主销零偏置线控独立驱动与转向的汽车行走机构及电动车
2020-01-13

主销零偏置线控独立驱动与转向的汽车行走机构及电动车

本发明公开了主销零偏置线控独立驱动与转向的汽车行走机构及电动车。克服机构复杂和车辆稳定性低的问题。该机构由转向部件、悬架部件和车轮部件组成。转向部件由主销组件与转向立轴组件组成。主销组件包括转向电机(1)、减速器(2)、减速器输出法兰盘(3)、主销套筒(5)、主销(6)与编码盘(7);转向立轴组件包括主转向臂(8)、转向立轴(12)、上定距板(19)与下定距板(24)。悬架部件包括上弹簧座(10)、减振器(11)、弹簧(13)与下弹簧座(14)。车轮部件包括轮毂电机(16)、车轮(18)与车轮支架(22)。电动车由车架(28)、主销零偏置线控独立驱动与转向的汽车行走机构(27)和电控系统组成。

图11是本发明所述的电动车中车架的后部焊装连接部件的轴测投影图;

所述的上定距板19与下定距板24长条形结构件,在上定距板19与下定距板24的两端分别加工一个和转向立轴12配装的通孔,上定距板19与下定距板24两端通孔的轴对称线相互平行,并且上定距板19与下定距板24两端通孔的中心距和主转向臂8右端的2个结构相同的2号通孔的中心距相等,顾名思义上定距板19与下定距板24是起定距作用的,即限定安装在上定距板19与下定距板24之间的车轮支架22在两根结构相同的转向立轴12上自由地上下移动的位置。

所述的上定距板19与下定距板24长条形结构件,在上定距板19与下定距板24的两端分别加工一个和转向立轴12配装的通孔,上定距板19与下定距板24两端通孔的轴对称线相互平行,并且上定距板19与下定距板24两端通孔的中心距和主转向臂8右端的2个结构相同的2号通孔的中心距相等,顾名思义上定距板19与下定距板24是起定距作用的,即限定安装在上定距板19与下定距板24之间的车轮支架22在两根结构相同的转向立轴12上自由地上下移动的位置。

所述的主销组件包括转向电机、减速器、减速器输出法兰盘、内花键法兰盘、主销套筒、主销与编码盘。

转向部件中的转向电机I通过正逆效率相等的减速器2带动主销6转向,进而带动车轮18转向,转向时与主销6连接的所有组件和部件均参与转向,可以实现单个车轮18任意角度的转向。

3.可以使采用本发明所述的主销零偏置线控独立驱动与转向的汽车行走机构的电动车能够实现四轮独立驱动与转向。电动车除去了传统车辆转向车轮之间的机械连接(如转向横拉杆)机构,通过控制四个转向电机实现四个车轮转角的精确控制,进而实现精准的阿克曼转向。

参阅图13,电控系统包括中央控制器及显示器26、转向控制部分、驱动控制部分、电源管理器。转向控制部分中的方向盘和驱动控制部分的电子油门踏板、电子刹车踏板实时采集驾驶员的驾驶输入。并将采集到的命令信号发送给中央控制器,中央控制器经过处理分析,再将执行命令分别发送给转向控制部分和驱动控制部分的各个电机控制器,由电机控制器分别控制各自的电机运动,完成一次指令控制,通过上述过程的不断循环,实现车辆的正常行驶。电源管理器的主要作用是实时监测电池组的状态,并提供充电监控和保护。

参阅图I与图2,所述的转向立轴组件包括主转向臂8、两根结构相同的转向立轴12,斜焊接支撑轴9、上定距板19、下定距板24。

参阅图13,电控系统包括中央控制器及显示器26、转向控制部分、驱动控制部分、电源管理器。转向控制部分中的方向盘和驱动控制部分的电子油门踏板、电子刹车踏板实时采集驾驶员的驾驶输入。并将采集到的命令信号发送给中央控制器,中央控制器经过处理分析,再将执行命令分别发送给转向控制部分和驱动控制部分的各个电机控制器,由电机控制器分别控制各自的电机运动,完成一次指令控制,通过上述过程的不断循环,实现车辆的正常行驶。电源管理器的主要作用是实时监测电池组的状态,并提供充电监控和保护。

