CN212861611U - 独立转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种独立转向机构，装设于车辆的车身上，以用于支撑所述车身，并实现所述车辆的行驶，所述独立转向机构包括具有轮毂电机总成的行走轮，连接设于所述行走轮和所述车身之间的悬架总成，以及设于所述车身上的与所述悬架总成传动连接的转向驱动总成，所述悬架总成因承接所述转向驱动总成的驱使，而可带动所述行走轮转向，且所述悬架总成被设置为相对于所述车辆的前进方向后倾布置。本实用新型的独立转向机构可使得车辆产生后倾拖距，以在行驶中能够使行走轮的方向自然朝向行驶方向，并可产生转向回正力矩，由此可增加直线行驶的稳定性，而能够减小用于消除车轮偏摆趋势的负荷。

Description

独立转向机构

技术领域

本实用新型涉及物流运输技术领域，特别涉及一种可用于物流运输车辆的独立转向机构。

背景技术

随着电子商务行业的迅速发展，货物运输需求迅猛增加，为降低随之而来的高额人力成本，采用无人驾驶小车进行诸如快递件等货物的运输已得到了广泛的应用。

目前，无人驾驶小车均通过转向电机自身的调节扭矩来保证小车的直线行驶、行驶稳定性及回正力矩。小车行驶过程中因车轮与地面接触，车轮每时每刻都在产生偏摆运动的趋势，转向电机则需要依靠自身调节来消除车轮的偏摆趋势，这就会给转向电机增加额外的负荷，从而会对转向电机的使用寿命产生不利影响。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种独立转向机构，以能够减小用于消除车轮偏摆趋势的负荷。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种独立转向机构，装设于车辆的车身上，以用于支撑所述车身，并实现所述车辆的行驶，所述独立转向机构包括具有轮毂电机总成的行走轮，连接设于所述行走轮和所述车身之间的悬架总成，以及设于所述车身上的与所述悬架总成传动连接的转向驱动总成，所述悬架总成因承接所述转向驱动总成的驱使，而可带动所述行走轮转向，且所述悬架总成被设置为相对于所述车辆的前进方向后倾布置。

进一步的，所述悬架总成的后倾角γ在3°-6°之间。

进一步的，所述车身上构造有以与所述悬架总成连接的连接面，且所述连接面为相对于所述车辆的前进方向倾斜设置，而构成所述悬架系统的后倾布置。

进一步的，所述转向驱动总成为设于所述车身上的转向电机。

进一步的，所述转向电机内具有减速机构，所述减速机构的输出端和所述悬架总成传动相连。

进一步的，所述悬架总成包括：

安装支座，由减震器和所述行走轮相连；

传动轴，与所述安装支座固连，且所述传动轴的一端和所述转向驱动总成传动相连；

支撑盘，套设于所述传动轴上，所述支撑盘与所述车身固连，或成型于所述车身上，且于所述支撑盘的一侧设有以转动支撑于所述安装支座和所述支撑盘之间的第一轴承；

连接组件，相对于所述第一轴承设于所述支撑盘的另一侧，所述连接组件具有转动抵接于所述支撑盘上的抵接端，且所述连接组件连接于所述传动轴上，以可由所述传动轴构成所述安装支座于所述支撑盘上的设置。

进一步的，所述减震器为分设于所述行走轮两侧的两个。

进一步的，所述第一轴承采用压力轴承，所述支撑盘通过螺栓副固连于所述车身上，且所述螺栓副为均匀分布于同心圆周上的三个。

进一步的，所述连接组件被容置于所述支撑盘内部，且所述连接组件包括套设于所述传动轴上的第二轴承，以及位于所述第二轴承一侧的螺接于所述传动轴上的锁紧螺母，所述第二轴承构成所述抵接端。

进一步的，所述第二轴承采用平面滚针轴承，且于所述第二轴承和所述锁紧螺母之间设有套设于所述传动轴上的止推垫片。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型的独立转向机构通过悬架总成相对于车辆前进方向后倾布置，可使得车辆产生后倾拖距，以在行驶中能够使行走轮的方向自然朝向行驶方向，并可产生转向回正力矩，由此可增加直线行驶的稳定性，而在减小用于消除车轮偏摆趋势的负荷的同时，也具有降低驱使行走轮转向回正的功率输出的效果。

