CN108791477A - 一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车转向装置技术领域，具体涉及一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，括转向上臂、转向下臂和可转动的轮毂，轮毂设置在转向下臂上，转向上臂联接有第一转向机构，通过第一转向机构可以实现转向上臂的转动，转向下臂与转向上臂转动联接，转向下臂联接有第二转向机构，通过第二转向机构可以实现转向下臂的转动。转向机构的设计，使车轮可以360度旋转。减震机构的设计，使得四个轮子在同一水平面内，增加了车的平稳度。根据需要，在转弯时选择大转角或小转角模式。本发明省去了传统转向系统的转向横拉杠和转向节臂等结构，通过第二转向机构驱动转向下臂实现车轮的小转角，通过第一转向机构驱动转向上臂实现大转角。

Description

一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置

技术领域

本发明属于汽车转向装置技术领域，具体涉及一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置。

背景技术

伴随着以电动汽车为主的新能源汽车和智能汽车的不断发展，越来越多的智能集成化技术应用于电动汽车领域，传统的汽车转向系统因其复杂的机械结构，已经逐渐无法适应其日益集成化和智能化控制的发展需要。四轮独立转向/独立电驱动汽车具有四轮转角、四轮驱动力矩独立可控且电机响应迅速、控制精确的优势，易于实现四轮转向和驱动横摆力矩控制。目前，已经出现的独立转向电动汽车转向系统是由转向电机驱动车轮总成，实现转向功能，该种转向系统每个车轮都配备一个转向电机，能够实现各种行驶模式，且可以更好地分配四个车轮的转角大小，提高车辆行驶稳定性，但该种转向系统的缺点是：1.只要有至少一个转向电机系统出现不能控制驱动的故障，将招致整个线控独立转向系统陷入瘫痪而丧失正常的转向行驶功能。2.不太方便用于野外等特殊作业场所，且普遍存在转动范围不大、不够小巧灵活、平稳性差等缺陷。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，该装置可实现车轮的大角度转动和小角度转动，并可避免某一电机故障而导致系统瘫痪的现象。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，包括转向上臂、转向下臂和可转动的轮毂，所述轮毂设置在转向下臂上，所述转向上臂联接有第一转向机构，通过第一转向机构可以实现转向上臂的转动，所述转向下臂与转向上臂转动联接，所述转向下臂联接有第二转向机构，通过第二转向机构可以实现转向下臂的转动。

所述第一转向机构包括第一电机和第一减速机构，所述第一电机通过第一减速机构与转向上臂联接。

所述第二转向机构包括第二电机和第二减速机构，所述第二电机通过第二减速机与转向下臂联接。

所述转向上臂包括光轴和凸台，所述凸台与光轴的一端联接，光轴的另一端与第一转向机构联接，所述凸台上设有与第二转向机构联接的上板，所述凸台上设有与转向下臂联接的上固定件和下固定件。

所述转向下臂包括阶梯轴和连接盘，所述阶梯轴通过加强肋与连接盘联接，所述连接盘与轮毂联接，所述阶梯轴与上固定件和下固定件联接，且联接处分别设有轴承。

所述转向上臂上设有减震器，通过第一转向机构可以带动转向上臂和减震器转动。

所述减震器包括上连接件和下连接件，所述上连接件通过减震件与下连接件联接，所述减震件至少有一个。

所述减震件包括液压缸和弹簧，所述弹簧套设在液压缸外，所述液压缸的两端分别与上连接件和下连接件联接。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

转向机构的设计，使车轮可以360度旋转。减震机构的设计，使得四个轮子在同一水平面内，增加了车的平稳度。该装置可使得车轮根据需要，在转弯时选择大转角或小转角模式。本发明省去了传统转向系统的转向横拉杠和转向节臂等结构，通过第二转向机构驱动转向下臂实现车轮的小转角，通过第一转向机构驱动转向上臂实现大转角。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明转向上臂的结构示意图；

图3是本发明转向下臂的结构示意图；

图4是本发明减震器的结构示意图；

其中：1为轮毂，2为轮毂电机，3为转向下臂，4为转向上臂，5为减震器，6为车架，7为第一减速机构，8为第一电机，9为推力轴承，10为第二电机，11为第二减速机构，12为角接触轴承，13为阶梯轴，14加强肋，15为连接盘，16为光轴，17为凸台，18为下固定件，19为上固定件，20为上板，21为下连接件，22为液压缸推杆，23为液压缸，24为上连接件，25为弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，包括转向上臂4、转向下臂3和可转动的轮毂1，轮毂1通过轮毂电机2实现转动，轮毂1与轮毂电机转子螺栓连接，轮毂电机定子与转向下臂3螺栓连接，转向上臂4联接有第一转向机构，通过第一转向机构可以实现转向上臂4的转动，转向下臂3与转向上臂4转动联接，转向下臂3联接有第二转向机构，通过第二转向机构可以实现转向下臂3的转动，第一转向机构带动转向上臂4实现大转向，第二转向机构带动转向下臂3实现小转向。

第一减速机构7可以采用现有技术中的行星齿轮减速器，第二减速机构11可以采用现有技术中的齿轮减速器。行星齿轮减速器和齿轮减速器的具体结构是本领域技术人员熟知的，故不在此详细阐述。

