一種具有調整地隙與輪距功能的h型動力底盤的製作方法
2023-07-10 06:46:11 2
專利名稱：一種具有調整地隙與輪距功能的h型動力底盤的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種動力底盤，屬於車輛工程領域，具體來說是一種具有調整地隙與輪距功能的H型動力底盤。
背景技術：
現有汽車底盤通常由發動機、離合器、變速箱、差速器、車輪構成，其中，發送機的動力經離合器、變速箱、傳動軸，最後傳送到差速器，由差速器將動力分配給左右半軸從而驅動左右車輪。其中，當差速器安裝在汽車兩前輪間，將動力通過左右半軸分配給汽車兩前輪時， 稱之為前輪驅動。當差速器安裝在汽車兩後輪間，將動力通過左右半軸分配給汽車兩後輪時，稱之為後輪驅動。也有在汽車前後輪均安裝有差速器，通過兩個差速器將動力分別通過左右半軸分配給兩個前輪與兩個後輪，此種稱之為四輪驅動(全輪驅動)。前輪驅動由於前輪是驅動輪，越障能力高。目前大多數中、小型轎車都採用了這種驅動形式。機械結構簡單、引擎散熱條件好，車內空間大、易布置，減輕了整車重量，比較節約汽油，維修起來也很方便。其缺點是由於前輪同時承擔轉向和驅動的工作，高速穩定性較差，上坡時驅動輪易打滑，高速下坡時易翻車。在過彎時前部重心因慣性而往前，離心力較大，於是就沿切線方向被甩出去，容易突破前輪的地面附著力，發生側滑。並具有明顯的不足轉向。後輪驅動的方式是前後輪各司其職，轉向和驅動分開，因此高速穩定性好，車輛爬坡能力強。這種驅動形式的缺點是後橋負荷重，使汽車具有過多轉向的傾向，前輪附著力小，高速行駛時轉向不穩定，且相對前輪驅動更高的裝配和製造成本，更多的故障，相對狹
小的室內空間等等。全輪驅動汽車由全部車輪都是驅動輪，充分利用了汽車的全部附著質量，因此汽車有較大的驅動力和克服障礙、防止打滑的能力。所以，越野汽車一般都採用這種總布置形式。而且，由於全輪驅動的汽車有較大的驅動力，加速性好，20世紀80年代以來一些轎車和旅行轎車也紛紛採用全輪驅動，成為所謂的「多用途運動車(SUV) 」，受到不少美國年輕人的喜愛，形成了" 4WD"熱潮。但是，全輪驅動的結構複雜，成本高，在好路上行駛時燃料消耗大，輪胎和機件的磨損大。上述三種驅動方式對於，當一側車輪發生打滑時，由於差速器的存在，打滑的車輪越轉越快，另一側車輪越轉越慢，使驅動橋喪失驅動力，導致車輛無法行駛。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種具有調整地隙與輪距功能的H型動力底盤，提高了車輛在崎嶇路面條件下的通過性能，能夠在崎嶇的路面行駛時保證四個車輪同時著地，可以更好的適應地面，保持車身的穩定。其中，差速器的左輸出軸與右輸出軸分別依次與制動器以及由主動齒輪、前從動齒輪與後從動齒輪組成的分動箱中的主動齒輪相連，每個分動箱中的前從動齒輪、後從動齒輪均與主動齒輪嚙合，前從動齒輪、後從動齒輪分別與一個花鍵軸固連，兩個花鍵軸位於底盤同側；每個花鍵軸上分別套接有搖臂，兩個搖臂位於底盤同側，每一個搖臂內安裝有由主動鏈輪、鏈條以及傳動鏈輪組成的鏈輪傳動機構；其中，主動鏈輪與傳動鏈輪間通過鏈條傳動連接；兩個搖臂中的兩個主動鏈輪軸向上開有內花鍵，與兩個花鍵軸相配合，兩個主動鏈輪分別套接在兩個花鍵軸上，每個傳動鏈輪分別通過車輪軸與車輪相連；兩個花鍵軸將動力分別傳遞給兩個主動鏈輪，兩個主動鏈輪通過鏈條將動力分別傳遞給兩個傳動鏈輪， 兩個傳動齒輪最終將動力分別傳遞給同側的兩個車輪。