CN110466610B - 特种电驱底盘承载装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特种电驱底盘承载装置，其包括前端承载装置、尾端承载装置和纵梁，所述纵梁连接于前端承载装置和尾端承载装置之间，所述纵梁之间通过悬架支撑结构固定连接，所述纵梁上设置有转向安装承载结构、油缸座支撑和发动机支撑装置。其目的是为了提供一种特种电驱底盘承载装置，其能够在满足功能性能的前提下，空间布局更加合理。

Description

特种电驱底盘承载装置

技术领域

本发明涉及特种车底盘领域，特别是涉及一种特种电驱底盘承载装置。

背景技术

电驱特种底盘有着良好的燃油经济性、较低的油耗和良好的排放特性，特种车电驱底盘应需求而研发，传统的承载结构不能很好的满足电驱底盘的特性要求。在满足功能性能的前提下，特种电驱底盘在行驶过程中，如何能更好的均匀受力、最大化利用空间、轻质结构是新的设计重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种特种电驱底盘承载装置，其能够在满足功能性能的前提下，空间布局更加合理。

本发明特种电驱底盘承载装置，包括前端承载装置、尾端承载装置和纵梁，所述纵梁连接于前端承载装置和尾端承载装置之间，所述纵梁之间通过悬架支撑结构固定连接，所述纵梁上设置有转向安装承载结构、油缸座支撑和发动机支撑装置。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述纵梁设为四根，四根所述纵梁分别为左上纵梁、右上纵梁、左下纵梁和右下纵梁，所述左上纵梁与左下纵梁之间固定设置有V型支撑梁，所述右上纵梁和右下纵梁之间也设置有V型支撑梁。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述悬架支撑结构包括相对设置的第一支撑竖臂和第二支撑竖臂，所述第一支撑竖臂固定连接于左上纵梁和左下纵梁之间，所述第二支撑竖臂固定连接于右上纵梁和右下纵梁之间，所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂的上端用于连接悬架系统，所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂的下端均设有两个支竖臂，所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂之间还设置有上横梁和下连接梁，所述上横梁的一端固定连接于左上纵梁和第一支撑竖臂上，所述上横梁的另一端固定连接于右上纵梁和第二支撑竖臂上，所述下连接梁固定连接于第一支撑竖臂的支竖臂和第二支撑竖臂的支竖臂之间。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述上横梁为盒型结构，所述上横梁上设有多个通孔，所述上横梁的一端通过螺栓固定连接于左上纵梁和第一支撑竖臂上，所述上横梁的另一端通过螺栓固定连接于右上纵梁和第二支撑竖臂上，所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂均为盒型结构，所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂上均设有多个通孔，所述第一支撑竖臂通过螺栓固定连接于左上纵梁和左下纵梁之间，所述第二支撑竖臂通过螺栓固定连接于右上纵梁和右下纵梁之间，所述下连接梁为盒型结构，所述下连接梁的一端通过螺栓固定连接于第一支撑竖臂的支竖臂上，所述下连接梁的另一端通过螺栓固定连接于第二支撑竖臂的支竖臂上。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述前端承载装置包括上支撑横梁、垂向支撑梁、下支撑横梁和前端梁，所述上支撑横梁固定设置于左上纵梁和右上纵梁上，所述下支撑横梁固定设置于左下纵梁和右下纵梁上，所述垂向支撑梁固定设置于上支撑横梁和下支撑横梁之间，所述下支撑横梁的两端分别向前端倾斜延伸，所述前端梁固定连接于下支撑横梁的两端之间，所述左下纵梁和右下纵梁的前端穿过下支撑横梁后与前端梁固定连接，所述前端梁的两端上侧面上分别设有悬置，所述上支撑横梁的两端上侧面上分别铰接有侧壁支耳。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述上支撑横梁为盒型结构，所述上支撑横梁通过焊接的方式固定设置于左上纵梁和右上纵梁上，所述垂向支撑梁为盒型结构，所述垂向支撑梁通过焊接的方式固定设置于上支撑横梁和下支撑横梁之间，所述下支撑横梁为盒型结构，所述下支撑横梁通过焊接的方式固定设置于左下纵梁和右下纵梁上，所述前端梁为盒型结构，所述前端梁通过焊接的方式固定连接于下支撑横梁的两端之间，所述上支撑横梁、垂向支撑梁和下支撑横梁上均设置有多个通孔，所述下支撑横梁和前端梁之间的左下纵梁和右下纵梁的上侧面上分别固定设有盖板，所述侧壁支耳通过销轴铰接于横梁支耳上，所述横梁支耳固定设置于上支撑横梁的上侧面上，所述销轴的外圆周面上设有一橡胶隔套，所述橡胶隔套位于销轴与侧壁支耳之间。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述尾端承载装置包括上尾横梁、下尾横梁和两个竖向支耳，所述上尾横梁固定设置于左上纵梁和右上纵梁上，所述下尾横梁固定设置于左下纵梁和右下纵梁上，两个所述竖向支耳固定设置于上尾横梁和下尾横梁的两端。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述发动机支撑装置包括两根横向支撑臂，两根所述横向支撑臂固定设置于左下纵梁和/或右下纵梁上，两根所述横向支撑臂之间固定连接有纵向支撑臂，所述横向支撑臂与左上纵梁或右上纵梁之间固定连接有加强臂。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述转向安装承载结构包括支撑座，所述支撑座固定设于左下纵梁和右下纵梁上，所述支撑座的顶面固定设有限位立柱和两个连接板，所述限位立柱位于两个连接板之间，所述连接板用于安装转向立轴，所述支撑座上还设有角度传感器。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述支撑座为盒型结构，所述支撑座包括相对布置的两个立板，两个所述立板的上端固定连接有顶板，两个所述立板的下端固定连接有底板，所述顶板的上表面为支撑座的顶面，所述限位立柱的外侧面上对称设有两个倾斜布置的限位面，所述限位立柱的横截面呈梯形，每个所述限位面上均螺纹连接有一限位螺栓，所述角度传感器通过一连接座固定设在支撑座的一个立板上，所述连接座呈L形，所述连接座包括相互连接的竖板和横板，所述竖板固定设在支撑座的一个立板上，所述横板上固定设有所述角度传感器。

