CN217918080U - 一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，属于汽车转向技术领域，旨在解决目前车轮转向角度不能实现左右车轮任意角度比例的自由旋转控制，蜗轮蜗杆传动效率低，质量和体积大的问题。本实用新型通过电机定子作为装置的支撑件，内部支撑电机转子旋转，外部支撑转动臂旋转，使转向结构更加紧凑，并具有互锁功能，质量更轻；行星轮传动相对蜗轮蜗杆传动具有更高的效率和耐磨性能，提高了转向系统的使用寿命；同时相较于转动臂及转动臂支撑安置在电机一侧的装置，本发明的轴向尺寸更小，进而有更多的轴向尺寸被用来设计减速机构，使转动臂可以输出更大的扭矩，还可以进行360°的同轴转向。

Description

一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统

技术领域

本实用新型涉及汽车转向技术领域，具体为一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统。

背景技术

随着新能源汽车及智能驾驶技术的发展，线控转向成为一种趋势。目前的线控转向主要集中在对传统转向器的电子化，转向电机一般布置在转向器或是转向管柱上，通过转向拉杆带动左右两侧车轮转向，车轮转向角度取决于转向拉杆硬点与悬架硬点之间的几何关系，并不能实现左右车轮任意角度比例的自由旋转控制。

一种是以蜗轮蜗杆为转向机构的特种车辆，由于蜗轮蜗杆的装配精度高，且蜗轮蜗杆间为滑动摩擦，使用一段时间后容易出现磨损间隙，影响转向精度。另外，蜗轮蜗杆传动效率低，同样转向扭矩需求下需要更大的转向电机和传动比，质量和体积大。通常应用在仓储物流或工业园区这类负载波动小的环境，无法满足城市道路、越野路面等工况。

中国专利CN201720300711.X公开了一种可转动90度角的车辆悬挂系统，该专利中减振弹簧的布置空间极小，存在布置困难的问题；电机稳定杆结构为圆柱形且需要与球形架配合，其稳定杆机构体积较大，不利于轻量化；另外球形架作为车辆转向、驱动的重要支撑结构，其支撑需包裹整个轮罩空间，导致其占用空间大、不利于减振弹簧的布置，同时球形架占用了悬架导向杆系的布置空间，降低了悬架导向杆系对车轮的定位效果。

为解决上述技术中存在的问题，有必要研发一种可线控自由转向，道路适应能力强，质量体积小且易于布置的360°同轴转向可互锁的电机转向装置。

实用新型内容

鉴于现有技术中所存在的问题，本实用新型公开了一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，采用的技术方案是，包括抱闸器、电机转子、转子轴承组、电机定子、圆锥滚子轴承组、转动臂、电机下端盖、行星轮和防尘盖，所述电机定子的内部连接有抱闸器，抱闸器用于将电机转子锁死，所述电机定子外侧通过圆锥滚子轴承组连接有转动臂，圆锥滚子轴承组能够使转动臂同轴转动，所述电机定子的底部连接有电机下端盖，所述抱闸器的内部设置有电机转子，电机转子用于带动转动臂同轴转动，所述电机转子通过转子轴承组与抱闸器和电机下端盖连接，转子轴承组保证电机转子的正常转动，所述电机下端盖下方连接有行星轮，行星轮用于提高传动效率和耐磨性能，所述行星轮的下方设置有防尘盖，防尘盖用于提高防尘效果。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电机定子上表面设置有固定法兰面和抱闸器安装孔，所述电机定子的底部设置有电机下端盖螺纹孔，固定法兰面用于与车体固定连接，抱闸器安装孔用于对抱闸器的定位，电机下端盖螺纹孔用于对电机下端盖的定位。

作为本实用新型的一种优选方案，所述抱闸器通过抱闸器螺栓与抱闸器安装孔连接，所述电机下端盖通过电机下端盖螺栓与电机下端盖螺纹孔连接，抱闸器螺栓用于固定抱闸器，电机下端盖螺栓用于固定电机下端盖。

作为本实用新型的一种优选方案，所述转子轴承组包括转子轴承a和转子轴承b，所述抱闸器内设置有转子轴承a，所述电机下端盖内设置有转子轴承b，所述电机转子的上方通过转子轴承a与抱闸器连接，所述电机转子的底部通过转子轴承b与电机下端盖连接，转子轴承a和转子轴承b保证电机转子的正常转动。

