CN207028761U - 一种机动车转弯车轮自动平衡系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种机动车转弯车轮自动平衡系统，包括前排车轮机构、机架、后排车轮机构和协调器，前排车轮机构包括左车轮单元和右车轮单元，左车轮单元包括转向平衡杆、车轮倾斜液压缸、转向液压缸、传动盘、连接销轴和轮毂，轮毂的端面设置有连接环，传动盘的固定端设置有轭架，右车轮单元与左车轮单元对称设置，后排车轮机构与前排车轮机构相同结构设置。本技术方案通过驱动车轮倾斜液压缸使得车轮倾斜。因而在机动车过弯时，使得机动车转弯时向心力对车内乘员的影响较小或者没有，使得车内乘员乘车较为舒适。转向平衡杆会在让机动车在行驶时保持整体平衡。提高行车的安全。

Description

一种机动车转弯车轮自动平衡系统

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种机动车转弯车轮自动平衡系统。

背景技术

现今的汽车在转弯时都会具有较大的向心力，这对于在车内乘坐的乘客来说至少需要相同大小的反方向力才能相互抵消，因此对于驾驶员和乘客带来一定的不是舒适感，严重些还可能对生命安全带来一定风险。例如在急转弯的情况下的向心力就会较大，极容易为车内的乘员带来危险。而在城市中的道路交差复杂，因此经常需要进行转弯，继而对车内的乘员的乘坐舒适感就会较差。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种机动车转弯车轮自动平衡系统，解决机动车转弯时需要乘员自身抵消向心力的问题。

本实用新型是这样实现的：一种机动车转弯车轮自动平衡系统，包括前排车轮机构、机架、后排车轮机构和协调器；

所述前排车轮机构包括左车轮单元和右车轮单元，所述左车轮单元包括转向平衡杆、车轮倾斜液压缸、转向液压缸、传动盘、连接销轴和轮毂；

所述轮毂的端面设置有连接环，所述连接环设置在传动盘的固定凹槽内，以及由连接销轴从上至下垂直水平面固定；所述转向平衡杆的动力输出轴铰接设置在传动盘的上端，所述转向平衡杆的本体设置在机架上，所述转向液压缸的动力端设置在传动盘的固定端内，所述转向液压缸的本体铰接设置在机架上；所述传动盘的固定端设置有轭架，所述车轮倾斜液压缸的动力输出轴铰接设置在轭架上，所述车轮倾斜液压缸的本体铰接设置在机架上；

所述右车轮单元与左车轮单元对称设置；所述后排车轮机构与前排车轮机构相同结构设置，所述协调器设置在后排车轮机构上，所述协调器用于协调机动车行车的稳定。

进一步地，还包括行车控制器和车轮倾斜控制器，所述行车控制器与车轮倾斜控制器电连接，所述行车控制器设置在传动盘上，所述车轮倾斜控制器设置在机架上，所述车轮倾斜控制器用于控制机动车的车轮倾斜。

进一步地，所述车轮倾斜控制器包括倾斜控制操作盘和位置传感器，所述倾斜控制操作盘设置在机架上，所述位置传感器设置在机架上，位置传感器与倾斜控制操作盘电连接。

进一步地，所述行车控制器包括转弯传感器、机动车平衡传感器和车轮自动倾斜计算器，所述转弯传感器设置在传动盘上，所述机动车平衡传感器设置在机架的中心位置，所述车轮自动倾斜计算器设置在机架上，所述弯传感器和机动车平衡传感器与车轮自动倾斜计算器电连接。

进一步地，所述倾斜控制操作盘包括倾斜旋钮、开关按钮和调控按钮，所述倾斜旋钮与位置传感器电连接，所述开关按钮与车轮自动倾斜计算器电连接，调控按钮与车轮自动倾斜计算器电连接，所述倾斜旋钮用于手动控制机动车车轮倾斜的角度。

进一步地，还包括液压阀控制器，所述液压阀控制器与车轮自动倾斜计算器电连接，所述液压阀控制器设置在传动盘内。

进一步地，还包括显示屏，所述显示屏设置在机架上，所述显示屏与车轮自动倾斜计算器电连接。

进一步地，还包括车轮倾斜角度传感器、速度传感器和车轮载荷控制器，所述倾斜角度传感器设置在传动盘上，所述速度传感器、车轮倾斜角度传感器和车轮自动倾斜计算器与车轮载荷控制器电连接，所述速度传感器用于检测机动车变速箱内的输出轴转速。

