專利名稱：一種單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，具體涉及一種汽車的單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的汽車，一般均采用前輪轉(zhuǎn)向的方式。這種轉(zhuǎn)向系的布置結(jié)構(gòu)及方式具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的特點(diǎn)，但在車輛轉(zhuǎn)向的過程中，汽車的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性受到汽車本身結(jié)構(gòu)布置和外界條件的影響，汽車的機(jī)動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性都不是很理想。汽車四輪轉(zhuǎn)向(4WS)能確保車輛具有良好的操縱性和穩(wěn)定性，即有效控制車輛的橫向 運(yùn)動(dòng)特性，以充分保證車輛的操縱穩(wěn)定性，其具有轉(zhuǎn)向響應(yīng)快、轉(zhuǎn)向能力強(qiáng)、直線行駛穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因此汽車四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的研究具有重大意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，該機(jī)構(gòu)應(yīng)只需一個(gè)驅(qū)動(dòng)力就能實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向，并具有前后轉(zhuǎn)向車輪異向轉(zhuǎn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地豎直定位在車架前端的兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸、可轉(zhuǎn)動(dòng)地豎直鉸接在車架后端的兩
個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸以及分別--安裝在前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸底端和后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸底端的輪子；其特征在
于該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還包括連接兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)前輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)的前轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，以及連接兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)后輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)的后轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，還包括一同時(shí)驅(qū)使前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸和后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一可沿著車架上的導(dǎo)軌直線滑動(dòng)的齒條桿，該齒條桿的前端齒條與固定在前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸上的前轉(zhuǎn)向齒輪嚙合，該齒條桿的后端齒條則與固定在后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸上的后轉(zhuǎn)向齒輪嚙合，前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸與后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。所述前轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)中，兩個(gè)前擺桿的一端分別與兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸--固定，另
有一前連桿的兩端分別與兩個(gè)前擺桿的另一端鉸接。所述后轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)中，兩個(gè)后擺桿的一端分別與兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸一一固定，另有一后連桿的兩端分別與兩個(gè)后擺桿的另一端鉸接。本實(shí)用新型的工作原理是車輛需要轉(zhuǎn)向時(shí)，可通過電機(jī)或其它機(jī)械驅(qū)使齒條桿3沿著導(dǎo)軌直線滑動(dòng)；若齒條桿沿著如圖I中箭頭A方向所示直線滑動(dòng)時(shí)，則同時(shí)驅(qū)動(dòng)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸6順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)而后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸7逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(另一前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸也由前轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)帶動(dòng)跟隨著前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸6作同向轉(zhuǎn)動(dòng)；而另一后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸也由后轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)帶動(dòng)跟隨著后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸7作同向轉(zhuǎn)動(dòng))，從而順利實(shí)現(xiàn)了車輛的順時(shí)針轉(zhuǎn)向。同理，若齒條桿沿著箭頭A的反方向直線移動(dòng)，車輛則實(shí)現(xiàn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)向。而且，車輛在轉(zhuǎn)向過程中，由于前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸與后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同而轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，因而所有車輪軸線相交于一點(diǎn)，符合阿克曼轉(zhuǎn)向原理(如圖6所示)。本實(shí)用新型的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型只需一個(gè)驅(qū)動(dòng)力就能實(shí)現(xiàn)車輛的四個(gè)車輪同步轉(zhuǎn)向(保證四個(gè)車輪同時(shí)轉(zhuǎn)向)，并實(shí)現(xiàn)前后轉(zhuǎn)向車輪異向轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到最小轉(zhuǎn)彎半徑的效果；還能使汽車的轉(zhuǎn)向符合阿克曼轉(zhuǎn)向原理(所有車輪的軸線相交于一點(diǎn))。此外，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)可靠，制造成本也低。

圖I是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型中的滑軌的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型中的齒輪桿的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，該單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中，一種單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸6可轉(zhuǎn)動(dòng)地豎直定位(通常是通過軸承安裝定位)在車架9前端,每個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸的底端均裝有輪子(前輪8);兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸7可轉(zhuǎn)動(dòng)地豎直定位(通常是通過軸承安裝定位)車架后端，每個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸底端均裝有輪子(后輪9);這些結(jié)構(gòu)均與現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)相同。