CN210661222U - 一种转向传动装置及包含其的窄长型三轮车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种转向传动装置及包含其的窄长型三轮车，包括传动齿轮、第一从动轮、行星轮系、助力电机以及锥齿轮，同时提供了包含该转向传动装置的窄长型三轮车。本实用新型结构新颖、操作更为简便灵活，用于前二后一的窄长型三轮车上可满足车身主动倾斜的控制要求，使得车辆在行驶过程中能够根据驾驶人员的意图自动调整倾斜角度，并满足在不同车速状态下的操纵稳定性要求。

Description

一种转向传动装置及包含其的窄长型三轮车

技术领域

本发明属于转向传动装置领域，具体涉及一种转向传动装置及包含其的窄长型三轮车。

背景技术

电动车辆是近十年来用于城市交通出行，减少机动车为期污染的主要车辆类型之一。电动车辆中一类源自于自行车和摩托车两轮车辆，增加电力驱动动力系统成为主要的短距离交通工具；另一类电动车辆是在传统内燃机汽车的基础上，更换以电力为动力源的电动汽车。除此之外，一部分用于辅助残障人士的代步车辆、场地内专用车辆也采用电力驱动逐渐成为城市道路出行的交通工具。

电动自行车具有小巧灵活的特点，具有较自行车更好的动力性能，一部分电动自行车已经具有摩托车的造型和特点，但是这类车辆具有两轮车辆的平衡取决于骑行者，要求骑行人经过训练和适应。此外，电动两轮车在使用过程中受到天气因素的影响，不能对骑行者提供必要的防护，随着动力性能的提高，考虑到行驶过程的稳定性，电动自行车和残障人士代步车辆均采用开放式结构，方便人员进出，这增加行驶过程中的安全隐患。

电动汽车在传统燃油车的基础上，更换了电力为能源的动力系统，或者采用前轴一个车轮，后轴两个车轮的正三轮车形式，这类车辆具有汽车的安全性，较传统汽车降低了污染排放，却并不能改变汽车在城市道路作为通勤工具使用时道路占有率高的问题。残障人士代步车多以三轮为主，老年代步车和一些场地内专用车一样采用电力驱动，以低速行驶为主，并不能满足道路通勤的使用需求。

既具有传统汽车的驾乘空间和安全性，又能具有电动自行车的小巧灵活特性成为微型新能能源车发展的趋势。相较于传统车辆和两轮车辆，这类车被称为狭长型车辆。这类车辆采用简化的汽车底盘部件，有效提高了整车在行驶过程中的稳定性，可以做到车身封闭，从而满足单人的城市出行需求，甚至可以通过行驶系统实现整车行驶的自动驾驶，通过整车控制系统可以实现车辆近似于两轮车辆在转向过程中倾斜车身平衡车辆以达到稳定转向的目的。

窄长型车辆的稳定性问题取决于底盘的车轮数量和布置形式，但是不可避免的问题是由于车身的狭长导致的整车质心提高，这就与传统汽车的稳定性产生了巨大差异，质心位置的摆动将会直接影响车辆的行驶稳定性，另一方面也可以借助质心的偏转达到稳定控制的目的。目前，主要的狭长型车可以分为两轮、三轮形式。两轮的自平衡车辆有Thrustcycle Enterprises推出Gyro Cycle、本田 Honda Riding Assist-e和Lit MotorsC1。

三轮又分为前一后二和前二后一两种形式，车身倾斜时分为单车轮倾斜和全车轮倾斜。目前，大部分三轮倾斜狭长型车辆采用的是前二后一的布置形式，通过前轮悬架部分变化实现车身倾斜，前桥兼具有转向的作用，如美国2016年上市的TerracraftSupertrike，采用转向和车身倾斜相互独立的CoPilot控制系统；丰田2013年推出的概念车型Iroad同样采用前轮悬架变化实现倾斜，不同的是其采用了后轮转向；此外，荷兰Carver以及英国Bath大学研究团队开发的Caver One则采用了前一后二的布置形式，前轮实现转向功能，车身绕后轴的驱动系统倾斜，后车桥作为驱动不作倾斜等等。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种转向传动装置及包含其的窄长型三轮车。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种转向传动装置，包括传动齿轮、第一从动轮、行星轮系、助力电机以及锥齿轮；传动齿轮与第一从动轮相啮合；行星轮系包括内齿圈、行星轮、太阳轮以及行星支架；内齿圈套设于太阳轮外；行星轮的数量为三个，通过支撑轴安装于行星支架上，且均布于内齿圈与太阳轮之间，同时与内齿圈以及太阳轮向啮合；第一从动轮与行星轮系的内齿圈同轴相固定；助力电机的的驱动轴与行星轮系的太阳轮的中心同轴相安装；锥齿轮通过输出轴配合安装于行星轮系的行星支架中心。进一步地，还包括有转向组件；转向组件与传动齿轮配合相连，包括转向盘与中间轴；中间轴的一端通过万向节与转向盘的安装轴相连，另一端通过万向节与传动齿轮相连。