本实用新型具有如下优点：区别于现有的机动车在转弯时，机动车本身无法达到抵消向心力对车内乘员的影响。本技术方案的机动车转弯车轮自动平衡系统，通过车轮倾斜液压缸对传动盘进行推动，使得传动盘在垂直与水平面的垂直线上发生偏移，也就是车轮的侧面与垂直线产生一个夹角。机动车通过转向液压缸进行转弯，再驱动倾车轮斜液压缸使得车轮倾斜，对于机动车的四个车轮通过包括前排车轮机构、机架、后排车轮机构和协调器达到同时朝相同方向倾斜，同时通过转向平衡杆使得在倾斜转弯时保持车轮的平衡。同时通过车轮的倾斜抵消转弯时的向心力，使得机动车转弯时向心力对车内乘员的影响较小或者没有，使得车内乘员乘车较为舒适。

附图说明

图1为本实用新型实施例中机动车转弯车轮自动平衡系统的示意图；

图2为本实用新型实施例中前排车轮机构与后排车轮机构的示意图；

图3为本实用新型实施例中机动车转弯车轮自动平衡系统的模块图。

附图标记说明：

1、前排车轮机构；11、左车轮单元；12、右车轮单元；

111、转向平衡杆；112、车轮倾斜液压缸；113、转向液压缸；

114、传动盘；115、连接销轴；116、轮毂；1161、连接环；

1141、轭架；

2、机架；

3、后排车轮机构

4、协调器；

5、行车控制器；51、转弯传感器；52、机动车平衡传感器；

53、车轮自动倾斜计算器；

6、车轮倾斜控制器；61、倾斜控制操作盘；62、位置传感器；

611、倾斜旋钮；612、开关按钮；613、调控按钮；

8、车轮倾斜角度传感器；

9、速度传感器；

10、车轮载荷控制器。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1以及图2，本实用新型提供一种机动车转弯车轮自动平衡系统，这里所指的机动车只要是包含有相对于前进方向左右至少各有一个车轮的车辆，包括但不限于汽车，如新能源车或者传统动力汽车。包括前排车轮机构1、机架2、后排车轮机构3和协调器4；所述前排车轮机构包括左车轮单元11 和右车轮单元12，所述左车轮单元包括转向平衡杆111、车轮倾斜液压缸112、转向液压缸113、传动盘114、连接销轴115和轮毂116；所述轮毂的端面设置有连接环1161，所述连接环设置在传动盘的固定凹槽内，以及由连接销轴从上至下垂直水平面固定；所述转向平衡杆的动力输出轴铰接设置在传动盘的上端，所述转向平衡杆的本体设置在机架上，所述转向液压缸的动力端设置在传动盘的固定端内，所述转向液压缸的本体铰接设置在机架上；所述传动盘的固定端设置有轭架1141，所述车轮倾斜液压缸的动力输出轴铰接设置在轭架上，所述车轮倾斜液压缸的本体铰接设置在机架上；

所述右车轮单元与左车轮单元对称设置；所述后排车轮机构与前排车轮机构相同结构设置，所述协调器设置在后排车轮机构上，所述协调器用于协调前、后排车轮倾斜的角度相同。

本技术方案的机动车转弯车轮自动平衡系统具有前排车轮机构、机架、后排车轮机构和协调器。本实施例中机动车的车轮可以是四个以上的车轮，在本实施例中选取四个车轮进行说明，机动车的四个车轮可以通过协调器进行协调，使得四个车轮在行驶时可以达到同时倾斜，还可以使得在前后车轮倾斜时保持机动车的平衡。也就是机动车在过弯和正常行驶时，协调器协调四个车轮的转速与车体的平衡。对于协调器本身是由汽车重力感应器和微程序控制器，微程序控制器是用微指令产生微操作命令，用若干条微指令组成一段微程序实现一条机器指令的功能。本实施例时通过重力感应器、速度传感器、车轮倾斜传感器等等信号产生指令，并通过对比协调机动车的行车平衡，使得机动车行车稳定安全。以及抵消机动车过弯时的向心力。

