CN202783339U - 一种单驱动四轮转向机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种单驱动四轮转向机构。所要解决的技术问题是提供的机构应只需一个驱动力就能实现车辆转向，并具有前后转向车轮异向转动、结构简单、成本较低的特点。技术方案是：一种单驱动四轮转向机构，包括可转动地竖直定位在车架前端的两个前转向转轴、可转动地竖直铰接在车架后端的两个后转向转轴以及分别一一安装在前转向转轴底端和后转向转轴底端的轮子；其特征在于：该转向机构还包括连接两个前转向转轴以实现两个前轮同向转动的前转向梯形机构，以及连接两个后转向转轴以实现两个后轮同向转动的后转向梯形机构，还包括一同时驱使前转向转轴和后转向转轴转动的直线驱动机构。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种车辆转向机构，具体涉及一种汽车的单驱动四轮转向机构。
背景技术
传统的汽车，一般均采用前轮转向的方式。这种转向系的布置结构及方式具有结构简单、成本低廉的特点，但在车辆转向的过程中，汽车的动力学响应特性受到汽车本身结构布置和外界条件的影响，汽车的机动性和操纵稳定性都不是很理想。汽车四轮转向（4WS）能确保车辆具有良好的操纵性和稳定性，即有效控制车辆的横向运动特性，以充分保证车辆的操纵稳定性，其具有转向响应快、转向能力强、直线行驶稳定性好等优点，因此汽车四轮转向机构的研究具有重大意义。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种四轮转向机构的改进，该机构应只需一个驱动力就能实现车辆转向，并具有前后转向车轮异向转动、结构简单、成本较低的特点。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种单驱动四轮转向机构，包括可转动地竖直定位在车架前端的两个前转向转轴、可转动地竖直铰接在车架后端的两个后转向转轴以及分别一一安装在前转向转轴底端和后转向转轴底端的轮子；其特征在于：该转向机构还包括连接两个前转向转轴以实现两个前轮同向转动的前转向梯形机构，以及连接两个后转向转轴以实现两个后轮同向转动的后转向梯形机构，还包括一同时驱使前转向转轴和后转向转轴转动的直线驱动机构。
所述直线驱动机构包括一可沿着车架上的导轨直线滑动的齿条杆，该齿条杆的前端齿条与固定在前转向转轴上的前转向齿轮啮合，该齿条杆的后端齿条则与固定在后转向转轴上的后转向齿轮啮合，前转向转轴与后转向转轴的转动方向相反。
所述前转向梯形机构中，两个前摆杆的一端分别与两个前转向转轴一一固定，另有一前连杆的两端分别与两个前摆杆的另一端铰接。
所述后转向梯形机构中，两个后摆杆的一端分别与两个后转向转轴一一固定，另有一后连杆的两端分别与两个后摆杆的另一端铰接。
本实用新型的工作原理是：车辆需要转向时，可通过电机或其它机械驱使齿条杆3沿着导轨直线滑动；若齿条杆沿着如图1中箭头A方向所示直线滑动时，则同时驱动前转向转轴6顺时针转动而后转向转轴7逆时针转动（另一前转向转轴也由前转向梯形机构带动跟随着前转向转轴6作同向转动；而另一后转向转轴也由后转向梯形机构带动跟随着后转向转轴7作同向转动），从而顺利实现了车辆的顺时针转向。同理，若齿条杆沿着箭头A的反方向直线移动，车辆则实现逆时针转向。
而且，车辆在转向过程中，由于前转向转轴与后转向转轴的转动角度相同而转动方向相反，因而所有车轮轴线相交于一点，符合阿克曼转向原理（如图6所示）。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型只需一个驱动力就能实现车辆的四个车轮同步转向（保证四个车轮同时转向），并实现前后转向车轮异向转动，达到最小转弯半径的效果；还能使汽车的转向符合阿克曼转向原理（所有车轮的轴线相交于一点）。此外，本实用新型的结构简单，传动可靠，制造成本也低。
附图说明
图1是本实用新型的立体结构示意图。
图2是本实用新型的俯视结构示意图。
图3是本实用新型的仰视结构示意图。
图4是本实用新型中的滑轨的立体结构示意图。
图5是本实用新型中的齿轮杆的立体结构示意图。
图6是本实用新型的转向状态示意图。
具体实施方式
