四輪電動車差速轉向驅動機構的製作方法

2023-10-22 17:14:37 1

專利名稱：四輪電動車差速轉向驅動機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種四輪電動車差速轉向驅動機構。
技術背景現有的四輪電動車是釆用單電機集中傳動，為了實現轉向，前橋需有轉 向機構，後橋需有差速器，底盤結構複雜，轉向操作費力，萬向節、齒輪、 齒條及差速器齒輪均易機械磨損，維修工作量大。而電機為有刷直流電機， 效率低，且電刷有磨損需定期維修更換。電刷火花所帶來的電磁幹擾問題也 令人頭痛。此外傳統的後輪驅動其越野、爬坡性能也不甚理想。發明內容本發明目的是提供一種通過兩個前輪差速運轉來實現轉向的四輪電動 車差速轉向驅動橋，具有結構簡單且轉向操作省力的特點。本發明的技術方案是 一種四輪電動車差速轉向驅動機構，包括前輪驅 動橋、後輪驅動橋和電控裝置；所述前輪驅動橋包括前輪軸和通過羊角轉向 節安裝在前輪軸兩側的兩個電機，每個電機分別連接並驅動一前輪；而所述 後輪驅動橋包括後輪軸和安裝在後輪軸上的兩個電機，而每個電機分別連接 並驅動一後輪，所述電控裝置與上述四個電機相連。本發明進一步的技術方案是 一種四輪電動車差速轉向驅動機構，包括 前輪驅動橋、後輪驅動橋和電控裝置；所述前輪驅動橋包括前輪軸和通過羊 角轉向節安裝在前輪軸兩側的兩個電機，每個電機分別連接並驅動一前輪； 而所述後輪驅動橋包括後輪軸和安裝在後輪軸上的兩個電機，而每個電機分 別連接並驅動一後輪，所述電控裝置與上述四個電機相連，且前輪驅動橋上 的兩個電機均布置在兩個前輪外側。本發明更進一步的技術方案是 一種四輪電動車差速轉向驅動機構，包 括前輪驅動橋、後輪驅動橋和電控裝置；所述前輪驅動橋包括前輪軸和通過 羊角轉向節安裝在前輪軸兩側的兩個電機，每個電機分別連接並驅動一前 輪而所述後輪驅動橋包括後輪軸和安裝在後輪軸上的兩個電機，而每個電 機分別連接並驅動一後輪，所述電控裝置與上述四個電機相連，且前輪驅動 橋上的兩個電機均布置在兩個前輪外側，而後輪驅動橋上的兩個電機均布置 在兩個後輪內側。本發明詳細的技術方案是一種四輪電動車差速轉向驅動機構，包括前 輪驅動橋、後輪驅動橋和電控裝置；所述前輪驅動橋包括前輪軸和通過羊角 轉向節安裝在前輪軸兩側的兩個電機，每個電機分別連接並驅動一前輪；而 所述後輪驅動橋包括後輪軸和安裝在後輪軸上的兩個電機，而每個電機分別 連接並驅動一後輪，所述電控裝置與上述四個電機相連；所述前輪驅動橋上 的兩個電機均布置在兩個前輪外側；而後輪驅動橋上的兩個電機均布置在兩 個後輪內側；並且所述前輪驅動橋上的兩個電機均採用外轉子永磁無刷直流 電機，每個電機的定子固定在羊角轉向節的聯接軸上，而轉子直接同前輪的 輪轂固定；同時所述後輪驅動橋上的兩個電機也均採用外轉子永磁無刷直流 電機，每個電機的定子固定在後輪軸上，而轉子直接同後輪的輪轂固定。為 了在轉向時準確的得知前輪的轉過角度，更好的控制四輪電動車的運行，本 發明還包括角位移傳感器，該角位移傳感器設置在任一羊角轉向節上，並與 所述電控裝置相連。
本發明所述的這種四輪電動車差速轉向驅動機構，其通過電控裝置控制 前輪軸上的兩個電機分別驅動兩個前輪以不同的轉速運轉(即差速運轉)， 使得四輪電動車產生轉向力，以此完成轉向。而在轉向過程中，本發明同時 通過電控裝置來控制後輪軸上的兩個電機分別驅動兩個後輪以不同的轉速 運轉，從而來協調轉向時各車輪的轉速，減小車輪相對於地面的滑動，減小 輪胎的磨損，降低轉向阻力。
本發明優點是
