專利名稱：一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用于線控獨立轉(zhuǎn)向且車輪轉(zhuǎn)角范圍較大的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，具體涉及轉(zhuǎn)向及懸架兩個子系統(tǒng)的功能的實現(xiàn)以及二者的整合，屬于汽車技術領域。
背景技術：
根據(jù)轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪間有無機械連接，轉(zhuǎn)向系可分為帶機械連接的常規(guī)轉(zhuǎn)向系和不帶機械連接的線控轉(zhuǎn)向(SBW)系統(tǒng)。線控轉(zhuǎn)向是指通過通訊網(wǎng)絡連接各部件的控制系統(tǒng)，它替代了傳統(tǒng)的機械或液壓連接，取消了轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪的機械連接，占據(jù)空間少；路面的不平?jīng)_擊不會傳到駕駛員手上；并可根據(jù)車況實現(xiàn)最佳路感，可實現(xiàn)前輪的主動轉(zhuǎn)向控制，提高整車主動安全性。目前常采用的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是由一個轉(zhuǎn)向電機與傳統(tǒng)機械式轉(zhuǎn)向器(如齒輪齒條)的結(jié)合，與由兩個轉(zhuǎn)向電機獨立驅(qū)動兩側(cè)車輪相比，結(jié)構(gòu)簡單，控制相對容易，且傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向器的技術更為成熟，可靠性更高。但兩側(cè)車輪之間的機械聯(lián)動一是從空間上限制了其轉(zhuǎn)動的角度范圍，二是當轉(zhuǎn)角較大時難以較為精確的滿足阿克曼轉(zhuǎn)向原則，當需要車輛具有較小的轉(zhuǎn)向半徑時，單個轉(zhuǎn)向電機加傳統(tǒng)機械式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)。如申請?zhí)枮?201020182879. 3的中國專利“獨立轉(zhuǎn)向裝置及獨立懸架系統(tǒng)”所述，其在懸架系統(tǒng)中采用上橫臂和下橫臂這種雙橫臂(懸架導向桿系)形式來進行導向，在空間上限制了車輪的轉(zhuǎn)向， 無法實現(xiàn)在較小空間內(nèi)的轉(zhuǎn)向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種針對單電機驅(qū)動單側(cè)車輪獨立轉(zhuǎn)向的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、車輪轉(zhuǎn)向空間大大提升，可實現(xiàn)更小的轉(zhuǎn)向半徑。為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向電機，所述轉(zhuǎn)向電機通過減速器和主銷軸的一端傳動連接，所述主銷軸外套有套筒，所述主銷軸和套筒無轉(zhuǎn)動連接，所述套筒可相對主銷軸軸向滑動，一圓管的一端固定在所述套筒的外表面上，所述圓管的另一端固定在第一連接塊的側(cè)面，所述第一連接塊與車輪軸的一端固定連接，所述車輪軸的另一端與車輪輪轂固定連接，所述主銷軸的另一端與第二連接塊的一端固定，所述第二連接塊的另一端與減震器彈簧的一端固定連接，所述減震器彈簧的另一端與第一連接塊固定連接。優(yōu)選地，所述減速器為蝸輪蝸桿減速器，所述轉(zhuǎn)向電機的輸出軸與所述蝸輪蝸桿減速器的蝸桿端相連接，所述主銷軸通過平鍵與所述蝸輪蝸桿減速器的蝸輪軸孔相連接。進一步地，所述主銷軸靠近蝸輪的頂端設有圓螺母，蝸輪蝸桿減速器通過主銷軸的軸肩和所述圓螺母定位。優(yōu)選地，所述主銷軸和套筒花鍵連接。優(yōu)選地，所述主銷軸和套筒型面連接。優(yōu)選地，所述圓管的一端焊接在所述套筒的外表面上，所述圓管的另一端與桿的一端螺紋連接，并用鎖緊螺母鎖緊，所述桿的另一端與所述第一連接塊的側(cè)面焊接。 優(yōu)選地，所述第一連接塊上設有一孔，所述車輪軸穿過所述孔，然后所述第一連接