在机动车转弯时，机动车的车轮会被车轮倾斜液压缸推动，使得车轮产生偏移。对于车轮是设置在传动盘上，车轮通过轮毂设置在传动盘的连接端上，具体的通过轮毂上的轮轴与转动盘上的心轴进行连接，并且车轮可以在传动盘上旋转。同时车轮会随着传动盘倾斜而倾斜，而轮毂与传动盘之间通过连接销轴进行固定，使得车轮被固定在传动盘上。对于车轮可以通过液压马达进行驱动，在本实施例中可以在每一个车轮上都安装一个专用的液压马达，而为了满足前排两个车轮的协调转向，可通过转向平衡杆进行平衡。而传动盘的另一端面设置有轭架，轭架竖直方向抱住传动盘，并固定在传动盘上；继而车轮倾斜液压缸设置在轭架的上部，通过推动车轮倾斜液压缸发生偏移，也就是在两车轮之间的中轴线所在平面，且该平面与水平面相互垂直，称该平面为中心面。在中心面上车轮的中心所在的线为中心线，而车轮被车轮液压缸杆推动的时候，车轮的中心线与水平线之间的夹角发生改变。而转向平衡杆的连接端通过圆环与传动盘顶端的凸轴进行套接，使得转向平衡杆与传动盘相铰接，在凸轴的末端可以通过螺母或销轴进行固定，使得转向平衡杆不会与凸轴脱开。对于车轮倾斜液压缸的动力轴的轴端设置有连接通孔，在轭架上部设置有铰接通孔，通过销轴将车轮倾斜液压缸铰接在轭架上，而车轮倾斜液压缸本体的末端也设置有连接通孔，在机架上设置有铰接通孔，在通过销轴进行固定，继而使得车轮倾斜液压缸两端分别铰接在传动盘和机架上。对于本实例中的铰接方式都可以使用通孔和销轴之间的配合进行铰接，也可以使用螺栓与通孔之间进行配合进行铰接。

如图1和图2所示，本技术方案还包括行车控制器5和车轮倾斜控制器6，所述行车控制器与车轮倾斜控制器电连接，所述行车控制器设置在传动盘上，所述车轮倾斜控制器设置在机架上，所述车轮倾斜控制器用于控制机动车的车轮倾斜。所述车轮倾斜控制器包括倾斜控制操作盘61和位置传感器62，所述倾斜控制操作盘设置在机架上，所述位置传感器设置在机架上，位置传感器与倾斜控制操作盘电连接。所述行车控制器包括转弯传感器51、机动车平衡传感器52和车轮自动倾斜计算器53，所述转弯传感器设置在传动盘上，所述机动车平衡传感器设置在机架的中心位置，所述车轮自动倾斜计算器设置在机架上，所述弯传感器和机动车平衡传感器与车轮自动倾斜计算器电连接。还包括液压阀控制器7，所述液压阀控制器与车轮自动倾斜计算器电连接，所述液压阀控制器设置在传动盘内。所述倾斜控制操作盘包括倾斜旋钮611、开关按钮612和调控按钮613，所述倾斜旋钮与位置传感器电连接，所述开关按钮与车轮自动倾斜计算器电连接，调控按钮与车轮自动倾斜计算器电连接，所述倾斜旋钮用于手动控制机动车车轮倾斜的角度。

如图3所示，本技术方案还包括车轮倾斜角度传感器8、速度传感器9和车轮载荷控制器10，所述倾斜角度传感器设置在传动盘上，所述速度传感器与车轮载荷控制器电连接，所述车轮倾斜角度传感器与车轮载荷控制器电连接，所述速度传感器用于检测机动车变速箱内的输出轴转速。通过车轮倾斜角度传感器和速度传感器可以检测车轮的倾斜的角度与行车的速度，对于速度传感器可以是磁电式车速传感器、霍尔式车速传感器或光电式车速传感器。而且速度传感器在机动车上应用属于已经极为普遍，因此不再赘述。车轮倾斜角度传感器和速度传感器将检测的反馈信号发送给车轮载荷控制器，车轮载荷控制器会对车轮的倾角与车速进行比对，比对的数值为车轮安全的载荷数值，也就是说当车速超过安全值时，车轮载荷控制器会控制机动车车速降低，达到安全范围，或者控制车轮倾斜液压缸减小车轮的倾角，保证行车安全。

对于倾斜控制操作盘设置在机动车驾驶位置上的机架上，在操作盘上设置了倾斜旋钮、开关按钮和调控按钮，在倾斜按钮上设置了倾斜角度指示表，对于机动车的车轮倾斜可以通过倾斜按钮进行控制，达到人工控制机动车的车轮倾斜。当倾斜按钮旋转到某个角度时，位置传感器会接收到倾斜的信号，将信号传输给液压阀控制器，使得液压阀控制器控制车轮倾斜液压缸运行，继而让得机动车的四个轮子进行倾斜，为了能够保持行车的稳定，协调器会对车轮倾斜液压缸进行修正，可能会使得汽车的前后排车轮倾斜的角度不相同，借以保障行车安全。当机动车在运行时，转弯传感器、机动车平衡传感器和车轮自动倾斜计算器会对机动车进行实时监测，并且将信号反馈给行车控制器，行车控制器在将反馈的信号显示在显示屏上，使得驾驶员可以得到牵引力大小、车轮倾斜角度和行车安全信号，保证驾驶员随时了解机动车在行驶时的情况。通过调控按钮可以对车轮倾斜的角度值和行车速度值等进行设定，使得液压阀控制器内会存储车轮倾斜角度最大值和车轮倾斜的最小值。而车轮倾斜角度传感器会对设定的值进监控。如果车轮倾斜的角度大于或小于设定的倾斜值，通过车轮倾斜角度传感器将信号反馈给液压阀控制器，继而液压阀控制器控制车轮倾斜液压缸进行调整，使得车轮倾斜的角度在设定值范围内。对于开关按钮这是开启或关闭倾斜控制操作盘，通过关闭倾斜控制操作盘避免了常开时的误操作。