本发明特种电驱底盘承载装置呈桁架式结构，其上设置有前端承载装置、尾端承载装置和纵梁，纵梁之间通过悬架支撑结构固定连接，纵梁上设置有转向安装承载结构、油缸座支撑和发动机支撑装置，各工况载荷传递有效，承载结构紧凑，空间布局合理，规划了统一过线空间，满足空间需求和承载要求。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明特种电驱底盘承载装置的主视图；

图2为本发明特种电驱底盘承载装置的俯视图；

图3为本发明特种电驱底盘承载装置的立体图；

图4为本发明特种电驱底盘承载装置的又一立体图；

图5为本发明中的悬架支撑结构的主视图；

图6为本发明中的悬架支撑结构的俯视图；

图7为本发明中的悬架支撑结构的右视图；

图8为本发明中的悬架支撑结构的立体图；

图9为本发明中的悬架支撑结构安装动力系统后的立体图；

图10为本发明中的悬架支撑结构的模块化设计方法流程图；

图11为本发明中的前端承载装置的主视图；

图12为本发明中的前端承载装置的左视图；

图13为本发明中的前端承载装置的俯视图；

图14为本发明中的前端承载装置的立体图；

图15为本发明中的转向安装承载结构的主视图；

图16为本发明中的转向安装承载结构的俯视图；

图17为本发明中的转向安装承载结构的左视图；

图18为本发明中的转向安装承载结构的立体图；

图19为本发明中的转向安装承载结构安装摆臂后的俯视图。

具体实施方式

如图1所示，并结合图2-4所示，本发明特种电驱底盘承载装置，包括前端承载装置31、尾端承载装置34和纵梁35，所述纵梁35连接于前端承载装置31和尾端承载装置34之间，所述纵梁35之间通过悬架支撑结构36固定连接，所述纵梁35上设置有转向安装承载结构37、油缸座支撑38和发动机支撑装置39。在本实施例中，悬架支撑结构36设置为六个，即为六轴电驱底盘。前端承载装置31用于承载驾驶室，尾端承载装置34用于承载上装结构载荷。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述纵梁35设为四根，四根所述纵梁35分别为左上纵梁1、右上纵梁4、左下纵梁7和右下纵梁8，所述左上纵梁1与左下纵梁7之间固定设置有V型支撑梁40，所述右上纵梁4和右下纵梁8之间也设置有V型支撑梁40。V型支撑梁40的上端和下端分别通过螺栓固定连接于上纵梁和下纵梁上，其能够提升车架的刚度和抗弯能力。

