一種用於輪轂直驅電動汽車的懸掛轉向裝置製造方法
2023-10-31 11:40:32
一種用於輪轂直驅電動汽車的懸掛轉向裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於輪轂直驅電動汽車的懸掛轉向裝置，它涉及汽車懸掛和轉向機構領域，第一垂直絞的另一端與第二垂直絞的一端連接，第二垂直絞的另一端與方向連杆的一端固定連接，方向連杆固定安裝在橫梁上，方向連杆上設置有陀螺擺臂，陀螺擺臂上設置有陀螺，車架兩根縱梁的外側靠近縱向懸臂處均設置有減震器支架，減震器支架上設置有彈性減震器，且彈性減震器的一端固定在減震器支架上，彈性減震器的另一端固定在縱向懸臂上。它結構設計合理，操作簡單，使用方便，不僅可以提供極大的減振行程，而且避免了車輪的側向擺動和輪胎及懸掛機構的磨損，便於在汽車底盤上採用多組驅動橋，使得汽車底盤結構大大簡化，重量減輕。
【專利說明】-種用於輪轂直驅電動汽車的懸掛轉向裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用於輪轂直驅電動汽車的懸掛轉向裝置，屬於汽車懸掛和轉向機 構【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 為了配合傳統傳動方式，現有的汽車底盤的驅動橋多採用橫向懸掛，現有的電動 汽車也是沿用這種懸掛方式，這一懸掛方式限制了車輪減振運動的行程並且在車輪上下運 動時會發生橫向位移造成輪胎在橫向的磨損，同時車輪的旋轉平面與地平面無法保持垂直 從而造成行駛穩性下降和傳動效率降低；為了減小這一影響，發明了一些如麥基遜懸掛、多 連杆懸掛等方式，這又造成機構複雜、零件增多、成本重量上升、可靠性下降、潤滑困難，並 且無法徹底解決機件的磨損，尤其是難以實現較大的減振行程。
[0003] 在傳統輪式車輛中，行駛中的方向穩性是依靠左右兩側車輪的等速運轉，通過機 械差速器和轉向機的機械約束來保證的，機械差速器決定了在一側車輪打滑時，另一側車 輪會失去動力；並且在路面不平時和道路介質發生變化時必然導致方向失穩，同時車架左 右兩側的載重或磨損的不平均也會造成行駛方向偏差，這些都使行駛安全性和平穩度下 降。
[0004] 在輪轂直接驅動的電動汽車中，兩側車輪驅動力及驅動電流的平衡問題很難解 決，傳統上採用電子差速器的方式無法克服路面衝擊造成的方向失穩，也無法適應載重變 化和路面介質的變化，因此一直沒有達到實用化的程度。
【發明內容】
[0005] 針對上述問題，本發明要解決的技術問題是提供一種用於輪轂直驅電動汽車的懸 掛轉向裝置。
[0006] 本發明的一種用於輪轂直驅電動汽車的懸掛轉向裝置，它包含縱梁、橫梁、縱向懸 臂、水平軸、水平轉向擺臂、垂直軸、車輪、調節杆、第一水平絞、第二水平絞、第一垂直絞、第 二垂直絞、方向連杆、陀螺擺臂、陀螺、減震器支架、彈性減震器，兩根縱梁之間橫向設置有 橫梁，橫梁的兩端對稱設置有縱向懸臂，且兩個縱向懸臂的一端均通過水平軸固定在橫梁 的兩端，兩個縱向懸臂的活動端均安裝有水平轉向擺臂，且縱向懸臂與水平轉向擺臂之間 通過垂直軸固定連接，水平轉向擺臂上固定設置有車輪，調節杆的一端固定在水平轉向擺 臂上，調節杆的另一端與第一水平絞的一端連接，第一水平絞的另一端與第二水平絞的一 端連接，第二水平絞的另一端與第一垂直絞的一端連接，第一垂直絞的另一端與第二垂直 絞的一端連接，第二垂直絞的另一端與方向連杆的一端固定連接，方向連杆固定安裝在橫 梁上，方向連杆上設置有陀螺擺臂，陀螺擺臂上設置有陀螺，車架兩根縱梁的外側靠近縱向 懸臂處均設置有減震器支架，減震器支架上設置有彈性減震器，且彈性減震器的一端固定 在減震器支架上，彈性減震器的另一端固定在縱向懸臂上。
