專利名稱：線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)及車輪總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于汽車車輪上的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，更具體地說，它涉及一種可 實(shí)現(xiàn)每個車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)動的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)及采用這種線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行 機(jī)構(gòu)的車輪總成。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(機(jī)械式、液壓助力或電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng))能夠保證汽車按照駕駛 員的意志進(jìn)行轉(zhuǎn)向行駛，但由于其轉(zhuǎn)向傳動比固定，汽車的轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性隨車速和方向盤 轉(zhuǎn)角而變化。因此駕駛員就必須針對車輛轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性的變化進(jìn)行一定的操作補(bǔ)償，這在 很大程度上影響了汽車的操縱穩(wěn)定性，增加了駕駛員的負(fù)擔(dān)。另外，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中左右兩 側(cè)車輪的運(yùn)動是同向的且轉(zhuǎn)向角度一定，難以滿足現(xiàn)代汽車高機(jī)動性的要求。伴隨著汽車 技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，線控轉(zhuǎn)向的概念應(yīng)運(yùn)而生。汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了方向盤 和轉(zhuǎn)向車輪之間的機(jī)械連接，完全擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各種限制，它可以自由設(shè)計汽車 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力傳遞特性和角傳遞特性，給汽車轉(zhuǎn)向特性的設(shè)計帶來很大的發(fā)展空間。目前，一些知名的汽車制造商和研究學(xué)者都對線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究并 將其應(yīng)用于概念車中，如寶馬公司開發(fā)的“Z22”概念車、豐田公司開發(fā)的“Lexus HPX”概 念車、戴姆勒-克萊斯勒公司開發(fā)的“R129”概念車、通用公司開發(fā)的“Hy-wire”概念車和 Mequel ”概念車等。對于傳統(tǒng)的前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時由駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤帶動轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向 傳動機(jī)構(gòu)，使前輪繞轉(zhuǎn)向主銷轉(zhuǎn)動一定的角度。在這個過程中，由于前輪繞轉(zhuǎn)向主銷轉(zhuǎn)動使 汽車轉(zhuǎn)向，故前輪是轉(zhuǎn)向輪。這種傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向方式被稱作前輪轉(zhuǎn)向。汽車前輪轉(zhuǎn)向后輪不 轉(zhuǎn)向，使得前、后輪運(yùn)動軌跡不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致汽車低速行駛時轉(zhuǎn)向響應(yīng)慢，回轉(zhuǎn)半徑大，轉(zhuǎn)向不 靈活；高速轉(zhuǎn)向行駛時方向穩(wěn)定性差、輪胎磨損嚴(yán)重。隨著對汽車的駕駛性能和舒適性能 的要求提高，四輪轉(zhuǎn)向已經(jīng)成為四輪汽車技術(shù)的發(fā)展方向。汽車的四輪轉(zhuǎn)向是指后輪也和 前輪相似，具有一定的轉(zhuǎn)向功能，不僅可以與前輪同方向轉(zhuǎn)向，也可以與前輪反方向轉(zhuǎn)向。 四輪轉(zhuǎn)向可以增強(qiáng)汽車在高速行駛或者在側(cè)向風(fēng)力作用下的操縱穩(wěn)定性、汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)動 性、行駛安全性及改善低速時的操縱穩(wěn)定性。目前已經(jīng)有部分高檔轎車采用了四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，如寶馬新7系、日產(chǎn)風(fēng)雅350GT、 馬自達(dá)9 型等轎車。但目前還沒有將線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)集成在車輪內(nèi)部來實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向輪或四個車 輪獨(dú)立轉(zhuǎn)動的功能，以使車輛完成一些如四輪轉(zhuǎn)向、原地轉(zhuǎn)向等特殊的行駛工況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種線控車輪 獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)及采用這種線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的車輪總成。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的線控車輪獨(dú)立
3轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向器、下主銷、主銷推力軸承、2個結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸承、上主銷、 轉(zhuǎn)向電機(jī)和光電編碼器組合單元及轉(zhuǎn)矩傳感器。轉(zhuǎn)向電機(jī)和光電編碼器組合單元中的轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)向器輸入軸采用聯(lián) 軸器連接。轉(zhuǎn)向器的輸出軸通過上主銷與轉(zhuǎn)矩傳感器的一端為鍵連接，轉(zhuǎn)矩傳感器的另一 端則與下主銷為鍵連接。上主銷的下端套裝有結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸承為動配合。下主銷 由上至下依次套裝有結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸承與主銷推力軸承為動配合。技術(shù)方案中所述的轉(zhuǎn)向器包括蝸輪軸、蝸輪蝸桿軸密封圈、2個結(jié)構(gòu)相同的蝸輪蝸 桿軸承、蝸輪、轉(zhuǎn)向器下殼體、轉(zhuǎn)向器上殼體、蝸桿及端蓋。蝸輪軸通過2個結(jié)構(gòu)相同的蝸輪 蝸桿軸承安裝在轉(zhuǎn)向器下殼體與轉(zhuǎn)向器上殼體上，并穿過安裝有蝸輪蝸桿軸密封圈的端蓋 的中心孔。蝸輪通過鍵與2個結(jié)構(gòu)相同的蝸輪蝸桿軸承之間的蝸輪軸連接。蝸桿通過2個 結(jié)構(gòu)相同的軸承安裝在轉(zhuǎn)向器下殼體與轉(zhuǎn)向器上殼體上并與蝸輪嚙合連接。轉(zhuǎn)向器上殼體 與轉(zhuǎn)向器下殼體之間和端蓋與轉(zhuǎn)向器下殼體之間采用螺栓連接。蝸輪軸與蝸桿的回轉(zhuǎn)軸線 交叉垂直。所述的采用線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的車輪總成包括輪胎、輪輞、環(huán)形輪轂電 機(jī)、制動器、環(huán)形制動盤和線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)。環(huán)形輪轂電機(jī)由環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子、2個結(jié)構(gòu)相同的大徑圓錐滾子軸承和轉(zhuǎn)向 節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件組成。環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子通過2個結(jié)構(gòu)相同的大徑圓錐滾子軸承套 裝在轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件上。環(huán)形制動盤固定在環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子左端面上，環(huán)形 制動盤與輪輞上的輪輻板的右端面固定連接。輪胎套裝在輪輞上。線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行 機(jī)構(gòu)通過其中的上主銷與下主銷和轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件中的轉(zhuǎn)向節(jié)分別為動配合與 鍵連接。技術(shù)方案中上主銷與轉(zhuǎn)向器輸出軸的鍵鏈接、上主銷與轉(zhuǎn)矩傳感器一端的鍵鏈 接、轉(zhuǎn)矩傳感器另一端與下主銷的鍵鏈接和下主銷的下端與套裝在其上的轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi) 定子組件中轉(zhuǎn)向節(jié)的鍵連接均為過盈配合。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)既可以像傳統(tǒng)的非驅(qū)動轉(zhuǎn)向橋轉(zhuǎn)向 節(jié)一樣與車輪及制動系執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，實(shí)現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向功能；也可以像本發(fā)明中所提出的與 電動輪相配合，構(gòu)成集驅(qū)動、制動和轉(zhuǎn)向?yàn)橐惑w的獨(dú)立電動車輪總成，這樣可以大大簡化車 身結(jié)構(gòu)，便于電動車電池的布置2.車輛如果裝有4個本發(fā)明所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，就可以單獨(dú)控制 每個車輪的轉(zhuǎn)向角度。除了完成傳統(tǒng)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能外，還能夠根據(jù)車輛狀態(tài)適當(dāng)?shù)?