CN219178914U - 基于直线模组的线控转向机构及测试底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于直线模组的线控转向机构及测试底盘,包括转向动力输出结构和转向执行结构；所述转向动力输出结构包括直线模组和转向电机，所述转向电机与所述直线模组传动连接，所述直线模组能够做往复直线运动；所述转向执行结构包括轮边总成和转向轴，所述转向轴与所述直线模组紧固连接，所述转向轴能够做往复直线运动，所述转向轴与所述轮边总成铰接连接，所述轮边总成能够做旋转运动。本实用新型通过将转向电机的旋转运动转换至直线运动，通过直线模组带动转向轴做直线运动，通过转向轴的直线运动推动轮胎旋转，有助于减少轮胎磨损，提高轮胎使用寿命；结构简单，布置灵活，有助于减小机构整体尺寸，降低制造成本。

Description

基于直线模组的线控转向机构及测试底盘

技术领域

本实用新型涉及车辆底盘技术领域，具体地，涉及一种基于直线模组的线控转向机构及测试底盘。

背景技术

测试底盘是智能驾驶汽车测试中必不可少的重要设备。

现有公开号为CN111924001A的中国专利，其公开了一种转向机构、底盘及田间作业车辆，一种转向机构，包括多个顺序连接的万向传动轴、至少一个支撑架以及至少一对转向轮，多个万向传动轴的一端连接的一个转向轮，另一端连接另一个转向轮；一对转向轮中的一个转向轮通过支撑架连接万向传动轴，支撑架铰接直线驱动单元。

如图7所示，一般测试底盘中转向机构是差速转向或是齿轮齿条式转向机构。前者无转向机构，其转向是依靠算法控制测试底盘左右两侧轮速实现转向，增大了软件控制难度，严重时会发生碰撞，同时加剧轮胎磨损，降低轮胎使用寿命。后者具有单独的转向机构，但往往因为需要满足转向力而必须增加减速机，增加制造成本，同时减速机增加整个机构的布置尺寸，对于一些空间狭小的测试底盘，有时需单独设计齿轮齿条，甚至是减速机，方可布置。

因此，发明人认为需要提供一种能够减小机构整体尺寸，使机构更简单，布置更灵活，降低制造成本，减少轮胎磨损，提高轮胎使用寿命，更容易辅助自动驾驶的基于直线模组的线控转向机构及测试底盘。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于直线模组的线控转向机构及测试底盘。

根据本实用新型提供的一种基于直线模组的线控转向机构，包括转向动力输出结构和转向执行结构；所述转向动力输出结构包括直线模组和转向电机，所述转向电机与所述直线模组传动连接，所述直线模组能够做往复直线运动；所述转向执行结构包括轮边总成和转向轴，所述转向轴与所述直线模组紧固连接，所述转向轴能够做往复直线运动，所述转向轴与所述轮边总成铰接连接，所述轮边总成能够做旋转运动。

优选地，所述转向动力输出结构还包括传动装置，所述传动装置包括皮带和两个带轮，两个所述带轮通过所述皮带传动连接；所述直线模组包括直线导轨、丝杆以及滑块；所述转向电机与所述导轨紧固连接，所述转向电机的输出轴、所述丝杆分别与两个所述带轮紧固连接。

优选地，所述带轮上设置有限位孔，所述带轮通过所述限位孔分别与所述转向电机的输出轴、所述丝杆卡接配合。

优选地，所述转向轴的两端均连接有转向节臂，所述转向轴与所述转向节臂的端部通过螺纹配合调节二者之间的距离。

优选地，所述转向节臂远离所述转向轴的一端连接有转向摇臂；所述轮边总成包括紧固连接的轮胎和羊角；所述转向摇臂的两端通过鱼眼轴承分别与所述转向节臂、所述羊角紧固连接。

优选地，还包括紧固装置，所述紧固装置包括钣金支架、直线轴承、压块，所述直线轴承通过紧固螺栓紧固安装在所述钣金支架上，所述转向轴穿过所述直线轴承，所述直线模组的直线导轨安装在所述钣金支架上。

优选地，所述转向轴与所述直线模组的滑块通过所述压块紧固连接。

优选地，所述转向轴上设置有限位槽，所述压块上设置有与所述限位槽相匹配的凹槽，所述限位槽与所述凹槽卡接配合，所述压块的四角通过螺栓与所述直线模组紧固连接。

优选地，所述转向动力输出结构连接有ECU电控单元控制装置。

根据本实用新型提供的一种测试底盘，采用上述的基于直线模组的线控转向机构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型通过转向电机与直线模组传动连接，将转向电机的旋转运动转换至直线运动；通过直线模组与转向轴紧固连接，通过直线模组带动转向轴做直线运动；通过转向轴与轮边总成铰接连接，通过转向轴的直线运动推动轮胎旋转，有助于减少轮胎磨损，提高轮胎使用寿命；结构简单，布置灵活，有助于减小机构整体尺寸，降低制造成本。

