懸掛式車輛智能轉向系統的製作方法

2023-12-04 18:58:21

本發明涉及車輛轉向技術領域，特別涉及一種可實現360度自由行駛的智能轉向系統。

背景技術：

伴隨社會工業化的進程，各種功能的車輛使用頻率得到顯著提升，交通的擁擠、倉儲空間的狹小，都會給居民日常生活、企業生產等帶來諸多不便。

申請人檢索到一種具有 360 度轉向功能的智能穿梭車（CN 104326205 B），其採用與輪組轉向及驅動總成數目相同的轉動器、輪式電機，由轉動器負責轉向，由輪式電機負責提供前進或者後退的動力，其雖然可實現全方位任意角度的設定，但是其結構過於臃腫，成本較高，並且其減震性能較差。

技術實現要素：

為解決現有技術中存在問題，並且克服同領域中360度自由轉向系統的弊端，本發明的目的是提供一種結構強度高，並且簡化轉向系統以及動力供應系統，同時兼備有較高減震優勢的智能轉向系統。

為實現上述技術目的，本發明所採用的技術方案如下。

懸掛式車輛智能轉向系統，其包括車架主體，安裝於車架主體前端的前置傳動總成，安裝於車架主體後端的後置傳動總成，前置傳動總成、後置傳動總成的兩端分別對稱設置有與車架主體連接的輪組轉向及驅動總成，並且前置傳動總成、後置傳動總成與輪組轉向及驅動總成之間連接有轉向傳動總成、動力傳動總成，前置傳動總成、後置傳動總成分別通過轉向傳動總成向輪組轉向及驅動總成傳遞轉向動能，前置傳動總成、後置傳動總成分別通過動力傳動總成向輪組轉向及驅動總成傳遞行駛動力；前置傳動總成與後置傳動總成之間連接有轉向傳動軸、動力傳動軸，前置傳動總成連接於車輛轉向系統，由車輛轉向系統給予前置傳動總成提供轉向的驅動力，前置傳動總成通過轉向傳動軸向後置傳動總成提供轉向動能，前置傳動總成與後置傳動總成之間通過動力傳動軸進行行駛動力的傳遞；

其中，輪組轉向及驅動總成包括與車架主體連接的連接架、與連接架滑動連接的定位板、與定位板固定連接的定位懸架，定位板通過軸承a與連接架連接，連接架連接於軸承a的外圈，定位板連接於軸承a的內圈處，轉向傳動總成的輸出端與定位板上端之間設置布置有第一傳動部件，轉向傳動總成的輸出端連接於第一傳動部件的主動件，定位板上端連接於第一傳動部件的從動件；

其中，輪組轉向及驅動總成還包括安裝於定位懸架並且可繞自身軸線轉動的軸a、軸c，軸a呈豎直方向布置並且穿設於定位板，軸c呈水平方向布置，軸a上端的驅動端與動力傳動總成的輸出端之間設置有第二傳動部件，動力傳動總成的輸出端連接於第二傳動部件的主動件，軸a上端的驅動端連接於第二傳動部件的從動件，軸a下端的輸出端與軸c之間設置有第三傳動部件，軸a下端的輸出端連接於第三傳動部件的主動件，軸c的驅動端連接於第三傳動部件的從動件；

其中，定位懸架的下端部設置有凸出的安裝軸段，安裝軸段滑動匹配有輪轂，輪轂上設置有延伸至安裝軸段中心處並且與輪轂同軸線布置的軸d，軸d安裝於安裝軸段內並且可繞自身軸線轉動，輪轂上還設置有與套接於安裝軸段外部的軸承相匹配的槽體；輪轂的外部安裝連接輪胎；

其中，軸c與軸d之間還布置有第四傳動部件，軸c的輸出端連接於第四傳動部件的主動件，軸d的驅動端連接於第四傳動部件的從動件。

前置傳動總成的兩端分別設置有前置轉向輸出端、前置動力輸出端，後置傳動總成的兩端分別設置有後置轉向輸出端、後置動力輸出端，前置轉向輸出端、後置轉向輸出端分別連接於轉向傳動總成的驅動端，前置動力輸出端、後置動力輸出端分別連接於動力傳動總成的驅動端。

