CN103818235B - 集成转向悬架驱动车轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成转向悬架驱动车轮，旨在克服现有技术造成交通拥挤、污染环境和传统能源紧缺等制约汽车发展的瓶颈问题。所述的集成转向悬架驱动车轮包括动力驱动机构（1）、转向机构（2）、悬挂机构（3）和制动机构（4）。动力驱动机构（1）包括有轮胎（5）、轮辋（6）、环形驱动电机（35）。轮胎（5）套装在轮辋（6）外侧，环形驱动电机（35）安装在轮辋（6）内侧，转向机构（2）安装在环形驱动电机（35）内侧，转向机构（2）中主销导向柱（18）的上端与下端采用螺钉和环形驱动电机（35）中的环形驱动电机定子（13）的内侧连接，悬挂机构（3）套装在主销导向柱（18）上，制动机构（4）固定在轮辋（6）的内侧。

Description

集成转向悬架驱动车轮

技术领域

本发明涉及一种属于汽车轮胎领域的车轮装置，更确切地说，本发明涉及一种集成转向悬架驱动车轮。

背景技术

汽车作为交通运输工具，其作用是不言而喻的。传统汽车通常由发动机、变速箱、离合器、传动轴、万向节、半轴、悬架和车轮等组成，能实现行驶、转向和制动等功能。

行驶系统是指支持全车并保证车辆正常行驶的机构。其基本功能是：(1)接受由发动机经传动系统传来的转矩，并通过驱动轮与路面间的附着作用，产生路面对驱动轮的牵引力，以保证汽车正常行驶；(2)支持全车，传递并承受路面作用于车轮上各向反力及其所形成的力矩；(3)尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击，并衰减其振动，保证汽车行驶平顺性；(4)与转向系统协调配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。

汽车转向系统是指汽车上用来改变或恢复其行驶方向的机构。其基本功能是用来改变汽车行驶方向和保持汽车直线行驶。

悬挂系统是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持机构。其基本功能是支持车身，改善乘坐的感觉。

制动系统是汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的机构。其基本功能是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

然而，伴随着交通、能源短缺、环境污染等问题的日益严峻，人们迫切需要使用新能源和新结构的交通工具。

米其林设计的“主动车轮”是将驱动系统、悬架系统和制动系统集成在车轮内。此方面工作未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术造成的交通拥挤、污染环境和传统能源紧缺等制约汽车发展的瓶颈问题，提供了一种集成转向悬架驱动车轮。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的集成转向悬架驱动车轮包括有动力驱动机构、转向机构、悬挂机构和制动机构。

所述的动力驱动机构包括有轮胎、轮辋、环形驱动电机。

轮胎套装在轮辋的外侧，环形驱动电机安装在轮辋的内侧，转向机构安装在环形驱动电机的内侧，转向机构中的主销导向柱的上下端采用螺钉和环形驱动电机中的环形驱动电机定子的内侧连接，悬挂机构套装在转向机构中的主销导向柱上，制动机构采用螺钉固定在轮辋的内侧。

所述的主销导向柱为一杆类结构件，主销导向柱的外柱面上设置有具有自锁性能的梯形螺纹和在圆周方向均匀分布的与转向电机内孔上的键齿相配装的轴向键槽，主销导向柱的上端与下端设置成上半圆柱与下半圆柱，上半圆柱与下半圆柱的轴线和主销导向柱的回转轴线共线，上半圆柱与下半圆柱的平面端面共面，上半圆柱沿径向设置安装螺钉的上螺钉通孔，下半圆柱上沿径向设置安装螺钉的下螺钉通孔，上螺钉通孔与下螺钉通孔的回转轴线皆和主销导向柱的回转轴线垂直相交。

技术方案中所述的制动机构固定在轮辋的内侧是指：制动机构包括制动盘、制动钳，制动盘采用5个结构相同的2号螺钉固定在轮辋的中心位置处，制动钳通过螺钉固定在环形驱动电机定子内侧的2号环形驱动电机定子固定板与3号环形驱动电机定子固定板上。