2、本实用新型通过钣金支架安装至底盘车身内部完成整体结构的固定，可随意调整位置和形状大小，有助于提高安装的灵活性，大大节省在底盘内部占用空间。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型主要体现基于直线模组的线控转向机构的整体结构示意图；

图2为本实用新型主要体现转向动力输出结构的结构示意图；

图3为本实用新型主要体现图2中传动装置沿截面A-A的剖面图；

图4为本实用新型主要体现转向执行结构的结构示意图；

图5为本实用新型主要体现压块的连接示意图；

图6为本实用新型主要体现图5中的局部放大图；

图7为本实用新型主要体现背景技术部分的现有技术示意图。

附图标记：

轮胎1 羊角2 转向摇臂3

转向节臂4 转向轴5 钣金支架6

直线轴承7 压块8 直线模组9

皮带10 带轮11 转向电机12

限位孔111 限位槽51

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1所示，根据本实用新型提供的一种基于直线模组的线控转向机构，包括转向动力输出结构和转向执行结构；转向动力输出结构包括直线模组9和转向电机12，转向电机12与直线模组9传动连接，直线模组9能够做往复直线运动；转向执行结构包括轮边总成和转向轴5，转向轴5与直线模组9紧固连接，转向轴5能够做往复直线运动，转向轴5与轮边总成铰接连接，轮边总成能够做旋转运动。

测试底盘是智能驾驶汽车测试中必不可少的重要设备。转向电机12为整个机构提供动力，直线模组9将转向电机12的旋转运动转换至直线运动，为转向执行结构提供动力。

如图2和3所示，转向动力输出结构还包括传动装置，传动装置包括皮带10和两个带轮11，两个带轮11通过皮带10传动连接。直线模组9包括直线导轨、丝杆以及滑块；转向电机12与导轨紧固连接，转向电机12的输出轴、直线模组9的丝杆分别与两个带轮11紧固连接。带轮11为传动零件，转向电机12作为动力输出结构，其连接的带轮11为主动带轮，则直线模组9的丝杆与从动带轮连接，皮带10将主动带轮的动力传递至从动带轮，从而实现转向电机12与直线模组9传动连接。

在本实施例中，为了实现与传动装置的紧固连接，带轮11上设置有限位孔111，带轮11通过限位孔111分别与转向电机12的输出轴、直线模组9的丝杆卡接配合。在其他实施方式中，可选用其他紧固连接方式。

转向动力输出结构的安装如下：先将转向电机12用紧固螺栓固定在直线模组9上，再将带轮11安装在转向电机12的输出轴和直线模组9的丝杆上，用顶丝紧固至限位孔111，从而使带轮11和两轴固联。最后安装皮带10，使转向电机12输出的动力传递至直线模组9上，并使转向电机12的旋转运动转换成直线模组9的直线运动。

如图4所示，转向轴5的两端均连接有转向节臂4，转向轴5连接左右两侧转向节臂4，并传递转向力。转向轴5与转向节臂4的端部通过螺纹配合调节二者之间的距离，即可通过调节转向节臂4与转向轴5之间的距离对转向束角进行相应调节。转向节臂4远离转向轴5的一端连接有转向摇臂3，转向节臂4为转向轴5与转向摇臂3的连接件，传递转向力至转向摇臂。

轮边总成包括紧固连接的轮胎1和羊角2，轮胎1为底盘与路面之间力的载体，羊角2使底盘稳定行驶并灵敏传递行驶方向。羊角2与轮胎1固联为轮边总成，轮边总成通过悬架与底盘车身相连完成固定。转向摇臂3的两端通过鱼眼轴承分别与转向节臂4、羊角2紧固连接，转向摇臂3将转向节臂4的转向力输出至羊角2。当转向轴5向其中一个羊角2方向移动时，由于羊角2位置不变，转向节臂4推动转向摇臂3向羊角2方向移动，带动羊角2旋转，从而实现轮胎1旋转进行转向。

转向执行结构的安装如下：将转向节臂4带螺纹一端与转向轴5一端螺纹配合，再将装有鱼眼轴承的转向摇臂3用紧固螺栓和螺母把转向节臂4与羊角2连接，使之为铰链连接，即可实现转向轴5的直线运动通过转向摇臂3转换为轮边总成的旋转运动。

基于直线模组的线控转向机构还包括紧固装置，紧固装置包括钣金支架6、直线轴承7、压块8，钣金支架6为整个机构的固定基准支撑。直线轴承7通过紧固螺栓紧固安装在钣金支架6上，转向轴5穿过直线轴承7，直线轴承7能够保证转向时转向轴5的直线运动。直线模组9的直线导轨安装在钣金支架6上。

