CN209739246U - 一种双前轮车辆的活动式转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双前轮车辆的活动式转向机构，包括有转向推杆、中间转向支架、中间转向臂、左转向支架、左转向臂、右转向支架和右转向臂；其中，转向推杆与转向支架、转向支架与转向臂通过轴承件旋转连接，轴承件内环中设有衬套，利用衬套与轴承内环的长度差，使得转向推杆在各部件紧固后，其中部可以分别沿前后方向滑动以及上下方向移动，从而确保转向推杆能同时在水平方向和垂直方向得到很大的旋转角度和摇摆角度，进而获得较大的整车转向角度和车身倾斜角度；另外，利用轴承传递旋转运动，可有效减小摩擦力，提高转向机构各部件的使用寿命。

Description

一种双前轮车辆的活动式转向机构

技术领域

本实用新型属于车辆转向技术领域，具体涉及一种双前轮车辆的活动式转向机构。

背景技术

双前轮车是近年来发展非常迅速的一种新式车型，采用并排设置的两个前轮负责转向，具有至少一个后轮负责驱动，车辆的整体重心分布更为合理，行驶时车辆的稳定性和安全性得到很大的提高。在现有技术中，如图1所示，双前轮车辆为了确保在转弯时，两个转向的前轮能够始终同时接触地面并且可以同步转动，会采取“双轴结构”的转向机构，让推动前轮转向的推杆能同时绕水平方向和垂直方向进行旋转，从而使双前轮车辆在倾斜状态下仍然可以进行转向的操作。

另外，根据阿克曼(Ackermann)转向几何的理论，在“双轴结构”的转向机构中，转向推杆左右两端旋转轴在左右方向的距离应大于左右前轮的旋转轴在左右方向的距离，以此形成梯形转向结构，以实现在车辆转向时内侧轮的转向角度大于外侧轮的转向角度，从而让车辆可以顺畅地转弯。

图3是当车辆处于直立状态时从车辆的正前方视向车辆时的结构简化示意图，当车辆所有紧固件装配完成后，形成的梯形共有6个转动关节(A～F)，所涉及的7条边的长度(AB、AC、DE、DF、AD、BE和CF)是固定不变的，根据平面几何的知识可知，该梯形是无法实现在垂直方向上下摇摆的；同样的，图5是从车辆正上方观察到的车辆转向机构在水平方向的结构简化示意图，当车辆所有紧固件装配完成后，形成的近似梯形共有9个转动关节，所涉及的10条边的长度(L₁L₂、L₁L₃、L₁G、L₂H、L₃I、GD、HE、IF、DE和DF)是固定不变的，根据平面几何的知识可知，该近似梯形是无法实现在水平方向左右转向的。

综上所述，在现有技术中，采用“双轴结构”的转向机构只能通过紧固件的配合间隙以及机构在垂直和水平方向的协同动作而获得很小的车身倾斜角度和转向角度，导致车辆转向半径增大，造成转向时车辆的稳定性和操控性变差。另外，转向机构中各转动关节还会受到较大的摩擦力，从而影响转向机构转动的灵活性和使用寿命。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型旨在提供一种双前轮车辆的活动式转向机构，能够获得较大的车身倾斜角度和转向角度，同时还可以减少转向机构中各转动部件之间的摩擦力，提高车辆转向的灵活性和行驶的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型按以下技术方案予以实现：

一种双前轮车辆的活动式转向机构，包括转向推杆，所述转向推杆的中部设置有中间安装孔，所述转向推杆的两端分别设置有左安装孔、右安装孔，所述左安装孔、中间安装孔、右安装孔上分别设置有可绕所在孔位轴线转动的左转向支架、中间转向支架、右转向支架，所述左转向支架、中间转向支架、右转向支架上分别铰接有左转向臂、中间转向臂、右转向臂，所述左转向臂、中间转向臂、右转向臂可在同一平面上进行摆动；所述左转向臂的摆动端连接到用于控制车辆左前轮转动的左转动装置，所述右转向臂的摆动端连接到用于控制车辆右前轮转动的右转动装置，所述中间转向臂的摆动端连接到用于传递转向动作的手把装置，所述左转动装置、右转动装置、手把装置均铰接至连杆；所述中间转向支架与所述转向推杆相对滑动连接，所述中间转向支架与所述中间转向臂相对滑动连接。