塊用螺釘及車輪軸的軸肩定位。優(yōu)選地，所述主銷軸的一段光軸與一圓錐滾子軸承的內(nèi)圈緊配合，第二連接塊的一端壓緊圓錐滾子軸承的內(nèi)圈，所述圓錐滾子軸承的外圈固定在軸承座上，所述軸承座焊接在第一副車架上。優(yōu)選地，所述減速器的外殼與安裝板通過螺栓連接，所述安裝板焊接在第二副車
1 ο優(yōu)選地，所述第二連接塊的另一端與減震器彈簧的一端螺栓連接，所述減震器彈簧的另一端與第一連接塊螺栓連接。本發(fā)明一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，解決了目前常用的單個轉(zhuǎn)向電機加傳統(tǒng)機械式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)難以使車輛具有較小轉(zhuǎn)向半徑的問題，其無需單獨的懸架導向桿系，結(jié)構(gòu)簡單、 車輪轉(zhuǎn)向空間大大提升，可實現(xiàn)更小的轉(zhuǎn)向半徑。


圖1是本發(fā)明的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)示意圖(略去副車架部分)。圖2為圖1的主視圖(包含副車架部分)。圖3為圖1的右視圖(包含副車架部分)。圖4是本發(fā)明的一種主銷軸三維結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的方案進一步說明。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向電機1，轉(zhuǎn)向電機 1與減速器3的外殼通過螺栓固定，轉(zhuǎn)向電機1通過減速器3和主銷軸2的一端傳動連接， 主銷軸2外套有套筒5，主銷軸2和套筒5無轉(zhuǎn)動連接，并且套筒5可相對主銷軸2軸向滑動，一圓管19的一端固定在套筒5的外表面上，圓管19的另一端固定在第一連接塊10的側(cè)面，第一連接塊10與車輪軸16的一端固定連接，車輪軸16的另一端與車輪輪轂15固定連接，主銷軸2的另一端帶有一段外螺紋，第二連接塊14的一端帶有一段內(nèi)螺紋，主銷軸2 的另一端的外螺紋與第二連接塊14的一端的內(nèi)螺紋配合，從而實現(xiàn)兩者固定連接，第二連接塊14的另一端與減震器彈簧11的一端固定連接，減震器彈簧11的另一端與第一連接塊 10固定連接。具體地，減速器3為蝸輪蝸桿減速器，轉(zhuǎn)向電機1的輸出軸與蝸輪蝸桿減速器的蝸桿端相連接，主銷軸2通過平鍵(圖4中主銷軸2上設有平鍵鍵孔21)與蝸輪蝸桿減速器的蝸輪軸孔相連接。主銷軸2靠近蝸輪的頂端設有圓螺母20，蝸輪蝸桿減速器通過主銷軸 2的軸肩和圓螺母20定位。主銷軸2和套筒5花鍵連接(圖4中主銷軸2上的中間一段設有矩形外花鍵22， 與帶有矩形內(nèi)花鍵的套筒5嚙合)。此外，主銷軸2和套筒5也可型面連接等，只要主銷軸2和套筒5相互之間無轉(zhuǎn)動、 并且套筒5相對主銷軸2可軸向滑動即可。
如圖2所示，圓管19的一端焊接在套筒5的外表面上，圓管19的另一端與桿12 的一端螺紋連接(圓管19的另一端上帶有一段外螺紋，桿12的一端帶有內(nèi)螺紋，外螺紋與內(nèi)螺紋配合)，并用鎖緊螺母13鎖緊，桿12的另一端與第一連接塊10的側(cè)面焊接。如圖3所示，第一連接塊10上設有一孔，車輪軸16穿過該孔，第一連接塊10與車輪軸16配合后分別用螺釘及車輪軸16的軸肩定位。如圖2、圖3和圖4所示，主銷軸2的一段光軸(位于矩形外花鍵22和用于連接第二連接塊14的帶有外螺紋一段軸之間的光軸上)與一圓錐滾子軸承9的內(nèi)圈緊配合，第二連接塊14的一端壓緊圓錐滾子軸承9的內(nèi)圈，圓錐滾子軸承9的外圈固定在軸承座7上， 主銷軸2的軸向采用軸肩及孔用彈簧擋圈定位，軸承座7焊接在第一副車架8上。如圖3所示，減速器3的外殼與安裝板18通過螺栓連接，安裝板18焊接在第二副車架17上。其中，第一副車架8和第二副車架17均焊接在車架上。