轉(zhuǎn)動后輪實(shí)現(xiàn)四輪轉(zhuǎn)向，以提高車輛高速行駛的穩(wěn)定性、低速行駛的機(jī)動性。在此基礎(chǔ)上， 如果后輪轉(zhuǎn)角與前輪相同，那么車輛就可以斜線行駛，使泊車更容易。另外，四個車輪相向 轉(zhuǎn)動使車輪平面分別垂直于四個車輪接地點(diǎn)的對角線時，車輛就可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。同樣 地，各車輪沿上述方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動至車輪平面與車輛縱軸垂直時，車輛即可實(shí)現(xiàn)平移行駛。這 些特殊工況的實(shí)現(xiàn)大大降低了駕駛員的負(fù)擔(dān)，提高了車輛的主動安全性、操縱穩(wěn)定性及轉(zhuǎn) 向機(jī)動性。3.本發(fā)明所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)集和在車輪中，車輪內(nèi)的空間被合理 利用，驅(qū)動、制動、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及懸架集成度高。明顯簡化了車身結(jié)構(gòu)，便于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)等車內(nèi)設(shè)備的布置。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明圖1是采用本發(fā)明所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的車輪總成的結(jié)構(gòu)原理的 示意圖；圖2是采用本發(fā)明所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的車輪總成的結(jié)構(gòu)組成的 主視圖；圖3是本發(fā)明所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)主視圖上的全剖視圖；圖4是本發(fā)明所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作邏輯框圖；圖中1.輪胎，2.輪輞，3.環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子，4.大徑圓錐滾子軸承，5.轉(zhuǎn)向 節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件，6.線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，7.制動器，8.環(huán)形制動盤，9.彈簧， 10.減震器，11.懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，12.下主銷，13.主銷推力軸承，14.主銷滑動軸承，15.上 主銷，16.蝸輪軸，17.蝸輪蝸桿軸密封圈，18.蝸輪蝸桿軸承，19.蝸輪，20.轉(zhuǎn)向器下殼體， 21.轉(zhuǎn)向器上殼體，22.轉(zhuǎn)向電機(jī)和光電編碼器組合單元，23.蝸桿，24.端蓋，25.主銷限位 螺釘，26.轉(zhuǎn)矩傳感器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的描述參閱圖1、圖2和圖3，本發(fā)明將所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)6集成在車輪 內(nèi)部來實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向輪或四個車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)動的功能，以使車輛完成一些如四輪轉(zhuǎn)向、原地 轉(zhuǎn)向等特殊的行駛工況。線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)6可以提高車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)動性、行駛 安全性以及操縱穩(wěn)定性。本發(fā)明所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)6包括轉(zhuǎn)向電機(jī)和光電編碼器組合單 元22、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)矩傳感器沈、上主銷15、下主銷12、2個結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸承14以及 主銷推力軸承13，其中，轉(zhuǎn)向器是結(jié)構(gòu)與尺寸上經(jīng)過改進(jìn)的蝸輪蝸桿減速器。所采用的結(jié)構(gòu) 方案是由轉(zhuǎn)向電機(jī)提供車輛轉(zhuǎn)向的動力，光電編碼器套裝在電機(jī)輸出軸上，電機(jī)輸出軸與 轉(zhuǎn)向器輸入軸即蝸桿23的一端用聯(lián)軸器固定連接，轉(zhuǎn)向器的輸出軸即蝸輪軸16的一端與 轉(zhuǎn)矩傳感器26的一端通過平鍵固定連接在上主銷15的孔內(nèi)，上主銷15的上端裝入轉(zhuǎn)向節(jié) 及電機(jī)內(nèi)定子組件5中的轉(zhuǎn)向節(jié)的上主銷孔中為動配合。