一種汽車智能轉向機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種汽車智能轉向機構，包括等腰三角形轉向拉桿、調整桿、左右各一個對稱設置的從動轉向遙臂、轉向推桿和固定連接在車廂底盤上的轉向軸心。本實用新型提供的汽車智能轉向機構，避免了轉向輪側滑的問題，增強了操控性和安全性；還減少了車輪磨損、行車阻力和油耗。
【專利說明】
一種汽車智能轉向機構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及車輛裝備【技術領域】，尤其涉及一種汽車智能轉向機構。

【背景技術】
[0002]汽車轉向系統(tǒng)(steering system)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。汽車轉向系統(tǒng)對汽車的行駛安全至關重要，因此汽車轉向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。
[0003]在現(xiàn)實生活中，現(xiàn)今在道路上行駛的傳統(tǒng)汽車轉向機構，大都有些不足之處:如圖1所示意的汽車轉向情況，汽車在轉向時兩前輪的轉向角度基本是一樣的(外輪A轉向角a等于內輪B轉向角b)，那么這兩個前輪的轉向半徑也是一樣的，這樣兩個前輪就會在各自的軸心轉向(一個外輪A和一個內輪B)由于外輪A和內輪B的軸心不在同一個圓心上轉向，兩個前輪的運動軌跡就會相交(內輪的轉向不足，外輪轉向過度)。內輪B總是存在將外輪A向外推動的作用趨勢和力，從而使外輪A失去了抓地力，使車輛很容易產生側滑。
[0004]因此，這種傳統(tǒng)的轉向機構存在:(I)操控性、安全性差；(2)車輪磨耗大；(3)增加了行車阻力和油耗等多種問題。不論是前置轉向還是后置轉向機構都有這些弊病。
[0005]綜上所述，如何克服上述技術缺陷是本領域技術人員亟待解決的技術難題。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在于提供一種汽車智能轉向機構，以解決上述問題。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0008]本實用新型提供了一種汽車智能轉向機構，包括等腰三角形轉向拉桿、調整桿、左右各一個對稱設置的從動轉向遙臂、轉向推桿和固定連接在車廂底盤上的轉向軸心；
[0009]所述調整桿的一端轉動連接在車廂的轉向橋或是車廂底盤上，另一端與等腰三角形轉向拉桿的頂點處轉動連接；所述等腰三角形轉向拉桿的兩個腰上均分別鉸接所述從動轉向遙臂和所述轉向推桿；
[0010]所述轉向推桿通過轉向軸心與車輪連接，所述轉向推桿用于驅動所述車輪沿轉向軸心轉向。
[0011]所述調整桿用于沿固定在車廂的轉向橋或是車廂底盤上的鉸接點轉動，進而改變所述等腰三角形轉向拉桿的豎直高度和兩個車輪的轉向角度。
[0012]優(yōu)選的，在汽車進行左轉彎行駛時，所述調整桿用于向左擺動；在汽車進行右轉彎行駛時，所述調整桿用于向右擺動。
[0013]優(yōu)選的，所述從動轉向遙臂的一端與車廂鉸接，另一端鉸接在所述等腰三角形轉向拉桿的底角處。
[0014]優(yōu)選的，所述轉向橋上還設置有減震器。
[0015]優(yōu)選的，還包括調整桿驅動裝置；所述調整桿驅動裝置用于驅動所述調整桿沿固定在車廂的轉向橋或是車廂底盤上的鉸接點轉動。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型實施例的優(yōu)點在于:
[0017]本實用新型提供的一種汽車智能轉向機構，轉向機構可以使左、右車輪轉角完全符合阿克曼轉向特性，內輪有少許的向心牽引力，克服了車輛部分離心力，外輪完全實現(xiàn)純滾動。其原因在于，利用了等腰三角形ABC在轉向時三角形高度減小而增長了 A-C長度，在機構的轉動過程中相當于三角形的一條邊A-B實現(xiàn)了變桿長，這是傳統(tǒng)的梯形轉向機構無法做到的。
