CN106240339B - 转向轮双摆臂电机动力悬挂系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转向轮双摆臂电机动力悬挂系统，属于汽车悬挂系统技术领域，提供了一种结构简单，造价较低，齿轮减速机构设置在不旋转的轮毂壳内，能够获得较大减速比的转向轮双摆臂电机动力悬挂系统，所采用的技术方案为转动轮毂的外部设置有车轮，转动轮毂内侧设置有刹车盘，转动轮毂上安装有不旋转轮毂壳，不旋转轮毂壳内腔设置有减速齿轮组，减速齿轮组的输出轴与转动轮毂键连接，减速齿轮组的输入轴与中置电机相连接，中置电机固定在不旋转轮毂壳上，不旋转轮毂壳的前端设置有刹车卡钳，后端设置有转向摆杆，不旋转轮毂壳的顶部设置有上摆臂，底部设置有下摆臂，上摆臂上设置有避震弹簧组件；本发明广泛用于电机动力悬挂系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种转向轮双摆臂电机动力悬挂系统，属于汽车悬挂系统技术领域。
背景技术
悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其功能是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车平顺行驶。悬挂系统应有的功能是支持车身，改善乘坐的感觉，不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着汽车的稳定性、舒适性和安全性，是现代汽车十分关键的部件之一。
随着科技的不断进步，电动车得到了不断发展，但是由于空间限制，无法在车轮上安装电动机进行驱动。目前专利号为200380100829.9，专利名称为用于转向轮的轮内马达系统，虽然可以解决双摆臂悬挂系统内安装电机动力的问题，但该方案采用了两组转向节，一组转向节用于双摆臂的车轮上下运动，另一组转向节用于车轮的转向。该技术方案造成转向悬挂系统结构复杂，并且采用电机内置的行星减速机构，减速比有限，为获得较大的电机转矩必须采用较大直径的电机，较大直径的电机需占用较大的双摆臂纵向空间，在许多应用场合是无法做到的。
发明内容
为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种结构简单，造价较低，齿轮减速机构设置在不旋转的轮毂壳内，能够获得较大减速比的转向轮双摆臂电机动力悬挂系统。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为转向轮双摆臂电机动力悬挂系统，包括：转动轮毂，所述转动轮毂的外部设置有车轮，转动轮毂内侧设置有刹车盘，所述转动轮毂上安装有不旋转轮毂壳，所述不旋转轮毂壳内腔设置有减速齿轮组，所述减速齿轮组的输出轴与转动轮毂键连接，所述减速齿轮组的输入轴与中置电机相连接，所述中置电机固定在不旋转轮毂壳上，所述不旋转轮毂壳的前端设置有刹车卡钳，后端设置有转向摆杆，不旋转轮毂壳的顶部设置有上摆臂，底部设置有下摆臂，所述上摆臂上设置有避震弹簧组件。
优选的，所述不旋转轮毂壳的一端套装在转动轮毂上，且不旋转轮毂壳和转动轮毂之间设置有轴承，所述不旋转轮毂壳的另一端通过法兰连接有中置电机，所述不旋转轮毂壳的端部腔体内设置有减速齿轮组，所述不旋转轮毂壳的顶部和底部分别设置有管状安装座，所述上摆臂、下摆臂分别通过万向球组件安装在顶部和底部设置的管状安装座上，所述不旋转轮毂壳的前端还设置有用于固定刹车卡钳的牛角状安装座，不旋转轮毂壳的后端设置有用于固定转向摆杆的转向连接座。
优选的，所述不旋转轮毂壳顶部和底部设置的管状安装座均倾斜设置，且顶部和底部设置的管状安装座的轴线在一条直线上。
优选的，所述避震弹簧组件主要由下弹簧座、上弹簧座、弹簧导杆和减震弹簧构成，所述上弹簧座固定在底盘上，下弹簧座的底部设置有耳座，下弹簧座中部设置有通孔，所述上摆臂上设置有凹槽，所述耳座铰接在凹槽的槽壁上，所述弹簧导杆顶部铰接在上弹簧座上，底部插装在通孔内，且减震弹簧套装在弹簧导杆上，减震弹簧两端安装在下弹簧座和上弹簧座上，所述弹簧导杆的中部设置有上限位挡，弹簧导杆的底部设置有下限位挡。
优选的，所述下弹簧座的中部横向设置有方孔，所述方孔内设置有锁紧板，所述锁紧板上设置有长孔，所述长孔内设置有锁紧块，所述锁紧板和锁紧块用于夹紧弹簧导杆，所述锁紧块和锁紧板之间还设置有用于驱动锁紧块运动的液压分泵，所述液压分泵的两端分别固定在锁紧块和锁紧板上。