上主銷15的下端套裝有結(jié)構(gòu)相 同的主銷滑動軸承14為動配合，套裝在上主銷15下端的結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸承14裝入 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)11的上、下橫臂的叉形連接件的上主銷孔中為動配合。轉(zhuǎn)矩傳感器沈的另 一端則通過平鍵連接在下主銷12的孔內(nèi)，下主銷12由上至下依次套裝有結(jié)構(gòu)相同的主銷 滑動軸承14與主銷推力軸承13為動配合，套裝在下主銷12上端的結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸 承14裝入懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)11的上、下橫臂的叉形連接件的下主銷孔中為動配合。下主銷12 的下端則和轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件5中的轉(zhuǎn)向節(jié)的下主銷孔中為鍵連接。需要說明的是，該發(fā)明中為保證沒有轉(zhuǎn)向傳動間隙，所用的鍵連接均屬過盈配合。 這樣，轉(zhuǎn)向電機(jī)輸出的動力通過轉(zhuǎn)向器、上主銷15、轉(zhuǎn)矩傳感器沈和下主銷12傳給轉(zhuǎn)向節(jié) 及電機(jī)內(nèi)定子組件5。
其中，轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)向器的輸入軸即蝸桿23的一端連接后，用螺栓將轉(zhuǎn) 向電機(jī)固定在轉(zhuǎn)向器上殼體21與轉(zhuǎn)向器下殼體20上。懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)11的上、下橫臂的叉 形連接件上的和上主銷15與下主銷12配裝的2個主銷孔(叉形連接件的上主銷孔與下主 銷孔)的對稱軸線共線，并且2個主銷孔是采用沿軸線分體對開式結(jié)構(gòu)，以便于轉(zhuǎn)矩傳感器 沈、上主銷15、下主銷12、2個結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸承14和主銷推力軸承13的安裝。線 控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)6通過懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)11和車架連接，所述的懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)11為 雙橫臂獨(dú)立懸架，上下橫臂及套裝有彈簧9的減震器10的一端分別與車身形成只有一個轉(zhuǎn) 動自由度的連接，減震器10的另一端與下橫臂做轉(zhuǎn)動連接。安裝時，在轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件5中的轉(zhuǎn)向節(jié)的上、下主銷孔的孔壁上的螺 孔內(nèi)分別擰入限位螺釘25以防上主銷15與下主銷12上下竄動。將上、下主銷孔對開的另 一部分用螺栓組合完整。調(diào)整蝸輪19和蝸桿23在轉(zhuǎn)向器下殼體20中的位置，蓋好轉(zhuǎn)向器 上殼體21，然后用螺栓將轉(zhuǎn)向器上殼體21與轉(zhuǎn)向器下殼體20固定連接。整個線控車輪獨(dú) 立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)6固定在懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)11的上、下橫臂的叉形連接件上。所述的轉(zhuǎn)向器包括蝸輪軸16、蝸輪蝸桿軸密封圈17、2個結(jié)構(gòu)相同的蝸輪蝸桿軸 承18、蝸輪19、轉(zhuǎn)向器下殼體20、轉(zhuǎn)向器上殼體21、蝸桿23及端蓋M。蝸輪軸16通過2個結(jié)構(gòu)相同的蝸輪蝸桿軸承18安裝在轉(zhuǎn)向器下殼體20與轉(zhuǎn)向 器上殼體21上的軸承孔內(nèi)并穿過安裝有蝸輪蝸桿軸密封圈17的端蓋M的中心通孔，套裝 在蝸輪軸16上的蝸輪蝸桿軸密封圈17的內(nèi)環(huán)面與蝸輪軸16外圓柱面接觸連接，蝸輪19 通過鍵連接在2個結(jié)構(gòu)相同的蝸輪蝸桿軸承18之間的蝸輪軸16上成固定連接，蝸桿23通 過2個結(jié)構(gòu)相同的軸承安裝在轉(zhuǎn)向器下殼體20與轉(zhuǎn)向器上殼體21上的另兩個軸承孔內(nèi)并 與蝸輪19嚙合連接。轉(zhuǎn)向器上殼體21與轉(zhuǎn)向器下殼體20之間和端蓋M與轉(zhuǎn)向器下殼體 20之間采用螺栓固定連接，蝸輪軸16與蝸桿23的回轉(zhuǎn)軸線交叉垂直，蝸桿23的回轉(zhuǎn)軸線 與蝸輪19的對稱平面(即與蝸輪回轉(zhuǎn)軸線垂直的平面)共面。采用本發(fā)明所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)6的車輪總成包括輪胎1、輪輞2、 環(huán)形輪轂電機(jī)(環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子3、2個結(jié)構(gòu)相同的大徑圓錐滾子軸承4與轉(zhuǎn)向節(jié)及電 機(jī)內(nèi)定子組件幻、線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)6、制動器7和制動盤8。