技术方案中所述的环形驱动电机包括有环形驱动电机转子、环形驱动电机定子、环形驱动电机左侧角接触球轴承与环形驱动电机右侧角接触球轴承。环形驱动电机转子的左端面与轮辋内腔左端凸缘的右端面接触连接，并采用1号螺钉将环形驱动电机转子固定在轮辋的内腔里，环形驱动电机定子采用环形驱动电机左侧角接触球轴承与环形驱动电机右侧角接触球轴承安装在环形驱动电机转子内，环形驱动电机左侧角接触球轴承内环的右端面与环形驱动电机定子左端的圆环凸台的左端面接触连接，环形驱动电机左侧角接触球轴承外环的左端面与环形驱动电机转子左端的圆环凸台的右端面接触连接，环形驱动电机右侧角接触球轴承内环的左端面与环形驱动电机定子右端的圆环凸台的右端面接触连接。

技术方案中所述的环形驱动电机定子的左端设置有圆环凸台，右端设置有圆环凸台，环形驱动电机定子的内侧即内孔面上设置有环形驱动电机定子固定板组件,环形驱动电机定子固定板组件包括环形驱动电机定子固定板、2号环形驱动电机定子固定板、3号环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板，环形驱动电机定子固定板、2号环形驱动电机定子固定板、3号环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板为结构相同的平板类结构件，环形驱动电机定子固定板、2号环形驱动电机定子固定板、3号环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板的中心处设置有螺纹孔，其中环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板的螺纹孔中心的连线垂直于水平面，并且环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板处在环形驱动电机定子轴向的中间位置，2号环形驱动电机定子固定板与3号环形驱动电机定子固定板布置在环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板连线的轮胎径向平面内的右侧下方的环形驱动电机定子的内侧边缘上，并且处在环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板的沿轮胎轴向的左侧的环形驱动电机定子内侧边缘上。

技术方案中所述的环形驱动电机转子的右端面上安装有挡圈并采用多个结构相同的固定挡圈螺钉固定连接，环形驱动电机右侧角接触球轴承外环的右端面与挡圈的左端面接触连接。

技术方案中所述的转向机构还包括有转向电机、套筒与车身连接件。转向电机套装在主销导向柱上，转向电机中的转向电机转子与主销导向柱通过花键副连接，转向电机中的转向电机定子的右端采用5号螺钉与车身连接件的左端固定连接，套筒中心处有中心通孔，中心通孔的内侧设置有螺纹，转向电机转子上端的圆环凸台的外圆柱面上设置有螺纹，套筒套装在转向电机转子上端的圆环凸台上为螺纹连接。

技术方案中所述的悬挂机构套装在转向机构中的主销导向柱上是指：所述的悬挂机构包括有主动悬架电机、固定支架、弹簧与上行程限位块。上行程限位块套装在转向电机上方的主销导向柱上为小过盈配合连接，转向电机中的转向电机转子上端的圆环凸台的上端面与套筒的顶端面一起和上行程限位块的底端面接触连接；主动悬架电机套装在转向电机下方的主销导向柱上为螺纹连接，固定支架套装在主动悬架电机下方的主销导向柱上，固定支架与主动悬架电机中的主动悬架电机定子的下端为螺纹连接，弹簧套装在固定支架下方的主销导向柱上，弹簧的顶端面与固定支架底面接触连接，弹簧的底端面与环形驱动电机定子的内侧孔面接触连接。