[0007] 作為優選，所述的縱向懸臂圍繞水平懸臂軸轉動，其車輪受到衝擊進行減振運動 時，只能在垂直平面內上下擺動而不會左右傾斜，其運動軌跡與車輪旋轉平面保持平行。
[0008] 作為優選，所述的水平轉向擺臂通過調節杆、第一水平絞、第二水平絞、第一垂直 絞和第二垂直絞將擺臂的轉向動作傳遞到方向連杆，在縱向懸臂做上下減振運動時不會影 響水平轉向擺臂的轉向角，反之，若擺臂的轉向角不變，則縱向懸臂做上下減振運動時也不 會使方向連杆動作。
[0009] 作為優選，所述的車輪內置有驅動電機，能使車輪可以圍繞輪軸自由轉動，在兩個 車輪之間沒有傳動軸，車輪既可以各自在獨立的電機電子控制器的控制下運轉，還可以各 自圍繞擺臂轉向軸在水平面轉動以改變行駛方向，車輪轉向運動通過轉向連杆實現兩側車 輪轉向角的聯動，車輪在做上下減振運動時不會影響到轉向角，車輪的轉向角度通過方向 連杆耦合到陀螺儀，而車輪轉向角度通過方向連杆與方向盤聯動，此時方向盤的轉向力直 接傳動到車輪使之轉向，即使車輪失去動力也能控制方向。
[0010] 作為優選，所述的方向連杆不僅在兩側車輪組之間起到方向聯動的作用，在使用 方向盤情況下，方向盤的輸出通過方向盤傳動杆與方向連杆聯動，通過轉動方向盤以撥動 橫向連杆可以起到轉向的作用，此時即使一側車輪失去動力，只要抓緊方向盤，車輛仍然保 持方向穩定，在不使用方向盤的情況下，則通過陀螺控制兩側車輪的驅動力變化來調節轉 向角，而且在兩側車輪組之間還起到力矩配平的作用，如果兩側車輪的驅動力和承載情況 發生變化，必然引起橫向連杆的偏移，此一偏移量通過陀螺擺臂轉換成陀螺的旋轉角度變 化，進而使陀螺感測到空間角度偏移並輸出矯正信號使兩側車輪組驅動力變化從而重新配 平。
[0011] 本發明的有益效果：它結構設計合理，操作簡單，使用方便，不僅可以提供極大的 減振行程，而且避免了車輪的側向擺動和輪胎及懸掛機構的磨損，便於在汽車底盤上採用 多組驅動橋，使得汽車底盤結構大大簡化，重量減輕。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 為了易於說明，本發明由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。
[0013] 圖1為本發明的結構示意圖。
[0014] 圖2為圖1的後視圖。
[0015] 圖3為本發明的立體結構示意圖。
[0016] 圖4為本發明中橫梁與縱向懸臂之間的連接結構示意圖。
[0017] 圖5為本發明中縱梁與橫梁的連接結構示意圖。
[0018] 圖6為圖5的後視圖。
[0019] 其中，1-縱梁；2-橫梁；3-縱向懸臂；4-水平軸；5-水平轉向擺臂；6-垂直軸； 7-車輪；8-調節杆；9-第一水平絞；10-第二水平絞；11-第一垂直絞；12-第二垂直絞； 13-方向連杆；14-陀螺擺臂；15-陀螺；16-減震器支架；17-彈性減震器。
【具體實施方式】