此外，本实用新型的独立转向机构悬架总成采用减震器、安装支座、传动轴、支撑盘以及连接组件等的结构组成形式，其相较于现有机构，结构上更为简单，而有利于整体机构的设计制造。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的独立转向机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的悬架总成的结构构成图；

图3为图2中部分结构的放大示意图；

附图标记说明：

1-行走轮，2-轮毂电机总成，3-悬架总成，4-转向驱动总成，5-车身；

201-轴体，202-固定螺母；

300-减震器，301-安装支座，302-支撑盘，303-减震器紧定螺栓，304-第一轴承，305-第二轴承，306-止推垫片，307-锁紧螺母，308-传动轴，3081-连接端，309-支撑盘连接螺栓，3010-支撑盘连接螺母。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种独立转向机构，其装设于车辆的车身上，以用于支撑车身，并可实现车辆的行驶。其中，本实施例的车辆一般为用于运输诸如快递件等物品的无人驾驶小车，且在车身上通常为设置前后各两个独立转向机构，在车辆工作时，各独立转向机构由车辆中的控制器控制，以实现车辆的直线行驶及转向。

当然，除了为用于快递物品运送的车辆，采用本实施例的独立转向机构的车辆也可以是具有其它用途的无人驾驶类型车辆，或者是有人驾驶的车辆类型。

在整体构成上，如图1所示的，本实施例的独立转向机构包括具有轮毂电机总成2的行走轮1，连接设置于行走轮1和车身5之间的悬架总成3，以及设置于车身5上的与悬架总成3传动连接的转向驱动总成4。

其中，悬架总成3具体为与行走轮1中的轮毂电机总成2相连，在轮毂电机总成2的驱动下，行走轮1可转动以能够实现车身5、也即车辆的行驶。而悬架总成3则通过承接转向驱动总成4的驱使，能够带动行走轮1转向，以实现行驶中的车辆的转向。

本实施例中，针对于设于行走轮1中的轮毂电机总成2，其具体结构以及在行走轮1中的设置，均参见现有的相关成熟结构便可。同时，除了设置以驱使行走轮1转动的轮毂电机总成2，一般来说，在行走轮1处也会设置诸如刹车制动钳等其它部件，而这些部件的具体设置亦参考现有车辆，特别是小型物流运输车辆即可。

作为本实施例的独立转向机构的主要发明点之一，仍如图1所示的，悬架总成3具体被设置为相对于车辆的前进方向后倾布置。此时，悬架总成3的后倾角γ一般在3°-6°之间，并例如可为3°、4°、4.5°、5°或6°。而通过使得悬架总成3相对于车辆的前进方向后倾，能够使得车辆产生后倾拖距，在行驶中也便可使得行走轮1的方向自然朝向行驶方向，以增加直线行驶的稳定性，并减小所需的用于消除车轮偏摆趋势的负荷。

此外，利用悬架总成3的后倾设置，也能够使得行走轮1产生转向回正力矩，由此亦可降低驱使行走轮转向回正的功率输出，而同样有利于降低能耗。

本实施例悬架总成3的后倾设置，其可通过多种形式予以实现，其中作为一种示例性实施形式，例如可在车身5上构造以与悬架总成3连接的连接面，且如图1所示使得该连接面相对于车辆的前进方向倾斜设置。此时，倾斜设置的所述连接面与车辆行驶方向、也即水平方向的夹角α即与悬架总成3的后倾角度γ相等，而将悬架总成3连接于所述连接面上，也便能够实现悬架系统3的后倾布置。

作为一种优选的实施形式，需要说明的是，本实施例设于车身5上的转向驱动总成4一般可为设置于车身上的转向电机。通过将该转向电机布置于车身5上，可有效防止水和尘土向转向电机的侵入，从而能够降低电机故障率，提高其使用寿命。

此外，为便于转向电机的安装及布置，本实施例也优选采用在高度上尺寸较小的电机类型，并且在转向电机内还进一步可设置有减速机构，以由减速机构的输出端和悬架总成3传动相连，而对转向机构的输出扭矩进行放大。