技术方案中所述的主动悬架电机包括有主动悬架电机定子、主动悬架电机上轴承、主动悬架电机转子与主动悬架电机下轴承。主动悬架电机定子采用主动悬架电机上轴承与主动悬架电机下轴承套装在主动悬架电机转子的外侧为滚动连接，主动悬架电机定子顶端的中心处设置有环形凸台，主动悬架电机定子上端中心处的环形凸台的顶端面与转向电机转子的底端面接触连接，主动悬架电机转子外侧的上端设置有圆环凸台，主动悬架电机转子外侧上端的圆环凸台的上端面与主动悬架电机上轴承内环的下端面接触连接，主动悬架电机定子内侧的上端设置有圆环凸台，主动悬架电机定子内侧上端的圆环凸台的上端面与主动悬架电机上轴承外环的底端面接触连接，主动悬架电机转子的内孔面上设置有梯形螺纹，主动悬架电机转子与主销导向柱螺纹连接，固定支架的上端面上设置有圆环凸台，圆环凸台外侧设置有螺纹，主动悬架电机定子下端的内孔面上设置有螺纹，固定支安装在主动悬架电机定子下端的内孔里为螺纹连接，主动悬架电机下轴承外环的底端面与固定支架上的圆环凸台的顶端面接触连接，主动悬架电机下轴承内环的顶端面与主动悬架电机转子外侧下端圆环凸台的底端面接触连接，主动悬架电机下轴承外环的顶端面与主动悬架电机定子内侧下端圆环凸台的底端面接触连接。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的集成转向悬架驱动车轮将驱动、转向、悬挂和制动集成在一个车轮内，结构紧凑，通过电机提供驱动、转向、悬架和制动的驱动力，易于实现力矩、位移、速度的数字化控制，可以通过电子计算机对任何车轮的状态进行独立调节，从而实现汽车良好的舒适性、行驶性和操纵稳定性。

2.本发明所述的集成转向悬架驱动车轮可以为电动汽车或者燃料电池电动汽车配套，根据需要安装两个或者四个这种集成车轮，成为两轮驱动或者四轮驱动汽车，使汽车变得更轻、更节能，甚至设计出新功能和新结构的汽车。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮结构组成的主视图；

图2是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的动力驱动机构结构组成的主视图；

图3是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的动力驱动机构右视图上的全剖视图；

图4是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的转向机构主视图上的全剖视图；

图5是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的转向电机结构示意图；

图6是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的主销导向柱结构组成的轴测投影图；

图7是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的转向电机与主销导向柱连接关系的轴测投影图；

图8是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的主动悬挂机构结构组成的轴测投影图；

图9是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的主动悬挂机构主视图上的全剖视图；

图10是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的主动悬架电机结构的轴测投影图；

图11是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的主销导向柱、主动悬架电机和弹簧连接关系的轴测投影图；

图12是本发明所述的集成转向悬架驱动车轮中的制动机构结构示意图；

图中：1.动力驱动机构，2.转向机构，3.悬挂机构，4.制动机构，5.轮胎，6.轮辋，7.1号螺钉，8.环形驱动电机转子，9.固定挡圈螺钉，10.挡圈，11.环形驱动电机右侧角接触球轴承，12.环形驱动电机左侧角接触球轴承，13.环形驱动电机定子，14.环形驱动电机定子固定板，15.制动盘，16.2号螺钉，17.3号螺钉，18.主销导向柱，19.4号螺钉，20.转向电机上轴承，21.转向电机定子，22.转向电机下轴承，23.转向电机转子，24.套筒，25.5号螺钉，26.车身连接件，27.主动悬架电机定子,28.主动悬架电机上轴承，29.主动悬架电机转子，30.主动悬架电机下轴承，31.固定支架，32.弹簧，33.上行程限位块，34.制动钳，35.环形驱动电机，36.转向电机，37.主动悬架电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1，本发明所述的集成转向悬架驱动车轮包括动力驱动机构1、转向机构2、悬挂机构3和制动机构4，所述的集成转向悬架驱动车轮将动力驱动机构1、转向机构2、悬挂机构3和制动机构4集成在轮辋6内侧。轮辋6内侧安装有环形驱动电机35，环形驱动电机35带动轮辋6转动，从而为车轮提供驱动力；转向机构2中的转向电机36套装在主销导向柱18上为花键副连接，转向电机36通过花键副调整车轮和车身连接件26的相对角度，从而为车轮提供转向力；套装在主销导向柱18下端的悬挂机构3的弹簧32的顶端面与主动悬架电机37的底端面接触连接，弹簧32的底端面与环形驱动电机35中的环形驱动电机定子13的内侧面接触连接，悬挂机构3的上行程限位块33、主动悬架电机37和弹簧32协同作用提供轮胎颠簸的修正力；制动机构4中的制动钳34通过液压系统实现对固定在轮辋6中心位置的制动盘15的制动。