兩 個搖臂相對的一端分別與齒輪A和齒輪B固連，齒輪A與齒輪B嚙合；所述底盤同側的兩個花鍵軸之間的搖臂外側設置有搖臂罩，搖臂罩與位於底盤同側的兩個搖臂相對一端處軸接，使兩個搖臂相對於搖臂罩旋轉。搖臂罩的頂部安裝有液壓缸，液壓缸的伸縮端固定在同側兩搖臂中的一個搖臂上。在搖臂罩的外側安裝有絲槓螺母，絲槓螺母中的絲槓與電機相連。當汽車在崎嶇路面上行進時，通過控制液壓缸的伸縮端伸長或縮短來對同側兩個搖臂間夾角進行調節，根據地隙高低的要求，驅動同側的搖臂相對旋轉，起到調整地隙的作用。在搖臂罩的外側安裝有絲槓螺母，絲槓螺母中的絲槓與電機相連，由此通過電機直接驅動絲槓旋轉，絲槓相對於絲槓螺母旋轉，絲槓旋轉時，使絲槓螺母產生直線運動，從而通過搖臂罩帶動兩搖臂沿兩花鍵軸軸向移動，實現底盤兩側車輪間距的改變，可使車輛能適應崎嶇坑窪路面。本發明的優點在於1、本發明H型動力底盤採用H型動力傳動，位於同側的車輪通過分動箱的從動齒輪傳遞轉矩，前後輪傳動比相同，當同側車輪只有一個車輪發生打滑，另一個車輪未發生打滑現象時，本發明這種傳動方式會使大部分甚至全部轉矩傳給不打滑的車輪，並充分利用這一車輪的附著力來產生足夠的驅動力，使汽車順利起步或繼續行駛，提高了車輛在崎嶇路面條件下的通過性能。2、本發明H型動力底盤，由於左右搖臂可相對轉動，能保證四個輪子在各種路面上均可同時著地，提高車輛在崎嶇路面上的通過性。具有其它各式車輛無法比擬的優點，適應山地，丘陵等崎嶇路面的行駛。3、本發明H型動力底盤，通過各搖臂間夾角的變化，可以調整底盤的離地間隙，使車輛適應不同的工作環境和工作要求路面條件良好，可以降低地隙，使車輛重心下降，提高車輛的平順性和通過性；路面崎嶇，有較大障礙時，提高地隙，使車輛具有良好的越障能力。4、本發明H型動力底盤通過車身姿態調整連杆的作用，可以保證車身平面始終與兩個搖臂夾角平分線垂直，起到車身姿態調整的作用，保持車身的穩定，防止車輛發生側翻，提高車輛的通過性能。5、本發明H型動力底盤適用範圍廣，能夠用於全地域軍民用車輛、移動機器人和各種特殊裝備移動平臺的行走機構，如沙漠車、灘涂車等。
圖1為本發明H型動力底盤結構示意圖；圖2為本發明中同側兩搖臂間連接示意圖；圖3為本發明中同側兩搖臂間連接局部放大圖；圖4為本發明中絲槓螺母連接示意圖；圖5為本發明中連杆調整機構安裝示意圖；圖6為本發明中分動箱與連杆調整機構安裝示意圖；圖7為本發明中制動器與連杆調整機構安裝示意圖。圖中1-底盤2-發動機3-離合器4-變速箱5-差速器6-分動箱7-鏈輪傳動機構 8-車輪9-制動器10-花鍵軸11-導軌12-擋板13-支撐座14-搖臂15-搖臂罩16-絲槓螺母17-電機18-齒輪A19-齒輪B20-調整連杆機構21-液壓缸401-輸入軸 402-輸出軸501-從動錐齒輪502-左輸出軸 503-右輸出軸 601-主動齒輪 602-前從動齒輪603-後從動齒輪701-主動鏈輪 702-鏈條703-傳動鏈輪16a-絲槓20a_第一連杆 20b_第二連杆 20c_第三連杆20d-第一球鉸 20e_第二球鉸 20f-第三球鉸 20g-第四球鉸20h-第五球鉸
