CN219056374U - 一种越野车的机械式四轮转向机构 - Google Patents

Abstract

一种越野车的机械式四轮转向机构，包括车架，所述车架前后分为两端，车架一端左右两侧活动连接有前悬上叉臂和前悬下叉臂，且另一端左右两侧活动连接有后悬上叉臂和后悬下叉臂，所述车架一端中部设置有齿轮传动的前轮转向机构，另一端设置有后轮转向机构；新型机械式四轮转向机构在转向时能够基本保持车辆质心侧偏角为零，且能够改善汽车对转向盘输入的动态响应特性，在一定程度上改善了横摆角速度和侧向加速度的瞬态响应性能指标，明显改善车辆高速行驶的稳定性。当在高速行驶中转向时，四轮转向系统通过后轮与前轮的同向转向，能有效降低/消除车辆侧滑事故的发生几率，明显改善车辆高速行驶的稳定性及安全性。

Description

一种越野车的机械式四轮转向机构

技术领域

本实用新型涉及现代交通技术领域，尤其涉及一种越野车的机械式四轮转向机构。

背景技术

从19世纪第一辆汽车出现至今已有百年。汽车改变了人类的生活方式，汽车工业已经成为了一个国家的重要工业支柱，是衡量一个国家科学技术水平的标准。随着现代交通系统的越趋复杂以及汽车技术的不断发展，人们对汽车的要求也越来越高，在生活水平日益提升的今天，人们对汽车的要求已经不再仅仅是极速和加速性了，而是将更多的注意力放在汽车的操控稳定性和汽车的主动安全性。特别是先进的主动底盘技术更是汽车发展的重要方向，而四轮转向技术则是主动底盘控制中的一种类型，其也是有效提高汽车的操控稳定性和主动安全性的方法之一。

普通的两轮转向的汽车在转向时，从转动方向盘到后轮参与转向之间存在一定时间的滞后，使汽车转向的随动性(灵敏度)变差，并使汽车的转向半径变大。本实用新型所研究的四轮转向机构就是四个轮子都参与转向。为了提高两轮转向不足的性能，在低速时，前后轮进行逆向位转向，减小转弯半径，从而提高汽车的机动灵活性；高速时，前后轮进行同向位转向，使汽车由于行驶方向改变而产生的横摆角速度和侧向加速度很快达到稳态响应，改善了高速时汽车的操纵稳定性，很大程度的提高了汽车的主动安全性。

此实用新型不仅在汽车操控稳定性和主动安全性两大方面得到了较大的提升，同时也在一定程度上缓解了由于当前汽车数量不断增多而造成的空间拥挤使得汽车行驶困难这一实际性问题。由于国内汽车工业起步较晚，对四轮转向技术的研究和开发还不够充分，所以本实用新型推动了国内对四轮转向的研究与发展这一浪潮，符合国内汽车工业的发展趋势。

1.现有的前轮转向最明显的一个缺陷就是转弯半径过大，在汽车入库、掉头、过弯、避障过程中不够灵活，操控性较差。

2.前轮转向的汽车牵引转向能力差，拖挂时转向需要隔着后轮产生，因此难以做到随意而动，机动性较差。

3.汽车在高速变道过程中，前轮转向会使车辆产生质心的侧滑角，在风力作用下汽车行驶稳定性变差，安全系数低。

为解决上述问题，本申请中提出一种越野车的机械式四轮转向机构。

实用新型内容

本实用新型提出一种越野车的机械式四轮转向机构，以解决背景技术中存在的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提出了一种越野车的机械式四轮转向机构，包括车架，所述车架前后分为两端，车架一端左右两侧活动连接有前悬上叉臂和前悬下叉臂，且另一端左右两侧活动连接有后悬上叉臂和后悬下叉臂，所述车架一端中部设置有齿轮传动的前轮转向机构，另一端设置有后轮转向机构。