参阅图2与图3，动力驱动机构1主要由轮胎5、轮辋6、24个结构相同的1号螺钉(使轮辋与环形驱动电机固定螺钉)7、环形驱动电机35(环形驱动电机转子8、环形驱动电机右侧角接触球轴承11、环形驱动电机左侧角接触球轴承12、环形驱动电机定子13)、4个结构相同的固定挡圈螺钉9与挡圈10组成。

轮胎5为子午线轮胎，轮辋6为铝合金轮辋，轮辋和辐条是一体的，由环形驱动电机35提供动力，就省去了轮毂，轮辋6中间有法兰式凸台，凸台外缘有5个沉头螺钉孔，轮辋6外侧套装有轮胎5，环形驱动电机35为轮毂电机，环形驱动电机转子8左端设置有圆环凸台，环形驱动电机定子13左端设置有圆环凸台，右端设置有圆环凸台，环形驱动电机定子13内侧即内孔面上设置有环形驱动电机定子固定板组件,环形驱动电机定子固定板组件包括环形驱动电机定子固定板14、2号环形驱动电机定子固定板、3号环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板，环形驱动电机定子固定板14、2号环形驱动电机定子固定板、3号环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板为结构相同的平板类结构件，环形驱动电机定子固定板14、2号环形驱动电机定子固定板、3号环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板的中心处设置有螺纹孔，其中环形驱动电机定子固定板14与4号环形驱动电机定子固定板的螺纹孔中心线的连线垂直于水平面，并且环形驱动电机定子固定板14与4号环形驱动电机定子固定板处在环形驱动电机定子13轴向的中间位置，2号环形驱动电机定子固定板与3号环形驱动电机定子固定板布置在环形驱动电机定子固定板14与4号环形驱动电机定子固定板连线右侧下方的环形驱动电机定子13内侧边缘上，并且处在环形驱动电机定子13轴向的与制动盘15对正的位置处，即处在环形驱动电机定子固定板14与4号环形驱动电机定子固定板连线的轴向的左侧的与制动盘15对正的环形驱动电机定子13内侧边缘上,更确切地说，环形驱动电机定子固定板14与4号环形驱动电机定子固定板处于垂直轴向的同一平面内，2号环形驱动电机定子固定板与3号环形驱动电机定子固定板处于垂直轴向的另一个平面内，2号环形驱动电机定子固定板与3号环形驱动电机定子固定板所处的平面位于环形驱动电机定子固定板14与4号环形驱动电机定子固定板所处的平面的左侧。

环形驱动电机35通过环形驱动电机转子8安装在轮辋6内，环形驱动电机转子8的左端面与轮辋6内孔(腔)左端凸缘的右端面接触连接，采用24个结构相同的1号螺钉(使轮辋与环形驱动电机固定螺钉)7将环形驱动电机转子8固定在轮辋6内，环形驱动电机定子13采用环形驱动电机左侧角接触球轴承12与环形驱动电机右侧角接触球轴承11安装在环形驱动电机转子8内，环形驱动电机转子8带动轮辋6旋转，从而带动整个轮胎旋转，环形驱动电机左侧角接触球轴承12内环的右端面与环形驱动电机定子13左端的圆环凸台的左端面接触连接，实现轴向定位，环形驱动电机左侧角接触球轴承12外环的左端面与环形驱动电机转子8左端的圆环凸台的右端面接触连接，实现轴向定位，环形驱动电机右侧角接触球轴承11内环的左端面与环形驱动电机定子13右端的圆环凸台的右端面接触连接，实现轴向定位，挡圈10是2mm厚的铝质圆环，挡圈10采用4个结构相同的固定挡圈螺钉9固定在环形驱动电机转子8的右端面上，4个结构相同的固定挡圈螺钉9在挡圈10的圆周方向上是均匀布置，环形驱动电机右侧角接触球轴承11外环的右端面与挡圈10的左端面接触连接，实现轴向定位。