如图5所示，并结合图6-8所示，悬架支撑结构36包括相对设置的第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20，所述第一支撑竖臂14固定连接于左上纵梁1和左下纵梁7之间，所述第二支撑竖臂20固定连接于右上纵梁4和右下纵梁8之间，所述第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20的上端用于连接悬架系统16，所述第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20的下端均设有两个支竖臂19，所述第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20之间还设置有上横梁15和下连接梁17，所述上横梁15的一端固定连接于左上纵梁1和第一支撑竖臂14上，所述上横梁15的另一端固定连接于右上纵梁4和第二支撑竖臂20上，所述下连接梁17固定连接于第一支撑竖臂14的支竖臂19和第二支撑竖臂20的支竖臂19之间。如图9所示，动力系统18(包括电机和减速箱)安装于第一支撑竖臂14、第二支撑竖臂20、上横梁15和下连接梁17所形成的空间内。

上横梁15为盒型结构，所述上横梁15上设有多个通孔，这样能够减轻上横梁15的重量。

上横梁15的一端通过螺栓固定连接于左上纵梁1和第一支撑竖臂14上，所述上横梁15的另一端通过螺栓固定连接于右上纵梁4和第二支撑竖臂20上。

第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20均为盒型结构，所述第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20上均设有多个通孔，这样能够减轻第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20的重量。

第一支撑竖臂14通过螺栓固定连接于左上纵梁1和左下纵梁7之间，所述第二支撑竖臂20通过螺栓固定连接于右上纵梁4和右下纵梁8之间。

下连接梁17为盒型结构。所述下连接梁17的一端通过螺栓固定连接于第一支撑竖臂14的支竖臂19上，所述下连接梁17的另一端通过螺栓固定连接于第二支撑竖臂20的支竖臂19上。

下连接梁17设为两根，两根所述下连接梁17相互平行，也就是说，如图5所示，并结合图6所示，第一支撑竖臂14下端的两个支竖臂19沿前后方向布置，第二支撑竖臂20下端的两个支竖臂19也沿前后方向布置，第一支撑竖臂14的前侧支竖臂19与第二支撑竖臂20的前侧支竖臂19之间固定连接有一根下连接梁17，第一支撑竖臂14的后侧支竖臂19与第二支撑竖臂20的后侧支竖臂19之间也固定连接有一根下连接梁17。

如图10所示，悬架支撑结构36的模块化设计方法，包括以下步骤：

悬架支撑结构36需求分析，

设计需求提取，

查询模块库，确定是否存在合适功能模块，如果存在合适功能模块，则按功能需求选择模块并进行模块组合得到悬架支撑结构36，如果不存在合适功能模块，则进行新功能模块设计，重新查询模块库，

确定模块组合得到的悬架支撑结构36是否最优，如果最优，则方案确定，如果不是最优，则重新确定是否存在合适功能模块。

悬架支撑结构36的模块化设计方法，其中所述进行新功能模块设计中，确定合适功能模块是否为主要功能模块，如果是主要功能模块，则建立包括电机安装模块、减速箱安装模块和悬架系统安装模块的主要功能模块库，如果不是主要功能模块，则建立包括上横梁模块和下连接梁模块的辅助功能模块库。

悬架支撑结构36为单桥悬架支撑结构，拓扑优化实现了单桥结构的最优布置，满足了动力系统18的安装，提升了承载可靠性，模块化的设计方法，提升了设计效率，缩短了设计周期，工艺实现简单可靠，提高了生产效率，拆装方便，提升了结构的维修性，整体满足了电驱底盘的使用要求。

悬架支撑结构36可供电驱底盘各工况承载和电驱桥动力系统18布置的承载结构，悬架支撑结构36结构形式为空间桁架结构，由四根盒型梁组成的主承力结构承受抗弯载荷，分别布置上横梁15、下连接梁17和支撑竖臂，支撑竖臂由悬架支撑系统组成，形成空间架构，中空位置布置动力系统18，上横梁15和下连接梁17均采用螺栓连接，便于动力系统18的拆装和维修。

传统的悬架支撑结构设计方法很难满足电驱底盘的设计周期和创新性的需求，悬架支撑结构的模块化设计方法，以接口功能进行模块划分，缩短了设计周期。

为更接近底盘承载结构各工况下承载情况，选取双桥结构进行拓扑优化分析，预留动力系统18安装空间，结合运输、转弯、扭转、紧急制动等常规工况，得出双桥架构：左右两侧上下布置共四根纵梁、上下两层结构的横向支撑(上横梁15和下连接梁17)、连接单侧上下纵梁的支撑竖臂。

