CN104925132A - 具有四轮转向功能的底盘 - Google Patents

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黄妙华
周洲
喻厚宇
李长娥
裘杨
葛军
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Abstract

本发明公开了一种具有四轮转向功能的底盘，包括后转向桥，后转向桥包括后轮转向驱动桥和后轮转向回正机构，其中，后轮转向驱动桥包括桥体、分别位于桥体两端的左转向节和右转向节、分别固定于左转向节和右转向节上的两转向节臂、分别固定于左转向节和右转向节上的两梯形臂，以及连接两梯形臂的后转向横拉杆；左转向节和右转向节分别与两后轮的轮毂固定连接；后轮转向回正机构包括液压回正缸以及依次连接的电机、后轮转向机、转向摇臂和后轮转向拉杆，与后轮转向拉杆连接的转向节臂运动以驱动后轮转向，另一转向节臂与液压回正缸的活塞杆连接。本发明提出的底盘，在实现商用车的四轮转向功能的同时，其结构简单控制难度小。

Description

具有四轮转向功能的底盘
技术领域
本发明涉及汽车底盘结构技术领域，尤其涉及一种具有四轮转向功能的底盘。
背景技术
四轮转向作为汽车底盘控制领域的革命性技术，能极大改善汽车的操纵稳定性和机动性。目前，四轮转向技术已经运用到一些小型车辆上，但对于商用车领域国内却少有涉足。四轮转向技术对于提高商用车的机动性和操纵稳定性具有非常重要的意义，尤其是在特种商用车领域。国外已经有多款四轮转向特种车辆正在销售，主要涉及消防和军用领域。而国内尚无具有四轮转向功能的商用车底盘供应。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有四轮转向功能的底盘，旨在实现商用车的四轮转向，同时结构简单控制难度小。
为实现上述目的，本发明提供一种具有四轮转向功能的底盘，包括车架、前转向桥和后转向桥，底盘为商用车底盘，所述后转向桥包括后轮转向驱动桥和后轮转向回正机构，其中，
后轮转向驱动桥包括桥体、分别位于所述桥体两端的左转向节和右转向节、分别固定于左转向节和右转向节上的两转向节臂、分别固定于左转向节和右转向节上的两梯形臂，以及连接两所述梯形臂的后转向横拉杆；所述左转向节和右转向节分别与两后轮的轮毂固定连接以驱动其转向；
所述后轮转向回正机构包括液压回正缸以及依次连接的电机、后轮转向机、转向摇臂和后轮转向拉杆，与所述后轮转向拉杆连接的转向节臂运动以驱动后轮转向，另一所述转向节臂与液压回正缸的活塞杆连接；
当后轮转向时，所述电机带动后轮转向机运转，通过转向摇臂和后轮转向拉杆驱动一所述转向节臂绕主销轴线转动；当后轮对中时，所述液压回正缸的活塞杆带动另一所述转向节臂转动使后轮回正。
优选地，所述桥体通过法兰盘与传动轴直接连接以使后轮获得驱动力。
优选地，所述液压回正缸的缸体通过球头销与固定支架连接，所述固定支架通过衬块和螺栓固定于桥体上。
优选地，所述车架上设有多个加强梁。
优选地，所述加强梁包括横向加强梁和纵向加强梁。
优选地，前轮和后轮均采用单胎结构，所述后轮的单胎胎面宽于前轮的单胎胎面。
优选地，所述后轮转向拉杆的两端通过球头销分别连接所述转向节臂和后转向驱动桥的转向摇臂，所述后轮转向机通过万向节与所述电机连接。