参阅图4至7图，转向机构2主要由3号螺钉(使环形驱动电机与主销导向柱上部固定螺钉)17、主销导向柱18、4号螺钉(主销导向柱下部固定螺钉)19、转向电机36(转向电机上轴承20、转向电机定子21、转向电机下轴承22、转向电机转子23)、套筒24、5号螺钉(使转向电机与车身连接件固定螺栓)25与车身连接件26组成。

所述的主销导向柱18为一杆类结构件，主销导向柱18的外柱面上设置有梯形螺纹和在圆周方向均匀分布的与转向电机36内孔上的键齿相配装的轴向键槽，轴向键槽的深度略大于梯形螺纹的深度，外柱面上的梯形螺纹螺纹升角小于当量摩擦角，具有自锁性，主销导向柱18的上、下端设置成上半圆柱与下半圆柱，上半圆柱与下半圆柱的轴线和主销导向柱18的回转轴线共线，上半圆柱与下半圆柱的平面端面共面，上半圆柱与下半圆柱位于主销导向柱18回转轴线的同一侧，在上半圆柱与下半圆柱上，并沿径向设置安装螺钉的上螺钉通孔与下螺钉通孔，上螺钉通孔与下螺钉通孔的回转轴线皆和主销导向柱18的回转轴线垂直相交。转向电机转子23的内孔面设置有沿轴向的与主销导向柱18的外柱面上键槽配装的键齿，即转向电机转子23套装在主销导向柱18上，转向电机转子23与主销导向柱18通过花键副连接，转向电机转子23通过花键驱动主销导向柱18旋转，转向电机定子21采用5号螺钉(使转向电机与车身连接件固定螺栓)25固定在车身连接件26上，转向电机定子21内侧上端有圆环凸台，内侧下端有圆环凸台，转向电机转子23外侧上端有圆环凸台，外侧下端有圆环凸台，转向电机上轴承20外环下端面与转向电机定子21内侧上端的圆环凸台的上端面接触连接，实现转向电机上轴承20的轴向定位，转向电机上轴承20内环下端面与转向电机转子23外侧上端的圆环凸台的上端面接触连接，实现轴向定位，套筒24中心处设置有中心通孔，中心通孔内侧有螺纹，套筒24套装在转向电机转子23顶端的圆环凸台上为螺纹连接，转向电机转子23顶端的圆环凸台的外圆柱面上设置有螺纹，转向电机上轴承20内环的上端面与套筒24下部圆环凸台的底端面接触连接，即实现转向电机上轴承20的轴向固定。转向电机下轴承22外环上端面与转向电机定子21内侧下端的圆环凸台的下端面接触连接，实现转向电机下轴承22的轴向定位，转向电机下轴承22内环的上端面与转向电机转子23外侧下端的圆环凸台的下端面接触连接，实现转向电机下轴承22的轴向定位。

主销导向柱18的上、下端采用3号螺钉(使环形驱动电机与主销导向柱上部固定螺钉)17与4号螺钉(主销导向柱下部固定螺钉)19和动力驱动机构1中的环形驱动电机定子13的内侧连接，即和环形驱动电机定子13内侧的环形驱动电机定子固定板14与4号环形驱动电机定子固定板固定连接。

参阅图8至11，悬挂机构3主要由主动悬架电机37(主动悬架电机定子27、主动悬架电机上轴承28、主动悬架电机转子29、主动悬架电机下轴承30)、固定支架31、弹簧32、上行程限位块33组成。