根据拓扑优化结果，结合生产工艺，设计、优化悬架支撑结构36，得到四根纵梁、上横梁15、下连接梁17、支撑竖臂为悬架支撑结构36的主要组成部件。

进行接口功能分析，悬架支撑结构36安装接口分为减速箱连接接口、驱动电机连接接口、悬架系统安装接口、上横梁连接接口、下连接梁接口，划分出主要功能和辅助功能，主要功能为：减速箱、电机、悬架系统三大件的安装；辅助功能为上横梁连接、下连接梁安装；

建立主要功能模块库：减速箱安装模块、电机安装模块和悬架系统安装模块；

建立辅助功能模块库：上横梁模块和下连接梁模块；

确定组成形式：模块库内部件成型为焊接形式，工艺简单可靠；部件组合成悬架支撑结构36时为螺栓连接形式，方便拆装，提升装配效率和维修性；

以单桥结构形式为基础模型，建立悬架支撑结构模块化设计方法，首先进行设计需求分析，提取接口功能，按照功能进行相应的模块查询，如有则确定所需要的模块结构，如没有则进行结构设计，完善模块库，最终确定技术方案，具体情况如图10所示。

拓扑优化实现了单桥悬架支撑结构的最优布置，满足了动力系统18的安装，提升了承载可靠性，模块化的设计方法，提升了设计效率，缩短了设计周期，以焊接形式为主的部件成型形式，工艺实现简单可靠，提高了生产效率，螺栓连接的组配方式，实现了拆装方便，提升了结构的维修性，整体满足了电驱底盘的使用要求。

悬架支撑结构的模块化设计方法，首先建立双桥黑体模型，预留动力系统18装配空间，以满载运输、紧急制动、转弯工况下的受力情况作为拓扑优化的载荷输入条件，得到拓扑优化结果；其次以拓扑优化结果为三维设计参考模型，结合安装接口的功能和装配空间要求，进行三维细化设计；接着通过仿真分析手段进行悬架支撑结构36的安全余量验证，结果满足设计要求；最后在完成某一单桥的安装装置后，根据图10模块化设计方法流程图完成剩余多桥的结构设计。

悬架支撑结构36的制作过程如下：

1.支撑竖臂焊接成型，先将支撑竖臂与四根纵梁组成的主承载结构进行定位，再将焊接成型的上支撑横梁进行定位；

2.对支撑竖臂与纵梁连接结构进行螺栓孔的配制，分别是支撑竖臂与上、下纵梁的连接螺栓孔；

3.配制出上支撑横梁与纵梁和支撑竖臂的螺栓孔；

4.配孔完成后，检查装配情况，确认后进行螺栓的装配及按力矩要求拧紧螺栓，螺栓紧固顺序为：1)紧固支撑竖臂与上纵梁的连接螺栓；2)紧固横梁与上纵梁和支撑竖臂的连接螺栓；3)紧固下纵梁外侧面和上侧面的连接螺栓；

5.配制下连接梁17与支撑竖臂的连接螺栓孔；

6.紧固下连接梁17与支撑竖臂的连接螺栓；

7.紧固支撑竖臂与下纵梁内侧面的连接螺栓，主体结构装配完成；

8.配制动力系统18上侧连接接口(两处)和动力系统18下侧连接接口(两处)，为动力系统18装配做好准备。

如图11所示，并结合图12-14所示，前端承载装置31包括左上纵梁1、右上纵梁4、左下纵梁7、右下纵梁8、上支撑横梁5、垂向支撑梁6、下支撑横梁9和前端梁10，所述上支撑横梁5固定设置于左上纵梁1和右上纵梁4上，所述下支撑横梁9固定设置于左下纵梁7和右下纵梁8上，所述垂向支撑梁6固定设置于上支撑横梁5和下支撑横梁9之间，所述下支撑横梁9的两端分别向前端倾斜延伸，所述前端梁10固定连接于下支撑横梁9的两端之间，所述左下纵梁7和右下纵梁8的前端穿过下支撑横梁9后与前端梁10固定连接，所述前端梁10的两端上侧面上分别设有悬置12，所述上支撑横梁5的两端上侧面上分别铰接有侧壁支耳3。