本发明提出的具有四轮转向功能的底盘，通过设置液压回正缸和电机配合使用，一方面实现了后轮转向和回正功能，另一方面保证其行驶稳定性和操纵稳定性。另外，因现有技术中纯机械结构式的转向机构存在结构复杂，对整个车架及底盘结构改动很大的问题，而纯液压式的转向结构是通过控制液压缸行程来完成四轮转向，其存在着控制难度大、机构响应速度慢、以及驾驶员操作复杂的问题，而本后轮转向回正机构结构简单，通过电动驱动加液压助力，电机带动后轮转向机，后轮转向机通过液压助力，再推动后轮转向机构，其对底盘结构的改动小，同时还具有响应速度快、控制难度小的优点，降低了对驾驶员的操作要求。
附图说明
图1为本发明具有四轮转向功能的底盘优选实施例的俯视结构示意图；
图2为本发明具有四轮转向功能的底盘优选实施例的侧视结构示意图；
图3为本发明具有四轮转向功能的底盘优选实施例中后转向桥的侧视结构示意图；
图4为本发明具有四轮转向功能的底盘优选实施例中后转向桥的正视结构示意图。
图中，1-方向盘，2-前轮转向拉杆，3-前转向桥，4-前转向横拉杆，5-发动机支架，7-车架纵梁，8-传动轴支架，9-横向加强梁，10-纵向加强梁，13-钢板弹簧，14-后转向横拉杆，15-后转向驱动桥，16-桥体，21-前轮，22-后轮，23-转向节臂，27-梯形臂，29-法兰盘，30-后轮转向拉杆，31-电机，32-后轮转向机，33-液压回正缸，34-转向摇臂，35-固定支架。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并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。
参照图1和图2，图1为本发明具有四轮转向功能的底盘优选实施例的俯视结构示意图；图2为本发明具有四轮转向功能的底盘优选实施例的侧视结构示意图。
本优选实施例中，具有四轮转向功能的底盘，包括车架、前转向桥3和后转向桥（前转向桥3和后转向驱动桥15分别通过悬架系统与车架连接），后转向桥包括后轮转向驱动桥和后轮转向回正机构，其中，
后轮转向驱动桥包括桥体16、分别位于桥体16两端的左转向节和右转向节、分别固定于左转向节和右转向节上的两转向节臂23、分别固定于左转向节和右转向节上的两梯形臂27，以及连接两梯形臂27的后转向横拉杆14；左转向节和右转向节分别与两后轮22的轮毂固定连接以驱动其转向；
后轮转向回正机构包括液压回正缸33以及依次连接的电机31、后轮转向机32、转向摇臂34和后轮转向拉杆30，与后轮转向拉杆30连接的转向节臂23运动以驱动后轮22转向，另一转向节臂23与液压回正缸33的活塞杆（活塞杆在液压回正缸33的缸体内进行活塞运动）连接；
前转向桥3由前转向系统驱动，从而带动前轮21转向。前转向系统主要包括依次连接的方向盘1、前轮转向拉杆2和前转向横拉杆4。
当后轮22转向时，电机31带动后轮转向机32运转，通过转向摇臂34和后轮转向拉杆30驱动一所述转向节臂23绕主销轴线转动；当后轮22对中时，液压回正缸33的活塞杆带动另一转向节臂34转动使后轮22回正。
具体地，参照图3和图4，本实施例中，桥体16通过法兰盘29与传动轴直接连接以使后轮22获得驱动力。液压回正缸33的缸体通过球头销与固定支架35连接，固定支架35通过衬块和螺栓固定于桥体16上。后轮转向拉杆30的两端通过球头销分别连接转向节臂23和后转向驱动桥15的转向摇臂34，后轮转向机32通过万向节与电机31连接。电机31为伺服电机。
进一步地，参照图1，车架上设有多个加强梁。加强梁包括横向加强梁9（横向加强梁9的两端与两车架纵梁7连接）和纵向加强梁10，从而使车身结构强度增加，以满足四轮转向过程中对车身的拉伸扭转需求。
参照图1，前轮21和后轮22均采用单胎结构，后轮22的单胎胎面宽于前轮21的单胎胎面，使后轮22的负载能力大，同时使其在转向过程轻便且阻力小，另外还能够保证后轮22有较大的转角范围，而不与车架纵梁7和钢板弹簧13发生运动干涉。
