CN218316890U - 一种悬架随动的全向转向机构及应用该结构的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬架随动的全向转向机构及应用该结构的车辆，涉及车辆转向技术领域，包括车轮总成，车轮总成上依次竖直套设有两个C型的全向轨道，两个全向轨道水平设置且开口均朝向车轮总成的轴线一侧，两个全向轨道的外侧连接有驱动组件，两个全向轨道上均设有悬架摆臂，驱动组件通过全向轨道与悬架摆臂铰接，悬架摆臂远离驱动组件的一端通过连接件与车轮总成连接，悬架摆臂与连接件铰接，连接件在车轮总成的轴心处转动连接，实现在全向悬架转向结构中，悬架摆臂与转向结构可以相对于车架转动，同时车轮总成可通过轮毂电机驱动进行独立转向，通过控制每个车轮总成的转动角度，车辆可以实现向任意方向的直线运动，原地转向等运动能力。

Description

一种悬架随动的全向转向机构及应用该结构的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆转向技术领域，具体涉及一种悬架随动的全向转向机构及应用该结构的车辆。

背景技术

国内汽车保有量不断上升和公路交通网络复杂程度不断提高，对汽车在较为狭小的空间内运动能力提出了更高要求。目前，传统构型车辆的悬架系统悬架杆系铰接在车架或车身上；转向系统大多数采用整体式转向机；动力传动系统采取内燃机或电机的集中动力分布，通过变速箱，传动轴等传动机构将动力传递至车轮总成。受传动半轴限制和车轮总成转向转过较大角度时悬架摆臂与车轮总成或转向系统干涉的影响，传统构型汽车始终无法获得一个较小的转向半径。尽管分布式轮毂电机驱动简化了复杂的传动结构，在一定程度上满足了在较为狭小的空间内运动的需求，但囿于传统的悬架和转向系统，这种分布式驱动的优势始终未能彻底发挥，距离车辆全向行驶目标还有一定距离。因此，需要一种悬架随动的全向转向机构及应用该结构的车辆，来有效的解决了这一问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本实用新型的主要目的是提供一种悬架随动的全向转向机构及应用该结构的车辆。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以解决。

一种悬架随动的全向转向机构，包括车轮总成，所述车轮总成竖直设置，所述车轮总成上依次竖直套设有两个C型的全向轨道，两个所述全向轨道水平设置且开口均朝向所述车轮总成的轴线一侧，且所述全向轨道固定在车架上，两个所述全向轨道的外侧连接有驱动组件，两个所述全向轨道上均设有悬架摆臂，所述驱动组件通过所述全向轨道与所述悬架摆臂铰接，所述悬架摆臂远离所述驱动组件的一端通过连接件与所述车轮总成连接，所述悬架摆臂与所述连接件铰接，所述连接件在所述车轮总成的轴心处转动连接。

进一步地，所述驱动组件包括水平设置的转向电机，所述转向电机的输出轴与所述车轮总成的轴线方向互相垂直，所述转向电机的机壳固定在车架上，所述转向电机的输出轴连接有竖向的减速器，所述减速器下端的主动轴与所述转向电机的输出轴固定连接，所述减速器的上下两端均水平设有全向蜗杆，上方的所述全向蜗杆与所述减速器的从动轴固定连接，下方的所述全向蜗杆与所述减速器的主动轴固定连接，所述全向蜗杆的两端均固定在车架上；还包括两组全向蜗轮，两组所述全向蜗轮分别安装在两个所述全向轨道上，所述全向蜗轮在所述全向轨道上滑动连接，两个全向蜗杆分别与两个所述全向蜗轮啮合，所述两个全向蜗轮分别与所述悬架摆臂铰接。

进一步地，还包括两个全向传动销与四个减磨套，一个所述全向传动销与两个所述减磨套设为一组，每组所述全向传动销竖直贯穿两个所述全向轨道与两个所述全向蜗轮，两个所述减磨分别固定套设在所述全向传动销的上下两端，所述减磨套的外直径大于所述全向轨道的内径，所述减磨套与所述全向轨道滑动连接。

进一步地，每个所述全向轨道上的所述悬架摆臂均设置为两个。

进一步地，还包括减震器，所述减震器位于两个所述全向轨道上的两个所述悬架摆臂之间，所述减震器的一端与上方的所述全向蜗轮铰接，所述减震器的另一端与下方的两个所述悬架摆臂铰接。

进一步地，所述全向轨道横截面积为扇形，扇形的角度大于 180°。

一种车辆，应用了以上的悬架随动的全向转向机构。

本实用新型技术方案，可以实现在全向悬架转向结构中，悬架摆臂与转向结构可以相对于车架转动，同时车轮总成可通过轮毂电机驱动进行独立转向，通过控制每个车轮总成的转动角度，车辆可以实现向任意方向的直线运动，原地转向等运动能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型结构俯视图；