本實(shí)用新型的改進(jìn)是該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還設(shè)置了連接兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)前輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)的前轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，以及連接兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)后輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)的后轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，還設(shè)置了一個(gè)同時(shí)驅(qū)使前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸和后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述前轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)中，兩個(gè)前擺桿11-1分別與兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸軸線垂直布置，并且兩個(gè)前擺桿的一端分別與兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸一一固定；另有一前連桿11的兩端分別與前述兩個(gè)前擺桿的另一端鉸接。這樣就能確保兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸(以及兩個(gè)前輪)能夠同向轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，所述后轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)中，兩個(gè)后擺桿12-1分別與兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸軸線垂直布置，并且兩個(gè)后擺桿的一端分別與兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸一一固定；另有一后連桿12的兩端分別與前述后兩個(gè)擺桿的另一端鉸接。所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，齒條桿3 (圖5所示)通過導(dǎo)軌安裝在車架上，因而能實(shí)現(xiàn)直線滑動(dòng)。該導(dǎo)軌可以有多種結(jié)構(gòu)，圖4中顯示的導(dǎo)軌是滑軌5以及與滑軌配合的滑塊4(又稱為直線軸承)；滑軌5固定(通過螺釘固定)在車架上，齒條桿則與滑塊固定(通過螺釘固定)。該齒條桿的前端齒條與固定在前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸上的前轉(zhuǎn)向齒輪I (前轉(zhuǎn)向齒輪與前轉(zhuǎn)向連接軸6通過鍵連接固定)哨合,該齒條桿的后端齒條則與固定在后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸上的后轉(zhuǎn)向齒輪2 (后轉(zhuǎn)向齒輪與后轉(zhuǎn)向連接軸7通過鍵連接固定)嚙合，前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸與后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。由于齒輪齒條傳動(dòng)以及齒輪傳動(dòng)具有精度高、傳動(dòng)比穩(wěn)定、傳動(dòng)可靠等優(yōu)點(diǎn)，加上轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)(即前轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，后轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu))已經(jīng)很成熟，所以能夠使汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)所有車輪軸線都交于一點(diǎn)(圖6中的0點(diǎn))，符合阿克曼轉(zhuǎn)向原理。
權(quán)利要求1.一種單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地豎直定位在車架(9)前端的兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸(6)、可轉(zhuǎn)動(dòng)地豎直鉸接在車架后端的兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸(7)以及分別一一安裝在前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸底端和后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸底端的輪子；其特征在于該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還包括連接兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)前輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)的前轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，以及連接兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)后輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)的后轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，還包括一同時(shí)驅(qū)使前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸和后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一可沿著車架上的導(dǎo)軌直線滑動(dòng)的齒條桿(3)，該齒條桿的前端齒條與固定在前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸上的前轉(zhuǎn)向齒輪(I)嚙合，該齒條桿的后端齒條則與固定在后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸上的后轉(zhuǎn)向齒輪(2)嚙合，前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸與后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于所述前轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)中，兩個(gè)前擺桿(11-1)的一端分別與兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸固定，另有一前連桿(11)的兩端分別與兩個(gè)前擺桿的另一端鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于所述后轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)中，兩個(gè)后擺桿(12-1)的一端分別與兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸一一固定，另有一后連桿(12)的兩端分別與兩個(gè)后擺桿的另一端鉸接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。所要解決的技術(shù)問題是提供的機(jī)構(gòu)應(yīng)只需一個(gè)驅(qū)動(dòng)力就能實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向，并具有前后轉(zhuǎn)向車輪異向轉(zhuǎn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的特點(diǎn)。技術(shù)方案是一種單驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地豎直定位在車架前端的兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸、可轉(zhuǎn)動(dòng)地豎直鉸接在車架后端的兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸以及分別一一安裝在前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸底端和后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸底端的輪子；其特征在于該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還包括連接兩個(gè)前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)前輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)的前轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，以及連接兩個(gè)后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)后輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)的后轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，還包括一同時(shí)驅(qū)使前轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸和后轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)B62D3/12GK202783339SQ20122037127
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者曾錦鋒, 劉曉龍, 杜小強(qiáng), 楊蒙愛, 竇爭寶 申請人:浙江理工大學(xué)