优选的，所述前轮转向机构包括第一齿轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、万向节、万向节、齿条壳和转动轴，所述车架一侧设置有齿条壳，齿条壳内设置有前转向齿条，所述车架一侧设置有转向柱，转向柱一侧设置有方向盘，转向柱远离方向盘的一侧活动连接有转动轴，转动轴一端于齿条壳内设置有第一锥齿轮，且齿条壳一侧活动连接有第二锥齿轮，第一锥齿轮与转向柱之间于转动轴上设置有第一齿轮，第二锥齿轮远离齿条壳的一侧活动连接有万向节，万向节一侧活动连接有万向节，万向节远离万向节的一侧活动连接有传动轴；

优选的，所述第一齿轮位于前转向齿条一侧，第一齿轮与前转向齿条之间相互啮合，且第一锥齿轮与第二锥齿轮之间相互啮合；

优选的，所述后轮转向机构包括滑块导轨、轴承、后转向壳体、第二齿轮和偏心圆，所述传动轴一侧设置有轴承，所述车架远离齿条壳的一侧设置有后转向壳体，后转向壳体一侧居中设置有偏心圆，轴承位于偏心圆内，轴承一侧设置有第二齿轮，第二齿轮一侧连接有滑块，所述后转向壳体内设置有滑块导轨，滑块位于滑块导轨上；

优选的，所述滑块导轨两侧设置有后转向拉杆，后转向拉杆远离滑块导轨的一侧活动连接有后转向羊角，所述后悬上叉臂和后悬下叉臂一侧均设置有鱼眼轴承，后悬上叉臂和后悬下叉臂通过鱼眼轴承活动连接有后轮毂；

优选的，所述前转向齿条两侧设置有前转向拉杆，前转向拉杆远离前转向齿条的一侧活动连接有前转向羊角，所述前悬上叉臂和前悬下叉臂一侧均设置有鱼眼轴承，前悬上叉臂和前悬下叉臂通过鱼眼轴承活动连接有前轮毂；

优选的，所述前轮毂和后轮毂上设置有轮辋，且轮辋上设置有轮胎；

优选的，所述车架前后左右两侧均设置有减震器，减震器的输出端固定连接有前转向羊角和后转向羊角；

优选的，所述车架中部设置有轴承座，传动轴位于轴承座上；

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

新型机械式四轮转向机构(方向盘小转角，前后轮异向，方向盘大转角，前后轮同向)在转向时能够基本保持车辆质心侧偏角为零，且能够改善汽车对转向盘输入的动态响应特性，在一定程度上改善了横摆角速度和侧向加速度的瞬态响应性能指标，明显改善车辆高速行驶的稳定性。当在高速行驶中转向时，四轮转向系统通过后轮与前轮的同向转向，能有效降低/消除车辆侧滑事故的发生几率，明显改善车辆高速行驶的稳定性及安全性。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种越野车的机械式四轮转向机构的结构示意图。

图2为本实用新型提出的一种越野车的机械式四轮转向机构的俯视图。

图3为本实用新型提出的一种越野车的机械式四轮转向机构中前轮转向机构的整体示意图。

图4为本实用新型提出的一种越野车的机械式四轮转向机构中齿条壳的结构示意图。

图5为本实用新型提出的一种越野车的机械式四轮转向机构中后轮转向机构的结构示意图。

附图标记：1、车架；2、方向盘；3、转向柱；4、前转向羊角；5、前轮转向机构；501、第一齿轮；502、第一锥齿轮；503、第二锥齿轮；504、万向节1；505、万向节2；506、齿条壳；507、转动轴；6、前悬上叉臂；7、前悬下叉臂；8、前轮毂；9、传动轴；10、轴承座；11、后轮毂；12、轮辋；13、轮胎；14、后悬下叉臂；15、后悬上叉臂；16、减震器；17、后轮转向机构；1701、滑块导轨；1702、轴承；1703、后转向壳体；1704、第二齿轮；1705、偏心圆；1706、滑块；18、后转向拉杆；19、后转向羊角；20、鱼眼轴承；21、前转向拉杆；22、前转向齿条。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1-图5所示，本实用新型提出的一种越野车的机械式四轮转向机构，包括车架1，所述车架1前后分为两端，车架1一端左右两侧活动连接有前悬上叉臂6和前悬下叉臂7，且另一端左右两侧活动连接有后悬上叉臂15和后悬下叉臂14，所述车架1一端中部设置有齿轮传动的前轮转向机构5，另一端设置有后轮转向机构17。

