專利名稱：獨立轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛轉(zhuǎn)向技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及線傳轉(zhuǎn)向技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種具有大轉(zhuǎn)向角特性的獨立轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨著電驅(qū)動技術(shù)和線傳技術(shù)的發(fā)展，集成了輪內(nèi)電機和線傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的高機動性電動車輛已得到了極大的關(guān)注。此類車輛上采用的獨立轉(zhuǎn)向裝置，可根據(jù)阿克曼角的要求，獨立轉(zhuǎn)動每個車輪，實現(xiàn)原地中心轉(zhuǎn)向、定點轉(zhuǎn)向和橫行等功能，極大地拓展了車輛在狹小空間內(nèi)的機動性。美國專利US6561397B1公開了一種獨立轉(zhuǎn)向裝置，其包括一端與底盤相連接、另一端與轉(zhuǎn)向支架相連接的上、下橫臂，轉(zhuǎn)向支架可隨上、下橫臂進行上下跳動，但不可前后 移動或轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向節(jié)可轉(zhuǎn)動地連接在轉(zhuǎn)向支架上，在轉(zhuǎn)向支架上還設(shè)置了轉(zhuǎn)向電機及其減速機構(gòu)，其通過齒輪和轉(zhuǎn)向節(jié)相連接并傳遞動力以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向運動。美國專利US6568697B1公開了另外一種獨立轉(zhuǎn)向裝置，其包括下端與下橫臂通過球鉸相連接、上端與減振裝置可轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)向節(jié)，減振裝置不可轉(zhuǎn)動地固定在底盤上，轉(zhuǎn)向電機及其減速機構(gòu)布置在減振裝置和轉(zhuǎn)向節(jié)之間并固接在減振裝置的下端，其輸出端與轉(zhuǎn)向節(jié)上端相連接以傳遞動力進行轉(zhuǎn)向。美國專利US7204341B2公開了另外一種獨立轉(zhuǎn)向裝置，其包括固接在車橋末端的主銷，通過軸承可轉(zhuǎn)動連接在主銷上的轉(zhuǎn)向節(jié)，轉(zhuǎn)向電機及其減速機構(gòu)布置在轉(zhuǎn)向節(jié)上，其輸出端與主銷固接，轉(zhuǎn)向電機的動力通過減速機構(gòu)后輸出到主銷上，由于主銷固定不可轉(zhuǎn)動，其反作用轉(zhuǎn)矩推動轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)動。美國專利申請US2007/0045036A1公開了一種獨立轉(zhuǎn)向裝置，其包括布置在主銷軸線上的轉(zhuǎn)向電機及其減速機構(gòu)，特別地，在減速機構(gòu)輸出端配置了等速萬向節(jié)輸出軸。該獨立轉(zhuǎn)向裝置適用于多種懸架，且安裝靈活。用于雙橫臂懸架時，可將其固接在轉(zhuǎn)向節(jié)中下部，等速萬向節(jié)輸出軸下端穿過下橫臂原球銷孔后固接，或者將其固接在下橫臂的下側(cè)，等速萬向節(jié)輸出軸下端向上穿過下橫臂原球銷孔后和轉(zhuǎn)向節(jié)下部固接。在上述的技術(shù)方案中，均采用了輸出軸線與主銷軸線重合的轉(zhuǎn)動執(zhí)行器，理論上只要橫臂、車輪等構(gòu)件不發(fā)生干涉，即可實現(xiàn)-35° +95°的大轉(zhuǎn)向角范圍。但是，前兩種技術(shù)方案，需要對懸架進行較大的修改，以形成一可以上下跳動但不可轉(zhuǎn)動的支撐以固定轉(zhuǎn)向裝置，第三種技術(shù)方案需要實主銷，只適用于非獨立懸架車橋，第四種技術(shù)方案采用了等速萬向節(jié)輸出軸，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。因此，還存在著提供一種獨立轉(zhuǎn)向裝置的需求，其結(jié)構(gòu)簡單，對懸架修改小，不需要實主銷，特別適合采用上下球鉸形成虛主銷的雙橫臂懸架，且具有大轉(zhuǎn)向角特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種獨立轉(zhuǎn)向裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，對懸架修改小，不需要實主銷，特別適合采用上下球鉸形成虛主銷的雙橫臂懸架，且具有大轉(zhuǎn)向角特性。本發(fā)明提供了一種獨立轉(zhuǎn)向裝置，其包括轉(zhuǎn)向電機，用于提供驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)向的動力；減速機構(gòu)，用于對所述轉(zhuǎn)向電機的動力輸出進行轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)向節(jié)，用于支撐所述減速機構(gòu)和帶動車輪繞主銷軸線轉(zhuǎn)向；上橫臂，通過上球鉸連接所述轉(zhuǎn)向節(jié)；以及連桿，用于連接所述減速機構(gòu)的動力輸出端和所述上橫臂。 