CN205075885U - 一种分布式独立转向系统执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分布式独立转向系统执行机构，是为四轮独立转向电动汽车转向系统提供具体的结构方案。该执行机构包括电机减速器总成、上下连接板、转向传动轴、圆锥轴承及大直径盘式轴承、转向套、轮上横板、导向杆、减振器弹簧总成、直线轴承座和车轮总成。电机的转向力矩经一系列的机构最终传递到车轮总成，实现汽车的转向动作。结构中的一对圆锥轴承和大直径盘式轴承能够承受很大的侧向力。直线轴承能够将导向杆与直线轴承座之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，有效地解决导向杆卡死的问题。本实用新型为独立转向电动汽车提供了安全可靠的硬件平台，保证了独立转向系统的结构稳定性和可靠性。

Description

一种分布式独立转向系统执行机构

技术领域

本实用新型涉及四轮独立驱动独立转向电动汽车，特别是涉及一种分布式独立转向系统执行机构。

背景技术

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转向电机输出轴直接与车轮总成连接，易在转向大侧向力作用下造成电机输出轴承受较大弯矩，造成转向系统失效、车辆失控的严重后果。本实用新型涉及一种分布式独立转向系统执行机构，主要解决车辆转向过程中的大侧向力损坏转向机构问题和导向杆卡死问题，目前还没有这方面的先例。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种分布式独立转向系统执行机构，应用于四轮独立驱动独立转向的电动汽车，特别是提供了一种能够解决汽车中高速行驶工况下侧向力损坏转向机构的问题和大侧向力导致导向杆卡死的问题，提高了四轮独立转向电动汽车在中高速行驶工况下的可靠性和安全性，对四轮独立转向电动汽车的发展具有重要的意义。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术是：

一种分布式独立转向系统执行机构，该转向执行机构连接在车架上，其特征在于：包括连接在所述车架上的上下两个连接板、连接在所述的上连接板上的力矩电机减速器总成、连接在所述电机减速器总成输出轴上的转向传动轴、连接在所述传动轴上的轮上横板、连接在轮上横板上的导向杆及减振器总成、与所述导向杆及轮毂电机输出轴相连的直线轴承座。所述的上连接板固定在所述车架上，所述的下连接板与大直径盘式轴承外圈一起固定在所述车架上，所述的大直径盘式轴承内圈与所述传动轴一起固定在所述轮上横板上，所述传动轴上对顶安装一对圆锥轴承，所述的传动轴及圆锥轴承安装在转向套内，所述的转向套上端与电机减速器总成一起固定在所述的上连接板上，下端固定在所述下连接板上，所述的轮上横板连接两根导向杆，导向杆下端连接直线轴承座，并直接固定在轮毂电机定子轴上。

技术方案中所述的分布式独立转向系统执行机构总成的轮胎接地点与转向电机减速器输出轴线重合且轴线垂直于地面，这种布置方法在车辆转向时能够减小车轮的转向阻力。

技术方案中所述的分布式独立转向系统执行机构通过对顶圆锥轴承和大直径盘式轴承提高车辆转向时机构承受大侧向力的能力。车辆在转向行驶工况下会产生很大的侧向力，所述分布式独立转向系统执行机构通过圆锥轴承的调整垫圈调节所述圆锥轴承的内外圈间隙使大直径盘式轴承作为最大承力件，而所述大直径盘式轴承具有较高的承载能力，故所述分布式独立转向系统执行机构承受侧向力的能力较高。

技术方案中所述的转向传动轴末端加工螺纹孔，并通过垫圈及紧固螺钉来调整圆锥轴承的内外圈间隙。

技术方案中所述的分布式独立转向系统执行机构将悬架结构布置于车轮内侧面，降低车轮总成垂直高度。

技术方案中所述的分布式独立转向系统执行机构通过两根导向杆传递转向工况下的转向力矩和侧向力，且为了防止侧向力过大而使导向杆卡死，在所述直线轴承座内部安装直线轴承。

技术方案中所述的导向杆上端固定，下端可以在直线轴承座中上下滑动，用来实现弹簧减振器在动载荷下的跳动行程，并且导向杆上安装一个限位螺母及橡胶块，用来保证弹簧减振器的最大跳动行程在一定范围内。

本实用新型是为分布式电动车设计的独立转向机构，可以实现四轮独立转向，并且能够解决汽车在中高速工况下转向行驶时侧向力过大而使转向机构损坏的问题和转向过程中大侧向力导向杆卡死的问题，对于提高独立转向系统的结构可靠性和行驶安全性具有显著的效果，对于四轮独立转向电动汽车的发展具有重要的意义。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

附图1是该分布式独立转向系统执行机构的结构示意图；

附图2是转向传动系统的结构剖视图；

附图3是转向系统导向杆部分示意图；

图1中：

1是转向动力源力矩电机，2是行星减速器，3是上连接板，4是转向套(转向套内部结构由图2示意)，9是轮上横板，10是弹簧减振器总成，11是导向杆(包括左导向杆11和右导向杆12)，13是右直线轴承座，15是左直线轴承座(左右直线轴承座之间安装有直线轴承，由图3示意)，16是车轮总成(内部装有轮毂电机)，17是大直径盘式轴承外圈(内部结构由图2示意)，20是下连接板，21是车架。

图2中：

5是转向传动轴，6是圆锥轴承间隙调整垫圈及紧固螺钉，7是上圆锥轴承，8是下圆锥轴承，18是大直径盘式轴承滚动体，19是大直径盘式轴承内圈。

图3中：

11是左导向杆，12是右导向杆，左、右直线轴承座之间是直线轴承14。

具体实施方法

下面结合附图1、2、3对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述，将本实用新型提供的任一技术手段进行替换或将本发提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的技术方案均应在本实用新型的保护范围之内。