作为优选，所述左转动装置包括左转向管、可转动设置在所述左转向管内的左转向柱，所述左转向柱的一端通过设置左轮叉设置有所述左前轮，所述左转向臂的摆动端连接在所述左转向柱上。

作为优选，所述右转动装置包括右转向管、可转动设置在所述右转向管内的右转向柱，所述右转向柱的一端通过设置右轮叉设置有所述右前轮，所述右转向臂的摆动端连接在所述右转向柱上。

作为优选，所述手把装置包括中间转向管、可转动设置在所述中间转向管内的中间转向柱，所述中间转向柱的一端设置有转向手把，所述中间转向臂的摆动端连接在所述中间转向柱上。

作为优选，所述连杆上对应所述左转动装置、右转动装置、手把装置均设置有连接杆，所述连接杆的一端对应所述左转动装置、右转动装置或手把装置固定设置，所述连接杆的另一端设置在所述连杆上，所述连杆可以任一所述连接杆为圆心转动。

作为优选，所述转向推杆与所述中间转向支架之间设置有第一紧固组件，所述第一紧固组件包括第一紧固螺栓及第一紧固螺母，所述第一紧固螺栓依次串接所述转向推杆、中间转向支架后连接所述第一紧固螺母，所述转向推杆滑动连接在所述第一紧固螺栓上。

作为优选，所述中间转向支架设置有U型开口，所述中间转向臂通过第二紧固组件铰接在所述U型开口内；所述第二紧固组件包括第二紧固螺栓及第二紧固螺母，所述第二紧固螺栓依次串接所述U型开口的其一侧壁、中间转向臂、所述U型开口的另一侧壁后连接所述第二紧固螺母，所述中间转向臂滑动连接在所述第二紧固螺栓上。

作为优选，所述转向推杆上嵌设有第一轴承件，所述第一轴承件与所述第一紧固螺栓之间设置有第一衬套，所述第一轴承件滑动设置在所述第一衬套上，所述第一轴承件在所述第一衬套上的滑动距离值大于所述第一轴承件的高度值。

作为优选，所述中间转向臂上嵌设有第二轴承件，所述第二轴承件与所述第二紧固螺栓之间设置有第二衬套，所述第二轴承件滑动设置在所述第二衬套上，所述第二轴承件在所述第二衬套上的滑动距离值大于所述第二轴承件的高度值。

作为优选，所述第一轴承件、第二轴承件的安装处均设置有便于拆装所述第一轴承件或第二轴承件的缺口结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本方案中巧妙设置有转向推杆，转向推杆与手把装置之间设置有中间转向支架以及中间转向臂，并且转向推杆与中间转向支架之间滑动连接，使得车辆在行驶时，中间转向支架与转向推杆的相对位置可变；同时，中间转向支架与中间转向臂之间亦设置为滑动连接，使得中间转向臂在竖直高度上的位置相对所述中间转向支架可调；以实现转向推杆在水平方向和垂直方向上都能得到较大的旋转角度和摇摆角度，使得整车能够获得较大的车身倾斜角度和转向角度，有效提高整车行驶的灵活性和安全性。

2、本方案中，在转向推杆与转向支架之间、在转向臂与转向支架之间均设置有轴承件，通过设置轴承件来完成车辆运作时的运动传递，有效地减小部件传动中的摩擦力，同时能提高了车辆行驶的灵活性、结构紧凑，延长机构各部件的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为现有双前轮车辆的车头部件结构示意图。

