四輪轂電機驅動的物流車的制作方法
【專利摘要】一種四輪轂電機驅動的物流車，減震系統(tǒng)中前減震機構每組板簧的上端左右兩側與車架縱梁連接，每組板簧下端中間部位與前橋連接；后減震機構每組板簧的上端左側與車架縱梁用銷軸連接，右側與搖桿支架用銷軸連接，搖桿支架再與車架縱梁用銷軸連接，每組板簧下端中間部位與后橋固定連接；前橋兩端有固定套，固定套與轉向支架上端固接的軸活動套裝在一起，二者軸承配合連接；車輪安裝在轉向支架下方，車輪上安裝有輪轂電機，輪轂電機控制器安裝在車架上；方向盤通過轉向軸與轉向控制器連接；轉向控制器內設置有微型汽車轉向四連桿機構；轉盤電機固定連接在車架上，轉盤電機輸出軸與轉向支架上端固接軸通過聯(lián)軸器連接，轉盤電機上均裝有轉角編碼器。
【專利說明】
四輪轂電機驅動的物流車
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種由四輪轂電機驅動，可實現(xiàn)車輛橫向行駛，縱向行駛，原地轉向以及車輛按任意角度轉彎行駛的純電動物流車?！颈尘凹夹g】
[0002]隨著工業(yè)機械化和自動化的發(fā)展，機械化貨物搬運已廣泛普及，大大小小功能各異的貨運物流車已穿梭在城市道路或工廠運輸行業(yè)，方便了人們的勞動作業(yè)及生活。但目前現(xiàn)有的物流搬運，車輛往往限定在前進后退方向的運動，并且當車輛轉彎時，需要駕駛員轉動方向盤，多次調整車輪到適宜的角度才能實現(xiàn)順利的轉彎，增加了轉彎作業(yè)的復雜性， 尤其在狹小的空間，更不利于車輛的順利轉彎。
【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是設計一款各車輪可以按預定角度自動旋轉的純電動物流車，實現(xiàn)車輛的橫、縱向行駛，原地轉向以及按任意角度的轉彎行駛，解決由于空間狹小等原因引起的車輛行駛作業(yè)困難的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用的技術方案是:一種四輪轂電機驅動的物流車，主要包括車架、動力電源、驅動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和減震系統(tǒng)，車架主要由車架縱梁、前橋、后橋焊接而成，車架上安裝有車棚、操控平臺、可調節(jié)座椅、動力電源、轉向支架和車輪，還包括轉向控制系統(tǒng)；所述的減震系統(tǒng)包括前減震機構和后減震機構，前、后減震機構均包括兩組板簧;所述的前減震機構每組板簧的上端左右兩側與車架縱梁用銷軸連接，每組板簧下端中間部位與前橋用轉軸連接;所述的后減震機構每組板簧的上端左側與車架縱梁用銷軸連接，右側與搖桿支架用銷軸連接，搖桿支架再與車架縱梁用銷軸連接，每組板簧下端中間部位與后橋固定連接;所述的前橋的兩端分別固接有固定套，固定套與轉向支架上端固接的軸活動套裝在一起，二者軸承配合連接;所述的車輪安裝在轉向支架下方，車輪上安裝有輪轂電機， 輪轂電機控制器安裝在車架上；所述的轉向控制系統(tǒng)包括方向盤、轉向軸、轉向控制器、轉盤電機、轉角編碼器、角度傳感器;方向盤通過轉向軸與轉向控制器連接;所述的轉向控制器內設置有微型汽車轉向四連桿機構;所述的轉盤電機固定連接在車架上，轉盤電機輸出軸與轉向支架上端固接軸通過聯(lián)軸器連接，轉盤電機上均裝有轉角編碼器。
[0005]微型汽車轉向四連桿機構由機架、連桿a、連桿b、連桿c組成，其中機架為轉向控制器的上壁，連桿c的中間位置設有銷軸孔，轉向控制器內部設置有用于采集連桿a和連桿b的運動角度的角度傳感器。
