本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，尤其是涉及一種轉(zhuǎn)向電機布置于轉(zhuǎn)向節(jié)上且?guī)в欣瓧U的四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)保證轉(zhuǎn)向時內(nèi)外車輪轉(zhuǎn)角之間有一定的函數(shù)關(guān)系，近似地滿足阿克曼轉(zhuǎn)向規(guī)律。但是由于轉(zhuǎn)向梯形的存在，必然會導(dǎo)致在車輪上下跳動時產(chǎn)生懸架導(dǎo)向機構(gòu)和轉(zhuǎn)向桿系的運動干涉，也無法實現(xiàn)大角度的轉(zhuǎn)向。而線控四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)取消了傳統(tǒng)的梯形轉(zhuǎn)向機構(gòu)，從根本上解決了該問題。線控四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)通過四套獨立可控的伺服電機傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，在結(jié)構(gòu)允許的情況下轉(zhuǎn)角可以達到±90°，使車輛可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向、蟹行等多種模式。而現(xiàn)有的四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)往往采用燭式懸架等簡單的懸架形式，難以實現(xiàn)較好的懸架運動性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種轉(zhuǎn)向電機布置于轉(zhuǎn)向節(jié)上且?guī)в欣瓧U的四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種轉(zhuǎn)向電機布置于轉(zhuǎn)向節(jié)上且?guī)в欣瓧U的四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向電機、上擺臂和下擺臂，以及用于帶動車輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向節(jié)，所述上擺臂和下擺臂與車身連接，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括拉桿和電機支架，所述電機支架固定于轉(zhuǎn)向節(jié)上，且一端與上擺臂連接，另一端通過拉桿與車架連接，所述轉(zhuǎn)向電機固定于電機支架上，且輸出軸通過鍵與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，所述下擺臂與轉(zhuǎn)向節(jié)連接。

所述拉桿的兩端均通過球鉸與電機支架和車架連接。

所述電機支架通過虎克鉸與上擺臂連接。

所述所述下擺臂通過球鉸與轉(zhuǎn)向節(jié)連接。

所述球鉸的中心位于轉(zhuǎn)向電機輸出軸的軸線上。

所述推力軸承的軸線和轉(zhuǎn)向電機輸出軸的軸線重合。

所述上擺臂和下擺臂通過彈性橡膠襯套與車身連接。

所述轉(zhuǎn)向電機還包括減速器。

所述減速器為渦輪蝸桿減速機。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1)結(jié)合了雙橫臂獨立懸架與線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點，實現(xiàn)良好的懸架運動學(xué)特性的同時將轉(zhuǎn)向電機布置于輪邊，實現(xiàn)了懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一體化，集成度高。

2)轉(zhuǎn)向電機布置于輪邊，轉(zhuǎn)向運動的傳動鏈短，轉(zhuǎn)向響應(yīng)更為靈敏，效率更高。

3)采用拉桿對懸架運動進行導(dǎo)向，懸架系統(tǒng)對側(cè)向力和回正力矩的承載能力較好。

4)剔除了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向桿系，徹底避免了轉(zhuǎn)向桿系與懸架導(dǎo)向桿系之間的干涉，且通過合理布置可以使轉(zhuǎn)向角度接近正負(fù)90度。

5)拉桿的兩端均通過球鉸與電機支架和上擺臂連接，可以避免局部自由度。

6)球鉸的中心線與轉(zhuǎn)向電機輸出軸的軸線位于一條直線上，且推力軸承的軸線和轉(zhuǎn)向電機輸出軸的軸線位于一條直線上，電機軸線也即系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向主銷軸線。

7)電機支架與上擺臂之間運動副關(guān)系為虎克鉸，具有兩個方向的轉(zhuǎn)動自由度，可以通過十字銷或其他等效形式實現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的機構(gòu)原理圖；

圖2為本發(fā)明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、上球鉸，2、上擺臂，3、下擺臂，4、下球鉸，5、轉(zhuǎn)向節(jié)，6、制動盤，7、輪轂軸承壓緊螺母，8、輪轂軸承總成，9、電機支架，10、轉(zhuǎn)向電機，11、車身，12、拉桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