上支撑横梁5为盒型结构，上支撑横梁5通过焊接的方式固定设置于左上纵梁1和右上纵梁4上。

如图14所示，垂向支撑梁6为盒型结构，所述垂向支撑梁6通过焊接的方式固定设置于上支撑横梁5和下支撑横梁9之间。垂向支撑梁6设置为两根，其中一根垂向支撑梁6位于左上纵梁1和左下纵梁7之间，另一根垂向支撑梁6位于右上纵梁4和右下纵梁8之间。为了增强稳固性，位于左上纵梁1和左下纵梁7之间的垂向支撑梁6的上端同时焊接在上支撑横梁5和左上纵梁1上，位于右上纵梁4和右下纵梁8之间的垂向支撑梁6的上端同时焊接在上支撑横梁5和右上纵梁4上。

下支撑横梁9为盒型结构，所述下支撑横梁9通过焊接的方式固定设置于左下纵梁7和右下纵梁8上。前端梁10通过焊接的方式固定连接于下支撑横梁9的两端之间。所述上支撑横梁5、垂向支撑梁6和下支撑横梁9上均设置有多个通孔，通孔能够减轻上支撑横梁5、垂向支撑梁6和下支撑横梁9的重量。

下支撑横梁9和前端梁10之间的左下纵梁7和右下纵梁8的上侧面上分别固定设有盖板11。盖板11通过焊接的方式固定设在左下纵梁7和右下纵梁8上。为了增强稳固性，盖板同时焊接在下纵梁、下支撑横梁9和前端梁10上。

侧壁支耳3通过销轴13铰接于横梁支耳2上，所述横梁支耳2固定设置于上支撑横梁5的上侧面上。

销轴13的外圆周面上设有一橡胶隔套，所述橡胶隔套位于销轴13与侧壁支耳3之间。

如图14所示，前端承载装置31中的上支撑横梁5、垂向支撑梁6以及下支撑横梁9均固定设置于车架的纵梁上，并且下支撑横梁9的两端向前端倾斜延伸，下支撑横梁9的两端之间固定设置有前端梁10，左下纵梁7和右下纵梁8的前端穿过下支撑横梁9后固定连接于前端梁10，下支撑横梁9、前端梁10以及位于两者之间的左下纵梁7和右下纵梁8共同构成“回”字形结构，前端梁10上的悬置12以及上支撑横梁5上的侧壁支耳3与驾驶室连接。由上述可知，前端承载装置31能够满足驾驶室各工况下的承载要求，增大驾驶室设计空间，减低了质心高度，提高了驾驶室稳定性，其承载结构的“回”字形设计实现了力的有效传递，外露的安装承载面，提升驾驶室拆装的便捷性。

驾驶室下底面与纵梁下平面齐平，降低了驾驶室质心高度，提升了稳定性，增加了驾驶室设计空间。下支撑横梁9、前端梁10以及位于两者之间的左下纵梁7和右下纵梁8共同构成“回”字形结构，实现了力的有效传递。四根纵梁(左上纵梁1、右上纵梁4、左下纵梁7和右下纵梁8)直插在前端承载装置31中，使其与承载主体结构连成一体，有利于结构承载。如图12所示，前端承载装置31侧面呈现“L”型结构，与驾驶室的连接位置有四处，其中的两处为底面托起位置，另两处为侧壁连接(即上支撑横梁5处)。下支撑横梁9、前端梁10以及位于两者之间的左下纵梁7和右下纵梁8共同构成底面支撑结构，底面支撑结构从下面通过驾驶室悬置12连接托起驾驶室，通过悬置12连接，起到减震效果。驾驶室侧壁支耳3与上支撑横梁5的横梁支耳2通过销轴13连接，释放了Y向旋转自由度，橡胶隔套套在销轴13处，起到减震效果，使得结构承载更合理。

前端承载装置31实现了驾驶室与车架的连接，降低了驾驶室质心高度，提升了驾驶室设计空间，增加了驾驶室稳定性；采用螺栓连接的方式便于驾驶室的安装；结构设计时，综合考虑了驾驶室受力、各行驶工况，实现了力的有效传递；纵梁结构的插入式设计，大大提升了结构承载性，底部连接悬置12和销轴13外橡胶隔套起到了减震效果，提升了乘坐舒适性；前端承载装置31采用一体化设计，实现了与车架结构的整体式连接，部件主要为焊接结构，生产工艺简单、可靠，提升了生产效率，降低了生产成本。