上行程限位块33为环形结构件，具有很大的刚度，上行程限位块33中心处设置有通孔，外侧设置有半径不断减少的圆环凸台，上行程限位块33套装在转向电机36上方的主销导向柱18上为小过盈配合，转向电机转子23顶端的圆环凸台的上端面与套筒24的顶端面一起和上行程限位块33的底端面接触连接，实现上行程限位块33的轴向定位，即实现上行程限位块33的轴向支撑。主动悬架电机定子27上端的中心处设置有环形凸台，内侧下端设置有圆环凸台，主动悬架电机转子29外侧的上端设置有圆环凸台，外侧下端设置有圆环凸台，主动悬架电机转子29内孔面上设置有梯形螺纹，主动悬架电机定子27采用主动悬架电机上轴承28与主动悬架电机下轴承30套装在主动悬架电机转子29的外侧为滚动连接，主动悬架电机定子27上端的环形凸台的顶端面与转向电机转子23的底端面接触连接，实现主动悬架电机37的轴向定位，即实现了对转向电机转子23的轴向支撑。主动悬架电机转子29外侧上端的圆环凸台的上端面与主动悬架电机上轴承28内环的下端面接触连接，实现了主动悬架电机上轴承28的轴向固定，主动悬架电机定子27内侧上端的有圆环凸台上端面与主动悬架电机上轴承28外环的下端面接触连接，实现了对主动悬架电机上轴承28外环的轴向固定。主动悬架电机转子29内孔面上的梯形螺纹与主销导向柱18外圆柱面上的螺纹连接，主动悬架电机转子29的旋转通过梯形螺纹带动主动悬架电机37在主销导向柱18上下移动，从而限制转向电机36的轴向移动，固定支架31上端面上设置有圆环形凸台，圆环形凸台的回转中心和固定支架31的回转中心共线，圆环凸台外侧设置有螺纹，主动悬架电机定子27下端内孔面上设置有螺纹，固定支架31安装在主动悬架电机定子27下端的内孔里为螺纹连接，主动悬架电机下轴承30外环的底端面与固定支架31上的圆环凸台的顶端面接触连接，实现了主动悬架电机下轴承30轴向固定，主动悬架电机下轴承30内环与主动悬架电机转子29外侧下端圆环凸台的底端面接触连接，主动悬架电机下轴承30外环的顶端面与主动悬架电机定子27内侧下端圆环凸台的底端面接触连接，实现了主动悬架电机下轴承30的轴向固定。弹簧32套装在固定支架31下方的主销导向柱18上，弹簧32的顶端面与固定支架31的底端面接触连接，弹簧32的下端面与环形驱动电机定子13的内侧孔面接触连接；上行程限位块33套装在转向电机36上方的主销导向柱18上，与转向电机36上表面接触连接，限制转向电机36的轴向运动，上行程限位块33、主动悬挂电机37和弹簧32协同作用，起到主动减震的功能，该过程反应速度极快，使车轮对路面的颠簸将得到自动修正，该装置能主动控制车身姿态，减少侧倾和俯仰，从而使汽车具有良好的舒适性和操纵稳定性。

制动机构4包括制动盘15、制动钳34，制动盘15通过5个结构相同的2号螺钉(使轮辋与制动盘固定螺钉)16固定在轮辋6的中心位置处，制动钳34通过螺钉连接固定在环形驱动电机定子13右侧下方内侧边缘的环形驱动电机定子固定板14上，制动钳34通过夹紧制动盘15实现集成转向悬架驱动车轮的制动。

集成转向悬架驱动车轮的工作过程：

环形驱动电机驱动轮胎转动；转向电机36使车轮相对车身连接件26旋转一定角度，实现轮胎的转向功能；上行程限位块33、主动悬架电机37和弹簧32协同作用实现对轮胎颠簸的修正；液压系统驱动制动钳34实现对制动盘15的制动。本发明通过集成动力驱动机构1、转向机构2、悬挂机构3和制动机构4在车轮内，简化了汽车设计流程，是汽车变得更轻，甚至可能设计出新结构、新功能的汽车；通过采用电机作为动力源，易于实现力矩、位移、速度的数字化控制，可以为电动汽车或者新能源电动汽车配套使用，解决制约汽车进一步发展的环境污染和能源紧张问题。本发明的集成转向悬架驱动车轮装置结构紧凑，控制效果好，制造成本低，操纵简单，能够满足人们对新能源和新结构汽车的迫切需求。

Claims (8)