一種轉(zhuǎn)向電機布置于轉(zhuǎn)向節(jié)上且?guī)в欣瓧U的四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，如圖2所示，包括轉(zhuǎn)向電機10、上擺臂2和下擺臂3，以及用于帶動車輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向節(jié)5，上擺臂2和下擺臂3與車身11連接，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括拉桿12和電機支架9，電機支架9固定于轉(zhuǎn)向節(jié)上，且一端與上擺臂2連接，另一端通過拉桿12與車架連接，轉(zhuǎn)向電機10固定于電機支架9上，且輸出軸通過鍵與轉(zhuǎn)向節(jié)5連接，下擺臂3與轉(zhuǎn)向節(jié)7連接。

拉桿12的兩端均通過球鉸與電機支架9和車架連接，電機支架9通過虎克鉸與上擺臂2連接，下擺臂3通過球鉸4與轉(zhuǎn)向節(jié)7連接。

球鉸4的中心位于轉(zhuǎn)向電機10輸出軸的軸線上，且推力軸承的軸線和轉(zhuǎn)向電機10輸出軸的軸線重合。

上擺臂2和下擺臂3通過彈性橡膠襯套與車身11連接。

轉(zhuǎn)向電機2還包括減速器，減速器(未畫出)可采用渦輪蝸桿、行星齒輪等傳動形式，當(dāng)回正力矩較大時建議采用渦輪蝸桿減速機實現(xiàn)自鎖。

本申請?zhí)岢隽宿D(zhuǎn)向電機2(轉(zhuǎn)向電機采用伺服電機)的殼體固連在電機支架9上，電機支架9內(nèi)含有推力軸承(其軸線與電機軸線相同)并通過推力軸承與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，電機輸出軸通過鍵等形式向轉(zhuǎn)向節(jié)傳遞扭矩，可驅(qū)動轉(zhuǎn)向節(jié)繞電機軸線即軸承軸線轉(zhuǎn)動，為實現(xiàn)這一點，電機軸線必須通過連接轉(zhuǎn)向節(jié)和下擺臂3的球鉸4中心線，電機軸線也即系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向主銷軸線。電機支架9通過球鉸與上擺臂2外側(cè)連接，同時電機支架通過兩端帶球鉸的拉桿與車架連接，如為避免局部自由度，拉桿12與車身11的連接處也可使用虎克鉸。上擺臂2和下擺臂3與車身11為轉(zhuǎn)動副運動關(guān)系，具體可通過彈性橡膠襯套實現(xiàn)。伺服電機總成輸出軸線通過下球鉸4的中心。伺服電機總成輸出的力矩(或經(jīng)減速機放大后)輸出到轉(zhuǎn)向節(jié)上，使得車輪能沿主銷發(fā)生轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)線控四輪獨立轉(zhuǎn)向。

該結(jié)構(gòu)方案的機構(gòu)示意圖如圖1所示，該方案在傳統(tǒng)的雙橫臂懸架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在原轉(zhuǎn)向節(jié)5上添加一個軸線通過下球鉸4中心的轉(zhuǎn)動副，且該轉(zhuǎn)動副通過可控的轉(zhuǎn)向電機2(或包含減速器)進行控制，由于通過電機進行轉(zhuǎn)向運動控制，原有的轉(zhuǎn)向橫拉桿內(nèi)側(cè)端與車身通過球鉸或虎克鉸連接，使所述拉桿起到懸架運動導(dǎo)向的作用。該結(jié)構(gòu)在不轉(zhuǎn)向時電機不發(fā)生轉(zhuǎn)動，其結(jié)構(gòu)與雙橫臂懸架結(jié)構(gòu)相同。

轉(zhuǎn)向電機中的減速機可采用渦輪蝸桿或其他形式的減速機，當(dāng)回正力矩較大時，轉(zhuǎn)向電機與減速機總成自身無法保持車輪方向穩(wěn)定時建議采用渦輪蝸桿或其他可以實現(xiàn)自鎖的減速傳動形式。