当然，除了采用以上所描述的电机类型，需要指出的是，本实施例中的转向驱动总成4也可采用其它适宜的类扁平或圆盘形式的电机结构。

本实施例作为一种示例性实施形式，如图2并结合图3所示的，本实施例的悬架总成3包括由减震器300和行走轮1相连的安装支座301，与安装支座301固连的传动轴308，以及套设于传动轴308上并与车身5固连的支撑盘302，位于支撑盘302和安装支座301之间的第一轴承304，和相对于第一轴承304设于支撑盘302另一侧的连接组件。

其中，上述传动轴308具体可通过一端过盈插装于安装支座301中，而实现和安装支座301之间的固连，且在传动轴308的和安装支座301相连的一端的端部也形成有径向外伸的端帽，以在传动轴308于安装支座301上压装时对其进行限位。

另外，本实施例在传动轴308的上部设有外螺纹，以用于和下述的锁紧螺母307配合。而对于传动轴308一端和转向驱动总成4之间的传动相连，作为通常的连接方式，例如可将传动轴308的用于和转向驱动总成4连接的一端设置为具有外花键的连接端3081。与此同时，在转向驱动总成4中则对应设置具有内花键的连接孔，使得传动轴308的连接端3081插设至转向驱动总成4中的所述连接孔内，便可实现两者之间可靠的传动连接。

本实施例的支撑盘302具体为通过螺栓副固连于车身5上，且此时该螺栓副也由支撑盘连接螺栓309与支撑盘连接螺母3010构成。同时，为便于在支撑盘302连接时进行防错，上述螺栓副可优选设置为均匀分布于同心圆周上的三个。

上述的第一轴承304具体为用于实现安装支座301和支撑盘302两者之间的转动支撑，且该第一轴承304一般应采用压力轴承。而在进行装配时，该第一轴承304的外圈过盈压装至安装支座301内，支撑盘302则抵置于第一轴承304的内圈上。

本实施例的连接组件在设计上，其具有转动抵接于支撑盘302上的抵接端，并且该连接组件也可连接于传动轴308上，进而可经由传动轴308以构成安装支座301于支撑盘302上的设置。

此时，作为一种可行的实施形式，上述的连接组件具体可包括有套设于传动轴308上的第二轴承305，以及位于该第二轴承305一侧的螺接于传动轴308上的锁紧螺母307。所述的第二轴承305即构成了连接组件中的抵接端，且第二轴承305一般可采用平面滚针轴承，而通过锁紧螺母307在传动轴308上的旋紧，第二轴承305抵紧于支撑盘302上，也便能够如上所述的通过传动轴308将安装支座301和支撑盘302连接在一起。

当然，在连接至一起时，第一轴承304夹置在安装支座301和支撑盘302之间，以使得安装支座301可相对于支撑盘302自由转动。而第二轴承305则夹设在支撑盘302和锁紧螺母307之间，如此也即可在锁紧螺母307实现锁紧的同时，不会对传动轴308的自由转动产生影响。本实施例也便是经由两个轴承的以上设置，实现了在转向驱动总成4驱使下的对行走轮1的转向控制。

需要注意的是，对于本实施例的支撑盘302，除了使得其通过螺栓副可拆卸固连至车身5上，当然在可行的其它情形下，该支撑盘302也可为直接成型于车身5上。而且为便于上述连接组件在支撑盘302一侧的布置，以减少乃至避免对转向驱动总成4的安装造成影响，本实施例优选的也可使支撑盘302的包含供传动轴308穿过的部整体为向安装支座301一侧鼓出的。

此时，一方面连接组件便可被容置于支撑盘302内部，并在支撑盘302连接至车身5上时，能够使得连接组件完全被包罩起来，以防止水或尘土的侵入。另一方面，利用支撑盘302的整体鼓出，也可提高其与第一轴承304抵置部位的结构强度，进而能够增加整体机构的结构可靠性。

本实施例针对于所述连接组件，作为进一步的优选实施形式，在第二轴承305和锁紧螺母306之间也可设置套设于传动轴308上的止推垫片306。该止推垫片306采用现有常规结构便可，而通过该止推垫片306的设置则可有效保证锁紧螺母307锁紧后的稳定性。