[0018]該轉向機構采用兩前輪漸開式轉向，內外輪在各自弧度軌跡上滾動，而且桿件數(shù)量少，與目前其他機構相比結構更簡單，操控性更好。當車輛開始轉向時，這款智能轉向機構就會自動的漸漸增大內輪的轉向角，讓兩轉向輪能在同一軸心轉向，隨著轉向的繼續(xù)增大內輪的轉向軸心也隨之內移，兩前輪的運動軌跡就不是平行的，由于內輪B轉向運動軌跡比圖2中的內輪B運動軌跡弧度要小(圖4的L2的兩前轉向輪軌跡比LI的兩前轉向輪初始軌跡要寬)；這樣內輪就會對車輛產生一定的向心力，有效的減少了車輛因離心力所產生的側滑，大弧度的提高了車輛的操控性與安全性，減少磨耗，節(jié)油。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術中汽車轉向情況效果示意圖；
[0020]圖1a為現(xiàn)有技術中一種汽車轉向系統(tǒng)的簡要結構示意圖；
[0021]圖2為本實用新型實施例提供的汽車智能轉向機構的最理想狀態(tài)的轉向情況效果示意圖；
[0022]圖3為本實用新型實施例提供的汽車智能轉向機構的具體結構示意圖；
[0023]圖4為本實用新型實施例提供的汽車智能轉向機構的實際轉向情況效果示意圖；
[0024]圖5為本實用新型實施例提供的汽車智能轉向機構的車輛的左轉向原理圖示意圖；
[0025]圖6為本實用新型實施例提供的汽車智能轉向機構的分步驟的轉向過程演示過程不意圖。

【具體實施方式】
[0026]下面通過具體的實施例子并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0027]參見圖3，本實用新型實施例提供的一種汽車智能轉向機構，包括等腰三角形轉向拉桿1、調整桿2(需要說明的是，上述調整桿的長度可以根據(jù)實際情況調節(jié)其尺寸特征)、左右各一個對稱設置的從動轉向遙臂3、轉向推桿4和固定連接在車廂底盤上的轉向軸心5 ；
[0028]所述調整桿2的一端轉動連接在車廂的轉向橋或是車廂底盤上(即圖中的D點)，所述調整桿2的另一端與等腰三角形轉向拉桿I的頂點處(即圖中的B點)轉動連接；所述等腰三角形轉向拉桿I的兩個腰上均分別鉸接所述從動轉向遙臂3(即分別為圖中所示意的A、C兩個點)和所述轉向推桿4 ；
[0029]所述轉向推桿4通過轉向軸心5與車輪連接，所述轉向推桿4用于驅動所述車輪(即圖中陰影線所述示意的結構)沿轉向軸心5轉向。
[0030]所述調整桿2用于沿固定在車廂的轉向橋或是車廂底盤上的鉸接點(即圖中的D點)轉動，進而改變所述等腰三角形轉向拉桿的豎直高度和兩個車輪的轉向角度。
[0031]優(yōu)選的，在汽車進行左轉彎行駛時，所述調整桿用于向左擺動；在汽車進行右轉彎行駛時，所述調整桿用于向右擺動。
[0032]優(yōu)選的，所述從動轉向遙臂的一端與車廂鉸接，另一端鉸接在所述等腰三角形轉向拉桿的底角處。
[0033]優(yōu)選的，所述轉向橋上還設置有減震器。需要說明的是上述減震器可以是液力減震器或充氣式減震器、減震彈簧元件等等，對此不再一一贅述。
[0034]優(yōu)選的，還包括調整桿驅動裝置；所述調整桿驅動裝置用于驅動所述調整桿沿固定在車廂的轉向橋或是車廂底盤上的鉸接點轉動。
[0035]需要說明的是，調整桿驅動裝置可以使用液壓或是齒輪齒條結構方式進行左右擺動的驅動；或是采用電機轉動等驅動方式進行對調整桿的驅動，對此本實用新型實施例不再贅述。
[0036]具體技術結構和技術方案說明:
[0037]在圖3所示為“智能轉向機構”的設計圖，以前置為例加以說明:本設計改變了單根的橫拉桿的轉向機(即參見圖1a中示意的傳統(tǒng)轉向機構的簡易示意圖)，把單根橫拉桿一分為二，如圖3的A_B和B_C的兩根橫拉桿在中間增加了一條調整桿B_D并把這兩根橫拉桿放置成三角型A-B-C。轉向時通過調整桿B_D來改變三角型A-B-C的高度，使得A-C寬度隨著轉向機角度的增大而增寬如圖6所示R1〈R2〈R3 ；
[0038]下面對本實用新型實施例提供的汽車智能轉向機構的具體結構原理進行詳細說明:
[0039]需要說明的是，圖2所示是車輛的理想轉向軌跡，在這種理想的軌跡情況中，兩個轉向輪(例如前輪)應是在同一軸心的兩個平行弧度上運動產生的如圖2的運動軌跡，很顯然這兩個轉向輪運動軌跡上平行或近似平行，不存在重合的軌跡，因此內輪不會對外轉向輪產生推力作用，避免了外轉向輪側滑的問題。其中最外側為外輪的運動軌跡，內側的為內輪的運動軌跡；外輪的轉向角a小于內輪的轉向角b，前后不同時刻的內外輪運動軌跡之間的距離始終保持一致，其中LI = L2，此為理論情況。