所述前轮转向机构5包括第一齿轮501、第一锥齿轮502、第二锥齿轮503、万向节1504、万向节2505、齿条壳506和转动轴507，所述车架1一侧设置有齿条壳506，齿条壳506内设置有前转向齿条22，所述车架1一侧设置有转向柱3，转向柱3一侧设置有方向盘2，转向柱3远离方向盘2的一侧活动连接有转动轴507，转动轴507一端于齿条壳506内设置有第一锥齿轮502，且齿条壳506一侧活动连接有第二锥齿轮503，第一锥齿轮502与转向柱3之间于转动轴507上设置有第一齿轮501，第二锥齿轮503远离齿条壳506的一侧活动连接有万向节1504，万向节1504一侧活动连接有万向节2505，万向节2505远离万向节1504的一侧活动连接有传动轴9。

所述第一齿轮501位于前转向齿条22一侧，第一齿轮501与前转向齿条22之间相互啮合，且第一锥齿轮502与第二锥齿轮503之间相互啮合。

所述后轮转向机构17包括滑块导轨1701、轴承1702、后转向壳体1703、第二齿轮1704和偏心圆1705，所述传动轴9一侧设置有轴承1702，所述车架1远离齿条壳506的一侧设置有后转向壳体1703，后转向壳体1703一侧居中设置有偏心圆1705，轴承1702位于偏心圆1705内，轴承1702一侧设置有第二齿轮1704，第二齿轮1704一侧连接有滑块1706，所述后转向壳体1703内设置有滑块导轨1701，滑块1706位于滑块导轨1701上。

所述滑块导轨1701两侧设置有后转向拉杆18，后转向拉杆18远离滑块导轨1701的一侧活动连接有后转向羊角19，所述后悬上叉臂15和后悬下叉臂14一侧均设置有鱼眼轴承20，后悬上叉臂15和后悬下叉臂14通过鱼眼轴承20活动连接有后轮毂11。

所述前转向齿条22两侧设置有前转向拉杆21，前转向拉杆21远离前转向齿条22的一侧活动连接有前转向羊角4，所述前悬上叉臂6和前悬下叉臂7一侧均设置有鱼眼轴承20，前悬上叉臂6和前悬下叉臂7通过鱼眼轴承20活动连接有前轮毂8。

所述前轮毂8和后轮毂11上设置有轮辋12，且轮辋12上设置有轮胎13。

所述车架1前后左右两侧均设置有减震器16，减震器16的输出端固定连接有前转向羊角4和后转向羊角19。

所述车架1中部设置有轴承座10，传动轴9位于轴承座10上。

本实用新型的工作原理为：当有人驾驶时，首先通过旋转方向盘2从而带动转向柱3进行转动，转向柱3带动第一齿轮501旋转，从而带动前转向齿条24发生横向位移，前转向齿条24齿条两侧活动连接有前转向拉杆22，前转向齿条24带动前转向拉杆22位移；在第一齿轮28下方连接有第一锥齿轮502，第一锥齿轮502带动第二锥齿轮503锥齿轮旋转，第二锥齿轮503带动万向节1504和万向节2505进行旋转，万向节2505带动传动轴9旋转，传动轴9旋转带动偏心圆1705旋转，偏心圆1705带动第二齿轮1704旋转，第二齿轮1704一边连接有滑块1706，滑块1706在滑块导轨1701上下移动，从而带动滑块导轨1701左右水平移动，当方向盘2小转角时，滑块1706向下位移，前后轮反向偏转；当方向盘2大转角时，滑块1706向上位移，前后轮同向偏转，滑块导轨1701带动后转向拉杆18左右移动，从而带动车架1两侧前后轮毂进行同向转向，能有效降低/消除车辆侧滑事故的发生几率，明显改善车辆高速行驶的稳定性及安全性，进而缓解驾驶者在各种路况下(尤其是在风雨天)高速驾车的疲劳程度，提高了车辆的挂车能力，通过转向后轴对挂车的转向牵引，四轮转向系统极大地提高了转向操作随动性和正确性，改善了车辆挂车行驶的操纵性、稳定性及安全性。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种越野车的机械式四轮转向机构，包括车架(1)，其特征在于，所述车架(1)前后分为两端，车架(1)一端左右两侧活动连接有前悬上叉臂(6)和前悬下叉臂(7)，且另一端左右两侧活动连接有后悬上叉臂(15)和后悬下叉臂(14)，所述车架(1)一端中部设置有齿轮传动的前轮转向机构(5)，另一端设置有后轮转向机构(17)。