根據(jù)本發(fā)明的獨立轉(zhuǎn)向裝置，所述減速機構(gòu)包括減速器、小齒輪和大齒輪，其中，所述轉(zhuǎn)向電機通過所述減速器連接所述小齒輪，所述小齒輪嚙合所述大齒輪，所述大齒輪連接所述連桿，所述減速器的殼體與所述轉(zhuǎn)向節(jié)連接，所述減速器和所述小齒輪與所述轉(zhuǎn)向電機同軸配置和布置，所述大齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐在所述減速器的殼體或所述轉(zhuǎn)向節(jié)上，其軸線與主銷軸線重合。根據(jù)本發(fā)明的獨立轉(zhuǎn)向裝置，所述連桿的下端與所述減速機構(gòu)的動力輸出端固
接；以及所述連桿的上端與所述上橫臂鉸接，其中，鉸接軸線垂直于主銷軸線并相交于所述上球鉸的球頭中心。根據(jù)本發(fā)明的獨立轉(zhuǎn)向裝置，所述的獨立轉(zhuǎn)向裝置還包括角度傳感器，用于測量車輪的轉(zhuǎn)向角。根據(jù)本發(fā)明的獨立轉(zhuǎn)向裝置，當所述轉(zhuǎn)向電機旋轉(zhuǎn)時，動力通過所述減速機構(gòu)的動力輸出端傳遞到所述連桿上，由于所述連桿被所述上橫臂限制不可轉(zhuǎn)動，反作用轉(zhuǎn)矩就驅(qū)動所述轉(zhuǎn)向節(jié)帶動車輪繞主銷軸線轉(zhuǎn)向。因此，根據(jù)本發(fā)明可以得到一種獨立轉(zhuǎn)向裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，對懸架修改小，不需要實主銷，特別適合采用上下球鉸形成虛主銷的雙橫臂懸架，且具有大轉(zhuǎn)向角特性。


圖I是本發(fā)明的實施例所涉及的獨立轉(zhuǎn)向裝置的軸測局部剖視示意圖；圖2是圖I所示的獨立轉(zhuǎn)向裝置的不含轉(zhuǎn)向節(jié)的軸測局部剖視示意圖。圖中1轉(zhuǎn)向電機；2，21，22，23分別是減速機構(gòu)、減速器、小齒輪和大齒輪；3上橫臂；4連桿；5轉(zhuǎn)向節(jié)；6上球鉸；10車輪;A1主銷軸線；A2鉸接軸線；C1上球鉸球頭中心。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。應(yīng)理解，實施例僅是用于說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的限制。圖I和圖2分別是本發(fā)明的實施例所涉及的獨立轉(zhuǎn)向裝置的軸測局部剖視示意圖和不含轉(zhuǎn)向節(jié)5的軸測局部剖視示意圖。參照圖I和圖2，本發(fā)明提供了一種獨立轉(zhuǎn)向裝置，其包括轉(zhuǎn)向電機I，用于提供驅(qū)動車輪10轉(zhuǎn)向的動力；減速機構(gòu)2，用于對轉(zhuǎn)向電機I的動力輸出進行轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)向節(jié)5，用于支撐減速機構(gòu)2和帶動車輪10繞主銷軸線Al轉(zhuǎn)向；上橫臂3，通過上球鉸6連接轉(zhuǎn)向節(jié)5 ;以及連桿4，用于連接減速機構(gòu)2的動力輸出端和上橫臂3。減速機構(gòu)2包括減速器21、小齒輪22和大齒輪23，其中，轉(zhuǎn)向電機I通過減速器21連接小齒輪22，小齒輪22嚙合大齒輪23，大齒輪23連接連桿4，減速器21的殼體與轉(zhuǎn)向節(jié)5連接，減速器21和小齒輪22與轉(zhuǎn)向電機I同軸配置和布置，大齒輪23可轉(zhuǎn)動地支撐在減速器21的殼體或轉(zhuǎn)向節(jié)5上，其軸線與主銷軸線Al重合。由于體積限制，轉(zhuǎn)向電機I多采用10(T200W的高速電機來實現(xiàn)，為了滿足轉(zhuǎn)向特性的要求，其轉(zhuǎn)速必須降低。因此，需要匹配傳動比較大的減速器21。諧波減速器或多級行星減速器可實現(xiàn)的傳動比大，且可滿足布置的要求。連桿4的下端與大齒輪23固接，連桿4的上端與上橫臂3鉸接，其中，鉸接軸線A2垂直于主銷軸線Al并相交于上球鉸6的球頭中心Cl。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，大齒輪23的轉(zhuǎn)動必須被限制以產(chǎn)生反作用力矩，因此，必須將其連接到在車輪10轉(zhuǎn)向時相對不轉(zhuǎn)動的部件，即上橫臂3上。由于車輪10上下跳動時，上橫臂3和轉(zhuǎn)向節(jié)5之間的夾角也會發(fā)生改變，因此，必須在上橫臂3上找到一根相對轉(zhuǎn)向節(jié)5不動的軸線，來鉸接連桿4。過上球鉸6的球頭中心Cl且垂直于主銷軸線Al的軸線A2可以滿足這一要求。