本底盘在后轮转向回正时工作原理如下：当不需要使用后轮转向功能或后轮转向功能出现故障时，启用对中功能（即回正功能，下同），此时高压液压油进入液压回正缸33，高压液压油推动内部活塞，进而推动活塞杆带动一转向节臂23运动，当液压回正缸33达到一定行程，即后轮22达到回正状态，活塞杆停止运动，此时，通过液压回正缸33的内部保压将后轮22锁定在对中状态。在需要使用后轮转向功能时，液压回正缸33卸压，其内部液压油为低压状态，此时，活塞杆可随着后轮22左右转向而自由伸缩。与此同时，当接收到驾驶员发出的指令后，电机31带动后轮转向机32，转向摇臂34推动后轮转向拉杆30和另一转向节臂23运动，转向节臂23转动时，通过梯形臂27和后转向横拉杆14的传递作用，带动左转向节和右转向节同时运动，进而完成后轮转向动作（此时，液压回正缸33的活塞杆处于随动状态）。
本实施例提出的具有四轮转向功能的底盘，通过设置液压回正缸33和电机31配合使用，一方面实现了后轮转向和回正功能，另一方面保证其行驶稳定性和操纵稳定性。另外，因现有技术中纯机械结构式的转向机构存在结构复杂，对整个车架及底盘结构改动很大的问题，而纯液压式的转向结构是通过控制液压缸行程来完成四轮转向，其存在着控制难度大、机构响应速度慢、以及驾驶员操作复杂的问题，而本后轮转向回正机构结构简单，通过电动驱动加液压助力，电机31带动后轮转向机32，后轮转向机32通过液压助力，其对底盘结构的改动小，同时还具有响应速度快、控制难度小的优点，降低了对驾驶员的操作要求。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种具有四轮转向功能的底盘，包括车架、前转向桥和后转向桥，其特征在于，底盘为商用车底盘，所述后转向桥包括后轮转向驱动桥和后轮转向回正机构，其中，
后轮转向驱动桥包括桥体、分别位于所述桥体两端的左转向节和右转向节、分别固定于左转向节和右转向节上的两转向节臂、分别固定于左转向节和右转向节上的两梯形臂，以及连接两所述梯形臂的后转向横拉杆；所述左转向节和右转向节分别与两后轮的轮毂固定连接以驱动其转向；
所述后轮转向回正机构包括液压回正缸以及依次连接的电机、后轮转向机、转向摇臂和后轮转向拉杆，与所述后轮转向拉杆连接的转向节臂运动以驱动后轮转向，另一所述转向节臂与液压回正缸的活塞杆连接；
当后轮转向时，所述电机带动后轮转向机运转，通过转向摇臂和后轮转向拉杆驱动一所述转向节臂绕主销轴线转动；当后轮对中时，所述液压回正缸的活塞杆带动另一所述转向节臂转动使后轮回正。
2.如权利要求1所述的具有四轮转向功能的底盘，其特征在于，所述桥体通过法兰盘与传动轴直接连接以使后轮获得驱动力。
3.如权利要求1所述的具有四轮转向功能的底盘，其特征在于，所述液压回正缸的缸体通过球头销与固定支架连接，所述固定支架通过衬块和螺栓固定于桥体上。
4.如权利要求1所述的具有四轮转向功能的底盘，其特征在于，所述车架上设有多个加强梁。
5.如权利要求4所述的具有四轮转向功能的底盘，其特征在于，所述加强梁包括横向加强梁和纵向加强梁。
6.如权利要求1所述的具有四轮转向功能的底盘，其特征在于，前轮和后轮均采用单胎结构，所述后轮的单胎胎面宽于前轮的单胎胎面。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的具有四轮转向功能的底盘，其特征在于，所述后轮转向拉杆的两端通过球头销分别连接所述转向节臂和后转向驱动桥的转向摇臂，所述后轮转向机通过万向节与所述电机连接。
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