如圖3所示，第二連接塊14的另一端與減震器彈簧11的一端螺栓連接，減震器彈簧11的另一端與第一連接塊10螺栓連接。本發(fā)明的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向電機1通過減速器3將轉(zhuǎn)向力矩傳遞給主銷軸2，主銷軸2上轉(zhuǎn)動帶動套筒5 —起轉(zhuǎn)動，并通過與套筒5焊接在一起的圓管 19傳遞給桿12，由桿12與第一連接塊10、車輪軸16以及車輪輪轂15的固連帶動車輪轉(zhuǎn)動；此外，主銷軸2還帶動第二連接塊14、減振器彈簧11上端轉(zhuǎn)動，與第一連接塊10帶動減振器彈簧11下端轉(zhuǎn)過相同角度，減振器彈簧11上下接頭不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，亦無需通過此條線路傳遞轉(zhuǎn)矩。主銷軸2和套筒5在轉(zhuǎn)向時傳遞扭矩，在懸架系統(tǒng)中則起導向作用。套筒5沿著主銷軸2的軸線方向滑動，車輪從靜平衡位置上跳時，帶動車輪軸16、第一連接塊10沿主銷軸2的軸線方向向上運動，壓縮減振器彈簧11，同時，第一連接塊10帶動桿12、套筒5向上運動，套筒5沿主銷軸2的軸線方向向上滑動；同理，車輪從靜平衡位置下跳時，減振器彈簧 11伸長，套筒5沿主銷軸2的軸線方向向下滑動，圖2中，設于主銷軸2上的第一緩沖墊4 和第二緩沖墊6作為限位裝置可限制套筒5的行程，且防止對于本系統(tǒng)其他零部件以及對于車身的剛性沖擊；圓管19與桿12的螺紋連接確保了在裝配時第一連接塊10與套筒5之間的相對高度具有可調(diào)節(jié)性，即懸架的上下行程可調(diào)，鎖緊螺母13起防松作用。主銷軸2和套筒5的無轉(zhuǎn)動連接具有傳遞扭矩的作用，同時套筒5可沿主銷軸2 的軸線方向滑動，轉(zhuǎn)向與懸架系統(tǒng)均可獨立工作，互不干涉。在車輪受到縱向、側(cè)向力時，為提高支承剛度，減小系統(tǒng)擺振，在主銷軸2的一段光軸上增加圓錐滾子軸承9，圓錐滾子軸承通常成對使用，本發(fā)明中只采用了一個，原因如下單輪簧載重量(即單側(cè)車輪的簧載重量，指單側(cè)車輪承擔的車身重量)可通過兩處結(jié)構(gòu)傳遞給懸架，一是通過第二副車架17、安裝板18傳遞給減速器3，減速器3壓緊主銷軸2的軸肩，并將載荷由主銷軸2傳遞給第二連接塊14和減振器彈簧11 ；二是通過第一副車架8 傳遞給圓錐滾子軸承9、第二連接塊14和減振器彈簧11 ；在汽車行駛過程中，彈簧多處于壓縮狀態(tài)，即此處軸承主要需要承受單向的垂向載荷，故采用單個圓錐滾子軸承9，在垂直方向上該圓錐滾滾子軸承9的外圈承受垂直向下的力，內(nèi)圈承受垂直向上的力，當彈簧處于伸張狀態(tài)時，垂向由主銷軸2頂端的圓螺母20定位，防止主銷軸2與減速器3分離。
本發(fā)明的效益是繼承了線控獨立轉(zhuǎn)向的優(yōu)點；轉(zhuǎn)向傳動鏈短，傳動效率高；利用主銷軸和套筒既傳遞扭矩，又可以軸向滑動的特性，將懸架系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)并聯(lián)，彼此可獨立工作，克服了傳統(tǒng)汽車上轉(zhuǎn)向與懸架易發(fā)生運動干涉的缺點，結(jié)構(gòu)簡潔，具有較高的集成性；本發(fā)明還省略了現(xiàn)有技術中懸架導向桿系(如利用橫臂、縱臂等作為導向)，車輪轉(zhuǎn)向空間大大提升，可實現(xiàn)更小的轉(zhuǎn)向半徑，基本實現(xiàn)接近360度旋轉(zhuǎn)，更適用于需車輛在較小空間內(nèi)轉(zhuǎn)向的情況，如可入戶的微型小車、電動輪椅等。
權(quán)利要求
