本發(fā)明涉及一種線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，尤其是涉及一種麥弗遜懸架轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)有轉(zhuǎn)向電機的線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)保證轉(zhuǎn)向時內(nèi)外車輪轉(zhuǎn)角之間有一定的函數(shù)關(guān)系，近似地滿足阿克曼轉(zhuǎn)向規(guī)律。但是由于轉(zhuǎn)向梯形的存在，必然會導(dǎo)致在車輪上下跳動時產(chǎn)生懸架導(dǎo)向機構(gòu)和轉(zhuǎn)向桿系的運動干涉，也無法實現(xiàn)大角度的轉(zhuǎn)向。而線控四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)取消了傳統(tǒng)的梯形轉(zhuǎn)向機構(gòu)，從根本上解決了該問題。線控四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)通過四套獨立可控的伺服電機傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，用控制信號代替原有的機械連接，由各自的控制信號獨立地控制內(nèi)外輪的轉(zhuǎn)向動作。同時線控四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)在結(jié)構(gòu)允許的情況下轉(zhuǎn)角可以達到±90°，使車輛可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向、蟹行等多種模式。

但現(xiàn)有的線控獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)往往采用燭式懸架等簡單的懸架形式，難以在實現(xiàn)獨立轉(zhuǎn)向的同時兼顧到懸架的運動性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種麥弗遜懸架轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)有轉(zhuǎn)向電機的線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種麥弗遜懸架轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)有轉(zhuǎn)向電機的線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車架、車輪、懸架和轉(zhuǎn)向電機，所述的懸架包括轉(zhuǎn)向節(jié)，所述的轉(zhuǎn)向節(jié)與轉(zhuǎn)向電機相連，所述的轉(zhuǎn)向節(jié)受轉(zhuǎn)向電機的控制繞轉(zhuǎn)向電機軸線轉(zhuǎn)動，與轉(zhuǎn)向節(jié)固連的車輪即相應(yīng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，所述的系統(tǒng)還設(shè)有與懸架活動連接的拉桿，對懸架運動進行導(dǎo)向。

所述的轉(zhuǎn)向電機包括轉(zhuǎn)向電機殼體和轉(zhuǎn)向電機輸出軸，所述轉(zhuǎn)向電機殼體與轉(zhuǎn)向電機輸出軸構(gòu)成第一轉(zhuǎn)動副。

所述的轉(zhuǎn)向電機輸出軸通過鍵連接轉(zhuǎn)向節(jié)。

所述懸架設(shè)有下擺臂，所述下擺臂靠近車輪一端通過第一球鉸與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，遠離車輪一端通過第二轉(zhuǎn)動副與車架連接。

所述轉(zhuǎn)向電機輸出軸線通過第一球鉸的中心。

所述的懸架上設(shè)有肘形連接件，所述的肘形連接件通過推力軸承與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，所述的肘型連接件與轉(zhuǎn)向電機的殼體固連，所述的肘型連接件與拉桿通過第二球鉸連接。

所述系統(tǒng)還設(shè)有減震器，所述減震器一端與肘形連接件固連，另一端與車架通過第三球鉸連接。

所述的拉桿與車架通過第四球鉸或虎克鉸連接。

所述系統(tǒng)還設(shè)有減速器與轉(zhuǎn)向電機配套使用。

所述的減速器采用蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)結(jié)合了麥弗遜獨立懸架與線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點，實現(xiàn)良好的懸架運動學(xué)特性的同時將轉(zhuǎn)向伺服電機總成布置于輪邊，實現(xiàn)了懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一體化，集成度高，分布式轉(zhuǎn)向布置也節(jié)省了前艙的空間；

(2)轉(zhuǎn)向伺服電機總成布置于輪邊，轉(zhuǎn)向運動的傳動鏈短，轉(zhuǎn)向響應(yīng)更為靈敏，效率更高。

(3)剔除了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向桿系，徹底避免了轉(zhuǎn)向桿系與懸架導(dǎo)向桿系之間的干涉，且通過合理布置可以增加車輪的極限轉(zhuǎn)向角。