作为本实用新型的一种优选方案，所述圆锥滚子轴承组包括圆锥滚子轴承a和圆锥滚子轴承b，所述电机定子外侧的外侧设置有圆锥滚子轴承a和圆锥滚子轴承b，所述转动臂通过圆锥滚子轴承a和圆锥滚子轴承b与电机定子连接，圆锥滚子轴承a和圆锥滚子轴承b能够使转动臂同轴转动。

作为本实用新型的一种优选方案，所述转动臂内壁设置有台阶，所述转动臂下方设置有齿轮圈，所述行星轮与齿轮圈啮合连接，台阶用于圆锥滚子轴承a和圆锥滚子轴承b的轴向限位，齿轮圈用于带动转动臂转动。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电机转子通过花键与抱闸器内部连接，所述抱闸器为常抱闸，抱闸器通电后可旋转，断电后抱闸，不可旋转。

作为本实用新型的一种优选方案，所述防尘盖上设置有行星架，所述行星轮套在行星架上，所述防尘盖通过行星轮螺栓与行星架固定，行星轮螺栓用于固定防尘盖。

本实用新型的有益效果：本实用新型的电机定子可作为装置的支撑件，内部支撑电机转子旋转，外部支撑转动臂旋转，使转向结构更加紧凑，并具有互锁功能，质量更轻；行星轮传动相对蜗轮蜗杆传动具有更高的效率和耐磨性能，提高了转向系统的使用寿命；同时相较于转动臂及转动臂支撑安置在电机一侧的装置，本发明的轴向尺寸更小，进而有更多的轴向尺寸被用来设计减速机构，使转动臂可以输出更大的扭矩，还可以进行360°的同轴转向。

附图说明

图1为本实用新型主视剖面结构示意图。

图中：1、抱闸器；2、电机转子；3、转子轴承组；301、转子轴承a；302、转子轴承b；4、电机定子；5、圆锥滚子轴承组；501、圆锥滚子轴承a；502、圆锥滚子轴承b；6、转动臂；7、电机下端盖；8、行星轮；9、防尘盖；10、固定法兰面；11、抱闸器安装孔；12、电机下端盖螺纹孔；13、抱闸器螺栓；14、电机下端盖螺栓；15、台阶；16、齿轮圈；17、行星轮螺栓。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型公开了一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，采用的技术方案是，包括抱闸器1、电机转子2、转子轴承组3、电机定子4、圆锥滚子轴承组5、转动臂6、电机下端盖7、行星轮8和防尘盖9，所述电机定子4的内部连接有抱闸器1，制动时，抱闸器1可以将电机转子2快速锁死，所述电机定子4外侧通过圆锥滚子轴承组5连接有转动臂6，转动臂6可以通过圆锥滚子轴承组5与电机转子2同轴转动，所述电机定子4的底部连接有电机下端盖7，电机下端盖7用于对电机转子2的底部进行限位，所述抱闸器1的内部设置有电机转子2，所述电机转子2通过转子轴承组3与抱闸器1和电机下端盖7连接，转子轴承组3能够使电机转子2顺利转动，所述电机下端盖7下方连接有行星轮8，行星轮8可以提高传动的效率和耐磨性能，所述行星轮8的下方设置有防尘盖9，防尘盖9防止灰尘进入电机定子4内。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电机定子4上表面设置有固定法兰面10和抱闸器安装孔11，所述电机定子4的底部设置有电机下端盖螺纹孔12，固定法兰面10将电机定子4与车体进行连接，抱闸器安装孔11对抱闸器1进行定位，电机下端盖螺纹孔12对电机下端盖7进行定位。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述抱闸器1通过抱闸器螺栓13与抱闸器安装孔11连接，所述电机下端盖7通过电机下端盖螺栓14与电机下端盖螺纹孔12连接，抱闸器螺栓13将抱闸器1进行固定，电机下端盖螺栓14将电机下端盖7进行固定。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述转子轴承组3包括转子轴承a301和转子轴承b302，所述抱闸器1内设置有转子轴承a301，所述电机下端盖7内设置有转子轴承b302，所述电机转子2的上方通过转子轴承a301与抱闸器1连接，所述电机转子2的底部通过转子轴承b302与电机下端盖7连接，转子轴承a301和转子轴承b302使电机转子2顺利转动。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述圆锥滚子轴承组5包括圆锥滚子轴承a501和圆锥滚子轴承b502，所述电机定子4外侧的外侧设置有圆锥滚子轴承a501和圆锥滚子轴承b502，所述转动臂6通过圆锥滚子轴承a501和圆锥滚子轴承b502与电机定子4连接，圆锥滚子轴承a501和圆锥滚子轴承b502方便转动臂6与电机转子2同轴转动。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述转动臂6内壁设置有台阶15，所述转动臂6下方设置有齿轮圈16，所述行星轮8与齿轮圈16啮合连接，台阶15对圆锥滚子轴承a501和圆锥滚子轴承b502进行轴向限位，齿轮圈16可以带动转动臂6同轴转动。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电机转子2通过花键与抱闸器1内部连接，所述抱闸器1为常抱闸，抱闸器1在通电时进行旋转，断电后抱闸，不可旋转。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述防尘盖9上设置有行星架，所述行星轮8套在行星架上，所述防尘盖9通过行星轮螺栓17与行星架固定，行星轮螺栓17将防尘盖9进行固定。