如图5和6所示，转向轴5与直线模组9的滑块通过压块8紧固连接，压块8把直线模组9的直线运动传递至转向轴5。在本实施例中，为了实现转向轴5与直线模组9的紧固连接，转向轴5上设置有限位槽51，压块8上设置有与限位槽51相匹配的凹槽，限位槽51与凹槽卡接配合，压块8的四角通过螺栓与直线模组9紧固连接。在其他实施方式中，可选用其他紧固连接方式。

紧固装置的安装如下：将直线轴承7用紧固螺栓固定至钣金支架6，转向轴5穿过直线轴承7，8压块压至转向轴5的限位槽51位置，用紧固螺栓固定在直线模组9上，使转向轴5、压块8和转向动力输出结构固联为一个整体，从而带动转向轴5进行直线运动。

直线模组9的线控转向机构将电子系统和机械结构相结合，能够有效减少算法难度。通过ECU电控单元控制电信号，实现转向力调控。同时摒弃传统使用的减速机，使得整体尺寸减小，使机构更简单，布置更加灵活，有助于降低制造成本，更具有转向力调节快、准确，有助于减少轮胎磨损，提高轮胎使用寿命，能够显著提高测试底盘转向性能的优点。

实施例2

一种测试底盘，采用实施例1所述的基于直线模组的线控转向机构。钣金支架6安装至底盘车身内部完成基于直线模组的线控转向机构的固定。钣金支架6可以根据实际需求进行设计，大大节省在底盘内部占用空间。

直线模组9的线控转向机构还能配合解决自动驾驶汽车对转向系统的要求，结合自动驾驶汽车系统，通过检测行车安全距离可配合实现主动转向功能，更容易实现自动驾驶，大大提高行车安全问题，对于自动驾驶汽车的电动化和智能化具有重要意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种基于直线模组的线控转向机构，其特征在于，包括转向动力输出结构和转向执行结构；

所述转向动力输出结构包括直线模组(9)和转向电机(12)，所述转向电机(12)与所述直线模组(9)传动连接，所述直线模组(9)能够做往复直线运动；

所述转向执行结构包括轮边总成和转向轴(5)，所述转向轴(5)与所述直线模组(9)紧固连接，所述转向轴(5)能够做往复直线运动，所述转向轴(5)与所述轮边总成铰接连接，所述轮边总成能够做旋转运动。

2.如权利要求1所述的基于直线模组的线控转向机构，其特征在于，所述转向动力输出结构还包括传动装置，所述传动装置包括皮带(10)和两个带轮(11)，两个所述带轮(11)通过所述皮带(10)传动连接；

所述直线模组(9)包括直线导轨、丝杆以及滑块；

所述转向电机(12)与所述导轨紧固连接，所述转向电机(12)的输出轴、所述丝杆分别与两个所述带轮(11)紧固连接。

3.如权利要求2所述的基于直线模组的线控转向机构，其特征在于，所述带轮(11)上设置有限位孔(111)，所述带轮(11)通过所述限位孔(111)分别与所述转向电机(12)的输出轴、所述丝杆卡接配合。

4.如权利要求1所述的基于直线模组的线控转向机构，其特征在于，所述转向轴(5)的两端均连接有转向节臂(4)，所述转向轴(5)与所述转向节臂(4)的端部通过螺纹配合调节二者之间的距离。

5.如权利要求4所述的基于直线模组的线控转向机构，其特征在于，所述转向节臂(4)远离所述转向轴(5)的一端连接有转向摇臂(3)；

所述轮边总成包括紧固连接的轮胎(1)和羊角(2)；

所述转向摇臂(3)的两端通过鱼眼轴承分别与所述转向节臂(4)、所述羊角(2)紧固连接。

6.如权利要求2所述的基于直线模组的线控转向机构，其特征在于，还包括紧固装置，所述紧固装置包括钣金支架(6)、直线轴承(7)、压块(8)，所述直线轴承(7)通过紧固螺栓紧固安装在所述钣金支架(6)上，所述转向轴(5)穿过所述直线轴承(7)，所述直线模组(9)的直线导轨安装在所述钣金支架(6)上。

7.如权利要求6所述的基于直线模组的线控转向机构，其特征在于，所述转向轴(5)与所述直线模组(9)的滑块通过所述压块(8)紧固连接。

8.如权利要求7所述的基于直线模组的线控转向机构，其特征在于，所述转向轴(5)上设置有限位槽(51)，所述压块(8)上设置有与所述限位槽(51)相匹配的凹槽，所述限位槽(51)与所述凹槽卡接配合，所述压块(8)的四角通过螺栓与所述直线模组(9)紧固连接。

9.如权利要求1所述的基于直线模组的线控转向机构，其特征在于，所述转向动力输出结构连接有ECU电控单元控制装置。

10.一种测试底盘，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的基于直线模组的线控转向机构。

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