(4)保留了轉(zhuǎn)向拉桿對懸架運動進行導(dǎo)向，懸架系統(tǒng)對側(cè)向力和回正力矩的承載能力較好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)機構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明系統(tǒng)裝置示意圖；

圖中：

1、彈性橡膠鉸支座 2、彈性橡膠鉸總成 3、上彈簧支座 4、防塵罩 5、彈簧 6、阻尼器 7、下彈簧支座 8、減震器下支座 9、下擺臂 10、下擺臂球鉸 11、轉(zhuǎn)向節(jié) 12、輪轂軸承壓緊螺母 13、制動盤 14、輪轂(局部) 15、肘形連接件 16、轉(zhuǎn)向伺服電機總成 17、拉桿。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例

本發(fā)明提出了一種麥弗遜懸架轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)有轉(zhuǎn)向電機的線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)向伺服電機總成(伺服電機可能匹配減速器使用，下同)布置于麥弗遜懸架轉(zhuǎn)向節(jié)上且?guī)в欣瓧U的線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括車架、車輪、懸架和轉(zhuǎn)向伺服電機，所述的懸架上設(shè)有轉(zhuǎn)向節(jié)，所述的轉(zhuǎn)向節(jié)與轉(zhuǎn)向伺服電機相連，并通過轉(zhuǎn)向伺服電機控制轉(zhuǎn)向節(jié)繞轉(zhuǎn)向電機軸線轉(zhuǎn)動，與轉(zhuǎn)向節(jié)固連的車輪即相應(yīng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)大角度線控獨立轉(zhuǎn)向，所述的懸架還設(shè)有拉桿，對懸架運動進行導(dǎo)向，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)向伺服電機集成于麥弗遜懸架上，集成度高，簧下質(zhì)量比較小，轉(zhuǎn)動電機靠近輪邊，傳動鏈短。

系統(tǒng)具體設(shè)置為：

如圖2所示，本轉(zhuǎn)向伺服電機總成布置于麥弗遜懸架轉(zhuǎn)向節(jié)上的線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由彈性橡膠鉸支座1、彈性橡膠鉸總成2、上彈簧支座3、防塵罩4、彈簧5、阻尼器6、下彈簧支座7、減震器下支座8、下擺臂9、下擺臂球鉸10、轉(zhuǎn)向節(jié)11、輪轂軸承壓緊螺母12、制動盤13、輪轂(局部)14、肘形連接件15、轉(zhuǎn)向伺服電機總成16、拉桿17組成。

所述的懸架上設(shè)有肘形連接件15，肘形連接件15與轉(zhuǎn)向伺服電機總成的殼體固連，肘形連接件15與減震器固連，肘形連接件中間內(nèi)置有推力軸承，推力軸承與伺服電機總成的輸出軸線相同，肘形連接件15通過推力軸承連接轉(zhuǎn)向節(jié)11。此外，轉(zhuǎn)向伺服電機總成的輸出軸通過鍵聯(lián)接轉(zhuǎn)向節(jié)11，并可驅(qū)動轉(zhuǎn)向節(jié)11繞電機軸線即主銷軸線轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)向節(jié)11與下擺臂9靠近車輪側(cè)通過下擺臂球鉸連接，靠近車架側(cè)通過轉(zhuǎn)動副與車架連接(一般采用橡膠襯套)。

所述的轉(zhuǎn)向伺服電機可與減速器匹配構(gòu)成伺服電機總成。

所述的伺服電機總成輸出軸與電機外殼構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，伺服電機總成輸出軸線通過下擺臂球鉸中心，伺服電機總成輸出的力矩(或經(jīng)減速機放大后)輸出到轉(zhuǎn)向節(jié)上，使得車輪能沿主銷發(fā)生轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)線控四輪獨立轉(zhuǎn)向。由于通過電機進行轉(zhuǎn)向運動控制，原有的轉(zhuǎn)向橫拉桿內(nèi)側(cè)端與車身通過球鉸或虎克鉸(采用虎克鉸為避免局部自由度)連接，外側(cè)端通過球鉸與肘形連接件連接，使所述拉桿起到懸架運動導(dǎo)向的作用。