图2为本实用新型双前轮车辆的车头部件结构示意图。

图3为现有双前轮车辆直立状态下正视转向机构时的结构简化示意图。

图4为本实用新型转向机构在垂直方向上摆动时与图2状态下的对比示意图。

图5为现有双前轮车辆直立状态下俯视转向机构时的结构简化示意图。

图6为本实用新型转向机构在水平方向上转动时与图4状态下的对比示意图。

图7为本实用新型活动式转向机构的爆炸图。

图8为本实用新型实施例1中转向机构的中部剖视结构示意图。

图9为本实用新型实施例1中转向机构左转向(右转向)处的剖视结构示意图。

图10为本实用新型实施例2中转向机构的中部剖视结构示意图。

图11为本实用新型实施例2中转向机构左转向(右转向)处的剖视结构示意图。

其中：

1-车架，10-手把装置，11-中间转向管，12-中间转向柱，13-转向手把；2-左前轮，20-左转动装置，21-左转向管，22-左转向柱，23-左轮叉；3-右前轮，30-右转动装置，31-右转向管，32-右转向柱，33-右轮叉；40-连杆机构，41-连杆，42-连接杆；

50-转向推杆，511-左安装孔，512-中间安装孔，513-右安装孔，514-第一轴承件，515-第一衬套，516-第一紧固螺栓，517-第一紧固螺母，518-第三衬套；521-左转向支架，522-中间转向支架，523-右转向支架，524-U型开口；531-左转向臂，532-中间转向臂，533-右转向臂，534-第二轴承件，535-第二衬套，536-第二紧固螺栓，537-第二紧固螺母，538-第四衬套，540-垫片；6-缺口结构。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

实施例1

参照附图2至9所示，本实施例中提供一种双前轮车辆的活动式转向机构，配置该活动式转向机构的双前轮车辆具有车架1、设于在该车架1上的手把装置10、对称设置在车架1左右两侧的左转动装置20和右转动装置30，以及将左转动装置20和右转动装置30连接在车架1上的连杆机构40。

所述连杆机构40包括若干连杆41，所述连杆41上对应所述左转动装置20、右转动装置30、手把装置10均设置有连接杆42，所述连接杆42的一端对应所述左转动装置20、右转动装置30或手把装置10固定连接设置，所述连接杆42的另一端设置在所述连杆41上，所述连杆41可以任一所述连接杆42为圆心转动。其中，手把装置10上的连接杆42与所述连杆41的连接处为A点，左转动装置20上的连接杆42与所述连杆41的连接处为B点，右转动装置30上的连接杆42与所述连杆41的连接处为C点。

该活动式转向机构还包括转向推杆50，所述转向推杆50的中部设置有中间安装孔512，所述转向推杆50的两端分别对称设置有左安装孔511、右安装孔513，所述左安装孔511、中间安装孔512、右安装孔513上分别设置有可绕所在孔位轴线转动的左转向支架521、中间转向支架522、右转向支架523，所述左转向支架521、中间转向支架522、右转向支架523上分别铰接有左转向臂531、中间转向臂532、右转向臂533，所述左转向臂531、中间转向臂532、右转向臂533可在同一平面上进行摆动；其中，所述的转向推杆50在中部通过中间安装孔512的轴线D与中间转向支架522旋转连接，其左端通过左安装孔511的轴线E与左转向支架521旋转连接，其右端通过右安装孔513的轴线F与右转向支架523旋转连接；所述中间转向支架522与中间转向臂532的连接处为中间转向臂532的旋转轴线G；所述左转向支架521与左转向臂531的连接处为左转向臂531的旋转轴线H；所述右转向支架523与右转向臂533的连接处为右转向臂533的旋转轴线I。