具體實施例方式本發明一種H型動力底盤，包括底盤1以及設置在底盤1上的發動機2、離合器3、 變速箱4、差速器5、分動箱6、鏈輪傳動機構7與車輪8，如圖1所示。其傳動路線為發動機2-變速箱4-差速器5-分動箱6-鏈輪傳動機構7-車輪8。其中，發動機2位於底盤1的前部，發動機2與離合器3連接，離合器3與變速箱4 的輸入軸401連接，變速箱4的輸出軸402上主動錐齒輪403與差速器5的從動錐齒輪501 嚙合。發動機2將動力經變速箱4後到達差速器5。所述離合器3用來使發動機2與變速箱4暫時分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發動機2向變速箱4輸入的動力。差速器5的左輸出軸502和右輸出軸503分別將動力向底盤1左側與右側兩個方向傳出。差速器5的左輸出軸502與右輸出軸503所連接的部件以及連接方式相同，下面以差速器5的右輸出軸503所連接部件以及連接方式進行說明差速器5的右輸出軸503 依次與制動器9的制動鼓以及分動箱6中的主動齒輪601固連，分動箱6中的前從動齒輪 602與後從動齒輪603分別與主動齒輪601嚙合，前從動齒輪602與後從動齒輪603分別固連有一個具有外花鍵的花鍵軸10，每個花鍵軸10套接在一條平行與底盤1的導軌11上，每條導軌11的兩端均連接有擋板12，通過擋板12實現導軌11在花鍵軸10軸向上的定位，通過導軌對分動箱(包括分動箱中的前從動齒輪與後從動齒輪)、搖臂14以及鏈輪傳動機構 7中的主動鏈輪701起到支撐作用，且可實現分動箱6與搖臂14在導軌11兩端擋板12間的定位。差速器5的右輸出軸503將動力經主動齒輪601分別傳遞給前傳動齒輪602與後傳動齒輪603，從而經前傳動齒輪602與後傳動齒輪602傳遞給兩個花鍵軸10。兩個花鍵軸10上分別活動套接有一個搖臂14，兩個搖臂14位於底盤1的右側。所述搖臂14內設置有由主動鏈輪701，鏈條702以及傳動鏈輪703組成的鏈輪傳動機構7。其中，主動鏈輪701與傳動鏈輪703間通過鏈條702相連，主動鏈輪701通過鏈條702可帶動傳動鏈輪703轉動。位於底盤1同側的兩搖臂14之間固定連接並且位於同一條直線上。兩個傳動鏈輪703分別通過車輪軸801與車輪8相連。兩個搖臂14中的主動鏈輪701具有軸向上的內花鍵結構，活動套 接在花鍵軸上10，通過主動鏈輪701的內花鍵與花鍵軸10的外花鍵相互配合，使兩個花鍵軸10將動力分別傳遞給兩個主動鏈輪701，兩個主動鏈輪701通過鏈條 702將動力分別傳遞給兩個傳動鏈輪703，兩個傳動鏈輪703最終將動力分別傳遞給同側的兩個車輪8。通過上述結構實現了每個分動箱6中前從動齒輪602與後從動齒輪603向同側的兩側車輪8傳遞轉矩，使得前後車輪8傳動比相同，當同側車輪8 一個發生打滑，另一個車輪8未發生打滑現象時，使大部分甚至全部轉矩傳給不打滑的車輪8，並充分利用這一車輪8的附著力來產生足夠的驅動力，使汽車順利起步或繼續行駛，提高了車輛在崎嶇路面條件下的通過性能。如圖2、圖3所示，本發明中，位於底盤1同側的主動鏈輪701所在的一端的兩個搖臂14分別與齒輪A18和齒輪B19固連，齒輪A18與齒輪B19嚙合。底盤1同側的兩個花鍵軸10之間的搖臂14外側設置有搖臂罩15，所述搖臂罩15由兩個側板15a和一個頂板15b 組成，兩個側板15a分別與同側的兩個搖臂14的兩側活動連接，頂板15b位於同側兩個搖臂14上方，與兩側板15a間固連。頂板15b上安裝有液壓缸21，液壓缸21的伸縮端固定在同側兩搖臂14中的一個搖臂14上，通過液壓缸21的伸縮端對搖臂14的阻力使得齒輪A18 與齒輪B19不產生轉動，從而實現兩搖臂14間相對固定。