連接架與車架主體之間還設置有減震總成，減震總成包括下行減震支架、減震器、上行減震支架，下行減震支架的一端鉸接於連接架、另一端鉸接於車架主體，上行減震支架的一端鉸接於連接架、另一端鉸接於車架主體，減震器呈傾斜布置，減震器的收縮端鉸接於連接架，減震器的固定殼體鉸接於車架主體，減震器與連接架的鉸接位置與下行減震支架與連接架的鉸接位置同軸線布置，減震器與車架主體的鉸接位置與行減震支架與車架主體的鉸接位置同軸線布置；上述的轉向傳動總成、動力傳動總成由多個軸段通過萬向節進行連接。

轉向傳動總成包括自驅動端向輸出端依次設置的轉向軸段a、轉向軸段b、轉向軸段c、轉向軸段d、轉向軸段e，動力傳動總成包括自驅動端向輸出端依次設置的動力供應軸段a、動力供應軸段b、動力供應軸段c、動力供應軸段d、動力供應軸段e，轉向軸段a連接於前置轉向輸出端、後置轉向輸出端，動力供應軸段a連接於前置動力輸出端、後置動力輸出端，轉向軸段a、動力供應軸段a的中心軸線呈水平方向布置，轉向軸段b、動力供應軸段b呈傾斜方向布置，並且轉向軸段a、動力供應軸段a在豎直方向上的高度低於轉向軸段c、動力供應軸段c在豎直方向上的高度；採用該種傾斜布局的主要目的是為了降低整個底盤的高度並且可實現車輛重心下移的效果。

轉向傳動總成的輸出端安裝有齒輪a，連接架上安裝有與齒輪a相匹配的齒輪b，並且齒輪a的中心軸線與齒輪b的中心軸線相互垂直，連接架上還安裝有與齒輪b同軸線布置並且位於齒輪b下端的齒輪e，齒輪b與齒輪e通過連軸連接並且齒輪b的轉動可驅動齒輪e的同步轉動，齒輪e與固定設置於定位板上端的齒輪f相嚙合；當轉向傳動總成傳遞動能時，通過齒輪a、齒輪b的嚙合，以及齒輪e、齒輪f的嚙合，即可驅動定位板以及與定位板固定連接的定位懸架的轉動；定位懸架上轉動匹配有軸a、軸b，軸a、軸b的中心軸線呈豎直方向布置，定位板上設置有與軸a相匹配的中心軸孔，定位板上還設置有與軸b相匹配的邊側軸孔，軸a的頂端固定設置有齒輪d，齒輪d與設置於動力傳動總成輸出端的齒輪c相嚙合，並且齒輪c的中心軸線與齒輪d的中心軸線相互垂直，軸a的中間位置處還固設有齒輪g，軸b上固設有與齒輪g相匹配的齒輪h，軸b上還固設有與齒輪h同軸線布置的齒輪i，軸c的驅動端安裝有與齒輪i相嚙合的齒輪j；當動力傳動總成傳遞動能時，通過齒輪c、齒輪d的嚙合，以及齒輪g、齒輪h的嚙合，以及齒輪i、齒輪j的嚙合，可實現軸c繞自身軸線發生轉動。

軸c的輸出端與軸d的驅動端之間通過鏈傳動機構連接，軸c的輸出端連接於鏈傳動機構的主動件，軸d的驅動端連接於鏈傳動機構的從動件；當軸c發生轉動時，通過鏈傳動機構的動能傳動，即可實現輪胎的轉動，使得車輛獲得前進或者後退的動能。

