一種用于輪轂直驅(qū)電動(dòng)汽車的懸掛轉(zhuǎn)向裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于輪轂直驅(qū)電動(dòng)汽車的懸掛轉(zhuǎn)向裝置，它涉及汽車懸掛和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，第一垂直絞的另一端與第二垂直絞的一端連接，第二垂直絞的另一端與方向連桿的一端固定連接，方向連桿固定安裝在橫梁上，方向連桿上設(shè)置有陀螺擺臂，陀螺擺臂上設(shè)置有陀螺，車架兩根縱梁的外側(cè)靠近縱向懸臂處均設(shè)置有減震器支架，減震器支架上設(shè)置有彈性減震器，且彈性減震器的一端固定在減震器支架上，彈性減震器的另一端固定在縱向懸臂上。它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作簡單，使用方便，不僅可以提供極大的減振行程，而且避免了車輪的側(cè)向擺動(dòng)和輪胎及懸掛機(jī)構(gòu)的磨損，便于在汽車底盤上采用多組驅(qū)動(dòng)橋，使得汽車底盤結(jié)構(gòu)大大簡化，重量減輕。
【專利說明】-種用于輪轂直驅(qū)電動(dòng)汽車的懸掛轉(zhuǎn)向裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于輪轂直驅(qū)電動(dòng)汽車的懸掛轉(zhuǎn)向裝置，屬于汽車懸掛和轉(zhuǎn)向機(jī) 構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了配合傳統(tǒng)傳動(dòng)方式，現(xiàn)有的汽車底盤的驅(qū)動(dòng)橋多采用橫向懸掛，現(xiàn)有的電動(dòng) 汽車也是沿用這種懸掛方式，這一懸掛方式限制了車輪減振運(yùn)動(dòng)的行程并且在車輪上下運(yùn) 動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生橫向位移造成輪胎在橫向的磨損，同時(shí)車輪的旋轉(zhuǎn)平面與地平面無法保持垂直 從而造成行駛穩(wěn)性下降和傳動(dòng)效率降低；為了減小這一影響，發(fā)明了一些如麥基遜懸掛、多 連桿懸掛等方式，這又造成機(jī)構(gòu)復(fù)雜、零件增多、成本重量上升、可靠性下降、潤滑困難，并 且無法徹底解決機(jī)件的磨損，尤其是難以實(shí)現(xiàn)較大的減振行程。
[0003] 在傳統(tǒng)輪式車輛中，行駛中的方向穩(wěn)性是依靠左右兩側(cè)車輪的等速運(yùn)轉(zhuǎn)，通過機(jī) 械差速器和轉(zhuǎn)向機(jī)的機(jī)械約束來保證的，機(jī)械差速器決定了在一側(cè)車輪打滑時(shí)，另一側(cè)車 輪會(huì)失去動(dòng)力；并且在路面不平時(shí)和道路介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)必然導(dǎo)致方向失穩(wěn)，同時(shí)車架左 右兩側(cè)的載重或磨損的不平均也會(huì)造成行駛方向偏差，這些都使行駛安全性和平穩(wěn)度下 降。
[0004] 在輪轂直接驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車中，兩側(cè)車輪驅(qū)動(dòng)力及驅(qū)動(dòng)電流的平衡問題很難解 決，傳統(tǒng)上采用電子差速器的方式無法克服路面沖擊造成的方向失穩(wěn)，也無法適應(yīng)載重變 化和路面介質(zhì)的變化，因此一直沒有達(dá)到實(shí)用化的程度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于輪轂直驅(qū)電動(dòng)汽車的懸 掛轉(zhuǎn)向裝置。