獨立轉(zhuǎn)向裝置還包括未示出的角度傳感器，其用于測量車輪10的轉(zhuǎn)向角，反饋給控制裝置后，調(diào)整轉(zhuǎn)向電機I的輸出，以精確實現(xiàn)所要求的阿克曼角。由于大齒輪23和車輪10的轉(zhuǎn)向角范圍一致，因此，設(shè)置在大齒輪23的附近的角度傳感器可以精確地測量車輪10的轉(zhuǎn)向角。當轉(zhuǎn)向電機I旋轉(zhuǎn)時，動力通過減速器21和小齒輪22傳遞到大齒輪23上，由于大齒輪23被連桿4限制不可轉(zhuǎn)動，反作用轉(zhuǎn)矩就驅(qū)動轉(zhuǎn)向節(jié)5帶動車輪10繞主銷軸線Al轉(zhuǎn)向。如上所述，本發(fā)明實施例的獨立轉(zhuǎn)向裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，對懸架修改小，不需要實主銷，特別適合采用上下球鉸形成虛主銷的雙橫臂懸架，且具有大轉(zhuǎn)向角特性。本發(fā)明并不局限于上述實施例，而是覆蓋在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所進行的所有改變和修改。這些改變和修改不應(yīng)被認為是脫離了本發(fā)明的精神和范圍，并且所有諸如對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的修改均應(yīng)被包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種獨立轉(zhuǎn)向裝置，其包括 轉(zhuǎn)向電機，用于提供驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)向的動カ； 減速機構(gòu)，用于對所述轉(zhuǎn)向電機的動カ輸出進行轉(zhuǎn)換； 轉(zhuǎn)向節(jié)，用于支撐所述減速機構(gòu)和帶動車輪繞主銷軸線轉(zhuǎn)向； 上橫臂，通過上球鉸連接所述轉(zhuǎn)向節(jié)；以及 連桿，用于連接所述減速機構(gòu)的動カ輸出端和所述上橫臂。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獨立轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述減速機構(gòu)包括減速器、小齒輪和大齒輪，其中，所述轉(zhuǎn)向電機通過所述減速器連接所述小齒輪，所述小齒輪嚙合所述大齒輪，所述大齒輪連接所述連桿，所述減速器的殼體與所述轉(zhuǎn)向節(jié)連接，所述減速器和所述小齒輪與所述轉(zhuǎn)向電機同軸配置和布置，所述大齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐在所述減速器的殼體或所述轉(zhuǎn)向節(jié)上，其軸線與主銷軸線重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獨立轉(zhuǎn)向裝置，其特征在干， 所述連桿的下端與所述減速機構(gòu)的動カ輸出端固接；以及 所述連桿的上端與所述上橫臂鉸接，其中，鉸接軸線垂直于主銷軸線并相交于所述上球鉸的球頭中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獨立轉(zhuǎn)向裝置，其特征在干， 所述的獨立轉(zhuǎn)向裝置還包括角度傳感器，用于測量車輪的轉(zhuǎn)向角。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獨立轉(zhuǎn)向裝置，其特征在干， 當所述轉(zhuǎn)向電機旋轉(zhuǎn)時，動力通過所述減速機構(gòu)的動カ輸出端傳遞到所述連桿上，由于所述連桿被所述上橫臂限制不可轉(zhuǎn)動，反作用轉(zhuǎn)矩就驅(qū)動所述轉(zhuǎn)向節(jié)帶動車輪繞主銷軸線轉(zhuǎn)向。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種獨立轉(zhuǎn)向裝置，其包括轉(zhuǎn)向電機，用于提供驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)向的動力；減速機構(gòu)，用于對轉(zhuǎn)向電機的動力輸出進行轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)向節(jié)，用于支撐減速機構(gòu)和帶動車輪繞主銷軸線轉(zhuǎn)向；上橫臂，其通過上球鉸連接轉(zhuǎn)向節(jié)；以及連桿，其用于連接減速機構(gòu)的動力輸出端和上橫臂。減速機構(gòu)包括減速器、小齒輪和大齒輪，其中，轉(zhuǎn)向電機通過減速器連接小齒輪，小齒輪嚙合大齒輪，大齒輪連接連桿，減速器的殼體與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，減速器和小齒輪與轉(zhuǎn)向電機同軸配置和布置，大齒輪可轉(zhuǎn)動地支撐在減速器的殼體或轉(zhuǎn)向節(jié)上，其軸線與主銷軸線重合。
文檔編號B62D5/04GK102837733SQ201210349589
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者夏承鋼, 孫江明 申請人:上海中科深江電動車輛有限公司