安裝軸段的外部套接有軸承b、軸承c，輪轂上還設置有分別與軸承b、軸承c相匹配的內槽、外槽；在實際使用過程中，可優選採用軸承b的外環直徑小於軸承c的外環直徑，可保證輪轂的自身強度，避免過分削弱輪轂厚度；輪轂的外部安裝有輪胎並且採用緊固件使得輪胎與輪轂固定。

連接架包括支撐段、減震段，支撐段與減震段垂直設置並且呈L形布局，支撐段與定位板之間通過軸承連接，減震總成安裝於減震段與車架主體之間。

定位懸架呈L形布局，凸出的安裝軸段設置於L形開口處並且向外延伸，採用L形布局的定位懸架，在實際安裝輪胎過程中，可節約大量空間，並且在降低車底盤高度方面具備較大優勢。

附圖說明

圖1為本發明的車架主體與四組輪組轉向及驅動總成連接的結構示意圖。

圖2為前置傳動總成與後置傳動總成連接的結構示意圖。

圖3為前置傳動總成與兩組輪組轉向及驅動總成相連接的結構示意圖。

圖4為輪組轉向及驅動總成的結構示意圖。

圖5為輪組轉向及驅動總成的結構示意圖。

圖6為連接架的結構示意圖。

圖7為定位懸架與定位板相匹配的結構示意圖。

圖8為定位板的結構示意圖。

圖9為定位懸架與定位板相匹配的結構示意圖。

圖10為定位板與密封板相匹配的結構示意圖。

圖11為軸a、軸b、軸c相連接的結構示意圖。

圖12為輪轂與輪組轉向及驅動總成的連接結構示意圖。

圖13為輪轂與輪組轉向及驅動總成的連接結構示意圖。

圖14為輪轂的結構示意圖。

圖15為減震總成與輪組轉向及驅動總成、車架主體連接的結構示意圖。

圖16為連接架的結構示意圖。

圖17為減震總成與車架主體連接的結構示意圖。

圖中標示為：

10、車架主體；10a、前置傳動總成；10aa、前置轉向輸出端；10bb、前置動力輸出端；10b、後置傳動總成；10ba、後置轉向輸出端；10bb、後置動力輸出端；10c、轉向傳動軸；10d、動力傳動軸；

20、轉向傳動總成；20a、轉向軸段a；20b、轉向軸段b；20c、轉向軸段c；20d、轉向軸段d；20e、轉向軸段e；

30、動力傳動總成；30a、動力供應軸段a；30b、動力供應軸段b；30c、動力供應軸段c；30d、動力供應軸段d；30e、動力供應軸段e；

40、輪組轉向及驅動總成；410、頂蓋；420、連接架；420a、支撐段；420b、減震段；430、定位懸架；440、定位板；440a、中心軸孔；440b、邊側軸孔；450、密封板；460、軸a；470；軸b；480、軸c；490、輪轂；490a、軸d；490b、內槽；490c、外槽；

50、減震總成；510、下行減震支架；520、減震器；530、上行減震支架；

60a、軸承a；60b、軸承b；60c、軸承c；

70、輪胎；

1aa、齒輪a；1bb、齒輪b；2aa、齒輪c；2bb、齒輪d；3aa、齒輪e；3bb、齒輪f；4aa、齒輪g；4bb、齒輪h；5aa、齒輪i；5bb、齒輪j。

具體實施方式

參見附圖1-3所示，懸掛式車輛智能轉向系統，其包括車架主體10，安裝於車架主體10前端的前置傳動總成10a，安裝於車架主體10後端的後置傳動總成10b，前置傳動總成10a、後置傳動總成10b的兩端分別對稱設置有與車架主體連接的輪組轉向及驅動總成40，並且前置傳動總成10a、後置傳動總成10b與輪組轉向及驅動總成40之間連接有轉向傳動總成20、動力傳動總成30，前置傳動總成10a、後置傳動總成10b分別通過轉向傳動總成20向輪組轉向及驅動總成40傳遞轉向動能，前置傳動總成10a、後置傳動總成10b分別通過動力傳動總成30向輪組轉向及驅動總成40傳遞行駛動力；前置傳動總成10a與後置傳動總成10b之間連接有轉向傳動軸10c、動力傳動軸10d，前置傳動總成10a連接於車輛轉向系統，由車輛轉向系統給予前置傳動總成提供轉向的驅動力，前置傳動總成10a通過轉向傳動軸10c向後置傳動總成10b提供轉向動能，前置傳動總成10a與後置傳動總成10b之間通過動力傳動軸10d進行行駛動力的傳遞。