1.一種一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其特征是包括轉(zhuǎn)向電機(1)，所述轉(zhuǎn)向電機(1)通過減速器( 和主銷軸( 的一端傳動連接，所述主銷軸( 外套有套筒(5)，所述主銷軸(2) 和套筒( 無轉(zhuǎn)動連接，所述套筒( 可相對主銷軸( 軸向滑動，一圓管(19)的一端固定在所述套筒(5)的外表面上，所述圓管(19)的另一端固定在第一連接塊(10)的側(cè)面，所述第一連接塊(10)與車輪軸(16)的一端固定連接，所述車輪軸(16)的另一端與車輪輪轂 (15)固定連接，所述主銷軸O)的另一端與第二連接塊(14)的一端固定，所述第二連接塊 (14)的另一端與減震器彈簧(11)的一端固定連接，所述減震器彈簧(11)的另一端與第一連接塊(10)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其特征是所述減速器C3)為蝸輪蝸桿減速器，所述轉(zhuǎn)向電機(1)的輸出軸與所述蝸輪蝸桿減速器的蝸桿端相連接，所述主銷軸( 通過平鍵與所述蝸輪蝸桿減速器的蝸輪軸孔相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其特征是所述主銷軸(2)靠近蝸輪的頂端設有圓螺母(20)，蝸輪蝸桿減速器通過主銷軸O)的軸肩和所述圓螺母00)定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其特征是所述主銷軸( 和套筒 (5)花鍵連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其特征是所述主銷軸( 和套筒 (5)型面連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其特征是所述圓管(19)的一端焊接在所述套筒(5)的外表面上，所述圓管(19)的另一端與桿(1 的一端螺紋連接，并用鎖緊螺母(1 鎖緊，所述桿(1 的另一端與所述第一連接塊(10)的側(cè)面焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其特征是所述第一連接塊(10)上設有一孔，所述車輪軸(16)穿過所述孔，然后所述第一連接塊(10)用螺釘及車輪軸(16) 的軸肩定位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其特征是所述主銷軸O)的一段光軸與一圓錐滾子軸承(9)的內(nèi)圈緊配合，第二連接塊(14)的一端壓緊圓錐滾子軸承(9) 的內(nèi)圈，所述圓錐滾子軸承(9)的外圈固定在軸承座(7)上，所述軸承座(7)焊接在第一副車架⑶上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其特征是所述減速器(3)的外殼與安裝板(18)通過螺栓連接，所述安裝板(18)焊接在第二副車架(17)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其特征是所述第二連接塊(14) 的另一端與減震器彈簧(11)的一端螺栓連接，所述減震器彈簧(11)的另一端與第一連接塊(10)螺栓連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種一體化轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向電機，所述轉(zhuǎn)向電機通過減速器和主銷軸的一端傳動連接，所述主銷軸外套有套筒，所述主銷軸和套筒無轉(zhuǎn)動連接，所述套筒可相對主銷軸軸向滑動，一圓管的一端固定在所述套筒的外表面上，所述圓管的另一端固定在第一連接塊的側(cè)面，所述第一連接塊與車輪軸的一端固定連接，所述車輪軸的另一端與車輪輪轂固定連接，所述主銷軸的另一端與第二連接塊的一端固定，所述第二連接塊的另一端與減震器彈簧的一端固定連接，所述減震器彈簧的另一端與第一連接塊固定連接。該系統(tǒng)其無需單獨的懸架導向桿系，結(jié)構(gòu)簡單、車輪轉(zhuǎn)向空間大大提升，可實現(xiàn)更小的轉(zhuǎn)向半徑。
文檔編號B62D7/18GK102431586SQ20111032630
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者葉大衛(wèi), 李涅, 林雨婷, 潘軍, 陳辛波 申請人:上海航天汽車機電股份有限公司, 馬鈞