CN109552513B - 倾斜转向结构及电动三轮车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种倾斜转向结构及电动三轮车，涉及电动三轮车的技术领域，包括车轮安装轴总成、弹性阻尼减震器、前桥架、曲柄机构和转动装置；所述弹性阻尼减震器设置在所述车轮安装轴总成上，在所述前桥架上设置有滑槽；在所述滑槽内设置有滑块。本发明提供的斜转向结构及电动三轮车是以前二后一的狭长型电动车布置形式的倾斜转向结构和转向机构。该倾斜转向结构可以实现车辆前轮的独立悬架特性，同时满足车身主动倾斜的控制要求，使得车辆在行驶过程中根据驾驶人员的意图调整倾斜角度并满足乘坐舒适性要求。通过倾斜转向结构和转向机构的转向角度的控制，满足车辆在不同车速的行驶状态下的转向稳定性需求。

Description

倾斜转向结构及电动三轮车

技术领域

本发明涉及电动三轮车的技术领域，尤其是涉及一种倾斜转向结构及电动三轮车。

背景技术

电动车辆是近十年来用于城市交通出行，减少机动车为期污染的主要车辆类型之一。电动车辆中一类源自于自行车和摩托车两轮车辆，增加电力驱动动力系统成为主要的短距离交通工具；另一类电动车辆是在传统内燃机汽车的基础上，更换以电力为动力源的电动汽车。除此之外，一部分用于辅助残障人士的代步车辆、场地内专用车辆也采用电力驱动逐渐成为城市道路出行的交通工具。

电动自行车具有小巧灵活的特点，具有较自行车更好的动力性能，一部分电动自行车已经具有摩托车的造型和特点，但是这类车辆具有两轮车辆的平衡取决于骑行者，要求骑行人经过训练和适应。此外，电动两轮车在使用过程中受到天气因素的影响，不能对骑行者提供必要的防护，随着动力性能的提高，考虑到行驶过程的稳定性，电动自行车和残障人士代步车辆均采用开放式结构，方便人员进出，这增加行驶过程中的安全隐患。

电动汽车在传统燃油车的基础上，更换了电力为能源的动力系统，或者采用前轴一个车轮，后轴两个车轮的正三轮车形式，这类车辆具有汽车的安全性，较传统汽车降低了污染排放，却并不能改变汽车在城市道路作为通勤工具使用时道路占有率高的问题。残障人士代步车多以三轮为主，老年代步车和一些场地内专用车一样采用电力驱动，以低速行驶为主，并不能满足道路通勤的使用需求。

既具有传统汽车的驾乘空间和安全性，又能具有电动自行车的小巧灵活特性成为微型新能能源车发展的趋势。相较于传统车辆和两轮车辆，这类车被称为狭长型车辆。这类车辆采用简化的汽车底盘部件，有效提高了整车在行驶过程中的稳定性，可以做到车身封闭，从而满足单人的城市出行需求，甚至可以通过行驶系统实现整车行驶的自动驾驶，通过整车控制系统可以实现车辆近似于两轮车辆在转向过程中倾斜车身平衡车辆以达到稳定转向的目的。

狭长型车辆的稳定性问题取决于底盘的车轮数量和布置形式，但是不可避免的问题是由于车身的狭长导致的整车质心提高，这就与传统汽车的稳定性产生了巨大差异，质心位置的摆动将会直接影响车辆的行驶稳定性，另一方面也可以借助质心的偏转达到稳定控制的目的。目前，主要的狭长型车可以分为两轮、三轮形式。两轮的自平衡车辆有Thrustcycle Enterprises推出Gyro Cycle、本田Honda Riding Assist－e和Lit MotorsC1。

三轮又分为前一后二和前二后一两种形式，车身倾斜时分为单车轮倾斜和全车轮倾斜。目前，大部分三轮倾斜狭长型车辆采用的是前二后一的布置形式，通过前轮悬架部分变化实现车身倾斜，前桥兼具有转向的作用，如美国2016年上市的TerracraftSupertrike，采用转向和车身倾斜相互独立的CoPilot控制系统；丰田2013年推出的概念车型Iroad同样采用前轮悬架变化实现倾斜，不同的是其采用了后轮转向；此外，荷兰Carver以及英国Bath大学研究团队开发的 Caver One则采用了前一后二的布置形式，前轮实现转向功能，车身绕后轴的驱动系统倾斜，后车桥作为驱动不作倾斜等等。