所述左转动装置20包括左转向管21、可转动设置在所述左转向管21内的左转向柱22，所述左转向柱22的一端通过设置左轮叉23设置有左前轮2，所述左转向臂531的摆动端固定连接在所述左转向柱22上。所述右转动装置30包括右转向管31、可转动设置在所述右转向管31内的右转向柱32，所述右转向柱32的一端通过设置右轮叉33设置有右前轮3，所述右转向臂533的摆动端固定连接在所述右转向柱32上。所述手把装置10包括中间转向管11、可转动设置在所述中间转向管11内的中间转向柱12，所述中间转向柱12的一端设置有转向手把13，所述中间转向臂532的摆动端固定连接在所述中间转向柱12上。所述中间转向臂532与设于车架1上的手把装置10以不可旋转的方式固定连接在一起，左转向臂531与左转动装置20以不可旋转的方式固定连接在一起，右转向臂533与右转动装置30以不可旋转的方式固定连接在一起。

当驾驶员操控转向手把13对车辆进行转向时，手把装置10的旋转轴线为L₁，在中间转向臂532和中间转向支架522的带动下，转向推杆50可以同时绕中间转向臂532的旋转轴线G和中间安装孔512的轴线D发生旋转，然后在连杆机构40的配合作用下，分别经过左转向臂531和左转向支架521推动左转动装置20绕左转动装置20的旋转轴线L₂转动，经过右转向臂533和右转向支架523推动右转动装置30绕右转动装置30的旋转轴线L₃转动。

参照图8，在所述的转向推杆50中部与中间转向支架522连接部位设有第一轴承件514，第一轴承件514的内环中设有截面呈“T”字形的第一衬套515；其中，第一衬套515配合部位在前后方向的长度大于第一轴承件514的内环在前后方向上的长度。当转向推杆50与中间转向支架522用第一紧固组件，即第一紧固螺栓516、第一紧固螺母517等紧固后，由于第一衬套515的长度大于第一轴承件514内环的长度，即第一轴承件514可以沿第一衬套515作前后方向上的相对滑动，以实现当转向推杆50绕中间转向臂532的旋转轴线G转动时，转向推杆50可以沿前后方向相对滑动。

参照图8，在所述的中间转向臂532与中间转向支架522连接部位设有第二轴承件534，第二轴承件534的内环中设有截面呈“T”字形的第二衬套535；其中，第二衬套535配合部位在上下方向的长度大于第二轴承件534的内环在上下方向的长度。当中间转向臂532与中间转向支架522用第二紧固螺栓536、第二紧固螺母537等紧固后，由于第二衬套535的长度大于第二轴承件534内环的长度，即第二轴承件534可以沿第二衬套535的上下方向相对滑动，以实现当转向推杆50绕中间安装孔512的轴线D转动时，转向推杆50可沿上下方向相对移动。

参照图9，在转向推杆50左端与左转向支架521连接部位同样设有第一轴承件514，第一轴承件514的内环中设有截面呈“T”字形的第三衬套518；其中，第三衬套518配合部位在前后方向的长度小于第一轴承件514在前后方向的长度；在转向推杆50右端与右转向支架523连接部位同样设有第一轴承件514，第一轴承件514的内环中设有截面呈“T”字形的第三衬套518；其中，第三衬套518配合部位在前后方向的长度小于第一轴承件514在前后方向的长度。

其中，各转向支架上均设置有U型开口524，各转向臂则通过第二紧固组件铰接在所述U型开口524内；所述第二紧固组件包括上述的第二紧固螺栓536及第二紧固螺母537，所述第二紧固螺栓536依次串接所述U型开口524的其一侧壁、中间转向臂532、所述U型开口524的另一侧壁后连接所述第二紧固螺母537，所述中间转向臂532滑动连接在所述第二紧固螺栓536上。

同样地，在左转向臂531与左转向支架521连接部位设有第二轴承件534，第二轴承件534的内环中设有截面呈“T”字形的第四衬套538；其中，第四衬套538配合部位在上下方向的长度小于第二轴承件534在上下方向的长度；在右转向臂533与右转向支架523连接部位处亦设有第二轴承件534，第二轴承件534的内环中设有截面呈“T”字形的第四衬套538；其中，第四衬套538配合部位在上下方向的长度小于第二轴承件534在上下方向的长度。

