CN210882295U - 一种地面车转向总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆底盘技术领域，特别涉及一种转向系统。一种地面车转向总成，包括：转向桥、转向上轴、转向机以及转向拉杆；转向桥两端的转向节通过转向拉杆连接；转向上轴与转向机连接；转向机仅设有一个输出端，该输出端与其中一端的转向节连接。本实用新型以串联形式设置，转向上轴传递力矩至转向机，转向机将动力输出传递给与其连接的转向节，该转向节再通过转向拉杆将动力输出传递给另一个转向节；转向机输出端只与一端的转向节相连，改变了转向机与左右转向节的并联式设置方式，减少了同步转向的难度，转向的协调性与一致性更好，减少了安装调试过程中的复杂程度，适合于非独立悬架结构的无人车。

Description

一种地面车转向总成

技术领域

本实用新型涉及车辆底盘技术领域，特别涉及一种转向系统。

背景技术

市面上的小型无人车通常采用轮式机器人作为行驶底盘，但轮式机器人对场景的要求很高，适应性较差，同时机动性、平稳性都难以达到真正理想的效果，尤其是在转向功能的实现上，存在转向精度差、误差大等缺点。

汽车转向系统是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置。如图1所示，无人车的机械转向系统一般由转向电机、减速器、联轴器、万向节、传动轴、方向机、转向节、转向拉杆等部分构成，其转向控制采用电机驱动的方式。然而由于机械转向系统整体结构链较长，使得转向的精度较差，误差较大，并且在静止或低速运行时，由于所需的转向力矩较大，无人车转向系统反应迟钝，容易导致转向不足或转向过大的问题。此外，在机械转向系统中，比较常见是在方向机的两端分别连接转向节，各个转向节通过转向节臂带动车轮偏转，比较灵活，但由此也加大了同步控制的难度，各车轮转向的协调性和一致性较差。传统机械转向系统结构复杂，对安装精度和调试精度要求高，生产成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是：为解决现有转向系统结构链过长导致转向精度下降、灵敏度差的问题，提供一种地面车转向总成。

本实用新型的技术方案是：一种地面车转向总成，包括：转向桥、转向上轴、转向机以及转向拉杆；

转向桥的两端分别连接有转向节；两端的转向节通过转向拉杆连接；

转向上轴的下端与转向机连接；

转向机仅设有一个输出端，该输出端与其中一端的转向节连接。

上述方案中，转向上轴主要起到传递力矩的作用；转向机起到增大转矩以及改变力的传递方向的作用，用于将转向上轴传递的旋转运动转化为直线运动；转向节的作用是支承并带动前轮转动而使汽车转向；转向拉杆用于将其中一个转向节传递的力矩传送到另一端的转向节，确保左右转向轮产生正确运动关系，协调左右车轮的转向。

本装置的动力传输路径为：转向上轴传递力矩至转向机，转向机将动力输出传递给与其连接的转向节，该转向节再通过转向拉杆将动力输出传递给另一个转向节，由此实现转向功能。

上述方案中，具体的，两端的转向节均设有第一转向节臂；第一转向节臂通过连接件与转向拉杆连接，此处的连接件可以为关节轴承或螺栓结构。

与转向机输出端连接的转向节还设有第二转向节臂，第二转向节臂的一端与该端的第一转向节臂连接，另一端通过连接件与转向机的输出端连接，此处的连接件可以为关节轴承或球头结构。

包含第一转向节臂的转向节，以及包含第一转向节臂与第二转向节臂的转向节均可为一体成型制作。

进一步的，两端的转向节还包括：转向节轴颈以及上下两个同轴孔；转向节轴颈与刹车盘、轮毂连接；两个同轴孔通过主销与转向桥连接。

转向上轴的上端连接动力输出装置。具体的，动力由转向电机提供，转向电机作为转向总成的控制机构，为总的动力输出机构；减速器与转向电机的输出端连接，起到匹配转速和传递转矩的作用；转向上轴的上端通过联轴器与减速器连接，经减速器减速后的运动和放大后的力矩，通过联轴器传递到转向上轴上；联轴器起到传递力矩和减震的作用，可以减弱因转向电机转速不稳导致的机械振动，还可以抵消因车轮负载载矩不稳定导致的反作用力，避免对转向电机、轴系零件等造成损耗。

上述方案中，具体的，转向机为一组齿轮齿条传动机构，其中齿轮齿条传动机构中的齿轮与转向上轴固定连接，齿轮齿条中齿条的一端为输出端与一端的转向节连接。进一步的，转向机上设有橡胶防尘套。更进一步的，转向机上设有安装座；转向机通过安装座固定在转向桥或车桥上。

有益效果：本实用新型以串联形式设置，转向上轴传递力矩至转向机，转向机将动力输出传递给与其连接的转向节，该转向节再通过转向拉杆将动力输出传递给另一个转向节；转向机输出端只与一端的转向节相连，改变了现有技术中转向机与左右转向节的并联式设置方式，减少了同步转向的难度，转向的协调性与一致性更好，减少了安装调试过程中的复杂程度，进一步降低了成本，提高了转向冗余度，适合于非独立悬架结构的无人车。

附图说明

图1为背景技术中所述传统机械转向系统动力传递示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型另一视角的结构示意图；

图4为本实用新型动力传递示意图；

图中：1-转向桥、2-转向节、21-第一转向节臂、22-第二转向节臂、3-转向上轴、4-转向机、41-橡胶防尘套、42-安装座、5-转向拉杆、6-主销、7-减速器、8-转向电机、9-刹车盘、10-轮毂。