[0006] 本發(fā)明的一種用于輪轂直驅(qū)電動(dòng)汽車的懸掛轉(zhuǎn)向裝置，它包含縱梁、橫梁、縱向懸 臂、水平軸、水平轉(zhuǎn)向擺臂、垂直軸、車輪、調(diào)節(jié)桿、第一水平絞、第二水平絞、第一垂直絞、第 二垂直絞、方向連桿、陀螺擺臂、陀螺、減震器支架、彈性減震器，兩根縱梁之間橫向設(shè)置有 橫梁，橫梁的兩端對稱設(shè)置有縱向懸臂，且兩個(gè)縱向懸臂的一端均通過水平軸固定在橫梁 的兩端，兩個(gè)縱向懸臂的活動(dòng)端均安裝有水平轉(zhuǎn)向擺臂，且縱向懸臂與水平轉(zhuǎn)向擺臂之間 通過垂直軸固定連接，水平轉(zhuǎn)向擺臂上固定設(shè)置有車輪，調(diào)節(jié)桿的一端固定在水平轉(zhuǎn)向擺 臂上，調(diào)節(jié)桿的另一端與第一水平絞的一端連接，第一水平絞的另一端與第二水平絞的一 端連接，第二水平絞的另一端與第一垂直絞的一端連接，第一垂直絞的另一端與第二垂直 絞的一端連接，第二垂直絞的另一端與方向連桿的一端固定連接，方向連桿固定安裝在橫 梁上，方向連桿上設(shè)置有陀螺擺臂，陀螺擺臂上設(shè)置有陀螺，車架兩根縱梁的外側(cè)靠近縱向 懸臂處均設(shè)置有減震器支架，減震器支架上設(shè)置有彈性減震器，且彈性減震器的一端固定 在減震器支架上，彈性減震器的另一端固定在縱向懸臂上。
[0007] 作為優(yōu)選，所述的縱向懸臂圍繞水平懸臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其車輪受到?jīng)_擊進(jìn)行減振運(yùn)動(dòng) 時(shí)，只能在垂直平面內(nèi)上下擺動(dòng)而不會(huì)左右傾斜，其運(yùn)動(dòng)軌跡與車輪旋轉(zhuǎn)平面保持平行。
[0008] 作為優(yōu)選，所述的水平轉(zhuǎn)向擺臂通過調(diào)節(jié)桿、第一水平絞、第二水平絞、第一垂直 絞和第二垂直絞將擺臂的轉(zhuǎn)向動(dòng)作傳遞到方向連桿，在縱向懸臂做上下減振運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)影 響水平轉(zhuǎn)向擺臂的轉(zhuǎn)向角，反之，若擺臂的轉(zhuǎn)向角不變，則縱向懸臂做上下減振運(yùn)動(dòng)時(shí)也不 會(huì)使方向連桿動(dòng)作。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的車輪內(nèi)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，能使車輪可以圍繞輪軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在兩個(gè) 車輪之間沒有傳動(dòng)軸，車輪既可以各自在獨(dú)立的電機(jī)電子控制器的控制下運(yùn)轉(zhuǎn)，還可以各 自圍繞擺臂轉(zhuǎn)向軸在水平面轉(zhuǎn)動(dòng)以改變行駛方向，車輪轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)通過轉(zhuǎn)向連桿實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車 輪轉(zhuǎn)向角的聯(lián)動(dòng)，車輪在做上下減振運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)影響到轉(zhuǎn)向角，車輪的轉(zhuǎn)向角度通過方向 連桿耦合到陀螺儀，而車輪轉(zhuǎn)向角度通過方向連桿與方向盤聯(lián)動(dòng)，此時(shí)方向盤的轉(zhuǎn)向力直 接傳動(dòng)到車輪使之轉(zhuǎn)向，即使車輪失去動(dòng)力也能控制方向。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的方向連桿不僅在兩側(cè)車輪組之間起到方向聯(lián)動(dòng)的作用，在使用 方向盤情況下，方向盤的輸出通過方向盤傳動(dòng)桿與方向連桿聯(lián)動(dòng)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤以撥動(dòng) 橫向連桿可以起到轉(zhuǎn)向的作用，此時(shí)即使一側(cè)車輪失去動(dòng)力，只要抓緊方向盤，車輛仍然保 持方向穩(wěn)定，在不使用方向盤的情況下，則通過陀螺控制兩側(cè)車輪的驅(qū)動(dòng)力變化來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn) 向角，而且在兩側(cè)車輪組之間還起到力矩配平的作用，如果兩側(cè)車輪的驅(qū)動(dòng)力和承載情況 發(fā)生變化，必然引起橫向連桿的偏移，此一偏移量通過陀螺擺臂轉(zhuǎn)換成陀螺的旋轉(zhuǎn)角度變 化，進(jìn)而使陀螺感測到空間角度偏移并輸出矯正信號使兩側(cè)車輪組驅(qū)動(dòng)力變化從而重新配 平。