[0020] 如圖1-圖6所示，本【具體實施方式】採用以下技術方案：它包含縱梁1、橫梁2、縱 向懸臂3、水平軸4、水平轉向擺臂5、垂直軸6、車輪7、調節杆8、第一水平絞9、第二水平絞 10、第一垂直絞11、第二垂直絞12、方向連杆13、陀螺擺臂14、陀螺15、減震器支架16、彈性 減震器17,兩根縱梁1之間橫向設置有橫梁2,橫梁2的兩端對稱設置有縱向懸臂3,且兩個 縱向懸臂3的一端均通過水平軸4固定在橫梁2的兩端，兩個縱向懸臂3的活動端均安裝 有水平轉向擺臂5,且縱向懸臂3與水平轉向擺臂5之間通過垂直軸6固定連接，水平轉向 擺臂5上固定設置有車輪7,調節杆8的一端固定在水平轉向擺臂5上，調節杆8的另一端 與第一水平絞9的一端連接，第一水平絞9的另一端與第二水平絞10的一端連接，第二水 平絞10的另一端與第一垂直絞11的一端連接，第一垂直絞11的另一端與第二垂直絞12 的一端連接，第二垂直絞12的另一端與方向連杆13的一端固定連接，方向連杆13固定安 裝在橫梁2上，方向連杆13上設置有陀螺擺臂14,陀螺擺臂14上設置有陀螺15,車架兩根 縱梁1的外側靠近縱向懸臂3處均設置有減震器支架16,減震器支架16上設置有彈性減震 器17,且彈性減震器17的一端固定在減震器支架16上，彈性減震器17的另一端固定在縱 向懸臂3上。
[0021] 其中，所述的縱向懸臂3圍繞水平懸臂軸轉動，其車輪7受到衝擊進行減振運動 時，只能在垂直平面內上下擺動而不會左右傾斜，其運動軌跡與車輪旋轉平面保持平行；所 述的水平轉向擺臂5通過調節杆8、第一水平絞9、第二水平絞10、第一垂直絞11和第二垂 直絞12將擺臂的轉向動作傳遞到方向連杆13,在縱向懸臂3做上下減振運動時不會影響水 平轉向擺臂5的轉向角，反之，若擺臂的轉向角不變，則縱向懸臂3做上下減振運動時也不 會使方向連杆13動作；所述的車輪7內置有驅動電機，能使車輪可以圍繞輪軸自由轉動，在 兩個車輪之間沒有傳動軸，車輪既可以各自在獨立的電機電子控制器的控制下運轉，還可 以各自圍繞擺臂轉向軸在水平面轉動以改變行駛方向，車輪轉向運動通過轉向連杆實現兩 側車輪轉向角的聯動，車輪在做上下減振運動時不會影響到轉向角，車輪的轉向角度通過 方向連杆13耦合到陀螺儀，而車輪轉向角度通過方向連杆與方向盤聯動，此時方向盤的轉 向力直接傳動到車輪使之轉向，即使車輪失去動力也能控制方向；所述的方向連杆13不僅 在兩側車輪組之間起到方向聯動的作用，在使用方向盤情況下，方向盤的輸出通過方向盤 傳動杆與方向連杆聯動，通過轉動方向盤以撥動橫向連杆可以起到轉向的作用，此時即使 一側車輪失去動力，只要抓緊方向盤，車輛仍然保持方向穩定，在不使用方向盤的情況下， 則通過陀螺控制兩側車輪的驅動力變化來調節轉向角，而且在兩側車輪組之間還起到力矩 配平的作用，如果兩側車輪的驅動力和承載情況發生變化，必然引起橫向連杆的偏移，此一 偏移量通過陀螺擺臂轉換成陀螺的旋轉角度變化，進而使陀螺感測到空間角度偏移並輸出 矯正信號使兩側車輪組驅動力變化從而重新配平。
[0022] 本【具體實施方式】中車輛行駛方向的穩定由電子陀螺裝置決定，當行駛方向發生誤 差時，電子陀螺裝置感測空間角度的變化，向各電機電子控制器發出命令，控制相應的電機 驅動電流發生改變，令左右兩側車輪驅動力矩變化使車輛恢復正確的行駛方向，車輛的轉 彎通過左右兩側車輪在電子陀螺裝置的控制下，進行差動動作來完成，駕駛員通過方向盤 發出轉彎指令時，根據電子陀螺裝置反饋的角度信號向各電子電機控制器發出命令，控制 相應的電機驅動電流矢量發生改變，令左右兩側車輪差動使車輛轉彎。