具体实施方式

实施例1，参见附图2、3，一种地面车转向总成，包括：转向桥1、转向上轴3、转向机4以及转向拉杆5。

转向桥1的两端分别连接有转向节2，转向节2用于支承并带动前轮转动而使汽车转向；两端的转向节2通过转向拉杆5连接。

转向上轴3起传递力矩的作用，转向上轴3的上端连接动力输出，转向上轴3的下端与转向机4连接。

转向机4用于将转向上轴3传递的旋转运动转化为直线运动，起到增大转矩以及改变力的传递方向的作用；转向机4仅设有一个输出端，本例中，输出端位于转向机4的一端，转向机4的另一端没有负载，转向上轴3与转向机4的中部相连，连接处为转向机4的动力输入端，转向机4的输出端与其中一端的转向节2连接。

本例中，转向上轴3由传动轴以及安装在传动轴两端的万向节组成，转向上轴3的上端连接动力输出装置。动力输出装置为转向电机8，转向电机8作为转向总成的控制机构，为总的动力输出机构；减速器7与转向电机8的输出端连接，起到匹配转速和传递转矩的作用；转向上轴3的上端通过联轴器与减速器7连接；联轴器起到传递力矩和减震的作用，可以减弱因转向电机8转速不稳导致的机械振动，还可以抵消因车轮负载载矩不稳定导致的反作用力，避免对转向电机8、轴系零件等造成损耗。

参见附图4，本装置的动力传输路径为：电机8的动力输出经减速器7减速后，通过联轴器传递到转向上轴3上，再通过转向上轴3传递至转向机4，转向机4将动力输出传递给与其连接的转向节2，该转向节2再通过转向拉杆5将动力输出传递给另一个转向节2，由此实现转向功能。

实施例2，在实施例1的基础上，对转向节2做具体限定：

两端的转向节2均设有第一转向节臂21；第一转向节臂21通过关节轴承或螺栓结构与转向拉杆5两端的横拉杆接头连接。

与转向机4输出端连接的转向节2还设有第二转向节臂22，第二转向节臂22的一端与该端的第一转向节臂21连接，另一端通过关节轴承或球头结构(球头销、球头座)与转向机4的输出端连接。

本例中，包含第一转向节臂21的转向节2，以及包含第一转向节臂21与第二转向节臂22的转向节2均为一体成型制作。

进一步的，两端的转向节2还包括：转向节轴颈以及上下两个同轴孔；转向节轴颈与刹车盘9、轮毂10连接；两个同轴孔通过主销6与转向桥1连接。

实施例3，在实施例1或2的基础上，对转向机4做具体限定：

本例中，转向机4为一组齿轮齿条传动机构，其中齿轮齿条传动机构中的齿轮与转向上轴3固定连接，齿轮齿条中齿条的一端为输出端与一端的转向节2连接。转向机4上设有橡胶防尘套41以及安装座42；转向机4通过安装座42固定在转向桥1或车桥上。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种地面车转向总成，包括：转向桥（1），所述转向桥（1）的两端分别连接有转向节（2）；其特征在于：所述转向总成还包括：转向上轴（3）、转向机（4）以及转向拉杆（5）；

所述转向桥（1）两端的所述转向节（2）通过所述转向拉杆（5）连接；

所述转向上轴（3）的下端与所述转向机（4）连接；

所述转向机（4）仅设有一个输出端，该输出端与其中一端的所述转向节（2）连接。

2.如权利要求1所述的一种地面车转向总成，其特征在于：两端的所述转向节（2）均设有第一转向节臂（21），所述第一转向节臂（21）通过连接件与所述转向拉杆（5）连接；

与所述转向机（4）输出端连接的所述转向节（2）还设有第二转向节臂（22），所述第二转向节臂（22）的一端与该端的所述第一转向节臂（21）连接，另一端通过连接件与所述转向机（4）的输出端连接。

3.如权利要求2所述的一种地面车转向总成，其特征在于：两端的所述转向节（2）还包括：转向节轴颈以及上下两个同轴孔；所述转向节轴颈与刹车盘（9）、轮毂（10）连接，所述转向节（2）通过所述两个同轴孔及主销（6），与所述转向桥（1）连接。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种地面车转向总成，其特征在于：所述转向上轴（3）的上端连接动力输出装置；

所述动力输出装置为转向电机（8），所述转向电机（8）的输出端与减速器（7）连接，所述减速器（7）通过联轴器与所述转向上轴（3）连接。

5.如权利要求1-3任一项所述的一种地面车转向总成，其特征在于：所述转向机（4）为一组齿轮齿条传动机构。

6.如权利要求5所述的一种地面车转向总成，其特征在于：所述转向机（4）上设有橡胶防尘套（41）。

7.如权利要求6所述的一种地面车转向总成，其特征在于：所述转向机（4）上设有安装座（42）；所述转向机（4）通过所述安装座（42）固定在所述转向桥（1）或车桥上。

8.如权利要求2所述的一种地面车转向总成，其特征在于：所述第一转向节臂（21）通过关节轴承或螺栓结构与所述转向拉杆（5）连接。

9.如权利要求2所述的一种地面车转向总成，其特征在于：所述转向机（4）的输出端通过关节轴承或球头结构与所述第二转向节臂（22）连接。

10.如权利要求2所述的一种地面车转向总成，其特征在于：包含所述第一转向节臂（21）的所述转向节（2），以及包含所述第一转向节臂（21）与所述第二转向节臂（22）的所述转向节（2）均为一体成型制作。

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