本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車底盤與轉(zhuǎn)向領(lǐng)域，尤其是涉及一種轉(zhuǎn)向電機(jī)位于麥弗遜懸架硬點(diǎn)處的線控四輪獨(dú)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(guò)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)保證轉(zhuǎn)向時(shí)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(huì)導(dǎo)致在車輪上下跳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向桿系的運(yùn)動(dòng)干涉，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)大角度的轉(zhuǎn)向。而線控四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向技術(shù)取消了傳統(tǒng)的梯形轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，從根本上解決了該問(wèn)題。線控四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向技術(shù)通過(guò)四套獨(dú)立可控的伺服電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在結(jié)構(gòu)允許的情況下轉(zhuǎn)角可以達(dá)到±90°，使車輛可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向、蟹行等多種模式。但現(xiàn)有的線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向技術(shù)往往采用燭式懸架等簡(jiǎn)單的懸架形式，難以在實(shí)現(xiàn)獨(dú)立轉(zhuǎn)向的同時(shí)兼顧到懸架的運(yùn)動(dòng)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題提供一種轉(zhuǎn)向電機(jī)位于麥弗遜懸架硬點(diǎn)處的線控四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種轉(zhuǎn)向電機(jī)位于麥弗遜懸架硬點(diǎn)處的線控四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括車架、車輪、懸架和轉(zhuǎn)向電機(jī)總成，所述懸架分別與車輪和車架連接，所述懸架為包括下擺臂、轉(zhuǎn)向節(jié)和彈簧減振器的麥弗遜懸架，所述下擺臂和彈簧減振器均與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，所述轉(zhuǎn)向節(jié)與車輪連接，所述下擺臂與車架連接，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)總成分別與彈簧減振器和車架連接，通過(guò)驅(qū)動(dòng)彈簧減振器繞轉(zhuǎn)向電機(jī)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)輸出力矩，使轉(zhuǎn)向節(jié)帶動(dòng)車輪偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

所述轉(zhuǎn)向電機(jī)總成包括電機(jī)殼體、電機(jī)支座和轉(zhuǎn)向電機(jī)，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)位于電機(jī)殼體內(nèi)，所述電機(jī)殼體固連在電機(jī)支座上，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸和電機(jī)支座均與彈簧減振器連接，所述電機(jī)殼體與車架連接。

所述轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸與彈簧減振器鍵聯(lián)。

所述電機(jī)支座與彈簧減振器通過(guò)推力軸承連接。

所述轉(zhuǎn)向電機(jī)通過(guò)虎克副與車架連接。

所述虎克副的實(shí)現(xiàn)方式包括十字銷或具有虎克鉸運(yùn)動(dòng)特征的橡膠襯套。

所述轉(zhuǎn)向電機(jī)總成還包括帶有自鎖功能的減速機(jī)。

所述減速機(jī)包括渦輪蝸桿減速機(jī)。

所述下擺臂通過(guò)下擺臂球鉸與轉(zhuǎn)向節(jié)連接。

所述轉(zhuǎn)向電機(jī)總成的輸出軸線通過(guò)下擺臂球鉸的中心。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)將麥弗遜獨(dú)立懸架與線控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了良好的懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的同時(shí)將轉(zhuǎn)向電機(jī)總成布置于懸架硬點(diǎn)處，實(shí)現(xiàn)了懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一體化，集成程度高。

(2)轉(zhuǎn)向電機(jī)總成布置于麥弗遜懸架的硬點(diǎn)處，轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈短，轉(zhuǎn)向響應(yīng)更加靈敏，效率更高，且無(wú)需占用輪邊空間，占用空間小。

(3)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，通過(guò)合理的布置使得轉(zhuǎn)向角度接近正負(fù)90度，轉(zhuǎn)向范圍廣。

(4)轉(zhuǎn)向電機(jī)通過(guò)虎克副與車架連接，虎克副的實(shí)現(xiàn)形式可以為十字銷也可以為具有虎克鉸運(yùn)動(dòng)特征的橡膠襯套，實(shí)現(xiàn)方式靈活，適用范圍廣。