1.一种集成转向悬架驱动车轮，其特征在于，所述的集成转向悬架驱动车轮包括有动力驱动机构(1)、转向机构(2)、悬挂机构(3)和制动机构(4)；

所述的动力驱动机构(1)包括有轮胎(5)、轮辋(6)、环形驱动电机(35)；

轮胎(5)套装在轮辋(6)的外侧，环形驱动电机(35)安装在轮辋(6)的内侧，转向机构(2)安装在环形驱动电机(35)的内侧，转向机构(2)中的主销导向柱(18)的上下端采用螺钉和环形驱动电机(35)中的环形驱动电机定子(13)的内侧连接，悬挂机构(3)套装在转向机构(2)中的主销导向柱(18)上，制动机构(4)固定在轮辋(6)的内侧；

所述的主销导向柱(18)为一杆类结构件，主销导向柱(18)的外柱面上设置有具有自锁性能的梯形螺纹和在圆周方向均匀分布的与转向电机(36)内孔上的键齿相配装的轴向键槽，主销导向柱(18)的上端与下端设置成上半圆柱与下半圆柱，上半圆柱与下半圆柱的轴线和主销导向柱(18)的回转轴线共线，上半圆柱与下半圆柱的平面端面共面，上半圆柱沿径向设置安装螺钉的上螺钉通孔，下半圆柱上沿径向设置安装螺钉的下螺钉通孔，上螺钉通孔与下螺钉通孔的回转轴线皆和主销导向柱(18)的回转轴线垂直相交。

2.按照权利要求1所述的集成转向悬架驱动车轮，其特征在于，所述的制动机构(4)固定在轮辋(6)的内侧是指：

制动机构(4)包括有制动盘(15)、制动钳(34)，制动盘(15)采用5个结构相同的2号螺钉(16)固定在轮辋(6)的中心位置处，制动钳(34)通过螺钉固定在环形驱动电机定子(13)内侧的2号环形驱动电机定子固定板与3号环形驱动电机定子固定板上。

3.按照权利要求1所述的集成转向悬架驱动车轮，其特征在于，所述的环形驱动电机(35)包括有环形驱动电机转子(8)、环形驱动电机定子(13)、环形驱动电机左侧角接触球轴承(12)与环形驱动电机右侧角接触球轴承(11)；

环形驱动电机转子(8)的左端面与轮辋(6)内腔左端凸缘的右端面接触连接，并采用1号螺钉(7)将环形驱动电机转子(8)固定在轮辋(6)的内腔里，环形驱动电机定子(13)采用环形驱动电机左侧角接触球轴承(12)与环形驱动电机右侧角接触球轴承(11)安装在环形驱动电机转子(8)内，环形驱动电机左侧角接触球轴承(12)内环的右端面与环形驱动电机定子(13)左端的圆环凸台的左端面接触连接，环形驱动电机左侧角接触球轴承(12)外环的左端面与环形驱动电机转子(8)左端的圆环凸台的右端面接触连接，环形驱动电机右侧角接触球轴承(11)内环的左端面与环形驱动电机定子(13)右端的圆环凸台的右端面接触连接。

4.按照权利要求3所述的集成转向悬架驱动车轮，其特征在于，所述的环形驱动电机定子(13)的左端设置有圆环凸台，右端设置有圆环凸台，环形驱动电机定子(13)的内侧即内孔面上设置有环形驱动电机定子固定板组件,环形驱动电机定子固定板组件包括环形驱动电机定子固定板(14)、2号环形驱动电机定子固定板、3号环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板，环形驱动电机定子固定板(14)、2号环形驱动电机定子固定板、3号环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板为结构相同的平板类结构件，环形驱动电机定子固定板(14)、2号环形驱动电机定子固定板、3号环形驱动电机定子固定板与4号环形驱动电机定子固定板的中心处设置有螺纹孔，其中环形驱动电机定子固定板(14)与4号环形驱动电机定子固定板的螺纹孔中心的连线垂直于水平面，并且环形驱动电机定子固定板(14)与4号环形驱动电机定子固定板处在环形驱动电机定子(13)轴向的中间位置，2号环形驱动电机定子固定板与3号环形驱动电机定子固定板布置在环形驱动电机定子固定板(14)与4号环形驱动电机定子固定板连线的轮胎径向平面内的右侧下方的环形驱动电机定子(13)的内侧边缘上，并且处在环形驱动电机定子固定板(14)与4号环形驱动电机定子固定板的沿轮胎轴向的左侧的环形驱动电机定子(13)内侧边缘上。

