成大于或等于约100％的应变，大于或等于约50千克/平方厘米(kg/cm.sup.2)的压力。这些材料的良好的电机械响应以及其它特性如良好的环境耐受性和长期的耐久性，使得它们适合于各种制造条件下的活性元件。EAP适合于在许多闩锁构造的中用作活性元件。

在又一示例中，活性元件可以是配置用于提供快速部署的压电材料。如本文所使用的，术语“压电介质”用于用来描述一种材料，当施加电压电势时，其机械地变形(改变形状和/或尺寸)或者相反地在机械变形时产生电荷。压电式致动器具有小输出的冲程，它们还可以适用与本应用。

继续参考图2，在闩锁装置10改变到自开启模式之后，瞬时中心发生了改变并且锁止连杆32开始沿着上接合表面24向上旋转。这一微小的移动足以导致锁定板14的中心平移。通过平移该中心，锁定板14被推动以顺时针方向旋转。

现在参考图3，闩锁装置10很容易从与与撞栓12接合中旋出。此外，锁止连杆32向上滑动并越过上接合表面24到达由于定位连杆28接触止动销42而防止移动的点。锁定板14顺时针自由旋转直到面对止动销40。可以看出，闩锁装置10想要自主地打开/关闭。这种自我调节的移动要求系统较低的工作输出，并且可以增加系统的工作寿命周期。

现在参考图4，示出了另一示例性闩锁装置110，其具有与撞栓112接合的锁定板114。然而，闩锁装置110利用五连杆机构116来实现装置110的致动。五连杆机构116包括五连杆机构116受约束的表面特征125。第一接头126旋转地销接至表面特征125和第一定位连杆128。第一定位连杆128在其相对端被旋转地固定到第二接头130。活性材料致动器118在第一端被固定到第二接头130并且在第二端被固定到表面特征125，从而活性材料致动器118的致动/去致动引起五连杆机构116的移动。第二接头130与第二定位连杆144相互连接。第二定位连杆144依次通过接头146与锁止连杆132相互连接。来自五连杆机构116的用于平衡来自锁定板114的力F4的作用力F3被引导通过锁止连杆132，该锁止连杆132在下接合表面148处面向锁定板114。锁止连杆132还旋转地销接到第三接头134。第三接头134也与动力连杆136相互连接。动力连杆136提供所施加的力F3，以被引导通过锁止连杆132。通过这种方式，当活性材料致动器118保持关闭模式时，闩锁装置110将保持精确的平衡。动力连杆136在其相对端被旋转地锁定到第四接头138。通过止动销140的设置，第一和第二动力连杆128、144还被阻止在一个方向上移动。第四接头138和止动销140也固定到五连杆机构116受限制的表面特征125上。

本文描述了本发明的实施例。本说明书在本质上仅仅为示例性性的，因而不脱离本发明要点的变化被认为落入本发明的范围内。尽管闩锁装置10、110示出和描述为单个位置闩锁，但是应该理解的是，在锁定板14、114上设置了附加接合表面。以这种方式，本发明的闩锁装置10、110也可以与双位闩锁(诸如车辆侧门、滑动门，和掀背式闩锁)一起使用。

附图不一定按比例绘制；一些功能可能被放大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅是作为用于启示本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。正如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合，以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了各种应用的代表性实施例。然而，与本发明所启示的一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实现可以是期望的。

Claims (10)

1.一种接合撞栓的闩锁装置，所述闩锁装置包括：

可旋转的锁定板，其被配置成用于接收撞栓；

连杆机构，其被配置成将所述锁定板平衡在第一闩锁位置；以及

与所述连杆机构相互连接的活性材料致动器，其中所述活性材料致动器的致动使得所述连杆机构移动脱离与锁定板的平衡并进入第二解锁位置。

2.根据权利要求1所述的闩锁装置，其中所述可旋转的锁定板包括面向所述连杆机构的接合表面。

3.根据权利要求1所述的闩锁装置，其中所述可旋转的锁定板具有成形为在所述锁定板的旋转轴线和来自所述连杆机构的作用力之间提供瞬时中心的主体。

4.根据权利要求1所述的闩锁装置，其中所述连杆机构为四连杆机构。

5.根据权利要求1所述的闩锁装置，其中所述连杆机构为五连杆机构。

6.根据权利要求1所述的闩锁装置，其中所述连杆机构在被止动部件所限制的至少一个方向上移动。

7.根据权利要求1所述的闩锁装置，其中所述连杆机构还包括：

固定连杆，其具有旋转地固定于其上的第一和第二接头；

固定至所述第一接头和第三接头上的定位连杆；

固定至所述第三接头和第四接头的锁止连杆；以及

固定至所述第四接头和所述第二接头的动力连杆，其中所述活性材料致动器与所述第三接头相互连接，其中所述活性材料致动器的致动使所述锁止连杆移出脱离与所述锁定板的平衡，以及其中将所述锁止连杆移出脱离与所述锁定板平衡导致所述锁定板旋转至所述第二位置。

8.根据权利要求7所述的闩锁装置，其中所述可旋转的锁定板包括面向所述锁止连杆的至少一个接合表面。

9.根据权利要求7所述的闩锁装置，其中所述连杆机构为五连杆机构并且所述定位连杆为通过第五接头相互连接的第一和第二定位连杆。

10.根据权利要求7所述的闩锁装置，其中所述连杆机构在被止动部件所限制的至少一个方向上移动。