當汽車在崎嶇路面上行進時，通過控制液壓缸21的伸縮端伸長或縮短來對同側兩個搖臂14間夾角進行調節，根據地隙高低的要求，驅動同側的兩個搖臂14相對旋轉，起到調整地隙的作用。可以調整汽車底盤的離地間隙，使車輛適應不同的工作環境和工作要求路面條件良好，可以降低地隙，使車輛重心下降，提高車輛的平順性和通過性；路面崎嶇，有較大障礙時，提高地隙，使車輛具有良好的越障能力。由此可見，汽車在崎嶇路面上行進時可以始終保持四輪同時著地，兼具在崎嶇地面上的高通過性和硬路面上的良好平順性，具有其它各式車輛無法比擬的優點，適應山地，丘陵等崎嶇路面的行駛。優選的，本發明中在搖臂罩15的外側還安裝有絲槓螺母16，如圖4所示，絲槓螺母16中的絲槓16a與的電機17相連，電機17通過支撐座13固定在底盤1上，由此通過電機17直接驅動絲槓16a旋轉，絲槓16a相對於絲槓螺母16旋轉，絲槓16a旋轉時，使絲槓螺母16產生直線運動，從而通過搖臂罩15帶動兩搖臂14沿兩花鍵軸10軸向移動，實現底盤1兩側車輪8間距的改變，可使車輛能適應崎嶇坑窪路面。本發明動力底盤還可滿足農業機械工作時，不同農作物壟寬需要的不同輪距要求，同時，增大輪距可提高車輛的支撐面積，改善了車輛工作時的穩定性，防止車輛發生傾覆。車輛在坑窪路面上行駛時，由於同側兩搖臂14間相對固定，同側搖臂14會相對花鍵軸10周向方向上產生一定擺動，使得花鍵軸10會帶動分動箱6中的前從動齒輪602與後從動齒輪603相對主動齒輪601轉動，由此分動箱6和車身都會繞著差速器5的輸出軸轉動，影響車身的穩定性，因此，在本發明中位於底盤1左右兩側的分動箱6與底盤1間安裝有調整連杆機構20，實現車身姿態的 調整，保持車身穩定。如圖5、圖6所示，所述調整連杆機構20包括第一連杆20a、第二連杆20b、第三連杆20c、第一球鉸20d、第二球鉸20e、第三球鉸20f、第四球鉸20g、第五球鉸20h。其中，第一球鉸20d與第二球鉸20e分別對稱安裝在兩個分動箱6上，第一球鉸20d、第二球鉸21e分別通過第一連杆20a、第二連杆20b與第三球鉸20f、第四球鉸20g相連，第三球鉸20f與第四球鉸20g間通過第三連杆20c相連。 在第三連杆20c的中心處通過第五球鉸21h與底盤1相連。採用球鉸進行連接，可保證各個連杆間具有兩個旋轉的自由度，當左右搖臂相對旋轉時，帶動第一連杆20a、第二連杆20b 運動，使第三球鉸20f和第四球鉸20g產生空間運動，運動軌跡與第三連杆20c的兩端的運動軌跡重合，不發生運動幹涉。由此當底盤1左右兩側的搖臂10間產生相對運動時，可通過調整連杆機構20限制分動箱6相對底盤1的轉動，使底盤1所在平面始終保持與同側兩搖臂14夾角平分線相垂直，由此保持車身的穩定，防止車輛發生側翻，提高車輛的通過性能。所述調整連杆機構20也可安裝在位於底盤1左右兩側的制動器9上，如圖7所示，其中，第一球鉸20d與第二球鉸20e分別對稱安裝在兩個制動器9上，第一球鉸20d、第二球鉸21e分別通過第一連杆20a、第二連杆20b與第三球鉸20f、第四球鉸20g相連，第三球鉸20f與第四球鉸20g間通過第三連杆20c相連。在第三連杆20c的中心處通過第五球鉸21h與底盤1相連。由此當底盤1左右兩側的搖臂10間產生相對運動時，由於制動器9 與分動箱6中主動齒輪601均與差速器5的左輸出軸或有輸出軸固連，由此通過調整連杆機構20限制制動器9的轉動，從而限制分動箱6相對底盤1的轉動。本發明H型汽車傳動動力底盤適用範圍廣，能夠用於全地域軍民用車輛、移動機器人和各種特殊裝備移動平臺的行走機構，如沙漠車、灘涂車等。