按照以上的连接方式，在用第一紧固组件及第二紧固组件将上述部件装配后，转向推杆50两端只能绕各旋转轴线旋转而与各转轴的相对距离保持不变。此外，所述第一轴承件514、第二轴承件534的安装处均设置有便于拆装所述第一轴承件514、第二轴承件534的缺口结构6。

实施例2

以下结合附图10至11，说明本方案的另一种实施方式。

在确保各部件紧固后转向推杆50两端与各转轴的相对距离保持不变的情况下，转向推杆50中部与中间转向支架522连接所使用的第一衬套515，以及中间转向臂532与中间转向支架522连接所使用的第二衬套535可以取消其外侧面上的凸台结构，而改用垫片等标准件，从而降低零件加工难度。

参照图10，在所述转向推杆50的中部与中间转向支架522连接部位设有第一轴承件514，第一轴承件514的内环中设有圆筒形的第一衬套515，第一衬套515的前后两端均设有垫片，再通过第一紧固螺栓516、第一紧固螺母517将上述各部件紧固在中间转向支架522上。其中，在前后方向上第一衬套515的长度大于第一轴承件514内环的长度，使得第一轴承件514可以沿第一衬套515的前后方向相对滑动，由此同样可以实现在转向推杆50绕中间转向臂522的旋转轴线G转动时，转向推杆50可以沿前后方向相对滑动。

参照图10，在所述中间转向臂532与中间转向支架522连接部位设置的第二轴承件534的内环中，设有圆筒形的第二衬套535；其中，在上下方向上第二衬套535的长度大于第二轴承件534内环的长度。使得第二轴承件534可以沿第二衬套535的上下方向相对滑动，由此同样可以实现当转向推杆50绕中间安装孔512的轴线D转动时，转向推杆50可沿上下方向相对移动。

为了确保各部件紧固后转向推杆50的两端只能绕各旋转轴线转动而不能相对移动，可以采用以下的连接方式。参照图11，在转向推杆50的左端与左转向支架521连接部位设有第一轴承件514，取消第一轴承件514内的第三衬套518，在第一轴承件514前后两端设有垫片，再通过第一紧固螺栓516、第一紧固螺母517将上述各部件紧固在一起。转向推杆50的左端只能通过第一轴承件514内外环的相对滚动而绕左安装孔511的轴线E转动，而不能沿前后方向作相对滑动。同样地，在转向推杆50的右端与右转向支架523连接部位设有第一轴承件514，取消第一轴承件514内的第三衬套518，在第一轴承件514前后两端设有垫片，再通过第一紧固螺栓516、第一紧固螺母517将上述各部件紧固在一起。转向推杆50的右端只能通过第一轴承件514内外环的相对滚动而绕右安装孔513的轴线F转动，而不能沿前后方向作相对滑动。

参照图11，左转向臂531与左转向支架521连接部位设有第二轴承件534，取消第二轴承件534内的第四衬套538，在第二轴承件534上下两端设有垫片，再通过第二紧固螺栓536、第二紧固螺母537将上述各部件紧固在一起。左转向臂531只能通过第二轴承件534内外环的相对滚动而绕左转向臂531的旋转轴线H转动，而不能沿上下方向作相对移动。同样地，右转向臂533与右转向支架523连接部位设有第二轴承件534，取消第二轴承件534内的第四衬套538，在第二轴承件534上下两端设有垫片540，再通过第二紧固螺栓536、第二紧固螺母537将上述各部件紧固在一起。右转向臂533只能通过第二轴承件534内外环的相对滚动而绕右转向臂533的旋转轴线I转动，而不能沿上下方向作相对移动。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种双前轮车辆的活动式转向机构，其特征在于，包括转向推杆，所述转向推杆的中部设置有中间安装孔，所述转向推杆的两端分别设置有左安装孔、右安装孔，所述左安装孔、中间安装孔、右安装孔上分别设置有可绕所在孔位轴线转动的左转向支架、中间转向支架、右转向支架，所述左转向支架、中间转向支架、右转向支架上分别铰接有左转向臂、中间转向臂、右转向臂，所述左转向臂、中间转向臂、右转向臂可在同一平面上进行摆动；