优选的，所述锁紧块、锁紧板和弹簧导杆的接触面为弧形结构。
优选的，所述下弹簧座的顶部还设置有缓冲胶圈，所述缓冲胶圈套装在弹簧导杆上。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明结构简单，造价低，能够广泛应用于采用电机动力驱动且车速小于50Km/h的路面较好的道路或货场内路面的电动车辆或四轮转向的特种车辆；并且将两级齿轮减速机构设置在不旋转的轮毂壳内，可以获得较大的减速比，就可以使用通用的较小扭矩的中置电机，占用空间小，操作灵活；同时避震弹簧具有自锁功能，在一些特殊工况，能够对减震弹簧进行锁止，提高载货车辆的稳定性，避免产生大幅晃动。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中减速齿轮组的结构示意图。
图3为本发明中刹车卡钳的安装结构示意图。
图4为本发明中避震弹簧组件的结构示意图。
图5为本发明中锁紧板和锁紧块的结构示意图。
图6为本发明中下弹簧座的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
如图1至图3所示，转向轮双摆臂电机动力悬挂系统，包括：转动轮毂1，转动轮毂1的外部设置有车轮2，转动轮毂1内侧设置有刹车盘3，转动轮毂1上安装有不旋转轮毂壳4，不旋转轮毂壳4内腔设置有减速齿轮组5，减速齿轮组5的输出轴与转动轮毂1键连接，减速齿轮组5的输入轴与中置电机6相连接，中置电机6固定在不旋转轮毂壳4上，不旋转轮毂壳4的前端设置有刹车卡钳7，后端设置有转向摆杆8，不旋转轮毂壳4的顶部设置有上摆臂9，底部设置有下摆臂10，上摆臂8上设置有避震弹簧组件11。
其中，不旋转轮毂壳4的一端套装在转动轮毂1上，且不旋转轮毂壳4和转动轮毂1之间设置有轴承12，不旋转轮毂壳4的另一端通过法兰13连接有中置电机6，不旋转轮毂壳4的端部腔体内设置有减速齿轮组5，不旋转轮毂壳4的顶部和底部分别设置有管状安装座15，顶部和底部设置的管状安装座均倾斜设置，且顶部和底部设置的管状安装座的轴线在一条直线上。上摆臂9、下摆臂10分别通过万向球组件16安装在顶部和底部设置的管状安装座15上，不旋转轮毂壳4的前端还设置有用于固定刹车卡钳的牛角状安装座17，不旋转轮毂壳4的后端设置有用于固定转向摆杆的转向连接座18。
本发明中不旋转轮毂壳通过轴承安装在轮毂上，不旋转轮毂壳内设置有减速齿轮组，且减速齿轮组的输出轴与轮毂键连接，中置电机安装在不旋转轮毂壳上，并与减速齿轮组的输入轴相连接，以简化减速系统的安装结构。这样通过电机驱动输出扭矩。中置电机可以采用普通永磁无刷直流调速电机，该类电机可以方便地控制电机的转速，以适应不同的车速要求。
不旋转轮毂壳上布置上摆臂和下摆臂，同时前端和后端布置刹车卡钳和转向摆杆，不旋转轮毂壳顶部和底部设置管状安装座，上摆臂和下摆臂分别通过万向球组件安装在管状安装座内，上下万向球头的轴心之间的连线与车轮平面倾斜一定的角度，该直线通过车轮中平面与地面的接点，这样形成的轴线就是转向轮的转向轴线。上摆臂和下摆臂前端安装的万向球头，固定在车架底盘上的上摆臂后端的双孔铰链和下摆臂后端的双孔铰链，共同形成一组四连杆机构，该四连杆机构可以使转向车轮在一定的幅度内上下移动，确保在不平整的路面上的四轮着地，还可以支持车轮以万向球头的连线为转向轴的转向动作。
刹车系统的刹车盘安装在随车轮转动的转动轮毂上，刹车卡钳采用汽车通用的标准部件，安装在不旋转轮毂壳的牛角状安装座上，通过刹车卡钳的液压夹紧力作用在刹车盘上，执行车轮制动。
如图4至图6所示，避震弹簧组件11主要由下弹簧座19、上弹簧座20、弹簧导杆21和减震弹簧22构成，上弹簧座20固定在底盘上，下弹簧座19的底部设置有耳座23，下弹簧座19中部设置有通孔24，上摆臂9上设置有凹槽25，耳座23铰接在凹槽25的槽壁上，弹簧导杆21顶部铰接在上弹簧座20上，底部插装在通孔24内，且减震弹簧22套装在弹簧导杆21上，减震弹簧22两端安装在下弹簧座19和上弹簧座20上，弹簧导杆21的中部设置有上限位挡26，弹簧导杆21的底部设置有下限位挡27。