參見附圖2所示，前置傳動總成10a的兩端分別設置有前置轉向輸出端10aa、前置動力輸出端10bb，後置傳動總成10b的兩端分別設置有後置轉向輸出端10ba、後置動力輸出端10bb，前置轉向輸出端10aa、後置轉向輸出端10ba分別連接於轉向傳動總成20的驅動端，前置動力輸出端10bb、後置動力輸出端10bb分別連接於動力傳動總成30的驅動端。

參見附圖4-13所示，輪組轉向及驅動總成40包括與車架主體10連接的連接架420、與連接架420滑動連接的定位板440、與定位板440固定連接的定位懸架430，定位板440通過軸承a60a與連接架420連接，轉向傳動總成20的輸出端安裝有齒輪a1aa，連接架上安裝有與齒輪a1aa相匹配的齒輪b1bb，並且齒輪a1aa的中心軸線與齒輪b1bb的中心軸線相互垂直，連接架420上還安裝有與齒輪b1bb同軸線布置並且位於齒輪b1bb下端的齒輪e3aa，齒輪b1bb與齒輪e3aa通過連軸連接並且齒輪b1bb的轉動可驅動齒輪e3aa的同步轉動，齒輪e3aa與固定設置於定位板440上端的齒輪f3bb相嚙合；當轉向傳動總成20傳遞動能時，通過齒輪a、齒輪b的嚙合，以及齒輪e、齒輪f的嚙合，即可驅動定位板440以及與定位板440固定連接的定位懸架430的轉動；定位懸架430上轉動匹配有軸a460、軸b470，軸a460、軸b470的中心軸線呈豎直方向布置，軸a460、軸b470穿過定位板440，並且定位板440上設置有與軸a460相匹配的中心軸孔440a，定位板440上還設置有與軸b470相匹配的邊側軸孔440b，軸a460的頂端固定設置有齒輪d2bb，齒輪d2bb與設置於動力傳動總成30輸出端的齒輪c2aa相嚙合，並且齒輪c2aa的中心軸線與齒輪d2bb的中心軸線相互垂直，軸a460的中間位置處還固設有齒輪g4aa，軸b470上固設有與齒輪g4aa相匹配的齒輪h4bb，軸b470上還固設有與齒輪h4bb同軸線布置的齒輪i5aa，定位懸架430上安裝有可繞自身軸線轉動並且中心軸線呈水平方向布置的軸c480，軸c480的驅動端安裝有與齒輪i5aa相嚙合的齒輪j5bb；當動力傳動總成30傳遞動能時，通過齒輪c、齒輪d的嚙合，以及齒輪g、齒輪h的嚙合，以及齒輪i、齒輪j的嚙合，可實現軸c480繞自身軸線發生轉動。

參見附圖9-14所示，定位懸架430的下端部設置有凸出的安裝軸段，安裝軸段的外部套接有軸承b60b、軸承c60c，安裝軸段滑動匹配有輪轂490，輪轂490上設置有延伸至安裝軸段中心處並且與輪轂490同軸線布置的軸d490a，軸d490a安裝於安裝軸段內並且可繞自身軸線轉動，輪轂490上還設置有分別與軸承b60b、軸承c60c相匹配的內槽490b、外槽490c；在實際使用過程中，可優選採用軸承b60b的外環直徑小於軸承c60c的外環直徑，可保證輪轂490的自身強度，避免過分削弱輪轂厚度；輪轂490的外部安裝有輪胎70並且採用緊固件使得輪胎與輪轂固定。