所述左转向臂的摆动端连接到用于控制车辆左前轮转动的左转动装置，所述右转向臂的摆动端连接到用于控制车辆右前轮转动的右转动装置，所述中间转向臂的摆动端连接到用于传递转向动作的手把装置，所述左转动装置、右转动装置、手把装置均铰接至连杆；

所述中间转向支架与所述转向推杆相对滑动连接，所述中间转向支架与所述中间转向臂相对滑动连接。

2.根据权利要求1所述的活动式转向机构，其特征在于，所述左转动装置包括左转向管、可转动设置在所述左转向管内的左转向柱，所述左转向柱的一端通过设置左轮叉设置有所述左前轮，所述左转向臂的摆动端连接在所述左转向柱上。

3.根据权利要求1所述的活动式转向机构，其特征在于，所述右转动装置包括右转向管、可转动设置在所述右转向管内的右转向柱，所述右转向柱的一端通过设置右轮叉设置有所述右前轮，所述右转向臂的摆动端连接在所述右转向柱上。

4.根据权利要求1所述的活动式转向机构，其特征在于，所述手把装置包括中间转向管、可转动设置在所述中间转向管内的中间转向柱，所述中间转向柱的一端设置有转向手把，所述中间转向臂的摆动端连接在所述中间转向柱上。

5.根据权利要求1所述的活动式转向机构，其特征在于，所述连杆上对应所述左转动装置、右转动装置、手把装置均设置有连接杆，所述连接杆的一端对应所述左转动装置、右转动装置或手把装置固定设置，所述连接杆的另一端设置在所述连杆上，所述连杆可以任一所述连接杆为圆心转动。

6.根据权利要求1-5任一项所述的活动式转向机构，其特征在于，所述转向推杆与所述中间转向支架之间设置有第一紧固组件，所述第一紧固组件包括第一紧固螺栓及第一紧固螺母，所述第一紧固螺栓依次串接所述转向推杆、中间转向支架后连接所述第一紧固螺母，所述转向推杆滑动连接在所述第一紧固螺栓上。

7.根据权利要求6所述的活动式转向机构，其特征在于，所述中间转向支架设置有U型开口，所述中间转向臂通过第二紧固组件铰接在所述U型开口内；所述第二紧固组件包括第二紧固螺栓及第二紧固螺母，所述第二紧固螺栓依次串接所述U型开口的其一侧壁、中间转向臂、所述U型开口的另一侧壁后连接所述第二紧固螺母，所述中间转向臂滑动连接在所述第二紧固螺栓上。

8.根据权利要求7所述的活动式转向机构，其特征在于，所述转向推杆上嵌设有第一轴承件，所述第一轴承件与所述第一紧固螺栓之间设置有第一衬套，所述第一轴承件滑动设置在所述第一衬套上，所述第一轴承件在所述第一衬套上的滑动距离值大于所述第一轴承件的高度值。

9.根据权利要求8所述的活动式转向机构，其特征在于，所述中间转向臂上嵌设有第二轴承件，所述第二轴承件与所述第二紧固螺栓之间设置有第二衬套，所述第二轴承件滑动设置在所述第二衬套上，所述第二轴承件在所述第二衬套上的滑动距离值大于所述第二轴承件的高度值。

10.根据权利要求9所述的活动式转向机构，其特征在于，所述第一轴承件、第二轴承件的安装处均设置有便于拆装所述第一轴承件或第二轴承件的缺口结构。