发明内容

本发明的目的在于提供倾斜转向结构及电动三轮车，以解决现在电动三轮车转向稳定性差的技术问题。

本发明提供的一种倾斜转向结构，包括车轮安装轴总成、弹性阻尼减震器、前桥架、曲柄机构和转动装置；

所述弹性阻尼减震器设置在所述车轮安装轴总成上，在所述前桥架上设置有滑槽；

在所述滑槽内设置有滑块，在所述滑块上设置的第一连接轴一端与所述弹性阻尼减震器上端连接，另一端连接在曲柄机构上；

在所述曲柄机构下端设置有旋转轴，所述旋转轴设置在所述前桥架上，

在所述旋转轴的一端设置有与转动装置连接的伞齿轮，且所述转动装置固定在所述前桥架上。

进一步地，所述车轮安装轴总成包括两个前车轮组；两个所述前车轮组位于所述转动装置的两侧；在所述前车轮组的车轮的内侧均设置有一个弹性阻尼减震器；

所述前桥架上设置有两个滑槽，每一个滑槽内均设置有一个滑块；

每一个滑块均连接一个曲柄机构，两个曲柄机构位于所述转动装置的两侧，所述转动装置同时驱动两个旋转轴上的伞齿轮。

进一步地，所述前车轮组包括车轮、驱动电机和下摆臂；所述驱动电机与所述车轮连接，用于驱动车轮转动；所述车轮通过下摆臂与车架铰接。

本发明还提供一种电动三轮车，包括上述所述倾斜转向结构、车架和转向机构；

所述倾斜转向结构位于所述车架前端，所述转向机构位于所述车架后端，

所述车架包括用于下摆臂铰接的第二连接轴，且所述前桥架上端与所述车架连接，下端通过转动装置与所述第二连接轴固接。

进一步地，所述转向机构包括后车轮、支撑架和上安装板；

所述后车轮设置在所述支撑架上，所述上安装板与车架连接，在所述上安装板上设置有伺服电机，所述伺服电机通过蜗杆回转盘控制支撑架旋转。

进一步地，所述车架内设置有用于驾驶员乘坐的座椅。

进一步地，还包括蓄电池，所述蓄电池用于为伺服电机和驱动电机提供电能。

进一步地，还包括转向组件，所述转向组件与所述转动装置连接，用于控制转动装置。

进一步地，所述转向组件包括转向盘、中间轴和第三连接轴，所述第三连接轴通过万向节与所述中间轴连接，所述中间轴通过万向节与所述转向盘的安装轴连接；

所述第三连接轴用于连接所述转动装置。

进一步地，所述转动装置用于将转向盘的转动通过锥齿轮传递给伞齿轮。

本发明提供的斜转向结构及电动三轮车是以前二后一的狭长型电动车布置形式的倾斜转向结构和转向机构。该倾斜转向结构可以实现车辆前轮的独立悬架特性，同时满足车身主动倾斜的控制要求，使得车辆在行驶过程中根据驾驶人员的意图调整倾斜角度并满足乘坐舒适性要求。通过倾斜转向结构和转向机构的转向角度的控制，满足车辆在不同车速的行驶状态下的转向稳定性需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供倾斜转向结构的结构示意图；

图2为图1所示的倾斜转向结构的另一角度的结构示意图；

图3为本发明实施例提供电动三轮车的结构示意图；

图4为图1所示的电动三轮车的另一角度的结构示意图；

图5为图3所示的电动三轮车的转向组件的结构示意图。

图标：100－车轮安装轴总成；200－弹性阻尼减震器；300－曲柄机构；400－转动装置；500－前桥架；501－滑槽；600－第一连接轴；601－滑块；700－旋转轴；800－锥齿轮；900－伞齿；110－车轮；120－驱动电机；130－下摆臂；140－座椅；150－车架；160－转向组件；170－转向机构；180－第二连接轴；190－后车轮；210－支撑架；220－伺服电机；230－上安装板；240－转向盘；250－中间轴；260－安装轴；270－第三连接轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，而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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1－图2所示，本发明提供的一种倾斜转向结构，包括车轮安装轴总成100、弹性阻尼减震器200、前桥架500、曲柄机构300 和转动装置400；

所述弹性阻尼减震器200设置在所述车轮安装轴总成100上，在所述前桥架500上设置有滑槽501；

在所述滑槽501内设置有滑块601，在所述滑块601上设置的第一连接轴600一端与所述弹性阻尼减震器200上端连接，另一端连接在曲柄机构300上；

在所述曲柄机构300下端设置有旋转轴700，所述旋转轴700设置在所述前桥架500上，

在所述旋转轴700的一端设置有与转动装置400连接的伞齿900 轮，且所述转动装置400固定在所述前桥架500上。

在一些实施例中，车轮安装轴总成100上设置有弹性阻尼减震器 200，前桥架500上的滑块601上设置的第一连接轴600的两端分别与弹性阻尼减震器200和曲柄连接。