2.根据权利要求1所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述前轮转向机构(5)包括第一齿轮(501)、第一锥齿轮(502)、第二锥齿轮(503)、万向节1(504)、万向节2(505)、齿条壳(506)和转动轴(507)，所述车架(1)一侧设置有齿条壳(506)，齿条壳(506)内设置有前转向齿条(22)，所述车架(1)一侧设置有转向柱(3)，转向柱(3)一侧设置有方向盘(2)，转向柱(3)远离方向盘(2)的一侧活动连接有转动轴(507)，转动轴(507)一端于齿条壳(506)内设置有第一锥齿轮(502)，且齿条壳(506)一侧活动连接有第二锥齿轮(503)，第一锥齿轮(502)与转向柱(3)之间于转动轴(507)上设置有第一齿轮(501)，第二锥齿轮(503)远离齿条壳(506)的一侧活动连接有万向节1(504)，万向节1(504)一侧活动连接有万向节2(505)，万向节2(505)远离万向节1(504)的一侧活动连接有传动轴(9)。

3.根据权利要求2所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述第一齿轮(501)位于前转向齿条(22)一侧，第一齿轮(501)与前转向齿条(22)之间相互啮合，且第一锥齿轮(502)与第二锥齿轮(503)之间相互啮合。

4.根据权利要求2所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述后轮转向机构(17)包括滑块导轨(1701)、轴承(1702)、后转向壳体(1703)、第二齿轮(1704)和偏心圆(1705)，所述传动轴(9)一侧设置有轴承(1702)，所述车架(1)远离齿条壳(506)的一侧设置有后转向壳体(1703)，后转向壳体(1703)一侧居中设置有偏心圆(1705)，轴承(1702)位于偏心圆(1705)内，轴承(1702)一侧设置有第二齿轮(1704)，第二齿轮(1704)一侧连接有滑块(1706)，所述后转向壳体(1703)内设置有滑块导轨(1701)，滑块(1706)位于滑块导轨(1701)上。

5.根据权利要求4所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述滑块导轨(1701)两侧设置有后转向拉杆(18)，后转向拉杆(18)远离滑块导轨(1701)的一侧活动连接有后转向羊角(19)，所述后悬上叉臂(15)和后悬下叉臂(14)一侧均设置有鱼眼轴承(20)，后悬上叉臂(15)和后悬下叉臂(14)通过鱼眼轴承(20)活动连接有后轮毂(11)。

6.根据权利要求2所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述前转向齿条(22)两侧设置有前转向拉杆(21)，前转向拉杆(21)远离前转向齿条(22)的一侧活动连接有前转向羊角(4)，所述前悬上叉臂(6)和前悬下叉臂(7)一侧均设置有鱼眼轴承(20)，前悬上叉臂(6)和前悬下叉臂(7)通过鱼眼轴承(20)活动连接有前轮毂(8)。

7.根据权利要求6所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述前轮毂(8)和后轮毂(11)上设置有轮辋(12)，且轮辋(12)上设置有轮胎(13)。

8.根据权利要求1所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述车架(1)前后左右两侧均设置有减震器(16)，减震器(16)的输出端固定连接有前转向羊角(4)和后转向羊角(19)。

9.根据权利要求1所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述车架(1)中部设置有轴承座(10)，传动轴(9)位于轴承座(10)上。

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