1. 本發明所述的這種四輪電動車差速轉向驅動機構，其通過電控裝置 控制前輪軸上的兩個電機分別驅動兩個前輪以不同的轉速運轉來實現轉向， 同現有的機械轉向機構相比，其轉向過程無需傳遞機械力矩，更加省力，也 更加靈活方便。
2. 本發明所述的這種四輪電動車差速轉向驅動機構，相比現有技術， 由於取消了前橋轉向機構和後橋差速器，大大簡化了四輪電動車底盤結構， 減輕了維修工作量。
3. 本發明所述的這種四輪電動車差速轉向驅動機構，由於連接驅動前 輪和後輪的電機均進一步採用外轉子永磁無刷直流電機，具有更髙的電機效 率和傳動效率，且不存在電刷磨損和電刷火化問題，有效解決了電刷火花所帶來的電磁幹擾，電機壽命更長，從而進一步提髙了整個差速轉向驅動機構 的運轉穩定性和可靠性。4. 本發明所述的這種四輪電動車差速轉向驅動機構，由於為四個輪子 安排獨立的電機進行驅動，故大大提髙了四輪電動車的爬坡性能和越野性 能。5. 本發明所述的這種四輪電動車差速轉向驅動機構，由於完全通過電 控裝置控制電機來實現四輪電動車的行進和轉向，故更加適合安置在無人駕 駛式的四輪電動車上，也更有利於四輪電動車遙控化的實現。


下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述 圖1為本發明具體實施例的結構示意圖。其中1、前輪軸；2、羊角轉向節；201、聯接軸；3、電機；301、定 子；302、轉子；4、前輪5、後輪軸；6、後輪。
具體實施方式
實施例如圖1所示，本實施例所提供的這種四輪電動車差速轉向驅動 機構，包括前輪驅動橋、後輪驅動橋和電控裝置所述前輪驅動橋包括前輪 軸1和通過羊角轉向節2安裝在前輪軸1兩側的兩個電機3，每個電機3分 別連接並驅動一前輪4;而所述後輪驅動橋包括後輪軸5和安裝在後輪軸5 上的兩個電機3，而每個電機3分別連接並驅動一後輪6，所述電控裝置與 上述四個電機3相連。本實施例中所述前輪驅動橋上的兩個電機3均布置在兩個前輪4外側； 而後輪驅動橋上的兩個電機3均布置在兩個後輪6內側。並且本實施例中所 述前輪驅動橋上的兩個電機3均採用外轉子永磁無刷直流電機，每個電機3 的定子301固定在羊角轉向節2的聯接軸201上，而轉子302直接同前輪4 的輪毅固定同時所述後輪驅動橋上的兩個電機3也均釆用外轉子永磁無刷 直流電機，每個電機3的定子301固定在後輪軸5上，而轉子302直接同後 輪6的輪轂固定。為了在轉向時準確的得知前輪4的轉過角度，更好的控制四輪電動車的 運行，本發明還包括角位移傳感器(圖中未畫出)，該角位移傳感器設置在 其中任一羊角轉向節2上，並與所述電控裝置相連。本實施例工作時主要通過電控裝置控制前輪軸l上的兩個電機3分別驅 動兩個前輪4以不同的轉速運轉(即差速)，使得兩個前輪4繞各自的羊角 轉向節2發生偏轉，以此迫使四輪電動車產生偏向一側的轉向力，從而完成 轉向。而在轉向過程中，角位移傳感器檢測羊角轉向節的角位移(該角位移 也即前輪的角位移)，將參數傳到電控裝置進行閉環處理。在轉向過程中控 制裝置同時控制後輪軸5上的兩個電機3分別驅動兩個後輪6以不同的轉速 運轉，從而來協調轉向時各輪的轉速，減小輪胎相對於地面的滑動，減小輪 胎的磨損。本實施例所述的這種四輪電動車差速轉向驅動機構通過電控裝置控制 前輪軸1上的兩個電機3分別驅動兩個前輪4以不同的轉速運轉來實現轉向，同現有的機械轉向機構相比，其轉向過程無需傳遞機械力矩，更加省力，也 更加靈活方便。並且相比現有技術，本實施例由於取消了前橋轉向機構和後橋差速器， 大大簡化了四輪電動車底盤結構，減輕了維修工作量。