图3为本实用新型结构剖视图；

图4为本实用新型悬架摆臂结构示意图；

图5为本实用新型装配图。

在以上图中：1、车轮总成；2、全向轨道；3、驱动组件；31、转向电机；32、减速器；33、全向蜗杆；34、全向蜗轮；4、悬架摆臂；5、连接件；6、全向传动销；7、减磨套；8、减震器；9、车架。

具体实施方式

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

参考图1与图2，一种悬架随动的全向转向机构，包括车轮总成 1，车轮总成1竖直设置，车轮总成1上依次竖直套设有两个C型的全向轨道2，两个全向轨道2水平设置且开口均朝向车轮总成1的轴线一侧，且全向轨道2固定在车架9上，两个全向轨道2的外侧连接有驱动组件3，两个全向轨道2上均设有悬架摆臂4，驱动组件3通过全向轨道2与悬架摆臂4铰接，悬架摆臂4远离驱动组件3的一端通过连接件5与车轮总成1连接，悬架摆臂4与连接件5铰接，连接件5在车轮总成1的轴心处转动连接。

以上实施例中，使用时，通过驱动组件3通过带动悬架摆臂4在全向轨道2上移动，使得悬架摆臂4带动车轮总成1进行转向移动，从而实现在全向悬架转向结构中，悬架摆臂4与转向结构可以相对于车架9转动，同时车轮总成1可通过轮毂电机驱动进行独立转向，通过控制每个车轮总成1的转动角度，车辆可以实现向任意方向的直线运动，原地转向等运动能力，并且可以减小汽车转向半径，改善车辆在低速行驶时的操纵轻便型，提高高速行驶时抗侧风的能力，使车辆操纵稳定性得到提升，同时，全向行驶车辆的全向行驶特性也使得车辆在狭小的空间内具有了比传统前轮转向车辆更加灵活的运动能力，能更好的适应日渐复杂的交通道路，其中，车轮总成1作为车辆驱动力的来源，采用轮毂电机驱动，车轮总成1包括轮胎，轮辋，轮毂电机，轮毂轴承，轮边立柱和中央螺母，轮胎，轮毂电机都安装在轮辋上。轮毂电机末端插入外圈安装于轮边立柱的轮毂轴承的内圈，电机转轴伸入轮边立柱内部，并由中央螺母锁止。

进一步地，参考图1与图2，驱动组件3包括水平设置的转向电机31，转向电机31的输出轴与车轮总成1的轴线方向互相垂直，转向电机31的机壳固定在车架9上，转向电机31的输出轴连接有竖向的减速器32，减速器32下端的主动轴与转向电机31的输出轴固定连接，减速器32的上下两端均水平设有全向蜗杆33，上方的全向蜗杆33与减速器32的从动轴固定连接，下方的全向蜗杆33与减速器 32的主动轴固定连接，全向蜗杆33的两端均固定在车架9上；还包括两组全向蜗轮34，两组全向蜗轮34分别安装在两个全向轨道2上，全向蜗轮34在全向轨道2上滑动连接，两个全向蜗杆33分别与两个全向蜗轮34啮合，两个全向蜗轮34分别与悬架摆臂4铰接。

以上实施例中，使用时，通过控制转向电机31转动来带动减速器32转动，减速器32带动两个蜗杆转动，蜗杆通过与蜗轮啮合来使蜗轮在两个全向轨道2内进行移动，从而使得蜗轮通过悬架摆臂4来带动车轮总成1进行转向移动，其中，输出轴外端连接全向蜗杆33 并安装角度传感器，角度传感器对车轮总成1转角位置进行实时监测，并将信号发送至控制器，控制器控制全向系统转角；转向电机 31，车轮总成1中的轮毂电机采用无刷直流电机，永磁同步电机，伺服电机，步进电机或异步交流电机。

进一步地，参考图1与图3，还包括两个全向传动销6与四个减磨套7，一个全向传动销6与两个减磨套7设为一组，每组全向传动销6竖直贯穿两个全向轨道2与两个全向蜗轮34，两个减磨分别固定套设在全向传动销6的上下两端，减磨套7的外直径大于全向轨道 2的内径，减磨套7与全向轨道2滑动连接。

以上实施例中，通过设置的全向传动销6，可以对蜗轮进行限位，使蜗轮在全向轨道2上移动，通过设置的减磨套7，可以进一步将蜗轮限位固定在全向轨道2上，防止蜗轮在移动过程中从全向轨道2上脱离。

进一步地，参考图1与图4，每个全向轨道2上的悬架摆臂4均设置为两个。

以上实施例中，可以增加对车轮总成1转向时的稳定性。

进一步地，参考图1与图3，还包括减震器8，减震器8位于两个全向轨道2上的两个悬架摆臂4之间，减震器8的一端与上方的全向蜗轮34铰接，减震器8的另一端与下方的两个悬架摆臂4铰接。