上支撑横梁5、下支撑横梁9、垂向支撑梁6以及前端梁10均为盒型结构，通过板材焊接成型。底面支撑结构插入下纵梁中，定好位后将前端梁10插入下纵梁中，完成插入下纵梁的横梁焊接，之后完成盖板11和纵梁及两横梁的焊接(为了增强稳固性，盖板同时焊接在下纵梁、下支撑横梁9和前端梁10上)，底面支撑结构成型。上支撑横梁5横架在上纵梁上，以底面支撑结构的悬置12安装面为基准，定位上支撑横梁5，保证上支撑横梁5安装面与下支撑横梁9安装面的高度尺寸；配制横梁支耳2与上支撑横梁5连接面的螺栓孔，安装侧壁支耳3。上、下支撑横梁9定位完成后，完成垂向支撑的安装和焊接，整个前端承载装置31的结构完成。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述尾端承载装置34包括上尾横梁41、下尾横梁42和两个竖向支耳43，所述上尾横梁41固定设置于左上纵梁1和右上纵梁4上，所述下尾横梁42固定设置于左下纵梁7和右下纵梁8上，两个所述竖向支耳43固定设置于上尾横梁41和下尾横梁42的两端。尾端承载装置34采用焊接方式形成为一体结构。

尾端承载装置34优化分析后，根据力的传递路径，设计与上、下纵梁连接的弯臂结构，使尾端的集中载荷，均匀的传递至上、下纵梁上。

本发明特种电驱底盘承载装置，其中所述发动机支撑装置39包括两根横向支撑臂44，两根所述横向支撑臂44固定设置于左下纵梁7和/或右下纵梁8上，两根所述横向支撑臂44之间固定连接有纵向支撑臂45，所述横向支撑臂44与左上纵梁1或右上纵梁4之间固定连接有加强臂46。在本实施例中，发动机支撑装置39设置为四个，其中两个发动机支撑装置39设置于左下纵梁7的外侧，另外两个发动机支撑装置39设置于右下纵梁8的外侧。为了增强发动机支撑装置39的稳固性，在左下纵梁7的发动机支撑装置39与右下纵梁8的发动机支撑装置39之间设置有由加强横梁和加强竖梁组成的“口”字形结构47，“口”字形结构47的四个角分别与左上纵梁1、左下纵梁7、右下纵梁8和右上纵梁4固定连接。发动机支撑装置39整套螺接在纵梁上，能实现发动机与发动机支撑装置39组装后，再整体吊装至车架上，便于拆装；考虑发动机的数量体积，将其布置在车架两侧，呈悬臂式支撑结构，通过加强臂和“口”字形结构47增加连接强度，满足承载要求。

如图15所示，并结合图16-18所示，转向安装承载结构37包括支撑座，所述支撑座通过焊接的方式固定设于左下纵梁7和右下纵梁8上，所述支撑座的顶面固定设有限位立柱21和两个连接板26，所述限位立柱21位于两个连接板26之间，所述连接板26用于安装转向立轴23，所述支撑座上还设有角度传感器25。

支撑座为盒型结构，所述支撑座包括相对布置的两个立板28，两个所述立板28的上端固定连接有顶板27，两个所述立板28的下端固定连接有底板29，所述顶板27的上表面为支撑座的顶面。

顶板27通过焊接的方式固定连接于两个立板28的上端，所述底板29也通过焊接的方式固定连接于两个立板28的下端。由于支撑座采用一体化焊接结构，结构简单可靠。

限位立柱21的外侧面上对称设有两个倾斜布置的限位面，所述限位立柱21的横截面呈梯形。

每个所述限位面上均螺纹连接有一限位螺栓22。限位立柱21通过焊接的方式固定设在支撑座的顶面。

角度传感器25通过一连接座30固定设在支撑座的一个立板28上。连接座30呈L形，所述连接座30包括相互连接的竖板和横板，所述竖板固定设在支撑座的一个立板28上，所述横板上固定设有所述角度传感器25。连接座30螺栓连接在立板28上，安装简单，连接可靠。

连接板26的厚度为35㎜。所述连接板26上设有用于安装所述转向立轴23的螺栓连接孔32和销轴孔33，转向立轴23通过螺栓安装在连接板26上，方便拆装，提高了维修性。

连接板26通过焊接的方式固定设在支撑座的顶面，将连接板26和支撑座焊接完成后，在机床上机加工连接平面、螺栓连接孔32和销轴孔33，保证转向摆臂24的安装精度。以机加工后的销轴孔33中心为定位基准，定位限位立柱21。

限位立柱21为盒型结构。限位立柱21的侧壁上还设有用于减轻自身重量的通孔。

转向安装承载结构37在使用的时候，支撑座的两端分别固定安装于车架两根下纵梁上，连接板26用于安装转向立轴23，转向立轴23上设有摆臂24，模拟摆臂24运动轨迹，确定两个摆臂24极限交汇的中间区域为限位立柱21的安装位置，保证限位效果，结构简单可靠，主要功能的连接面均为外表面无遮挡处，易于装配，便于拆装，提升了产品后续的维修性。