其中，下弹簧座19的中部横向设置有方孔，方孔内设置有锁紧板29，锁紧板29上设置有长孔30，长孔30内设置有锁紧块31，锁紧板29和锁紧块31用于夹紧弹簧导杆21，锁紧块31和锁紧板29之间还设置有用于驱动锁紧块运动的液压分泵32，液压分泵32的两端分别固定在锁紧块31和锁紧板29上。锁紧块31、锁紧板29和弹簧导杆21的接触面为弧形结构。下弹簧座19的顶部还设置有缓冲胶圈14，缓冲胶圈14套装在弹簧导杆21上。
在弹簧导杆的中部设置上限位挡，底部设置下限位挡，用以限制弹簧减震系统的减震上下活动范围。当下弹簧座向上冲击到上限位挡位置时，缓冲胶圈可以减缓冲击力。
在下弹簧座横向布置的方孔中设置有锁紧板，锁紧板内上设置有长孔，长孔内安装有锁紧块，锁紧板和锁紧滑块用于夹持弹簧导杆，实现自锁功能，且锁紧板、锁紧滑块与弹簧导杆的接触面为两个圆弧，锁紧板后部和锁紧滑块之间形成的空间安装有液压分泵，当从液压导管来的液体压力低时，锁紧板和锁紧滑块之间没有夹紧力，此时弹簧减震系统可以正常工作，处在减震工作状态；当从液压导管来的液体压力高时，锁紧板和锁紧滑块就会抱紧弹簧导杆，使弹簧导杆与锁紧板、锁紧滑块以及下弹簧座都锁定在一起，弹簧减震系统的弹性减震作用失效，转为刚性支撑状态。这样对于一些可升降的载货车辆，在载货平台处在升降工作状态时，要求升起的载货平台不能有较大幅度的晃动，且车辆必须处在泊车制动状态。随着液压泵的工作，液压系统内的液体压力处在高压状态，此时液体的高压通过液路互通元件，经液压导管传入液压分泵，液压分泵两端的活塞导杆向外输出压力，锁紧板和锁紧滑块抱紧弹簧导杆，使锁紧系统闭锁，系统处在避震失效的刚性支撑状态。通过上述逻辑关系分析，只要按照上述方法配置液压分泵的液压导管的油路系统，行走所需的弹簧减震工作状态和升降过程所需的锁定刚性支撑状态之间的控制转换就是自动完成的，不需要附加额外的控制系统。从而大大减轻了理货人员的劳动强度，提高了理货作业的工作效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。
Claims (5)
1.转向轮双摆臂电机动力悬挂系统，包括：转动轮毂，所述转动轮毂的外部设置有车轮，转动轮毂内侧设置有刹车盘，其特征在于:所述转动轮毂上安装有不旋转轮毂壳，所述不旋转轮毂壳内腔设置有减速齿轮组，所述减速齿轮组的输出轴与转动轮毂键连接，所述减速齿轮组的输入轴与中置电机相连接，所述中置电机固定在不旋转轮毂壳上，所述不旋转轮毂壳的前端设置有刹车卡钳，后端设置有转向摆杆，不旋转轮毂壳的顶部设置有上摆臂，底部设置有下摆臂，所述上摆臂上设置有避震弹簧组件；
所述避震弹簧组件主要由下弹簧座、上弹簧座、弹簧导杆和减震弹簧构成，所述上弹簧座固定在底盘上，下弹簧座的底部设置有耳座，下弹簧座中部设置有通孔，所述上摆臂上设置有凹槽，所述耳座铰接在凹槽的槽壁上，所述弹簧导杆顶部铰接在上弹簧座上，底部插装在通孔内，且减震弹簧套装在弹簧导杆上，减震弹簧两端安装在下弹簧座和上弹簧座上，所述弹簧导杆的中部设置有上限位挡，弹簧导杆的底部设置有下限位挡；
所述下弹簧座的中部横向设置有方孔，所述方孔内设置有锁紧板，所述锁紧板上设置有长孔，所述长孔内设置有锁紧块，所述锁紧板和锁紧块用于夹紧弹簧导杆，所述锁紧块和锁紧板之间还设置有用于驱动锁紧块运动的液压分泵，所述液压分泵的两端分别固定在锁紧块和锁紧板上。
2.根据权利要求1所述的转向轮双摆臂电机动力悬挂系统，其特征在于：所述不旋转轮毂壳的一端套装在转动轮毂上，且不旋转轮毂壳和转动轮毂之间设置有轴承，所述不旋转轮毂壳的另一端通过法兰连接有中置电机，所述不旋转轮毂壳的端部腔体内设置有减速齿轮组，所述不旋转轮毂壳的顶部和底部分别设置有管状安装座，所述上摆臂、下摆臂分别通过万向球组件安装在顶部和底部设置的管状安装座上，所述不旋转轮毂壳的前端还设置有用于固定刹车卡钳的牛角状安装座，不旋转轮毂壳的后端设置有用于固定转向摆杆的转向连接座。
3.根据权利要求2所述的转向轮双摆臂电机动力悬挂系统，其特征在于：所述不旋转轮毂壳顶部和底部设置的管状安装座均倾斜设置，且顶部和底部设置的管状安装座的轴线在一条直线上。
4.根据权利要求1所述的转向轮双摆臂电机动力悬挂系统，其特征在于：所述锁紧块、锁紧板和弹簧导杆的接触面为弧形结构。
5.根据权利要求1或4所述的转向轮双摆臂电机动力悬挂系统，其特征在于：所述下弹簧座的顶部还设置有缓冲胶圈，所述缓冲胶圈套装在弹簧导杆上。
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