对于行车控制器可以是整车控制器，对于整车控制器(VCU)主要用于车辆动力系统的协调与控制，接收反馈信号在进行对机动车的协调与控制。从整车的角度进行扭矩和转速的控制，有效改善驾驶员感受，降低油耗和排放。对于本实施例中的各种控制器都包括存储器和处理器，存储器与处理器电连接，处理器可以为微处理器或中央处理器。可以对存储器进行存储和读取各种指令。处理器型号可以是常用的STM32系列，如是stm32f101等。重力感应器，又称加速度传感器，如常用的有博世的BMA250、MMA7660FC 等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机动车转弯车轮自动平衡系统，其特征在于：包括前排车轮机构、机架、后排车轮机构和协调器；

所述前排车轮机构包括左车轮单元和右车轮单元，所述左车轮单元包括转向平衡杆、车轮倾斜液压缸、转向液压缸、传动盘、连接销轴和轮毂；

所述轮毂的端面设置有连接环，所述连接环设置在传动盘的固定凹槽内，以及由连接销轴从上至下垂直水平面固定；所述转向平衡杆的动力输出轴铰接设置在传动盘的上端，所述转向平衡杆的本体设置在机架上，所述转向液压缸的动力端设置在传动盘的固定端内，所述转向液压缸的本体铰接设置在机架上；所述传动盘的固定端设置有轭架，所述车轮倾斜液压缸的动力输出轴铰接设置在轭架上，所述车轮倾斜液压缸的本体铰接设置在机架上；

所述右车轮单元与左车轮单元对称设置；所述后排车轮机构与前排车轮机构相同结构设置，所述协调器设置在后排车轮机构上，所述协调器用于协调机动车行车的稳定。

2.根据权利要求1所述的一种机动车转弯车轮自动平衡系统，其特征在于：还包括行车控制器和车轮倾斜控制器，所述行车控制器与车轮倾斜控制器电连接，所述行车控制器设置在传动盘上，所述车轮倾斜控制器设置在机架上，所述车轮倾斜控制器用于控制机动车的车轮倾斜。

3.根据权利要求2所述的一种机动车转弯车轮自动平衡系统，其特征在于：所述车轮倾斜控制器包括倾斜控制操作盘和位置传感器，所述倾斜控制操作盘设置在机架上，所述位置传感器设置在机架上，位置传感器与倾斜控制操作盘电连接。

4.根据权利要求2所述的一种机动车转弯车轮自动平衡系统，其特征在于：所述行车控制器包括转弯传感器、机动车平衡传感器和车轮自动倾斜计算器，所述转弯传感器设置在传动盘上，所述机动车平衡传感器设置在机架的中心位置，所述车轮自动倾斜计算器设置在机架上，所述弯传感器和机动车平衡传感器与车轮自动倾斜计算器电连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种机动车转弯车轮自动平衡系统，其特征在于：所述倾斜控制操作盘包括倾斜旋钮、开关按钮和调控按钮，所述倾斜旋钮与位置传感器电连接，所述开关按钮与车轮自动倾斜计算器电连接，调控按钮与车轮自动倾斜计算器电连接，所述倾斜旋钮用于手动控制机动车车轮倾斜的角度。

6.根据权利要求4所述的一种机动车转弯车轮自动平衡系统，其特征在于：还包括液压阀控制器，所述液压阀控制器与车轮自动倾斜计算器电连接，所述液压阀控制器设置在传动盘内。

7.根据权利要求4所述的一种机动车转弯车轮自动平衡系统，其特征在于：还包括显示屏，所述显示屏设置在机架上，所述显示屏与车轮自动倾斜计算器电连接。

8.根据权利要求4所述的一种机动车转弯车轮自动平衡系统，其特征在于：还包括车轮倾斜角度传感器、速度传感器和车轮载荷控制器，所述倾斜角度传感器设置在传动盘上，所述速度传感器、车轮倾斜角度传感器和车轮自动倾斜计算器与车轮载荷控制器电连接，所述速度传感器用于检测机动车变速箱内的输出轴转速。