在确定限位立柱21的安装位置时，考虑结构布局的紧凑型，计算出左、右摆臂的运动轨迹，确定左横臂左转的极限位置和右横臂右转极限位置，两个极限位置的中心区域为限位立柱21的设计和安装空间。

如图19所示，限位立柱21中的两个限位螺栓22安装面分别与左、右摆臂摆动到极限位置时的外边沿平行，此处为传力承载的最佳位置。限位立柱21采用的限位螺栓22为标准件M24的螺栓，可根据实际情况进行长度调节，保证装配时的限位效果。左、右摆臂到极限位置时将碰触限位螺栓22，使其再无法运动，起到限位效果。

转向系统安装限位装置结构简单可靠，一体化的焊接结构保证了结构强度，降低了生产难度，主要功能的连接面均为外表面无遮挡处，设计为螺栓连接形式，易于装配，便于拆装，提升了产品后续的维修性；限位装置模拟摆臂24运动轨迹，确定设计空间为两摆臂极限交汇的中间区域，设计一款可调节的限位装置，保证限位效果。

本发明特种电驱底盘承载装置呈空间桁架式结构，各工况载荷传递有效，承载结构紧凑，空间布局合理，规划了统一过线空间，满足空间需求和承载要求。本发明能够满足底盘各工况承载要求，优化安装空间的同时又具备了很好的维修性。由于主体结构连接采用螺栓连接，更好地控制了底盘承载结构的变形走势，同时提高批量化生产装配效率。

本发明通过多工况迭代拓扑优化，根据各工况在实际应用中的占比情况，确定主体骨架结构形式由上、下四根纵梁和悬架支撑结构36组成。

上、下纵梁通过断面和壁厚优化确定了结构形式，以盒形结构为主体，根据承载情况，增加布局加强结构，多轮迭代优化材料壁厚，确定主结构和加强结构壁厚，以最轻质的结构满足各工况的承载。

悬架系统的支撑结构优化为整桥承载结构(即悬架支撑结构36)，整体式承载结构能满足左、右双侧悬架系统的安装，与车架主体采用螺栓连接形式，实现模块化设计、安装。

油缸座支撑38通过焊接的方式横跨于左下纵梁7和右下纵梁8两侧，通过“三角形”垂向支撑结构与上纵梁连接为一体，承载稳定，将极限工况载荷直接传递到纵梁结构上。

本发明的有益效果如下：

整套承载结构呈桁架式结构，各工况载荷传递有效，承载结构紧凑，空间布局合理，规划了统一过线空间，满足空间需求和承载要求；主体结构采用螺栓连接形式，便于结构拆卸，提高了底盘的维修性；整体结构设计满足众多接口的多功能需求，整体的螺接式结构，缩短了承载装置的生产周期，减低了生产成本，提高了生产和装配效率。

相对于焊接车架，本发明中的主体结构采用螺接形式，这样更易控制车架变形趋势，降低的生产难度，提高装配效率。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种特种电驱底盘承载装置，其特征在于：包括前端承载装置、尾端承载装置和纵梁，所述纵梁连接于前端承载装置和尾端承载装置之间，所述纵梁之间通过悬架支撑结构固定连接，所述纵梁上设置有转向安装承载结构、油缸座支撑和发动机支撑装置，

所述纵梁设为四根，四根所述纵梁分别为左上纵梁、右上纵梁、左下纵梁和右下纵梁，所述左上纵梁与左下纵梁之间固定设置有V型支撑梁，所述右上纵梁和右下纵梁之间也设置有V型支撑梁，

所述悬架支撑结构包括相对设置的第一支撑竖臂和第二支撑竖臂，所述第一支撑竖臂固定连接于左上纵梁和左下纵梁之间，所述第二支撑竖臂固定连接于右上纵梁和右下纵梁之间，所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂的上端用于连接悬架系统，所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂的下端均设有两个支竖臂，所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂之间还设置有上横梁和下连接梁，所述上横梁的一端固定连接于左上纵梁和第一支撑竖臂上，所述上横梁的另一端固定连接于右上纵梁和第二支撑竖臂上，所述下连接梁固定连接于第一支撑竖臂的支竖臂和第二支撑竖臂的支竖臂之间。