[0006]轉向軸上端與方向盤固定連接，下端穿過轉向控制器的上壁螺紋連接一轉向軸螺母，轉動方向盤帶動轉向軸螺母在轉向控制器內轉動。
[0007]轉向軸螺母上固定連接一豎拉桿，豎拉桿沿著微型汽車轉向四連桿機構中連桿c中間的銷軸孔做豎直上下的移動，方向盤的轉動帶動微型汽車轉向四連桿機構運動。
[0008]轉向軸螺母的兩端對稱固定連接橫拉桿，橫拉桿兩端設置有掛鉤孔。
[0009]轉向控制器內設置有實現(xiàn)方向盤轉角自動回位功能的彈簧復位裝置。
[0010]復位彈簧的一端掛在橫拉桿兩端的掛鉤孔內，另一端對稱固定在轉向控制器的上壁。
[0011]轉向控制器內設置方向盤轉角左、右限位裝置，包括左、右極限位置開關，以及左、 右極限位置觸點；當方向盤轉到左、右極限位置時，復位彈簧擠壓左、右極限位置觸點，使左、右極限位置開關導通，把左、右極限位置信號傳送給轉向控制器，進而控制相應的轉盤電機的轉動。
[0012]物流車驅動系統(tǒng)為四輪轂電機驅動，四輪轂電機對應安裝在各車輪內，四輪轂電機由同一加速踏板控制。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明結合汽車轉向的運動學原理，設置微型汽車轉向四連桿機構，利用方向盤，轉角編碼器，轉向控制器等，控制四車輪的角度，使車輛在狹窄的空間作業(yè)環(huán)境下，實現(xiàn)了橫、縱向行駛，原地轉向以及任意角度轉彎行駛，降低了車輛轉彎作業(yè)的復雜性，提高了彎效率，去除了傳統(tǒng)的機械式汽車轉向結構，節(jié)省了底盤空間?！靖綀D說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的主視圖。[〇〇15]圖2為本發(fā)明的車架、減震機構及轉向結構俯視圖。
[0016]圖3為本發(fā)明的車架、減震機構及轉向結構側視圖。
[0017]圖4為轉向控制機構的結構示意圖。
[0018]圖中:1-車輪，2-轉軸，3-剎車踏板，4-加速踏板，5-轉向控制器，6-轉向軸，7-操控平臺，8-方向盤，9-車棚，10-座椅，11-車架縱梁，12-動力電源，13-轉角編碼器，14-轉盤電機，15-搖桿支架，16-板簧，17-前橋，18-轉向支架，19-后橋，20-轉軸，21-連桿a，22-連桿b， 23-左極限位置開關，24-左極限位置觸點，25-復位彈簧，26-橫拉桿，27-右極限位置觸點， 28-右極限位置開關，29-連桿c，30-豎拉桿，31-轉向軸螺母，32-控制器上壁，33-角度傳感器?！揪唧w實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0020]參見附圖1-4,本發(fā)明所公開的這種物流車為四輪轂電機驅動，可實現(xiàn)車輛橫向行駛，縱向行駛，原地轉向以及車輛按任意角度轉彎行駛的純電動物流車，這種物流車主要包括:車架、動力電源、驅動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、減震系統(tǒng)、轉向控制系統(tǒng)等部分組成，該物流車中的轉向控制系統(tǒng)利用汽車轉向的運動學原理，設置微型汽車轉向四連桿機構，利用方向盤， 轉角編碼器，轉向控制器，自動控制各轉向車輪的角度，實現(xiàn)了車輛的橫、縱向行駛，原地轉向以及任意角度的轉彎行駛。
[0021]車架主要由車架縱梁11、前橋17、后橋19焊接而成，車架上安裝有車棚9、操控平臺 7、可調節(jié)座椅10、動力電源12、轉向支架18和車輪1等結構，如圖1、2、3所示。