[0011] 本發(fā)明的有益效果：它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作簡單，使用方便，不僅可以提供極大的 減振行程，而且避免了車輪的側(cè)向擺動(dòng)和輪胎及懸掛機(jī)構(gòu)的磨損，便于在汽車底盤上采用 多組驅(qū)動(dòng)橋，使得汽車底盤結(jié)構(gòu)大大簡化，重量減輕。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 為了易于說明，本發(fā)明由下述的具體實(shí)施及附圖作以詳細(xì)描述。
[0013] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2為圖1的后視圖。
[0015] 圖3為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖4為本發(fā)明中橫梁與縱向懸臂之間的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖5為本發(fā)明中縱梁與橫梁的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖6為圖5的后視圖。
[0019] 其中，1-縱梁；2-橫梁；3-縱向懸臂；4-水平軸；5-水平轉(zhuǎn)向擺臂；6-垂直軸； 7-車輪；8-調(diào)節(jié)桿；9-第一水平絞；10-第二水平絞；11-第一垂直絞；12-第二垂直絞； 13-方向連桿；14-陀螺擺臂；15-陀螺；16-減震器支架；17-彈性減震器。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 如圖1-圖6所示，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案：它包含縱梁1、橫梁2、縱 向懸臂3、水平軸4、水平轉(zhuǎn)向擺臂5、垂直軸6、車輪7、調(diào)節(jié)桿8、第一水平絞9、第二水平絞 10、第一垂直絞11、第二垂直絞12、方向連桿13、陀螺擺臂14、陀螺15、減震器支架16、彈性 減震器17,兩根縱梁1之間橫向設(shè)置有橫梁2,橫梁2的兩端對稱設(shè)置有縱向懸臂3,且兩個(gè) 縱向懸臂3的一端均通過水平軸4固定在橫梁2的兩端，兩個(gè)縱向懸臂3的活動(dòng)端均安裝 有水平轉(zhuǎn)向擺臂5,且縱向懸臂3與水平轉(zhuǎn)向擺臂5之間通過垂直軸6固定連接，水平轉(zhuǎn)向 擺臂5上固定設(shè)置有車輪7,調(diào)節(jié)桿8的一端固定在水平轉(zhuǎn)向擺臂5上，調(diào)節(jié)桿8的另一端 與第一水平絞9的一端連接，第一水平絞9的另一端與第二水平絞10的一端連接，第二水 平絞10的另一端與第一垂直絞11的一端連接，第一垂直絞11的另一端與第二垂直絞12 的一端連接，第二垂直絞12的另一端與方向連桿13的一端固定連接，方向連桿13固定安 裝在橫梁2上，方向連桿13上設(shè)置有陀螺擺臂14,陀螺擺臂14上設(shè)置有陀螺15,車架兩根 縱梁1的外側(cè)靠近縱向懸臂3處均設(shè)置有減震器支架16,減震器支架16上設(shè)置有彈性減震 器17,且彈性減震器17的一端固定在減震器支架16上，彈性減震器17的另一端固定在縱 向懸臂3上。