5.按照权利要求4所述的集成转向悬架驱动车轮，其特征在于，所述的环形驱动电机转子(8)的右端面上安装有挡圈(10)并采用多个结构相同的固定挡圈螺钉(9)固定连接，环形驱动电机右侧角接触球轴承(11)外环的右端面与挡圈(10)的左端面接触连接。

6.按照权利要求1所述的集成转向悬架驱动车轮，其特征在于，所述的转向机构(2)还包括有转向电机(36)、套筒(24)与车身连接件(26)；

转向电机(36)套装在主销导向柱(18)上，转向电机(36)中的转向电机转子(23)与主销导向柱(18)通过花键副连接，转向电机(36)中的转向电机定子(21)的右端采用5号螺钉(25)与车身连接件(26)的左端固定连接，套筒(24)中心处有中心通孔，中心通孔的内侧设置有螺纹，转向电机转子(23)上端的圆环凸台的外圆柱面上设置有螺纹，套筒(24)套装在转向电机转子(23)上端的圆环凸台上为螺纹连接。

7.按照权利要求1所述的集成转向悬架驱动车轮，其特征在于，所述的悬挂机构(3)套装在转向机构(2)中的主销导向柱(18)上是指：

所述的悬挂机构(3)包括有主动悬架电机(37)、固定支架(31)、弹簧(32)与上行程限位块(33)；

上行程限位块(33)套装在转向电机(36)上方的主销导向柱(18)上为小过盈配合连接，转向电机(36)中的转向电机转子(23)上端的圆环凸台的上端面与套筒(24)的顶端面一起和上行程限位块(33)的底端面接触连接；

主动悬架电机(37)套装在转向电机(36)下方的主销导向柱(18)上为螺纹连接，固定支架(31)套装在主动悬架电机(37)下方的主销导向柱(18)上，固定支架(31)与主动悬架电机(37)中的主动悬架电机定子(27)的下端为螺纹连接，弹簧(32)套装在固定支架(31)下方的主销导向柱(18)上，弹簧(32)的顶端面与固定支架(31)底面接触连接，弹簧(32)的底端面与环形驱动电机定子(13)的内侧孔面接触连接。

8.按照权利要求7所述的集成转向悬架驱动车轮，其特征在于，所述的主动悬架电机(37)包括有主动悬架电机定子(27)、主动悬架电机上轴承(28)、主动悬架电机转子(29)与主动悬架电机下轴承(30)；

主动悬架电机定子(27)采用主动悬架电机上轴承(28)与主动悬架电机下轴承(30)套装在主动悬架电机转子(29)的外侧为滚动连接，主动悬架电机定子(27)顶端的中心处设置有环形凸台，主动悬架电机定子(27)上端中心处的环形凸台的顶端面与转向电机转子(23)的底端面接触连接，主动悬架电机转子(29)外侧的上端设置有圆环凸台，主动悬架电机转子(29)外侧上端的圆环凸台的上端面与主动悬架电机上轴承(28)内环的下端面接触连接，主动悬架电机定子(27)内侧的上端设置有圆环凸台，主动悬架电机定子(27)内侧上端的圆环凸台的上端面与主动悬架电机上轴承(28)外环的底端面接触连接，主动悬架电机转子(29)的内孔面上设置有梯形螺纹，主动悬架电机转子(29)与主销导向柱(18)螺纹连接，固定支架(31)的上端面上设置有圆环凸台，圆环凸台外侧设置有螺纹，主动悬架电机定子(27)下端的内孔面上设置有螺纹，固定支架(31)安装在主动悬架电机定子(27)下端的内孔里为螺纹连接，主动悬架电机下轴承(30)外环的底端面与固定支架(31)上的圆环凸台的顶端面接触连接，主动悬架电机下轴承(30)内环的顶端面与主动悬架电机转子(29)外侧下端圆环凸台的底端面接触连接，主动悬架电机下轴承(30)外环的顶端面与主动悬架电机定子(27)内侧下端圆环凸台的底端面接触连接。