进一步地，转向组件与传动齿轮之间还设有离合装置；离合装置包括离合套筒与分离轴；离合套筒套设于分离轴上，且通过万向节与中间轴相连，离合套筒以及分离轴上设有能够使离合套筒与分离轴同步旋转的花键，且离合套筒能够沿分离轴的轴向移动，使离合套筒与分离轴处于相对固定或相对旋转的状态；分离轴传动齿轮同轴相固定安装。

进一步地，传动齿轮包括外传动齿与内传动齿；外传动齿与第一从动齿轮相啮合；内传动齿与离合套筒的内齿相啮合。

进一步地，还包括有锁定机构；锁定机构包括锁定件、驱动支架以及驱动件；锁定件上设有用于容纳传动齿轮的旋转槽，并且旋转槽一侧设有用于对传动齿轮进行锁定的固定齿；驱动支架与锁定件相连，用于锁定件与传动齿轮之间的锁定以及解锁。

进一步地，还包括有外壳；外壳内设有旋转孔；内齿圈设置于旋转孔内。

进一步地，外壳上还设有安装孔；锁定件可沿安装孔的轴向移动式地设置于安装孔内。

本发明还提供了一种窄长型三轮车，包含有以上的转向传动装置，还包括有车架以及倾斜转向机构；倾斜转向机构设置于车架的前端，且与车架前端两侧的车轮配合相安装；转向传动装置通过锥齿轮与倾斜转向机构中的伞齿轮相啮合。

本发明提供了一种转向传动装置，结构新颖、操作更为简便灵活，用于前二后一的窄长型三轮车上可满足车身主动倾斜的控制要求，使得车辆在行驶过程中能够根据驾驶人员的意图自动调整倾斜角度，并满足在不同车速状态下的操纵稳定性要求。

附图说明

图1、本发明转向传动装置的结构示意图；

图2、本发明转向传动装置的侧视图；

图3、本发明转向传动装置的内部结构示意图；

图4、本发明转向传动装置另一角度的内部结构示意图；

图5、本发明转向传动装置中转向组件的结构示意图；

图6、本发明中转向传动装置中锁定件与传动齿轮的结构示意图；

图7、本发明中窄长型三轮车的结构示意图；

图8、本发明中窄长型三轮车另一角度的结构示意图；

图9、本发明中窄长型三轮车倾斜转向机构的结构示意图；

图10、本发明中窄长型三轮车倾斜转向机构另一角度的结构示意图。

附图标记列表：100-车轮安装轴总成、200-弹性阻尼减震器、300-曲柄机构、400-转动装置、500-前桥架、501-滑槽、600-第一连接轴、601-滑块、700-旋转轴、800-锥齿轮、900-伞齿、110-车轮、120-驱动电机、130-下摆臂、140-座椅、150-车架、160-转向组件、170-转向机构、180-第二连接轴、190-后车轮、210-支撑架、220-伺服电机、230-上安装板、240-转向盘、250-中间轴、260-安装轴、270-分离轴、280-离合套筒、290-外壳、310-助力电机、320-旋转孔、330-驱动支架、340-驱动件、350-锁定件、360-传动齿轮、370-第一从动齿轮、380-内齿圈、390-行星轮、410-太阳轮、420-行星支架、430-固定齿、440-旋转槽。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：