[0022]本發(fā)明所公開的這種物流車驅動系統(tǒng)為四輪轂電機驅動，四輪轂電機對應安裝在各車輪內，并且四輪轂電機由同一加速踏板4控制。
[0023]這種物流車的減震系統(tǒng)包括:前減震機構和后減震機構。前減震機構和后減震機構均由兩組板簧16組成，其排列布置結構如圖1、2所示。前減震機構每組板簧的上端左右兩側與車架縱梁11用銷軸20連接，每組板簧下端中間部位與前橋17用轉軸2連接，組成具有平衡車身功能的前減震機構。后減震機構每組板簧的上端左側與車架縱梁11用銷軸連接，右側與搖桿支架15用銷軸連接，搖桿支架15再與車架縱梁11銷軸連接，每組板簧下端中間部位與后橋19固定連接，形成搖桿后減震機構。上述前減震機構與后減震機構分別與前橋、后橋、車架縱梁的連接結構方式，消除了車輛在不平路面行駛或車輪遇坎時，產生的不同扭矩。
[0024]這種物流車前橋17的兩端分別固接有固定套，固定套與轉向支架18上端固接的軸活動套裝在一起，二者軸承配合連接，使得轉向支架繞豎直方向自由轉動。車輪1安裝在轉向支架下方，車輪上安裝有輪轂電機14,輪轂電機控制器安裝在車架上。
[0025]轉向控制系統(tǒng)主要由方向盤8、轉向軸6、轉向控制器5、轉盤電機14、轉角編碼器 13、角度傳感器33等部分組成。方向盤8通過轉向軸6與轉向控制器5連接，如圖1所示。轉向控制器內設置有微型汽車轉向四連桿機構，如圖4所示，包括:機架，連桿a，連桿b，連桿c組成，其中機架為轉向控制器的上壁，連桿c的中間位置設有銷軸孔，轉向控制器內部設置角度傳感器可以采集方向盤、連桿a、連桿b的運動角度。方向盤的轉動帶動微型汽車轉向四連桿機構運動，轉向控制器內運算處理角度傳感器采集的方向盤轉角信號及連桿a、連桿b運動的角度信號，以及轉角編碼器采集的轉盤電機軸的位置信號，進而控制各轉盤電機的運動。
[0026]方向盤轉動帶動微型汽車轉向四連桿機構的轉動方法:轉向軸6上端與方向盤8固定連接，下端穿過轉向控制器的上壁螺紋連接一轉向軸螺母31，轉動方向盤帶動轉向軸螺母在轉向控制器內轉動。轉向軸螺母上固定連接一豎拉桿30,豎拉桿可沿著微型汽車轉向四連桿機構中連桿c中間的銷軸孔做豎直上下的移動，方向盤的轉動帶動微型汽車轉向四連桿機構運動。
[0027]轉盤電機14固定連接在車架上，轉盤電機輸出軸與轉向支架18上端固接軸通過聯(lián)軸器連接，使得轉盤電機的轉動帶動轉向支架繞豎直方向的轉動，進而帶動車輪的轉動。在轉盤電機上設有轉角編碼器13，采集轉盤電機的轉角情況。
[0028]本發(fā)明設置有實現(xiàn)方向盤轉角自動回位功能的彈簧復位裝置，其結構如圖4所示， 在轉軸螺母的兩端固定連接橫拉桿26，橫拉桿兩端設置有掛鉤孔，復位彈簧25的一端掛在橫拉桿兩端的掛鉤孔內，另一端對稱固定在轉向控制器上壁。[〇〇29]本發(fā)明還設置方向盤轉角左右限位裝置，主要由左極限位置開關23,左極限位置觸點24,右極限位置開關28,右極限位置觸點27等部分組成，如圖4所示。當方向盤轉到極限位置時，復位彈簧25擠壓左極限位置觸點24或右極限位置觸點27，使左極限位置開關23，或右極限位置開關28導通，把左右極限位置信號傳送給轉向控制器，進而控制相應的轉盤電機的轉動。
[0030]本發(fā)明物流車設置有操控平臺7,安裝在車棚內便于駕駛員操作的方向盤右側，主要包括:車輛電源啟動開關，縱向向前或向后行駛操縱手柄，橫向向左或向右行駛操縱手柄，轉彎行駛開關，駐車按鈕。
[0031]這種物流車各工作模式下均通過方向盤、角度傳感器、角度編碼器、轉向控制器、 轉盤電機等控制各車輪的角度。