(5)轉(zhuǎn)向電機(jī)總成還包括帶有自鎖功能的減速機(jī)，當(dāng)回正力矩較大時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向電機(jī)總成的減速傳動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1為彈性橡膠鉸總成，2為轉(zhuǎn)向電機(jī)，3為電機(jī)支座，4為彈簧減振器上支座，5為彈簧，6為彈簧減振器下支座，7為連接件，8為下擺臂，9為下擺臂球鉸，10為轉(zhuǎn)向節(jié)，11為輪轂軸承壓緊螺母，12為輪轂軸承，13為制動(dòng)盤，14為減振器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1所示為本實(shí)施例中提供的轉(zhuǎn)向電機(jī)位于麥弗遜懸架硬點(diǎn)處的線控四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括車架、車輪、懸架和轉(zhuǎn)向電機(jī)總成，懸架分別與車輪和車架連接，懸架為包括下擺臂、轉(zhuǎn)向節(jié)和彈簧減振器的麥弗遜懸架，下擺臂和彈簧減振器均與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，轉(zhuǎn)向節(jié)與車輪連接，下擺臂與車架連接，轉(zhuǎn)向電機(jī)總成分別與彈簧減振器和車架連接，驅(qū)動(dòng)彈簧減振器繞轉(zhuǎn)向電機(jī)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)輸出力矩，使轉(zhuǎn)向節(jié)帶動(dòng)車輪偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理是在傳統(tǒng)的麥弗遜懸架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)副拆分原理，將原先結(jié)構(gòu)中聯(lián)接彈簧減振器總成與車身的球鉸運(yùn)動(dòng)副拆分為一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副(為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng))和虎克鉸運(yùn)動(dòng)副，拆分出的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線必須通過(guò)麥弗遜懸架的下球鉸中心，該轉(zhuǎn)動(dòng)副通過(guò)可控的轉(zhuǎn)向電機(jī)(或包含減速器)進(jìn)行控制。不難從理論上證明，該運(yùn)動(dòng)副的拆分不影響機(jī)構(gòu)自由度，該懸架結(jié)構(gòu)成立。

具體的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該轉(zhuǎn)向電機(jī)位于麥弗遜懸架硬點(diǎn)處的線控四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由彈性橡膠鉸總成1、轉(zhuǎn)向電機(jī)2、電機(jī)支座3、彈簧減振器上支座4、彈簧5、彈簧減振器下支座6、連接件7、下擺臂8、下擺臂球鉸9、轉(zhuǎn)向節(jié)10、輪轂軸承壓緊螺母11、輪轂軸承12(局部)、制動(dòng)盤13和減振器14組成。

從圖中可以看出，轉(zhuǎn)向電機(jī)總成中的電機(jī)殼體固連在電機(jī)支座3上，電機(jī)支座3與彈簧減振器上支座通4過(guò)推力軸承連接(未畫出)，可繞電機(jī)軸線相互轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向電機(jī)2的輸出軸通過(guò)鍵聯(lián)接彈簧減振器上支座4，并可驅(qū)動(dòng)彈簧減振器上支座繞電機(jī)軸線即主銷軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。彈簧減振器上支座4和下支座6之間置有彈簧5和減振器14，上下支座之間僅可沿彈簧5和減振器14的公共軸線(也即所述電機(jī)軸線)移動(dòng)，彈簧減振器下支座6與轉(zhuǎn)向節(jié)10通過(guò)連接件7固聯(lián)在一起。通過(guò)上述構(gòu)件之間的連接關(guān)系，電機(jī)可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)10和輪轂軸承12沿電機(jī)軸線(即主銷軸線)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)總成2中的電機(jī)殼體通過(guò)橡膠鉸總成1連接在車身或副車架上，所屬?gòu)椥韵鹉z鉸總成1具有虎克鉸運(yùn)動(dòng)特征。下擺臂8外側(cè)通過(guò)球鉸9與轉(zhuǎn)向節(jié)10連接，內(nèi)側(cè)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與車架連接(一般采用橡膠襯套，未畫出)。轉(zhuǎn)向電機(jī)總成輸出軸線通過(guò)下擺臂球鉸9的中心。

轉(zhuǎn)向電機(jī)總成中還設(shè)有減速機(jī)，減速機(jī)可采用渦輪蝸桿或其他形式的減速機(jī)，當(dāng)回正力矩較大時(shí)，轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)與減速機(jī)自身無(wú)法保持車輪方向穩(wěn)定時(shí)可以采用渦輪蝸桿或其他可以實(shí)現(xiàn)自鎖的減速傳動(dòng)形式。轉(zhuǎn)向電機(jī)總成中的電機(jī)殼體與車身連接處的運(yùn)動(dòng)副關(guān)系應(yīng)通過(guò)虎克鉸或其他等效形式實(shí)現(xiàn)，比如十字銷或具有虎克鉸運(yùn)動(dòng)特征的橡膠襯套。