转向上臂4与车架6转动联接，第一转向机构包括第一电机8和第一减速机构7（行星齿轮减速器），第一电机8通过行星齿轮减速器带动转向上臂4转动。第一电机8的壳体与行星齿轮减速器的外壳联接或与车架6联接，只要可以防止第一电机8壳体转动即可；第一电机8的输出轴与行星齿轮减速器的输入轴联接，行星齿轮减速器的外壳与车架6联接，行星齿轮减速器的输出轴与转向上臂4联接，从而带动转向上臂4相对于车架6转动。

第二转向机构包括第二电机10和第二减速机构11（齿轮减速器），第二电机10可以通过齿轮减速器带动转向下臂3相对于转向上臂4转动。第二电机10的壳体与齿轮减速器的外壳联接，第二电机10的输出轴与齿轮减速器的输入轴联接，齿轮减速器的外壳与转向上臂4联接，齿轮减速器的输出轴与转向下臂3联接，从而带动转向下臂3相对于转向上臂4转动。

转向下臂3可以通过角接触轴承12实现与转向上臂4的转动联接。角接触轴承12的内圈与转向下臂3联接，角接触轴承12的外圈与转向上臂4联接。

第一转向机构和第二转向机构的主要作用是提供驱动力，实现转向上臂4相对于车架6的转动以及转向下臂3相对于转向上臂4的转动。因此，第一转向机构和第二转向机构的具体结构和联接关系，本领域的技术人员可以根据实际情况进行调整和设计。上述，只是一个具体实施例。

如图2所示，转向上臂4包括光轴16、凸台17、下加紧机构18、上加紧机构19和上板20，凸台17与光轴16的一端联接，光轴16的另一端与行星齿轮减速器的输出轴联接。为了便于第二转向机构与转向上臂4联接，在凸台17上设有与齿轮减速器外壳联接的上板20。凸台17上设有上加紧机构19和下加紧机构18，通过上加紧机构19和下加紧机构18与转向下臂3联接。

如图3所示，转向下臂3包括阶梯轴13、加强筋14和连接盘15，阶梯轴13通过加强肋14与连接盘15联接，连接盘15与轮毂电机定子联接，阶梯轴13端部与齿轮减速器的输出轴的联接，阶梯轴13与上加紧机构19和下加紧机构18转动联接，且联接处分别设有轴承（即角接触轴承12）。

为了实现独立减震，可在转向上臂上设有减震器，通过第一转向机构可以带动转向上臂4和减震器5转动。减震器的具体结构可以采用现有技术中常见的结构，或者可以采用：

如图4所示，减震器5包括上连接件24和下连接件21，上连接件24通过减震件与下连接件21联接，减震件至少有一个。减震件包括液压缸23和弹簧25，弹簧25套设在液压缸23外，液压缸23的缸体端部与上连接件24联接，液压缸推杆22端部与下连接件21联接。

上连接件24与车架6转动联接，可在转动联接处设置推力轴承9等结构。行星齿轮减速器的输出轴穿过车架6（设有相应的通孔）与上连接件24联接，转向上臂4的光轴16与下连接件21固定连接。第一电机8通过行星齿轮减速器可带动减震器5和转向上臂4相对于车架6转动。

当第一电机8工作，第二电机10不工作时，第一电机8的转轴通过行星齿轮减速器减速、加大扭矩，带动转向上臂4、转向下臂3和轮毂1转动，车轮实现大转向；当第二电机10工作，第一电机8不工作时，第二电机10的转轴通过齿轮减速器的减速、加大扭矩，带动转向下臂3和轮毂1转动，实现车轮的小转向。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：包括转向上臂（4）、转向下臂（3）和可转动的轮毂（1），所述轮毂（1）设置在转向下臂（3）上，所述转向上臂（4）联接有第一转向机构，通过第一转向机构可以实现转向上臂（4）的转动，所述转向下臂（3）与转向上臂（4）转动联接，所述转向下臂（3）联接有第二转向机构，通过第二转向机构可以实现转向下臂（3）的转动。

2.根据权利要求1所述的一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述第一转向机构包括第一电机（8）和第一减速机构（7），所述第一电机（8）通过第一减速机构（7）与转向上臂（4）联接。

3.根据权利要求1所述的一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述第二转向机构包括第二电机（10）和第二减速机构（11），所述第二电机（10）通过第二减速机与转向下臂（3）联接。

4.根据权利要求1所述的一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述转向上臂（4）包括光轴（16）和凸台（17），所述凸台（17）与光轴（16）的一端联接，光轴（16）的另一端与第一转向机构联接，所述凸台（17）上设有与第二转向机构联接的上板（20），所述凸台（17）上设有与转向下臂（3）联接的上固定件（19）和下固定件（18）。

5.根据权利要求4所述的一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述转向下臂（3）包括阶梯轴（13）和连接盘（15），所述阶梯轴（13）通过加强肋（14）与连接盘（15）联接，所述连接盘（15）与轮毂（1）联接，所述阶梯轴（13）与上固定件（19）和下固定件（18）联接，且联接处分别设有轴承。

6.根据权利要求1所述的一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述转向上臂（4）上设有减震器（5），通过第一转向机构可以带动转向上臂（4）和减震器（5）转动。

7.根据权利要求6所述的一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述减震器（5）包括上连接件（24）和下连接件（21），所述上连接件（24）通过减震件与下连接件（21）联接，所述减震件至少有一个。

8.根据权利要求7所述的一种分布式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述减震件包括液压缸（23）和弹簧（25），所述弹簧（25）套设在液压缸（23）外，所述液压缸（23）的两端分别与上连接件（24）和下连接件（21）联接。