如图所示，该单驱动四轮转向机构中，一种单驱动四轮转向机构，两个前转向转轴6可转动地竖直定位（通常是通过轴承安装定位）在车架9前端，每个前转向转轴的底端均装有轮子（前轮8）；两个后转向转轴7可转动地竖直定位（通常是通过轴承安装定位）车架后端，每个后转向转轴底端均装有轮子（后轮9）；这些结构均与现有的机构相同。
本实用新型的改进是：该转向机构还设置了连接两个前转向转轴以实现两个前轮同向转动的前转向梯形机构，以及连接两个后转向转轴以实现两个后轮同向转动的后转向梯形机构，还设置了一个同时驱使前转向转轴和后转向转轴转动的直线驱动机构。
所述前转向梯形机构中，两个前摆杆11-1分别与两个前转向转轴轴线垂直布置，并且两个前摆杆的一端分别与两个前转向转轴一一固定；另有一前连杆11的两端分别与前述两个前摆杆的另一端铰接。这样就能确保两个前转向转轴（以及两个前轮）能够同向转动。同理，所述后转向梯形机构中，两个后摆杆12-1分别与两个后转向转轴轴线垂直布置，并且两个后摆杆的一端分别与两个后转向转轴一一固定；另有一后连杆12的两端分别与前述后两个摆杆的另一端铰接。
所述直线驱动机构中，齿条杆3（图5所示）通过导轨安装在车架上，因而能实现直线滑动。该导轨可以有多种结构，图4中显示的导轨是滑轨5以及与滑轨配合的滑块4（又称为直线轴承）；滑轨5固定(通过螺钉固定)在车架上，齿条杆则与滑块固定(通过螺钉固定)。该齿条杆的前端齿条与固定在前转向转轴上的前转向齿轮1（前转向齿轮与前转向连接轴6通过键连接固定）啮合，该齿条杆的后端齿条则与固定在后转向转轴上的后转向齿轮2（后转向齿轮与后转向连接轴7通过键连接固定）啮合，前转向转轴与后转向转轴的转动方向相反。
由于齿轮齿条传动以及齿轮传动具有精度高、传动比稳定、传动可靠等优点，加上转向梯形机构（即前转向梯形机构，后转向梯形机构）已经很成熟，所以能够使汽车在转弯时所有车轮轴线都交于一点（图6中的O点）,符合阿克曼转向原理。
Claims (4)
1.一种单驱动四轮转向机构，包括可转动地竖直定位在车架（9）前端的两个前转向转轴（6）、可转动地竖直铰接在车架后端的两个后转向转轴（7）以及分别一一安装在前转向转轴底端和后转向转轴底端的轮子；其特征在于：该转向机构还包括连接两个前转向转轴以实现两个前轮同向转动的前转向梯形机构，以及连接两个后转向转轴以实现两个后轮同向转动的后转向梯形机构，还包括一同时驱使前转向转轴和后转向转轴转动的直线驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种单驱动四轮转向机构，其特征在于：所述直线驱动机构包括一可沿着车架上的导轨直线滑动的齿条杆（3），该齿条杆的前端齿条与固定在前转向转轴上的前转向齿轮（1）啮合，该齿条杆的后端齿条则与固定在后转向转轴上的后转向齿轮（2）啮合，前转向转轴与后转向转轴的转动方向相反。
3.根据权利要求1或2所述的一种单驱动四轮转向机构，其特征在于：所述前转向梯形机构中，两个前摆杆（11-1）的一端分别与两个前转向转轴一一固定，另有一前连杆（11）的两端分别与两个前摆杆的另一端铰接。
4.根据权利要求3所述的一种单驱动四轮转向机构，其特征在于：所述后转向梯形机构中，两个后摆杆（12-1）的一端分别与两个后转向转轴一一固定，另有一后连杆（12）的两端分别与两个后摆杆的另一端铰接。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN109263748A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-01-25 | 宁夏新大众机械有限公司 | 一种青贮取料机的行走机构 |
| CN111571346A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-25 | 上海雅跃智能科技有限公司 | 多用途内墙处理机器人 |
| CN114538006A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-27 | 中冶华天工程技术有限公司 | 一种多转轨转向连杆机构 |
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