转动装置400使伞齿900轮转动，伞齿900轮使旋转轴700转动，从而旋转轴700使通过曲柄使滑块601在前桥架500的滑槽501内上下移动。

转动装置400能够同时使两个伞齿900轮分别正转和反转，这样就实现前桥架500上的两个滑块601分别沿滑槽501向上和向下移动，从而在车轮安装轴总成100不离开地面的情况下，前桥架500 偏转。

转动装置400的锥齿轮800同时也两个伞齿900啮合，两个伞齿 900位于锥齿轮800的两侧，从而锥齿轮800旋转的时候，使伞齿900 一个正向旋转，一个反向旋转，从而两个旋转轴700转动方向相反。

基于上述实施例基础之上，进一步地，所述车轮安装轴总成100 包括两个前车轮110组；两个所述前车轮110组位于所述转动装置 400的两侧；在所述前车轮110组的车轮110的内侧均设置有一个弹性阻尼减震器200；

所述前桥架500上设置有两个滑槽501，每一个滑槽501内均设置有一个滑块601；

每一个滑块601均连接一个曲柄机构300，两个曲柄机构300位于所述转动装置400的两侧，所述转动装置400同时驱动两个旋转轴 700上的伞齿900轮。

在一些实施例中，车轮安装轴总成100包括两个车轮110，每个车轮110的叉臂上设置弹性阻尼减震器200，前桥架500上设置有两个滑槽501，两个滑槽501位于前桥架500的两侧，两个车轮110上设置的弹性阻尼减震器200分别连接滑槽501内的一个滑块601，这样转动装置400能够通过旋转轴700使曲柄带动滑块601在滑槽501 内移动，从而改变每一个车轮110相对前桥架500的位置。

基于上述实施例基础之上，进一步地，所述前车轮110组包括车轮110、驱动电机120和下摆臂130；所述驱动电机120与所述车轮110连接，用于驱动车轮110转动；所述车轮110通过下摆臂130与车架150铰接。

在一些实施例中，每一个前车轮110组的驱动电机120与车轮 110连接，用于驱动车轮110的旋转，车轮110通过下摆臂130与车架150铰接，即车轮110能够与 车架150相对旋转。

如图3－图5所示，本发明还提供一种电动三轮车，包括上述所述倾斜转向结构、车架150和转向机构170；

所述倾斜转向结构位于所述车架150前端，所述转向机构位于所述车架150后端，

所述车架150包括用于下摆臂130铰接的第二连接轴180，且所述前桥架500上端与所述车架150连接，下端通过转动装置400与所述第二连接轴180固接。

在一些实施例中，此电动三轮车采用了上述的倾斜转向结构，从而在此电动三轮车在转向的时候，实现车身倾斜和后轮转向角度的控制，满足车辆在不同车速的行驶状态下的转向稳定性需求。

倾斜转向结构位于车架150的前端，转向机构 位于车架150的后端，转向结构使电动三轮车的后端转向，从而使电动三轮车的前进方向改变，当电动三轮车行驶发生改变的时候，一般车架150会发生倾斜，转动装置400使车架150反向倾斜一定角度，从而电动三轮车能够稳定的运行，从而提高电动三轮车高速运行的稳定性，提高电动三轮车的运行速度。

基于上述实施例基础之上，进一步地，所述转向机构170包括后车轮190、支撑架210和上安装板230；

所述后车轮190设置在所述支撑架210上，所述上安装板230 与车架150连接，在所述上安装板230上设置有伺服电机220，所述伺服电机220通过蜗杆回转盘控制支撑架210旋转。

在一些实施例中，转向机构170的后车轮190设置在支撑架210 上，伺服电机220通过蜗杆回转盘控制支撑架210旋转；从而实现支撑架210旋转，使后车轮190的运动方向改变，这样就改变了整个电动三轮车的运行方向，实现电动三轮车的转向。

一般伺服电机220与蜗杆连接，蜗杆使回转盘转动，支撑架210 上端的支撑柱与回转盘连接，从而伺服电机220的转动使支撑架210 旋转。

基于上述实施例基础之上，进一步地，所述车架150内设置有用于驾驶员乘坐的座椅140。

在一些实施例中车架150内有座椅140，一般在车架150外还设置有车壳等，比如反光板，一些常用的电动三路车配件。

基于上述实施例基础之上，进一步地，还包括蓄电池，所述蓄电池用于为伺服电机220和驱动电机120提供电能。

基于上述实施例基础之上，进一步地，还包括转向组件160，所述转向组件160与所述转动装置400连接，用于控制转动装置400。

基于上述实施例基础之上，进一步地，所述转向组件160包括转向盘240、中间轴250和第三连接轴270，所述第三连接轴270通过万向节与所述中间轴250连接，所述中间轴250通过万向节与所述转向盘240的安装轴260连接；