如圖2，轉(zhuǎn)向伺服電機總成16中的電機殼體固聯(lián)在肘形連接件15上，肘形連接件15通過螺栓與減震器下支座8固聯(lián)。彈簧減震器總成通過具有球鉸運動特性的彈性橡膠件連接車架。減震器下支座8與下彈簧支座7焊接為一體，彈簧5安裝于上彈簧支座3和下彈簧支座7之間，上彈簧支座3與彈性橡膠鉸支座1通過彈性橡膠鉸總成2(內(nèi)含軸承)連接，上彈簧支座3與彈性橡膠鉸支座1之間的運動關(guān)系可等效為球鉸。彈性橡膠鉸支座1通過螺栓與車身(或者副車架)連接。轉(zhuǎn)向伺服電機總成16的輸出軸通過鍵(或其他類似形式)與轉(zhuǎn)向節(jié)11連接，可傳遞扭矩。肘形連接件15與轉(zhuǎn)向節(jié)11通過推力軸承(未畫出)連接，可相互轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)向伺服電機總成16輸出力矩時，驅(qū)動輪轂14，使得車輪在沿主銷發(fā)生偏轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。和一般麥弗遜懸架一致，下擺臂9外側(cè)通過下擺臂球鉸10與轉(zhuǎn)向節(jié)11連接，內(nèi)側(cè)則通過轉(zhuǎn)動副與車架連接(一般通過橡膠鉸實現(xiàn))。拉桿17的兩端分別通過球鉸與肘形連接件15和車身連接，為避免局部自由度，也可采用一端為球鉸，另一端為虎克鉸的布置。

轉(zhuǎn)向伺服電機總成的殼體固聯(lián)在肘形連接件上，肘形連接件與減振器下支座固聯(lián)，轉(zhuǎn)向節(jié)與肘形連接件通過推力軸承連接，彈簧減震器與車身或副車架為球鉸運動關(guān)系。當(dāng)轉(zhuǎn)向伺服電機與減速機總成輸出力矩時，驅(qū)動轉(zhuǎn)向節(jié)，使得車輪沿主銷發(fā)生偏轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

該結(jié)構(gòu)方案的機構(gòu)示意圖如圖1所示，該方案在傳統(tǒng)的麥弗遜懸架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在原轉(zhuǎn)向節(jié)上添加一個軸線通過下球鉸中心的轉(zhuǎn)動副，且該轉(zhuǎn)動副通過可控的轉(zhuǎn)向電機(或包含減速器)進行控制。該結(jié)構(gòu)在不轉(zhuǎn)向時電機不發(fā)生轉(zhuǎn)動，其結(jié)構(gòu)與麥弗遜懸架結(jié)構(gòu)相同。

所述轉(zhuǎn)向伺服電機總成中的減速機可采用渦輪蝸桿或其他形式的減速機，當(dāng)回正力矩較大時，轉(zhuǎn)向伺服電機與減速機總成自身無法保持車輪方向穩(wěn)定時建議采用渦輪蝸桿或其他可以實現(xiàn)自鎖的減速傳動形式。

所述轉(zhuǎn)向伺服電機總成16中的減速器(未畫出)可采用渦輪蝸桿、行星齒輪等傳動形式，當(dāng)回正力矩較大時建議采用渦輪蝸桿減速機實現(xiàn)自鎖，減速器具體形式不做限定，可采用帶自鎖功能的。

本發(fā)明中，轉(zhuǎn)向伺服電機與減速機總成導(dǎo)線之類的布置思路是緊貼已有部件表面布置并良好絕緣，相應(yīng)的控制器可靈活布置于車架上或與電機集成，具體不再詳述。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。