[0032] 1)本發(fā)明物流車向前行駛時，轉向控制器控制后輪轉角為0度，前輪轉向；向后行駛時，轉向控制器控制前輪轉角為〇度，后輪轉向。[〇〇33]2)本發(fā)明物流車橫向行駛時，轉向控制器控制四車輪轉角均與車架呈90度。
【主權項】
1.一種四輪轂電機驅動的物流車，主要包括車架、動力電源、驅動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和減 震系統(tǒng)，車架主要由車架縱梁、前橋、后橋焊接而成，車架上安裝有車棚、操控平臺、可調節(jié) 座椅、動力電源、轉向支架和車輪，其特征在于:還包括轉向控制系統(tǒng)；所述的減震系統(tǒng)包括前減震機構和后減震機構，前、后減震機構均包括兩組板簧;所述 的前減震機構每組板簧的上端左右兩側與車架縱梁用銷軸連接，每組板簧下端中間部位與 前橋用轉軸連接;所述的后減震機構每組板簧的上端左側與車架縱梁用銷軸連接，右側與 搖桿支架用銷軸連接，搖桿支架再與車架縱梁用銷軸連接，每組板簧下端中間部位與后橋 固定連接;所述的前橋的兩端分別固接有固定套，固定套與轉向支架上端固接的軸活動套 裝在一起，二者軸承配合連接;所述的車輪安裝在轉向支架下方，車輪上安裝有輪轂電機， 輪轂電機控制器安裝在車架上；所述的轉向控制系統(tǒng)包括方向盤、轉向軸、轉向控制器、轉盤電機、轉角編碼器、角度傳 感器;方向盤通過轉向軸與轉向控制器連接;所述的轉向控制器內設置有微型汽車轉向四 連桿機構;所述的轉盤電機固定連接在車架上，轉盤電機輸出軸與轉向支架上端固接軸通 過聯(lián)軸器連接，轉盤電機上均裝有轉角編碼器。2.根據權利要求1所述的四輪轂電機驅動的物流車，其特征在于，所述的微型汽車轉向 四連桿機構由機架、連桿a、連桿b、連桿c組成，其中機架為轉向控制器的上壁，連桿c的中間 位置設有銷軸孔，轉向控制器內部設置有用于采集連桿a和連桿b的運動角度的角度傳感 器。3.根據權利要求1所述的四輪轂電機驅動的物流車，其特征在于，轉向軸上端與方向盤 固定連接，下端穿過轉向控制器的上壁螺紋連接一轉向軸螺母，轉動方向盤帶動轉向軸螺 母在轉向控制器內轉動。4.根據權利要求3所述的四輪轂電機驅動的物流車，其特征在于，所述的轉向軸螺母上 固定連接一豎拉桿，豎拉桿沿著微型汽車轉向四連桿機構中連桿c中間的銷軸孔做豎直上 下的移動，方向盤的轉動帶動微型汽車轉向四連桿機構運動。5.根據權利要求3所述的四輪轂電機驅動的物流車，其特征在于，所述的轉向軸螺母的 兩端對稱固定連接橫拉桿，橫拉桿兩端設置有掛鉤孔。6.根據權利要求3所述的四輪轂電機驅動的物流車，其特征在于，轉向控制器內設置有 實現(xiàn)方向盤轉角自動回位功能的彈簧復位裝置。7.根據權利要求6所述的四輪轂電機驅動的物流車，其特征在于，復位彈簧的一端掛在 橫拉桿兩端的掛鉤孔內，另一端對稱固定在轉向控制器的上壁。8.根據權利要求1所述的四輪轂電機驅動的物流車，其特征在于，轉向控制器內設置方 向盤轉角左、右限位裝置，包括左、右極限位置開關，以及左、右極限位置觸點；當方向盤轉 到左、右極限位置時，復位彈簧擠壓左、右極限位置觸點，使左、右極限位置開關導通，把左、 右極限位置信號傳送給轉向控制器，進而控制相應的轉盤電機的轉動。9.根據權利要求1所述的四輪轂電機驅動的物流車，其特征在于，所述的物流車驅動系 統(tǒng)為四輪轂電機驅動，四輪轂電機對應安裝在各車輪內，四輪轂電機由同一加速踏板控制。
【文檔編號】B62D7/14GK106080764SQ201610406538
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】周翠玉, 王華磊, 周玉飛, 龔亮, 于江, 路春光
【申請人】華北理工大學