本实用新型的工作原理：组装时，依次将圆锥滚子轴承a501、转动臂6、圆锥滚子轴承b502套入台阶15，再将装有转子轴承b302的电机下端盖7套入，并用电机下端盖螺栓14拧紧，然后将电机转子2套入转子轴承b302内，再将装有转子轴承a301的抱闸器1套入电机转子2，再用抱闸器螺栓13紧固。其中，电机转子2与抱闸器1通过花键连接；使用时，在断电状态下，抱闸器1将电机定子4锁死，使转动臂6承受外部扭矩而不产生旋转；下达旋转指令后，抱闸器1和电机同时通电，抱闸器1松开电机转子2，同时电机转子2旋转，并通过行星轮8减速增扭，带动转动臂6旋转，再次断电后，抱闸器1将电机锁死，使转动臂6停留在对应转角。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本文中未详细说明的部件及机械连接部分为现有技术。

上述虽然对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，其特征在于：包括抱闸器(1)、电机转子(2)、转子轴承组(3)、电机定子(4)、圆锥滚子轴承组(5)、转动臂(6)、电机下端盖(7)、行星轮(8)和防尘盖(9)，所述电机定子(4)的内部连接有抱闸器(1)，所述电机定子(4)外侧通过圆锥滚子轴承组(5)连接有转动臂(6)，所述电机定子(4)的底部连接有电机下端盖(7)，所述抱闸器(1)的内部设置有电机转子(2)，所述电机转子(2)通过转子轴承组(3)与抱闸器(1)和电机下端盖(7)连接，所述电机下端盖(7)下方连接有行星轮(8)，所述行星轮(8)的下方设置有防尘盖(9)。

2.根据权利要求1所述的一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，其特征在于：所述电机定子(4)上表面设置有固定法兰面(10)和抱闸器安装孔(11)，所述电机定子(4)的底部设置有电机下端盖螺纹孔(12)。

3.根据权利要求2所述的一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，其特征在于：所述抱闸器(1)通过抱闸器螺栓(13)与抱闸器安装孔(11)连接，所述电机下端盖(7)通过电机下端盖螺栓(14)与电机下端盖螺纹孔(12)连接。

4.根据权利要求1所述的一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，其特征在于：所述转子轴承组(3)包括转子轴承a(301)和转子轴承b(302)，所述抱闸器(1)内设置有转子轴承a(301)，所述电机下端盖(7)内设置有转子轴承b(302)，所述电机转子(2)的上方通过转子轴承a(301)与抱闸器(1)连接，所述电机转子(2)的底部通过转子轴承b(302)与电机下端盖(7)连接。

5.根据权利要求1所述的一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，其特征在于：所述圆锥滚子轴承组(5)包括圆锥滚子轴承a(501)和圆锥滚子轴承b(502)，所述电机定子(4)外侧的外侧设置有圆锥滚子轴承a(501)和圆锥滚子轴承b(502)，所述转动臂(6)通过圆锥滚子轴承a(501)和圆锥滚子轴承b(502)与电机定子(4)连接。

6.根据权利要求1所述的一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，其特征在于：所述转动臂(6)内壁设置有台阶(15)，所述转动臂(6)下方设置有齿轮圈(16)，所述行星轮(8)与齿轮圈(16)啮合连接。

7.根据权利要求1所述的一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，其特征在于：所述电机转子(2)通过花键与抱闸器(1)内部连接，所述抱闸器(1)为常抱闸。

8.根据权利要求1所述的一种360°同轴转向可互锁的车轮转向系统，其特征在于：所述防尘盖(9)上设置有行星架，所述行星轮(8)套在行星架上，所述防尘盖(9)通过行星轮螺栓(17)与行星架固定。

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