以上实施例中，通过设置减震器8，可以有效的缓和路面的冲击，减震器8可以采用橡胶减震器8，弹簧减震器8或空气弹簧减震器8。

进一步地，参考图1与图2，全向轨道2横截面积为扇形，扇形的角度大于180°。

以上实施例中，可以使得车轮总成1与悬架结构可以实现180°的旋转，再通过车轮总成1中的轮毂电机可以正向，反向旋转，由悬架结构与轮毂电机的配合，车辆可以实现全向移动及横向移动。

参考图5，一种车辆，应用了以上的悬架随动的全向转向机构。

以上实施例中，通过控制每个车轮总成1的转动角度，车辆可以实现向任意方向的直线运动，原地转向等运动能力，并且可以减小汽车转向半径，改善车辆在低速行驶时的操纵轻便型，提高高速行驶时抗侧风的能力，使车辆操纵稳定性得到提升，同时，全向行驶车辆的全向行驶特性也使得车辆在狭小的空间内具有了比传统前轮转向车辆更加灵活的运动能力，能更好的适应日渐复杂的交通道路。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案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是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型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 (6)

1.一种悬架随动的全向转向机构，其特征在于：包括车轮总成(1)，所述车轮总成(1)竖直设置，所述车轮总成(1)上依次竖直套设有两个C型的全向轨道(2)，两个所述全向轨道(2)水平设置且开口均朝向所述车轮总成(1)的轴线一侧，且所述全向轨道(2)固定在车架(9)上，两个所述全向轨道(2)的外侧连接有驱动组件(3)，两个所述全向轨道(2)上均设有悬架摆臂(4)，所述驱动组件(3)通过所述全向轨道(2)与所述悬架摆臂(4)铰接，所述悬架摆臂(4)远离所述驱动组件(3)的一端通过连接件(5)与所述车轮总成(1)连接，所述悬架摆臂(4)与所述连接件(5)铰接，所述连接件(5)在所述车轮总成(1)的轴心处转动连接；

所述驱动组件(3)包括水平设置的转向电机(31)，所述转向电机(31)的输出轴与所述车轮总成(1)的轴线方向互相垂直，所述转向电机(31)的机壳固定在车架(9)上，所述转向电机(31)的输出轴连接有竖向的减速器(32)，所述减速器(32)下端的主动轴与所述转向电机(31)的输出轴固定连接，所述减速器(32)的上下两端均水平设有全向蜗杆(33)，上方的所述全向蜗杆(33)与所述减速器(32)的从动轴固定连接，下方的所述全向蜗杆(33)与所述减速器(32)的主动轴固定连接，所述全向蜗杆(33)的两端均固定在车架(9)上；还包括两组全向蜗轮(34)，两组所述全向蜗轮(34)分别安装在两个所述全向轨道(2)上，所述全向蜗轮(34)在所述全向轨道(2)上滑动连接，两个全向蜗杆(33)分别与两个所述全向蜗轮(34)啮合，所述两个全向蜗轮(34)分别与所述悬架摆臂(4)铰接；转向电机(31)输出轴外端连接全向蜗杆(33)并安装角度传感器，角度传感器对车轮总成(1)转角位置进行实时监测，并将信号发送至控制器，控制器控制全向系统转角。

2.根据权利要求1所述的一种悬架随动的全向转向机构，其特征在于，还包括两个全向传动销(6)与四个减磨套(7)，一个所述全向传动销(6)与两个所述减磨套(7)设为一组，每组所述全向传动销(6)竖直贯穿两个所述全向轨道(2)与两个所述全向蜗轮(34)，两个所述减磨分别固定套设在所述全向传动销(6)的上下两端，所述减磨套(7)的外直径大于所述全向轨道(2)的内径，所述减磨套(7)与所述全向轨道(2)滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种悬架随动的全向转向机构，其特征在于，每个所述全向轨道(2)上的所述悬架摆臂(4)均设置为两个。

4.根据权利要求3所述的一种悬架随动的全向转向机构，其特征在于，还包括减震器(8)，所述减震器(8)位于两个所述全向轨道(2)上的两个所述悬架摆臂(4)之间，所述减震器(8)的一端与上方的所述全向蜗轮(34)铰接，所述减震器(8)的另一端与下方的两个所述悬架摆臂(4)铰接。

5.根据权利要求1所述的一种悬架随动的全向转向机构，其特征在于，所述全向轨道(2)横截面积为扇形，扇形的角度大于180°。

6.一种车辆，其特征在于，应用了如权利要求1-5任意一项所述的悬架随动的全向转向机构。

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