參見附圖11-13所示，軸c480的輸出端與軸d490a的驅動端之間通過鏈傳動機構連接，軸c480的輸出端連接於鏈傳動機構的主動件，軸d490a的驅動端連接於鏈傳動機構的從動件；當軸c480發生轉動時，通過鏈傳動機構的動能傳動，即可實現輪胎的轉動，使得車輛獲得前進或者後退的動能。

由於車輛在行駛過程中，必然會遇到各種障礙物，為提高車輛的安全性能、提升駕駛的舒適度、降低車輛的硬性碰撞損傷等，減震功能的設計尤為重要，申請人研究過在本申請之前並且同樣實現在任意巷道內行駛的技術，其共同存在減震環節的弊端，並不能與減震器建立有效的連接，為此本發明提出了一種具體可行的減震技術。

參見附圖15-17，連接架420與車架主體10之間還設置有減震總成50，減震總成50包括下行減震支架510、減震器520、上行減震支架530，下行減震支架510的一端鉸接於連接架420、另一端鉸接於車架主體10，上行減震支架530的一端鉸接於連接架420、另一端鉸接於車架主體10，減震器520呈傾斜布置，減震器520的收縮端鉸接於連接架420，減震器520的固定殼體鉸接於車架主體10，尤為重要地，減震器520與連接架420的鉸接位置與下行減震支架510與連接架420的鉸接位置同軸線布置，減震器520與車架主體10的鉸接位置與行減震支架530與車架主體10的鉸接位置同軸線布置。

為更好的解決減震問題並與減震總成50相配合，上述的轉向傳動總成20、動力傳動總成30採用多段式柔性連接方式，具體地，轉向傳動總成20、動力傳動總成30由多個軸段通過萬向節進行連接。

參見附圖3，更為完善地，轉向傳動總成20包括自驅動端向輸出端依次設置的轉向軸段a20a、轉向軸段b20b、轉向軸段c20c、轉向軸段d20d、轉向軸段e20e，動力傳動總成30包括自驅動端向輸出端依次設置的動力供應軸段a30a、動力供應軸段b30b、動力供應軸段c30c、動力供應軸段d30d、動力供應軸段e30e，轉向軸段a20a連接於前置轉向輸出端10aa、後置轉向輸出端10ba，動力供應軸段a30a連接於前置動力輸出端10ba、後置動力輸出端10bb，轉向軸段a20a、動力供應軸段a30a的中心軸線呈水平方向布置，轉向軸段b20b、動力供應軸段b30b呈傾斜方向布置，初始狀態下，轉向軸段c20c、轉向軸段d20d、轉向軸段e20e、動力供應軸段c30c、動力供應軸段d30d、動力供應軸段e30e均呈水平方向布置，並且轉向軸段a20a、動力供應軸段a30a在豎直方向上的高度低於轉向軸段c20c、動力供應軸段c30c在豎直方向上的高度；採用該種傾斜布局的主要目的是為了降低整個底盤的高度並且可實現車輛重心下移的效果。

當受路面障礙物阻擋或者凹陷物體下陷影響，下行減震支架510與上行減震支架530向上發生傾斜或者向下發生傾斜，在此過程中減震器520產生減震阻力，與此同時多段式柔性布置的轉向傳動總成20、動力傳動總成30發生一定角度的形變，從而適應減震總成50的變化，達到良好的減震效果。

參見附圖6所示，連接架420包括支撐段420a、減震段420b，支撐段420a與減震段420b垂直設置並且呈L形布局，支撐段420a與定位板440之間通過軸承60a連接，減震總成50安裝於減震段420b與車架主體10之間。

參見附圖9、10，定位懸架430呈L形布局，凸出的安裝軸段設置於L形開口處並且向外延伸，採用L形布局的定位懸架430，在實際安裝輪胎過程中，可節約大量空間，並且在降低車底盤高度方面具備較大優勢。