[0040]具體方案:本實用新型實施例涉及的汽車智能轉向機構，當車輛開始轉向時,這款智能轉向機構就會自動的漸漸增大內輪的轉向角，讓兩轉向輪能在同一軸心轉向，隨著轉向的繼續(xù)增大內輪的轉向軸心也隨之內移(如圖4的內輪B軸心)，兩前輪的運動軌跡就不是平行的，由于內輪B轉向運動軌跡比圖2中的內輪B運動軌跡弧度要小(圖4的L2的兩前轉向輪軌跡比LI的兩前轉向輪初始軌跡要寬，這樣內輪就會對車輛產生一定的向心力，有效的減少了車輛因離心力所產生的側滑，大弧度的提高了車輛的操控性與安全性，減少磨耗，節(jié)油。
[0041]參見圖4，實驗證明，在實際的測試中(在30毫米厚的沙地進行轉向測試)不論是左轉還是右轉前外輪在沙地上留下的輪胎花紋，紋路清晰無側滑現(xiàn)象，前內輪稍有向心牽引的跡像。注意汽車在轉向時，內輪的轉向角b隨著轉向度加大二漸漸地大于外輪轉向角a的角度，兩前輪的運動軌跡的距離也會逐漸的加大(L2逐漸的大于LI);這樣內轉向輪就會產生一定的向心力，從而有效的減少了車輛的離心力所產生的側滑，大幅度地提高了車輛的安全性和操控性。
[0042]圖5所示是車左轉向原理圖，在實際的測試中最大轉向時內輪的轉幅要比外輪寬了 53毫米，從而實現(xiàn)了繞定點內滾動轉向，車輪內輪稍微有向心滾動，而外輪與地面之間均做純滾動而不產生滑移的平穩(wěn)轉向并克服了一定的離心力；(其中，內輪B的轉向角度b大于外輪A的轉向角a)。
[0043]下面說一下圖6中分步驟的轉向過程演示過程:
[0044]在第一個轉向狀態(tài)中，A0-B0-C0:車輛直行時兩前輪處于平行的狀態(tài)AB等于BC。
[0045]在第二個轉向狀態(tài)中，Al-Bl-Cl:車輛在轉向時兩輪的轉向角度在不斷的增大，內輪的轉向角度會逐漸的大于外輪角度。因為三角形ABC逐漸接近180度所以A-C的寬距就會逐漸的增長，那么轉向角度，內輪的角度要比外輪更大。
[0046]見圖6的第三個轉向狀態(tài)中A2-B2-C2 ;此圖的變化最為明顯，R1〈R2〈R3 (很明顯，在第三個轉向狀態(tài)中，A2點的轉向角變化明顯的要大于C2點的轉向角角度)。
[0047]本實用新型實施例提供的汽車智能轉向機構，結論:(I)轉向機構可以使左、右車輪轉角完全符合阿克曼轉向特性，內輪有少許的向心牽引力，克服了車輛部分離心力，外輪完全實現(xiàn)純滾動。其原因在于，利用了三角形ABC在轉向時三角形高度減小而增長了 A-C長度，在機構的轉動過程中相當于三角形的一條邊A-B實現(xiàn)了變桿長，這是傳統(tǒng)的梯形轉向機構無法做到的。
[0048](2)該轉向機構采用兩前輪漸開式轉向，內外輪在各自弧度軌跡上滾動，而且桿件數(shù)量少，與目前其他機構相比結構更簡單，操控性更好。
[0049]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種汽車智能轉向機構，其特征在于， 包括等腰三角形轉向拉桿、調整桿、左右各一個對稱設置的從動轉向遙臂、轉向推桿和固定連接在車廂底盤上的轉向軸心； 所述調整桿的一端轉動連接在車廂的轉向橋或是車廂底盤上，另一端與等腰三角形轉向拉桿的頂點處轉動連接；所述等腰三角形轉向拉桿的兩個腰上均分別鉸接所述從動轉向遙臂和所述轉向推桿； 所述轉向推桿通過轉向軸心與車輪連接，所述轉向推桿用于驅動所述車輪沿轉向軸心轉向； 所述調整桿用于沿固定在車廂的轉向橋或是車廂底盤上的鉸接點轉動，進而改變所述等腰三角形轉向拉桿的豎直高度和兩個車輪的轉向角度。
2.如權利要求1所述的汽車智能轉向機構，其特征在于， 在汽車進行左轉彎行駛時，所述調整桿用于向左擺動；在汽車進行右轉彎行駛時，所述調整桿用于向右擺動。
3.如權利要求1所述的汽車智能轉向機構，其特征在于， 所述從動轉向遙臂的一端與車廂鉸接，另一端鉸接在所述等腰三角形轉向拉桿的底角處。
4.如權利要求1所述的汽車智能轉向機構，其特征在于， 所述轉向橋上還設置有減震器。
5.如權利要求2所述的汽車智能轉向機構，其特征在于， 還包括調整桿驅動裝置；所述調整桿驅動裝置用于驅動所述調整桿沿固定在車廂的轉向橋或是車廂底盤上的鉸接點轉動。
【文檔編號】B62D7/16GK203920892SQ201420401722
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權日:2014年7月18日
【發(fā)明者】劉海云 申請人:劉海云