2.根据权利要求1所述的特种电驱底盘承载装置，其特征在于：所述上横梁为盒型结构，所述上横梁上设有多个通孔，所述上横梁的一端通过螺栓固定连接于左上纵梁和第一支撑竖臂上，所述上横梁的另一端通过螺栓固定连接于右上纵梁和第二支撑竖臂上，所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂均为盒型结构，所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂上均设有多个通孔，所述第一支撑竖臂通过螺栓固定连接于左上纵梁和左下纵梁之间，所述第二支撑竖臂通过螺栓固定连接于右上纵梁和右下纵梁之间，所述下连接梁为盒型结构，所述下连接梁的一端通过螺栓固定连接于第一支撑竖臂的支竖臂上，所述下连接梁的另一端通过螺栓固定连接于第二支撑竖臂的支竖臂上。

3.根据权利要求2所述的特种电驱底盘承载装置，其特征在于：所述前端承载装置包括上支撑横梁、垂向支撑梁、下支撑横梁和前端梁，所述上支撑横梁固定设置于左上纵梁和右上纵梁上，所述下支撑横梁固定设置于左下纵梁和右下纵梁上，所述垂向支撑梁固定设置于上支撑横梁和下支撑横梁之间，所述下支撑横梁的两端分别向前端倾斜延伸，所述前端梁固定连接于下支撑横梁的两端之间，所述左下纵梁和右下纵梁的前端穿过下支撑横梁后与前端梁固定连接，所述前端梁的两端上侧面上分别设有悬置，所述上支撑横梁的两端上侧面上分别铰接有侧壁支耳。

4.根据权利要求3所述的特种电驱底盘承载装置，其特征在于：所述上支撑横梁为盒型结构，所述上支撑横梁通过焊接的方式固定设置于左上纵梁和右上纵梁上，所述垂向支撑梁为盒型结构，所述垂向支撑梁通过焊接的方式固定设置于上支撑横梁和下支撑横梁之间，所述下支撑横梁为盒型结构，所述下支撑横梁通过焊接的方式固定设置于左下纵梁和右下纵梁上，所述前端梁为盒型结构，所述前端梁通过焊接的方式固定连接于下支撑横梁的两端之间，所述上支撑横梁、垂向支撑梁和下支撑横梁上均设置有多个通孔，所述下支撑横梁和前端梁之间的左下纵梁和右下纵梁的上侧面上分别固定设有盖板，所述侧壁支耳通过销轴铰接于横梁支耳上，所述横梁支耳固定设置于上支撑横梁的上侧面上，所述销轴的外圆周面上设有一橡胶隔套，所述橡胶隔套位于销轴与侧壁支耳之间。

5.根据权利要求4所述的特种电驱底盘承载装置，其特征在于：所述尾端承载装置包括上尾横梁、下尾横梁和两个竖向支耳，所述上尾横梁固定设置于左上纵梁和右上纵梁上，所述下尾横梁固定设置于左下纵梁和右下纵梁上，两个所述竖向支耳固定设置于上尾横梁和下尾横梁的两端。

6.根据权利要求5所述的特种电驱底盘承载装置，其特征在于：所述发动机支撑装置包括两根横向支撑臂，两根所述横向支撑臂固定设置于左下纵梁和/或右下纵梁上，两根所述横向支撑臂之间固定连接有纵向支撑臂，所述横向支撑臂与左上纵梁或右上纵梁之间固定连接有加强臂。

7.根据权利要求6所述的特种电驱底盘承载装置，其特征在于：所述转向安装承载结构包括支撑座，所述支撑座固定设于左下纵梁和右下纵梁上，所述支撑座的顶面固定设有限位立柱和两个连接板，所述限位立柱位于两个连接板之间，所述连接板用于安装转向立轴，所述支撑座上还设有角度传感器。

8.根据权利要求7所述的特种电驱底盘承载装置，其特征在于：所述支撑座为盒型结构，所述支撑座包括相对布置的两个立板，两个所述立板的上端固定连接有顶板，两个所述立板的下端固定连接有底板，所述顶板的上表面为支撑座的顶面，所述限位立柱的外侧面上对称设有两个倾斜布置的限位面，所述限位立柱的横截面呈梯形，每个所述限位面上均螺纹连接有一限位螺栓，所述角度传感器通过一连接座固定设在支撑座的一个立板上，所述连接座呈L形，所述连接座包括相互连接的竖板和横板，所述竖板固定设在支撑座的一个立板上，所述横板上固定设有所述角度传感器。

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