[0021] 其中，所述的縱向懸臂3圍繞水平懸臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其車輪7受到?jīng)_擊進(jìn)行減振運(yùn)動(dòng) 時(shí)，只能在垂直平面內(nèi)上下擺動(dòng)而不會(huì)左右傾斜，其運(yùn)動(dòng)軌跡與車輪旋轉(zhuǎn)平面保持平行；所 述的水平轉(zhuǎn)向擺臂5通過調(diào)節(jié)桿8、第一水平絞9、第二水平絞10、第一垂直絞11和第二垂 直絞12將擺臂的轉(zhuǎn)向動(dòng)作傳遞到方向連桿13,在縱向懸臂3做上下減振運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)影響水 平轉(zhuǎn)向擺臂5的轉(zhuǎn)向角，反之，若擺臂的轉(zhuǎn)向角不變，則縱向懸臂3做上下減振運(yùn)動(dòng)時(shí)也不 會(huì)使方向連桿13動(dòng)作；所述的車輪7內(nèi)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，能使車輪可以圍繞輪軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在 兩個(gè)車輪之間沒有傳動(dòng)軸，車輪既可以各自在獨(dú)立的電機(jī)電子控制器的控制下運(yùn)轉(zhuǎn)，還可 以各自圍繞擺臂轉(zhuǎn)向軸在水平面轉(zhuǎn)動(dòng)以改變行駛方向，車輪轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)通過轉(zhuǎn)向連桿實(shí)現(xiàn)兩 側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角的聯(lián)動(dòng)，車輪在做上下減振運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)影響到轉(zhuǎn)向角，車輪的轉(zhuǎn)向角度通過 方向連桿13耦合到陀螺儀，而車輪轉(zhuǎn)向角度通過方向連桿與方向盤聯(lián)動(dòng)，此時(shí)方向盤的轉(zhuǎn) 向力直接傳動(dòng)到車輪使之轉(zhuǎn)向，即使車輪失去動(dòng)力也能控制方向；所述的方向連桿13不僅 在兩側(cè)車輪組之間起到方向聯(lián)動(dòng)的作用，在使用方向盤情況下，方向盤的輸出通過方向盤 傳動(dòng)桿與方向連桿聯(lián)動(dòng)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤以撥動(dòng)橫向連桿可以起到轉(zhuǎn)向的作用，此時(shí)即使 一側(cè)車輪失去動(dòng)力，只要抓緊方向盤，車輛仍然保持方向穩(wěn)定，在不使用方向盤的情況下， 則通過陀螺控制兩側(cè)車輪的驅(qū)動(dòng)力變化來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向角，而且在兩側(cè)車輪組之間還起到力矩 配平的作用，如果兩側(cè)車輪的驅(qū)動(dòng)力和承載情況發(fā)生變化，必然引起橫向連桿的偏移，此一 偏移量通過陀螺擺臂轉(zhuǎn)換成陀螺的旋轉(zhuǎn)角度變化，進(jìn)而使陀螺感測到空間角度偏移并輸出 矯正信號使兩側(cè)車輪組驅(qū)動(dòng)力變化從而重新配平。
[0022] 本【具體實(shí)施方式】中車輛行駛方向的穩(wěn)定由電子陀螺裝置決定，當(dāng)行駛方向發(fā)生誤 差時(shí)，電子陀螺裝置感測空間角度的變化，向各電機(jī)電子控制器發(fā)出命令，控制相應(yīng)的電機(jī) 驅(qū)動(dòng)電流發(fā)生改變，令左右兩側(cè)車輪驅(qū)動(dòng)力矩變化使車輛恢復(fù)正確的行駛方向，車輛的轉(zhuǎn) 彎通過左右兩側(cè)車輪在電子陀螺裝置的控制下，進(jìn)行差動(dòng)動(dòng)作來完成，駕駛員通過方向盤 發(fā)出轉(zhuǎn)彎指令時(shí)，根據(jù)電子陀螺裝置反饋的角度信號向各電子電機(jī)控制器發(fā)出命令，控制 相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流矢量發(fā)生改變，令左右兩側(cè)車輪差動(dòng)使車輛轉(zhuǎn)彎。