[0023] 本【具體實施方式】在轉向時，通過調節杆8、第一水平鉸9和第二水平絞10將擺臂的 旋轉運動轉換成橫向連杆的直線運動，第一垂直鉸11和第二垂直絞12用來濾除前後和上 下方向的運動分量，使懸臂在上下減振運動時不會影響橫向連杆的輸出也不會影響轉向擺 臂的方向角度，調節杆8可以調節長度以校正車輪的方向角度。
[0024] 本【具體實施方式】的工作原理：橫梁2與兩根縱粱1焊接在一起構成承載式車架，車 架上安裝有操縱踏板，其上設有方向盤4,油門與制動踏板5,方向盤傳動杆處安裝有應變 式測力計，駕駛員扳動方向盤發出轉彎信號時，應變式測力計向電子陀螺輸出壓力或拉力 信號，則電子陀螺裝置根據當前的角度信息向各電機控制器發出命令，控制相應的電機驅 動電流矢量發生改變，令左右兩側車輪差動使車輛轉彎，制動踏板裝有半導體霍爾傳感器， 踩下踏板即向電子陀螺裝置發出制動信號，電子陀螺裝置向兩側車輪電機電子控制器發出 指令使其同步執行制動動作令車輛減速。
[0025] 以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其 等效物界定 。
【權利要求】
1. 一種用於輪轂直驅電動汽車的懸掛轉向裝置，其特徵在於：它包含縱梁（1)、橫梁 (2)、縱向懸臂（3)、水平軸（4)、水平轉向擺臂（5)、垂直軸（6)、車輪（7)、調節杆（8)、第一 水平絞（9)、第二水平絞（10)、第一垂直絞（11)、第二垂直絞（12)、方向連杆（13)、陀螺擺 臂（14)、陀螺（15)、減震器支架（16)、彈性減震器（17)，兩根縱梁⑴之間橫向設置有橫 梁（2)，橫梁（2)的兩端對稱設置有縱向懸臂（3)，且兩個縱向懸臂（3)的一端均通過水平 軸（4)固定在橫梁（2)的兩端，兩個縱向懸臂（3)的活動端均安裝有水平轉向擺臂（5)，且 縱向懸臂⑶與水平轉向擺臂（5)之間通過垂直軸（6)固定連接，水平轉向擺臂（5)上固 定設置有車輪（7)，調節杆（8)的一端固定在水平轉向擺臂（5)上，調節杆（8)的另一端與 第一水平絞（9)的一端連接，第一水平絞（9)的另一端與第二水平絞（10)的一端連接，第 二水平絞（10)的另一端與第一垂直絞（11)的一端連接，第一垂直絞（11)的另一端與第 二垂直絞（12)的一端連接，第二垂直絞（12)的另一端與方向連杆（13)的一端固定連接， 方向連杆（13)固定安裝在橫梁⑵上，方向連杆（13)上設置有陀螺擺臂（14)，陀螺擺臂 (14)上設置有陀螺（15)，車架兩根縱梁（1)的外側靠近縱向懸臂（3)處均設置有減震器支 架（16)，減震器支架（16)上設置有彈性減震器（17)，且彈性減震器（17)的一端固定在減 震器支架（16)上，彈性減震器（17)的另一端固定在縱向懸臂（3)上。
2. 根據權利要求1所述的一種用於輪轂直驅電動汽車的懸掛轉向裝置，其特徵在於： 所述的車輪（7)內置有驅動電機。
【文檔編號】B60G11/14GK104108421SQ201410202440
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】鄒帆 申請人:鄒帆