權利要求
1.一種具有調整地隙與輪距功能的H型動力底盤，包括底盤以及設置在底盤上的發動機、離合器、變速箱、差速器以及車輪；其中，發動機動力經變速箱、離合器到達差速器，通過差速器的左輸出軸和右輸出軸分別將動力傳遞給四個車輪；其特徵在於還包括分動箱和鏈輪傳動機構；其中，差速器的左輸出軸與右輸出軸分別依次與制動器以及由主動齒輪、前從動齒輪與後從動齒輪組成的分動箱中的主動齒輪相連，每個分動箱中的前從動齒輪、後從動齒輪均與主動齒輪嚙合，前從動齒輪、後從動齒輪分別與一個花鍵軸固連，兩個花鍵軸位於底盤同側；每個花鍵軸上分別套接有搖臂，兩個搖臂位於底盤同側，每一個搖臂內安裝有由主動鏈輪、鏈條以及傳動鏈輪組成的鏈輪傳動機構；其中，主動鏈輪與傳動鏈輪間通過鏈條傳動連接；兩個搖臂中的兩個主動鏈輪軸向上開有內花鍵，與兩個花鍵軸相配合，兩個主動鏈輪分別套接在兩個花鍵軸上，每個傳動鏈輪分別通過車輪軸與車輪相連；兩個搖臂相對的一端分別與齒輪A和齒輪B固連，齒輪A與齒輪B嚙合；所述底盤同側的兩個花鍵軸之間的搖臂外側設置有搖臂罩，搖臂罩與位於底盤同側的兩個搖臂相對一端處軸接，使兩個搖臂相對於搖臂罩旋轉；搖臂罩的頂部安裝有液壓缸，液壓缸的伸縮端固定在同側兩搖臂中的一個搖臂上；在搖臂罩的外側安裝有絲槓螺母，絲槓螺母中的絲槓與電機相連。
2.如權利要求1所述一種具有調整地隙與輪距功能的H型動力底盤，其特徵在於所述兩個分動箱上安裝有第一球鉸與第二球鉸，第一球鉸、第二球鉸分別通過第一連杆、第二連杆與第三球鉸、第四球鉸相連，第三球鉸與第四球鉸間通過第三連杆相連；在第三連杆的中心處通過第五球鉸與底盤相連。
3.如權利要求1所述一種具有調整地隙與輪距功能的H型動力底盤，其特徵在於所述兩個制動器上安裝有第一球鉸與第二球鉸，第一球鉸、第二球鉸分別通過第一連杆、第二連杆與第三球鉸、第四球鉸相連，第三球鉸與第四球鉸間通過第三連杆相連；在第三連杆的中心處通過第五球鉸與底盤相連。
4.如權利要求1或2或3所述一種具有調整地隙與輪距功能的H型動力底盤，其特徵在於所述底盤同側的兩個搖臂間產生相對運動時，底盤所在平面與兩側搖臂夾角平分線相垂直。
全文摘要
本發明公開一種具有調整地隙與輪距功能的H型動力底盤，包括底盤以及安裝在底盤上的發動機、離合器、變速箱、差速器、分動箱、鏈輪傳動機構與車輪。其中，發動機動力經變速箱後到達差速器，通過差速器的左輸出軸與右輸出軸分別將動力經底盤兩側的分動箱傳遞給兩側的鏈輪傳動機構，從而，將動力傳遞給與兩側的鏈輪傳動機構相連的車輪。本發明優點在於同側前後車輪傳動比相同，當同側車輪只有一個車輪打滑，另個車輪未打滑時，可使轉矩傳給不打滑的車輪，並利用不打滑車輪的附著力產生驅動力，使汽車順利起步或繼續行駛，提高了車輛在崎嶇路面條件下的通過性能。且底盤地隙和輪距可調，適應山地，丘陵等崎嶇路面的行駛，具有高通過性和良好的平順性、越障能力和穩定性。
文檔編號B60G17/0165GK102303497SQ20111016144
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月16日 優先權日2011年6月16日
發明者崔瑩, 徐國豔, 李瑞川, 王東超, 籍俊傑, 範新秀, 高峰, 高巧明 申請人:北京航空航天大學