如图1-6所示，本发明为一种转向传动装置，包括传动齿轮360、第一从动轮370、行星轮390系、助力电机310以及锥齿轮800；传动齿轮360与第一从动轮370相啮合；行星轮390系包括内齿圈380、行星轮390、太阳轮410以及行星支架420；内齿圈380套设于太阳轮410外；行星轮390的数量为三个，通过支撑轴安装于行星支架420上，且均布于内齿圈380与太阳轮410之间，同时与内齿圈380以及太阳轮410向啮合；第一从动轮370与行星轮390系的内齿圈380同轴相固定；助力电机310的的驱动轴与行星轮390系的太阳轮410的中心同轴相安装；锥齿轮800通过输出轴配合安装于行星轮390系的行星支架420中心。转向传动装置的传动齿轮360能够使第一从动齿轮370跟随其旋转，从而与第一从动齿轮370固接的内齿圈380跟随其传动，从而其动力能够传递给行星支架420，从而使输出轴带动锥齿轮800旋转；这样实现倾斜转向结构带动电动三轮车的倾斜。为了减轻操作者的使用难度和体力消耗，太阳轮410与助力电机310连接，扭矩转角传感器根据传动齿轮360输入扭矩和转向角的大小产生相应的电压信号，车速传感器检测到车速信号，控制单元根据电压和车速的信号，给出指令控制助力电动机运转，从而产生所需要的转向助力，这样能够大大降低驾驶员的操作难度，使驾驶员能够轻松的控制车身倾斜角度，使车辆尽快达到稳态转向状态。本实施例还包括有转向组件；转向组件与传动齿轮360配合相连，包括转向盘240与中间轴250；中间轴250的一端通过万向节与转向盘240的安装轴260相连，另一端通过万向节与传动齿轮360相连。转向组件与传动齿轮360之间还设有离合装置；离合装置包括离合套筒280与分离轴270；离合套筒280套设于分离轴270上，且通过万向节与中间轴250相连，离合套筒280以及分离轴270上设有能够使离合套筒280与分离轴270同步旋转的花键，且离合套筒280能够沿分离轴270的轴向移动，使离合套筒280与分离轴270处于相对固定或相对旋转的状态；分离轴270传动齿轮360同轴相固定安装。

以上传动齿轮360包括外传动齿与内传动齿；外传动齿与第一从动齿轮相啮合；内传动齿与离合套筒280的内齿相啮合。

并且还包括有锁定机构；锁定机构包括锁定件350、驱动支架330以及驱动件340；锁定件350上设有用于容纳传动齿轮360的旋转槽440，并且旋转槽440一侧设有用于对传动齿轮360进行锁定的固定齿430；驱动支架330与锁定件350相连，用于锁定件350与传动齿轮360之间的锁定以及解锁。锁定机构能够使传动齿轮360固定，当仅仅依靠控制器控制助力电机310的时候，助力电机310使太阳轮410旋转，太阳轮410带动行星轮390转动，为了使行星轮390能够转动，需要将内齿圈380固定。驱动件340使驱动支架330沿分离轴270移动，且移动方向远离所述传动齿轮360，此时使分离轴270的花键和离合套筒280内的花键分离，且使锁定件350的固定齿向传动齿轮360移动，锁定件350上的固定齿与传动齿轮360啮合，这样将传动齿轮360固定，避免了其旋转。传动齿轮360与第一从动齿轮370啮合，传动齿轮360被固定，第一从动齿轮370也被固定，从而内齿圈380被固定；这样助力电机310能够通过使太阳轮410旋转，将动力传递给锥齿轮800。

本实施例还包括有外壳290；外壳290内设有旋转孔320；内齿圈380设置于旋转孔320内。外壳290上还设有安装孔；锁定件350可沿安装孔的轴向移动式地设置于安装孔内。

实施例2：

如图7-10，本实施例提供了一种窄长型三轮车，包含实施例1中的转向传动装置，还包括有车架以及倾斜转向机构；倾斜转向机构设置于车架的前端，且与车架前端两侧的车轮配合相安装；转向传动装置通过锥齿轮800与倾斜转向机构中的伞齿轮相啮合。

其中车架150包括用于下摆臂130铰接的第二连接轴180，且前桥架500上端与车架150连接，下端通过转动装置400与第二连接轴180固接。

车架后端还设置有转向机构170，转向机构170包括后车轮190、支撑架210和上安装板230；后车轮190设置在支撑架210上，上安装板230与车架150连接，在上安装板230上设置有伺服电机220，伺服电机220通过蜗杆回转盘控制支撑架210旋转。