所述第三连接轴270用于连接所述转动装置400。

转向组件160的转向盘240转动，通过万向节传递给中间轴250，中间轴250通过万向节传递给第三连接轴270，第三连接轴270与转动装置400连接，从而将转向盘240旋转的角度的数据传递给转动装置400。

转动装置400包括电动助力转向系统，电动助力转向的助力电动机在需要助力时工作，驾驶员在操纵转向盘240时，扭矩转角传感器根据输入扭矩和转向角的大小产生相应的电压信号，车速传感器检测到车速信号，控制单元根据电压和车速的信号，给出指令控制助力电动机运转，从而产生所需要的转向助力。

这样使驾驶员能够轻松的控制车身倾斜角度，使车辆尽快达到稳态转向状态。

基于上述实施例基础之上，进一步地，所述转动装置400用于将转向盘240的转动通过锥齿轮800传递给伞齿900轮。

在一些实施例中，转动装置400通过锥齿轮800与伞齿900轮啮合，两个伞齿900轮分别位于锥齿轮800的两侧，锥齿轮800能够使两个伞齿900轮的旋转方向相反。

本发明提供的斜转向结构及电动三轮车是以前二后一的狭长型电动车布置形式的倾斜转向结构和转向机构170。该倾斜转向结构可以实现车辆前轮的独立悬架特性，同时满足车身主动倾斜的控制要求，使得车辆在行驶过程中根据驾驶人员的意图调整倾斜角度并满足乘坐舒适性要求。通过倾斜转向结构和转向机构170的转向角度的控制，满足车辆在不同车速的行驶状态下的转向稳定性需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种倾斜转向结构，其特征在于，包括车轮安装轴总成、弹性阻尼减震器、前桥架、曲柄机构和转动装置；

所述弹性阻尼减震器设置在所述车轮安装轴总成上，在所述前桥架上设置有滑槽；

在所述滑槽内设置有滑块，在所述滑块上设置的第一连接轴一端与所述弹性阻尼减震器上端连接，另一端连接在曲柄机构上；

在所述曲柄机构下端设置有旋转轴，所述旋转轴设置在所述前桥架上，

在所述旋转轴的一端设置有与转动装置连接的伞齿轮，且所述转动装置固定在所述前桥架上。

2.根据权利要求1所述的倾斜转向结构，其特征在于，所述车轮安装轴总成包括两个前车轮组；两个所述前车轮组位于所述转动装置的两侧；在所述前车轮组的车轮的内侧均设置有一个弹性阻尼减震器；

所述前桥架上设置有两个滑槽，每一个滑槽内均设置有一个滑块；

每一个滑块均连接一个曲柄机构，两个曲柄机构位于所述转动装置的两侧，所述转动装置同时驱动两个旋转轴上的伞齿轮。

3.根据权利要求2所述的倾斜转向结构，其特征在于，所述前车轮组包括车轮、驱动电机和下摆臂；所述驱动电机与所述车轮连接，用于驱动车轮转动；所述车轮通过下摆臂与车架铰接。

4.一种电动三轮车，其特征在于，包括权利要求3所述倾斜转向结构、车架和转向机构；

所述倾斜转向结构位于所述车架前端，所述转向机构位于所述车架后端，

所述车架包括用于下摆臂铰接的第二连接轴，且所述前桥架上端与所述车架连接，下端通过转动装置与所述第二连接轴固接。

5.根据权利要求4所述的电动三轮车，其特征在于，所述转向机构包括后车轮、支撑架和上安装板；

所述后车轮设置在所述支撑架上，所述上安装板与车架连接，在所述上安装板上设置有伺服电机，所述伺服电机通过蜗杆回转盘控制支撑架旋转。

6.根据权利要求4所述的电动三轮车，其特征在于，所述车架内设置有用于驾驶员乘坐的座椅。

7.根据权利要求4所述的电动三轮车，其特征在于，还包括蓄电池，所述蓄电池用于为伺服电机和驱动电机提供电能。

8.根据权利要求4所述的电动三轮车，其特征在于，还包括转向组件，所述转向组件与所述转动装置连接，用于控制转动装置。

9.根据权利要求8所述的电动三轮车，其特征在于，所述转向组件包括转向盘、中间轴和第三连接轴，所述第三连接轴通过万向节与所述中间轴连接，所述中间轴通过万向节与所述转向盘的安装轴连接；

所述第三连接轴用于连接所述转动装置。

10.根据权利要求9所述的电动三轮车，其特征在于，所述转动装置用于将转向盘的转动通过锥齿轮传递给伞齿轮。

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