輪胎1、制動盤8與輪輞2構(gòu)成的車輪，其中，環(huán)形制動盤8與輪輞2上的輪輻板的 右端面固定連接，環(huán)形的制動盤8通過螺栓固定在環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子3的左端面上。制動 器7固定在轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件5中的電機(jī)內(nèi)定子上。因?yàn)樗械孛娼o車輪的反力及 反力矩都要通過輪胎1、輪輞2、環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子3、轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件5、懸架導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)11傳遞給車架。那么電機(jī)的環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子3與電機(jī)內(nèi)定子就要經(jīng)過結(jié)構(gòu)強(qiáng) 化，使其既能驅(qū)動車輪又能傳遞各個方向的力和力矩。這樣，環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子3通過兩 個結(jié)構(gòu)相同的大徑圓錐滾子軸承4套裝在電機(jī)內(nèi)定子上以滿足要求。為使結(jié)構(gòu)緊湊，本發(fā) 明將轉(zhuǎn)向節(jié)和電機(jī)內(nèi)定子集成在一起，轉(zhuǎn)向節(jié)叉形結(jié)構(gòu)件，轉(zhuǎn)向節(jié)和電機(jī)內(nèi)定子既可以制 成兩個件，再用螺栓將其固定連接，也可以制成一個件，使其形成轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件 5。叉形的轉(zhuǎn)向節(jié)的叉端分別加工一個用于安裝線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)6的通孔即上 主銷孔與下主銷孔，轉(zhuǎn)向節(jié)上的上主銷孔與下主銷孔的對稱軸線共線，并和垂直平面成5° 至8°的角度。線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)6通過其中的上主銷15與下主銷12和轉(zhuǎn)向節(jié) 及電機(jī)內(nèi)定子組件5中轉(zhuǎn)向節(jié)上的上主銷孔與下主銷孔分別為動配合與鍵連接。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件5繞上主銷15和下主銷12的中軸線旋轉(zhuǎn)，其作用和傳統(tǒng)車 輛的轉(zhuǎn)向節(jié)相同。轉(zhuǎn)向器殼體固定在車架上。線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理對于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)而言，其主要功能是用轉(zhuǎn)向電機(jī)通過轉(zhuǎn)向器等 帶動車輪輪轂電機(jī)內(nèi)定子及整個車輪，完成駕駛員想要的、安全的轉(zhuǎn)向運(yùn)動。另外，由于其 沒有傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中與轉(zhuǎn)向盤的機(jī)械連接，這就需要轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠?qū)⒈匾穆访嫘畔?反饋給駕駛員，增強(qiáng)其路感而更易于安全駕駛。這些信息主要通過安裝在轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向節(jié) 之間的轉(zhuǎn)矩傳感器26和安裝在電機(jī)輸出軸上的光電編碼器來提供。轉(zhuǎn)矩傳感器沈能夠反 映出實(shí)時的車輪轉(zhuǎn)向阻力矩，光電編碼器則能夠反映出車輪轉(zhuǎn)向角的大小。參閱圖4，駕駛員操縱車輛時，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方向盤模塊將駕駛員的方向盤轉(zhuǎn)角 輸入和方向盤轉(zhuǎn)矩輸入信息送給電機(jī)控制器。電機(jī)控制器參考車輛的狀態(tài)參數(shù)(如車速、 橫擺角速度等)以及轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋信息(車輪轉(zhuǎn)向角與車輪轉(zhuǎn)向阻力矩)來控制轉(zhuǎn) 向電機(jī)以完成駕駛員的操作目的。與此同時，電機(jī)控制器還根據(jù)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋信息 (車輪轉(zhuǎn)向角與車輪轉(zhuǎn)向阻力矩)來控制方向盤阻力模擬電機(jī)，增強(qiáng)駕駛員的路感。
權(quán)利要求
1.一種線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu) (6)包括轉(zhuǎn)向器、下主銷(12)、主銷推力軸承(13)、2個結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸承(14)、上主 銷(15)、轉(zhuǎn)向電機(jī)和光電編碼器組合單元0 及轉(zhuǎn)矩傳感器06)；轉(zhuǎn)向電機(jī)和光電編碼器組合單元0 中的轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)向器輸入軸采用聯(lián) 軸器連接，轉(zhuǎn)向器的輸出軸通過上主銷(1 與轉(zhuǎn)矩傳感器06)的一端為鍵連接，轉(zhuǎn)矩傳感 器06)的另一端則與下主銷(12)為鍵連接，上主銷(15)的下端套裝有結(jié)構(gòu)相同的主銷滑 動軸承(14)為動配合，下主銷(12)由上至下依次套裝有結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸承(14)與 主銷推力軸承(13)為動配合。