並且由於本實施例中所述的四個電機3均採用外轉子永磁無刷直流電 機，具有更高的電機效率和傳動效率，且不存在電刷磨損和電刷火化問題， 有效解決了電刷火花所帶來的電磁幹擾，電機壽命更長，從而進一步提髙了 整個差速轉向驅動機構的運轉穩定性和可靠性。並且本實施例中由於為四個輪子安排獨立的電機進行驅動，故大大提髙 了四輪電動車的爬坡性能和越野性能。並且本實施例所述的這種四輪電動車差速轉向驅動機構，由於完全通過 電控裝置控制電機來實現四輪電動車的行進和轉向，故更加適合安置在無人 駕駛式的四輪電動車上，也更有利於四輪電動車遙控化的實現。當然上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉 此項技術的人能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的 保護範圍。凡根據本發明主要技術方案的精神實質所做的等效變換或修飾， 都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。權利要求
1.一種四輪電動車差速轉向驅動機構，包括前輪驅動橋、後輪驅動橋和電控裝置；其特徵在於所述前輪驅動橋包括前輪軸(1)和通過羊角轉向節(2)安裝在前輪軸(1)兩側的兩個電機(3)，每個電機(3)分別連接並驅動一前輪(4)；而所述後輪驅動橋包括後輪軸(5)和安裝在後輪軸(5)上的兩個電機(3)，而每個電機(3)分別連接並驅動一後輪(6)，所述電控裝置與上述四個電機(3)相連。
2. 根據權利要求1所述的四輪電動車差速轉向驅動機構，其特徵在於 前輪驅動橋上的兩個電機(3)均布置在兩個前輪(4)外側。
3. 根據權利要求2所述的四輪電動車差速轉向驅動機構，其特徵在於 後輪驅動橋上的兩個電機(3)均布置在兩個後輪(6)內側。
4. 根據權利要求1或2或3所述的四輪電動車差速轉向驅動機構，其 特徵在於所述前輪驅動橋上的兩個電機(3)均釆用外轉子永磁無刷直流電 機，每個電機 3)的定子(301)固定在羊角轉向節(2)的聯接軸(201) 上，而轉子(302)直接同前輪(4)的輪轂固定；同時所述後輪驅動橋上的 兩個電機(3)也均採用外轉子永磁無刷直流電機，每個電機(3)的定子(301) 固定在後輪軸(5)上，而轉子(302)直接同後輪(6)的輪轂固定。
5. 根據權利要求1或2或3所述的四輪電動車差速轉向驅動機構，其 特徵在於還包括與所述任一羊角轉向節(2)相對應設置的角位移傳感器， 該角位移傳感器與所述電控裝置相連。
全文摘要
本發明公開了一種四輪電動車差速轉向驅動機構，包括前輪驅動橋、後輪驅動橋和電控裝置；所述前輪驅動橋包括前輪軸和通過羊角轉向節安裝在前輪軸兩側的兩個電機，每個電機分別連接並驅動一前輪；而所述後輪驅動橋包括後輪軸和安裝在後輪軸上的兩個電機，而每個電機分別連接並驅動一後輪，所述電控裝置與上述四個電機相連。本發明通過電控裝置控制前輪軸上的兩個電機驅動兩個前輪差速運轉來實現轉向，同現有的機械轉向機構相比，其轉向過程無需傳遞機械力矩，更加省力，也更加靈活方便，且相比現有技術，本發明由於取消了前橋轉向機構和後橋差速器，大大簡化了四輪電動車底盤結構，減輕了維修工作量。
文檔編號B62D11/04GK101624065SQ200910115930
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月30日 優先權日2009年7月30日
發明者戈紅學, 施建豪, 洪文治 申請人:蘇州小羚羊電動車有限公司