再参见图2所示的，本实施例的减震器300也为分设于行走轮1两侧的两个，且所述减震器300具体采用广泛应用的伸缩管式减震器。同时，在连接上，各减震器300的底端套装于行走轮1上的轴体201的端部，并经由固定螺母202进行定位。减震器300的另一端则插装于安装支座301上的安装孔内，且在插装后利用减震器紧定螺栓304实现减震器300和安装支座301之间的固连。

本实施例中，构成转向驱动总成4的转向电机利用常规安装结构固定于车身5上便可。而在悬架总成3装配时，先将传动轴308过盈压装于安装支座301上，再依次装配第一轴承304、支撑盘302、第二轴承305、止推垫片306和锁紧螺母307，然后将减震器300和行走轮1及安装支座301连接，再将支撑盘302连接至车身5上，最后装配转向驱动总成4，并使得其与传动轴308的连接端3081传动相连即可。

在使用时，车辆上的各独立转向机构由车辆中的控制器控制，可通过控制轮毂电机总成2的转动实现车辆的行驶。而一般的，于各独立转向机构处也会设置有车轮转角传感器，控制器基于车轮转角传感器实时监测各行走轮1的转角，从而通过控制驱动电机调整行走轮1以保持车轮直行，或者使车辆进行转向。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种独立转向机构，装设于车辆的车身(5)上，以用于支撑所述车身(5)，并实现所述车辆的行驶，其特征在于：所述独立转向机构包括具有轮毂电机总成(2)的行走轮(1)，连接设于所述行走轮(1)和所述车身(5)之间的悬架总成(3)，以及设于所述车身(5)上的与所述悬架总成(3)传动连接的转向驱动总成(4)，所述悬架总成(3)因承接所述转向驱动总成(4)的驱使，而可带动所述行走轮(1)转向，且所述悬架总成(3)被设置为相对于所述车辆的前进方向后倾布置。

2.根据权利要求1所述的独立转向机构，其特征在于：所述悬架总成(3)的后倾角γ在3°-6°之间。

3.根据权利要求1所述的独立转向机构，其特征在于：所述车身(5)上构造有以与所述悬架总成(3)连接的连接面，且所述连接面为相对于所述车辆的前进方向倾斜设置，而构成所述悬架总成(3)的后倾布置。

4.根据权利要求1所述的独立转向机构，其特征在于：所述转向驱动总成(4)为设于所述车身(5)上的转向电机。

5.根据权利要求4所述的独立转向机构，其特征在于：所述转向电机内具有减速机构，所述减速机构的输出端和所述悬架总成(3)传动相连。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的独立转向机构，其特征在于：所述悬架总成(3)包括：

安装支座(301)，由减震器(300)和所述行走轮(1)相连；

传动轴(308)，与所述安装支座(301)固连，且所述传动轴(308)的一端和所述转向驱动总成(4)传动相连；

支撑盘(302)，套设于所述传动轴(308)上，所述支撑盘(302)与所述车身(5)固连，或成型于所述车身(5)上，且于所述支撑盘(302)的一侧设有以转动支撑于所述安装支座(301)和所述支撑盘(302)之间的第一轴承(304)；

连接组件，相对于所述第一轴承(304)设于所述支撑盘(302)的另一侧，所述连接组件具有转动抵接于所述支撑盘(302)上的抵接端，且所述连接组件连接于所述传动轴(308)上，以可由所述传动轴(308)构成所述安装支座(301)于所述支撑盘(302)上的设置。

7.根据权利要求6所述的独立转向机构，其特征在于：所述减震器(300)为分设于所述行走轮(1)两侧的两个。

8.根据权利要求6所述的独立转向机构，其特征在于：所述第一轴承(304)采用压力轴承，所述支撑盘(302)通过螺栓副固连于所述车身(5)上，且所述螺栓副为均匀分布于同心圆周上的三个。

9.根据权利要求6所述的独立转向机构，其特征在于：所述连接组件被容置于所述支撑盘(302)内部，且所述连接组件包括套设于所述传动轴(308)上的第二轴承(305)，以及位于所述第二轴承(305)一侧的螺接于所述传动轴(308)上的锁紧螺母(307)，所述第二轴承(305)构成所述抵接端。

10.根据权利要求9所述的独立转向机构，其特征在于：所述第二轴承(305)采用平面滚针轴承，且于所述第二轴承(305)和所述锁紧螺母(307)之间设有套设于所述传动轴(308)上的止推垫片(306)。

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