2.按照權(quán)利要求1所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)向器包 括蝸輪軸(16)、蝸輪蝸桿軸密封圈(17)、2個結(jié)構(gòu)相同的蝸輪蝸桿軸承(18)、蝸輪(19)、轉(zhuǎn) 向器下殼體(20)、轉(zhuǎn)向器上殼體(21)、蝸桿(23)及端蓋(24)；蝸輪軸(16)通過2個結(jié)構(gòu)相同的蝸輪蝸桿軸承(18)安裝在轉(zhuǎn)向器下殼體(20)與轉(zhuǎn)向 器上殼體上，并穿過安裝有蝸輪蝸桿軸密封圈(17)的端蓋04)的中心孔，蝸輪(19) 通過鍵與2個結(jié)構(gòu)相同的蝸輪蝸桿軸承(18)之間的蝸輪軸(16)連接，蝸桿通過2個 結(jié)構(gòu)相同的軸承安裝在轉(zhuǎn)向器下殼體OO)與轉(zhuǎn)向器上殼體上并與蝸輪(19)嚙合連 接，轉(zhuǎn)向器上殼體與轉(zhuǎn)向器下殼體00)之間和端蓋04)與轉(zhuǎn)向器下殼體00)之間 采用螺栓連接，蝸輪軸(16)與蝸桿的回轉(zhuǎn)軸線交叉垂直。
3.一種采用權(quán)利要求1所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的車輪總成，其特征在于， 所述的車輪總成包括輪胎(1)、輪輞( 、環(huán)形輪轂電機(jī)、制動器(7)、環(huán)形制動盤(8)和線控 車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)(6)；環(huán)形輪轂電機(jī)由環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子(3)、2個結(jié)構(gòu)相同的大徑圓錐滾子軸承(4)和 轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件(5)組成，環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子(3)通過2個結(jié)構(gòu)相同的大徑圓 錐滾子軸承(4)套裝在轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件(5)上，環(huán)形制動盤(8)固定在環(huán)形輪轂 電機(jī)外轉(zhuǎn)子C3)左端面上，環(huán)形制動盤(8)與輪輞( 上的輪輻板的右端面固定連接，輪胎 (1)套裝在輪輞(2)上，線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)(6)通過其中的上主銷(15)與下主銷 (12)和轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件(5)中的轉(zhuǎn)向節(jié)分別為動配合與鍵連接。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，上主銷(15) 與轉(zhuǎn)向器輸出軸的鍵鏈接、上主銷(1 與轉(zhuǎn)矩傳感器06) —端的鍵鏈接、轉(zhuǎn)矩傳感器06) 另一端與下主銷(1 的鍵鏈接和下主銷(1 的下端與套裝在其上的轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子 組件(5)中轉(zhuǎn)向節(jié)的鍵連接均為過盈配合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)及車輪總成。線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向器、下主銷、主銷推力軸承、2個結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸承、上主銷、轉(zhuǎn)向電機(jī)和光電編碼器組合單元及轉(zhuǎn)矩傳感器。轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)向器輸入軸采用聯(lián)軸器連接，轉(zhuǎn)向器的輸出軸通過上主銷與轉(zhuǎn)矩傳感器的一端為鍵連接，轉(zhuǎn)矩傳感器的另一端則與下主銷為鍵連接，上主銷的下端套裝有主銷滑動軸承為動配合，下主銷上由上至下依次套裝有結(jié)構(gòu)相同的主銷滑動軸承與主銷推力軸承為動配合。車輪總成包括輪胎、輪輞、環(huán)形輪轂電機(jī)、制動器、環(huán)形制動盤和線控車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)。環(huán)形輪轂電機(jī)由環(huán)形輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子、大徑圓錐滾子軸承和轉(zhuǎn)向節(jié)及電機(jī)內(nèi)定子組件組成。
文檔編號B62D3/04GK102069843SQ20111000082
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者吳仁軍, 宋攀, 宗長富, 張?zhí)? 張澤星, 楊盛楠, 王祥, 邢海濤, 鄭宏宇, 陳國迎 申請人:吉林大學(xué)