2.日本日产公司开发出PIV02电动概念车,该车应用轮毂电机驱动,转向电机布置在车轮的上方。车轮可以实现±90°转向,但该机构应用MATEMO底盘系统,没有悬架,而且整套机构采用悬臂梁布置,刚度小。

2.本发明所述的主销零偏置线控独立驱动与转向的汽车行走机构较现有技术的主销零偏置线控独立驱动与转向的汽车行走机构结构简单,加工、装配、维护与成本要容易和低廉。

主销套筒5通过自身右侧外壁上设置的矩形法兰盘和6个螺栓和2个定位销固定连接在车架上,固定连接在车架上的主销套筒5的轴对称线处于垂直状态,在主销套筒5上的法兰盘与车架上的两配合面之间可加装斜垫片来调整主销6的倾角,再通过两个定位销实现主销套筒5和车架的精确定位。主销6通过一正一反装置的I号圆锥滚子轴承与2号圆锥滚子轴承竖直安装在主销套筒5中,主销6下端的过渡轴处的轴肩和2号圆锥滚子轴承的内环的下端面相接触,2号圆锥滚子轴承的外环的上端面和主销套筒5内壁下部凸缘的下端面相接触,I号圆锥滚子轴承的外环的下端面和主销套筒5内壁中部凸缘的上端面相接触,I号圆锥滚子轴承的内环的上端面和两个圆锁紧螺母中的一个的下端面相接触,这样主销6在主销套筒5内实现了轴向固定,并且达到主销6与主销套筒5的轴对称线共线。转向电机I和减速器2依次固定连接在主销套筒5的上端面上,减速器的输出端和减速器输出法兰盘3通过螺栓固定连接。减速器输出法兰盘3和内花键法兰盘4通过螺栓和定位销固定连接。内花键法兰盘4的内花键孔套装在主销6的上端,内花键法兰盘4的内花键孔和主销6上端的外花键相啮合以传递转向电机I的转矩。编码盘7套装在主销6下端的

参阅图17与图18,A限位片40、B限位片41、2号B限位片42与3号B限位片43依次由上至下叠置在一起,并使A限位片40上的方形通孔、B限位片41、2号B限位片42与3号B限位片43上的圆形通孔的轴对称线共线。转向随动轴39上的细轴和方形轴(体)分别插入B限位片41、2号B限位片42、3号B限位片43与A限位片40上的圆形通孔和方形通孔里,使得转向随动轴39上的细轴和B限位片41、2号B限位片42与3号B限位片43上的圆形通孔转动连接,使得转向随动轴39上的方形轴(体)和A限位片40上的方形通孔配合连接,当转向随动轴39转动时,A限位片40随转向随动轴39同时转动,B限位片41、2号B限位片42与3号B限位片43不转动。转向随动轴39上的盲孔和力感电机输出轴的一端连接,并通过定位销锁紧,力感电机输出轴的另一端和转向柱的底端固定连接。转向随动轴39将A限位片40、B限位片41、2号B限位片42与3号B限位片43压紧并通过3号B限位片43的底面和安装有限位螺钉的限位板的上表面接触连接,限位板通过布置在其四周的螺栓和力感电机的外壳固定连接。实现图17中所表示的最终工况的过程为:当转向控制部分的方向盘处于逆时针转动终点位置后,方向盘顺时针转动时,转向随动轴39随着方向盘并带动A限位片40顺时针转动,转向随动轴39转动第一圈时,首先通过A限位片40拨动B限位片41转动,转向随动轴39转动第二圈时,通过A限位片40与B限位片41拨动2号B限位片42转动,转向随动轴39转动第三圈时,通过A限位片40、B限位片41与2号B限位片42拨动3号B限位片43转动,直至最下边的3号B限位片43被安装在限位板上的限位螺钉挡住为止,方向盘不能再继续转动,即呈现图17中所表示的当方向盘顺时针·转动三圈后转向限位机构最终的工况。同理,图18中表示的是当方向盘逆时针转动三圈后转向限位机构最终的工况。