[0023] 本【具體實(shí)施方式】在轉(zhuǎn)向時(shí)，通過調(diào)節(jié)桿8、第一水平鉸9和第二水平絞10將擺臂的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成橫向連桿的直線運(yùn)動(dòng)，第一垂直鉸11和第二垂直絞12用來濾除前后和上 下方向的運(yùn)動(dòng)分量，使懸臂在上下減振運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)影響橫向連桿的輸出也不會(huì)影響轉(zhuǎn)向擺 臂的方向角度，調(diào)節(jié)桿8可以調(diào)節(jié)長度以校正車輪的方向角度。
[0024] 本【具體實(shí)施方式】的工作原理：橫梁2與兩根縱粱1焊接在一起構(gòu)成承載式車架，車 架上安裝有操縱踏板，其上設(shè)有方向盤4,油門與制動(dòng)踏板5,方向盤傳動(dòng)桿處安裝有應(yīng)變 式測力計(jì)，駕駛員扳動(dòng)方向盤發(fā)出轉(zhuǎn)彎信號時(shí)，應(yīng)變式測力計(jì)向電子陀螺輸出壓力或拉力 信號，則電子陀螺裝置根據(jù)當(dāng)前的角度信息向各電機(jī)控制器發(fā)出命令，控制相應(yīng)的電機(jī)驅(qū) 動(dòng)電流矢量發(fā)生改變，令左右兩側(cè)車輪差動(dòng)使車輛轉(zhuǎn)彎，制動(dòng)踏板裝有半導(dǎo)體霍爾傳感器， 踩下踏板即向電子陀螺裝置發(fā)出制動(dòng)信號，電子陀螺裝置向兩側(cè)車輪電機(jī)電子控制器發(fā)出 指令使其同步執(zhí)行制動(dòng)動(dòng)作令車輛減速。
[0025] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定 。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于輪轂直驅(qū)電動(dòng)汽車的懸掛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于：它包含縱梁（1)、橫梁 (2)、縱向懸臂（3)、水平軸（4)、水平轉(zhuǎn)向擺臂（5)、垂直軸（6)、車輪（7)、調(diào)節(jié)桿（8)、第一 水平絞（9)、第二水平絞（10)、第一垂直絞（11)、第二垂直絞（12)、方向連桿（13)、陀螺擺 臂（14)、陀螺（15)、減震器支架（16)、彈性減震器（17)，兩根縱梁⑴之間橫向設(shè)置有橫 梁（2)，橫梁（2)的兩端對稱設(shè)置有縱向懸臂（3)，且兩個(gè)縱向懸臂（3)的一端均通過水平 軸（4)固定在橫梁（2)的兩端，兩個(gè)縱向懸臂（3)的活動(dòng)端均安裝有水平轉(zhuǎn)向擺臂（5)，且 縱向懸臂⑶與水平轉(zhuǎn)向擺臂（5)之間通過垂直軸（6)固定連接，水平轉(zhuǎn)向擺臂（5)上固 定設(shè)置有車輪（7)，調(diào)節(jié)桿（8)的一端固定在水平轉(zhuǎn)向擺臂（5)上，調(diào)節(jié)桿（8)的另一端與 第一水平絞（9)的一端連接，第一水平絞（9)的另一端與第二水平絞（10)的一端連接，第 二水平絞（10)的另一端與第一垂直絞（11)的一端連接，第一垂直絞（11)的另一端與第 二垂直絞（12)的一端連接，第二垂直絞（12)的另一端與方向連桿（13)的一端固定連接， 方向連桿（13)固定安裝在橫梁⑵上，方向連桿（13)上設(shè)置有陀螺擺臂（14)，陀螺擺臂 (14)上設(shè)置有陀螺（15)，車架兩根縱梁（1)的外側(cè)靠近縱向懸臂（3)處均設(shè)置有減震器支 架（16)，減震器支架（16)上設(shè)置有彈性減震器（17)，且彈性減震器（17)的一端固定在減 震器支架（16)上，彈性減震器（17)的另一端固定在縱向懸臂（3)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輪轂直驅(qū)電動(dòng)汽車的懸掛轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于： 所述的車輪（7)內(nèi)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【文檔編號】B60G11/14GK104108421SQ201410202440
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】鄒帆 申請人:鄒帆