还包括座椅140，车架150内设置有用于驾驶员乘坐的座椅140；还包括蓄电池，蓄电池用于为伺服电机220和驱动电机120提供电能。

转向组件160与转动装置400连接，用于控制转动装置400。

倾斜转向结构，包括车轮安装轴总成100、弹性阻尼减震器200、前桥架500、曲柄机构300和转动装置400；弹性阻尼减震器200设置在车轮安装轴总成100上，在前桥架500上设置有滑槽501；在滑槽501内设置有滑块601，在滑块601上设置的第一连接轴600滑块601上设置的第一连接轴600一端与弹性阻尼减震器200上端连接，另一端连接在曲柄机构300上；在曲柄下端设置有旋转轴700，旋转轴700设置在前桥架500上，在旋转轴700的一端设置有与转动装置400连接的伞齿900轮，且转动装置400固定在前桥架500上。

车轮安装轴总成100包括两个前车轮110组；两个前车轮110组位于转向传动装置400的两侧；在前车轮110组的车轮110的内侧均设置有一个弹性阻尼减震器200；前桥架500上设置有两个滑槽501，每一个滑槽501内均设置有一个滑块601；每一个滑块601均连接一个曲柄机构300，两个曲柄机构300位于转动装置400的两侧，转动装置400同时驱动两个旋转轴700上的伞齿900轮。

前车轮110组包括车轮110、驱动电机120和下摆臂130；驱动电机120与车轮110连接，用于驱动车轮110转动；车轮110通过下摆臂130与车架150铰接。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种转向传动装置，其特征在于：包括传动齿轮、第一从动轮、行星轮系、助力电机以及锥齿轮；所述传动齿轮与第一从动轮相啮合；所述行星轮系包括内齿圈、行星轮、太阳轮以及行星支架；所述内齿圈套设于太阳轮外；所述行星轮的数量为三个，通过支撑轴安装于行星支架上，且均布于内齿圈与太阳轮之间，同时与内齿圈以及太阳轮向啮合；所述第一从动轮与行星轮系的内齿圈同轴相固定；所述助力电机的的驱动轴与行星轮系的太阳轮的中心同轴相安装；所述锥齿轮通过输出轴配合安装于行星轮系的行星支架中心。

2.根据权利要求1所述的一种转向传动装置，其特征在于：还包括有转向组件；所述转向组件与传动齿轮配合相连，包括转向盘与中间轴；所述中间轴的一端通过万向节与转向盘的安装轴相连，另一端通过万向节与传动齿轮相连。

3.根据权利要求2所述的一种转向传动装置，其特征在于：所述转向组件与传动齿轮之间还设有离合装置；所述离合装置包括离合套筒与分离轴；所述离合套筒套设于分离轴上，且通过万向节与中间轴相连，离合套筒以及分离轴上设有能够使离合套筒与分离轴同步旋转的花键，且离合套筒能够沿分离轴的轴向移动，使离合套筒与分离轴处于相对固定或相对旋转的状态；所述分离轴传动齿轮同轴相固定安装。

4.根据权利要求3所述的一种转向传动装置，其特征在于：所述传动齿轮包括外传动齿与内传动齿；所述外传动齿与第一从动齿轮相啮合；所述内传动齿与离合套筒的内齿相啮合。

5.根据权利要求3所述的一种转向传动装置，其特征在于：还包括有锁定机构；所述锁定机构包括锁定件、驱动支架以及驱动件；所述锁定件上设有用于容纳传动齿轮的旋转槽，并且旋转槽一侧设有用于对传动齿轮进行锁定的固定齿；所述驱动支架与锁定件相连，用于锁定件与传动齿轮之间的锁定以及解锁。

6.根据权利要求5所述的一种转向传动装置，其特征在于：还包括有外壳；所述外壳内设有旋转孔；所述内齿圈设置于旋转孔内。

7.根据权利要求6所述的一种转向传动装置，其特征在于：所述外壳上还设有安装孔；所述锁定件可沿安装孔的轴向移动式地设置于安装孔内。

8.一种窄长型三轮车，其特征在于：包含权利要求1至7任意一项中所述的转向传动装置，还包括有车架以及倾斜转向机构；所述倾斜转向机构设置于车架的前端，且与车架前端两侧的车轮配合相安装；所述转向传动装置通过锥齿轮与倾斜转向机构中的伞齿轮相啮合。

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