参阅图1图2，本实用新型涉及一种转向机构，是为分布式独立转向系统设计的执行机构。当驾驶员转动方向盘时，力矩电机减速器总成1、2输出一个转矩，该转矩经过转向传动轴5传递到大直径盘式轴承内圈19，而大直径轴承内圈19与轮上横板9连接，转矩进而传递到轮上横板9，在经过固定于轮上横板9与直线轴承座13、15之间的两根导向杆11、13将转矩传递到直线轴承座13、15上，而直线轴承座13、15直接连接车轮总成16，故该转矩使车轮总成16产生相应的转角，实现汽车的转向功能。

参阅图1图2，当汽车转向行驶时，汽车产生的侧向力将经由轮胎16、直线轴承座13、15和导向杆11、12传递到轮上横板9。由于该侧向力较大，对该转向系统结构的影响较大，严重时直接导致结构破坏，使转向系统失效，发生安全事故。本实用新型针对该问题采用了一对圆锥轴承7、8和一个大直径盘式轴承17、18、19来承担侧向力，避免侧向力对转向系统的影响。如图2，通过调整垫圈6调节圆锥轴承7、8的内外圈间隙，使大部分侧向力作用在大直径盘式轴承上，而大直径盘式轴承的承载能力较高，所以该转向机构承受侧向力的能力较高。车辆转向行驶时的侧向力还有一小部分通过对顶的圆锥轴承承担，进一步增强了转向机构承受侧向力的能力。

参阅图1图3，由于侧向力经由导向杆11、12传递，且导向杆11、12还要沿直线轴承座13、15上下滑动，如果仅仅依靠导向杆11、12和直线轴承座13、15之间的干摩擦，导向杆11、12将磨损严重，严重时可能出现导向杆11、12卡死，使减振器弹簧总成失去作用。本实用新型在左右直线轴承座13、15之间安装直线轴承，能够很好地避免磨损和卡死现象的出现，提高该转向执行机构的可靠性。

参阅图1图3，该转向执行机构包含弹簧减振器总成，同时具有悬架的作用。导向杆11、12上端与轮上横板9固定，下端可以在直线轴承座13、15中沿垂直方向滑动。当汽车上下跳动时，减振器弹簧总成10被压缩，且垂向力经减振器弹簧总成10传递到轮上横板9，再经由大直径盘式轴承19及下连接板20传递到车架21上，且经弹簧减振器总成10的减振作用，汽车上下跳动逐渐减小直至消失。导向杆11、12下端安装有限位螺母及橡胶块，保证了弹簧减振器的跳动行程不会过大。

Claims (7)

1.一种分布式独立转向系统执行机构，该转向执行机构连接在车架上，其特征在于：包括连接在所述车架上的上下两个连接板、连接在所述的上连接板上的力矩电机减速器总成、连接在所述电机减速器总成输出轴上的转向传动轴、连接在所述传动轴上的轮上横板、连接在轮上横板上的导向杆及减振器总成、与所述导向杆及轮毂电机输出轴相连的直线轴承座，所述的上连接板固定在所述车架上，所述的下连接板与大直径盘式轴承外圈一起固定在所述车架上，所述的大直径盘式轴承内圈与所述传动轴一起固定在所述轮上横板上，所述传动轴上对顶安装一对圆锥轴承，所述的传动轴及圆锥轴承安装在转向套内，所述的转向套上端与电机减速器总成一起固定在所述的上连接板上，下端固定在所述下连接板上，所述的轮上横板连接两根导向杆，导向杆下端连接直线轴承座，并直接固定在轮毂电机定子轴上。

2.根据权利要求1所述的分布式独立转向系统执行机构，其特征在于：所述分布式独立转向系统执行机构总成轮胎接地点与转向电机减速器输出轴线重合且轴线垂直于地面，减小车轮转向阻力。

3.根据权利要求1所述的分布式独立转向系统执行机构，其特征在于：所述分布式独立转向系统执行机构通过对顶圆锥轴承和大直径盘式轴承提高车辆转向时机构承受大侧向力的能力，车辆在转向行驶工况下会产生很大的侧向力，所述分布式独立转向系统执行机构通过圆锥轴承的调整垫圈调节所述对顶圆锥轴承的内外圈间隙使大直径盘式轴承作为主要承力件，而所述大直径盘式轴承具有较高的承载能力，故所述分布式独立转向系统执行机构承受侧向力的能力较高。

4.根据权利要求3所述的分布式独立转向系统执行机构，其特征在于：所述的转向传动轴末端加工螺纹孔，并通过垫圈及紧固螺钉来调整圆锥轴承内外圈间隙。

5.根据权利要求1所述的分布式独立转向系统执行机构，其特征在于：所述分布式独立转向系统执行机构将悬架结构布置于车轮内侧面，降低车轮总成垂直高度。

6.根据权利要求5所述的分布式独立转向系统执行机构，其特征在于：所述的分布式独立转向系统执行机构通过两根导向杆传递转向工况下的转向力矩和侧向力，且为了防止侧向力过大而使导向杆卡死，在所述直线轴承座内部安装直线轴承。

7.根据权利要求6所述的分布式独立转向系统执行机构，其特征在于：所述导向杆上端固定，下端可以在直线轴承座中上下滑动，用来实现弹簧减振器在动载荷下的跳动行程，并且导向杆上安装一个限位螺母及橡胶块，用来保证弹簧减振器的最大跳动行程在一定范围内。