麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统技术方案

本发明专利技术涉及一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统，该系统包括车架、车轮、悬架和转向电机，所述的悬架包括转向节，所述的转向节与转向电机输出轴通过键连接，并通过转向电机控制转向节绕转向电机轴线转动，与转向节固连的车轮即相应实现转动，所述的悬架还设有拉杆，对悬架运动进行导向。与现有技术相比，本发明专利技术具有系统集成度高、转向运动传动链短、增加车轮极限转向角和对回正力矩承载能力较好等优点。

【技术实现步骤摘要】
麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统
本专利技术涉及一种线控四轮独立转向系统，尤其是涉及一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统。
技术介绍
传统车辆转向系统通过转向梯形机构保证转向时内外车轮转角之间有一定的函数关系，近似地满足阿克曼转向规律。但是由于转向梯形的存在，必然会导致在车轮上下跳动时产生悬架导向机构和转向杆系的运动干涉，也无法实现大角度的转向。而线控四轮独立转向技术取消了传统的梯形转向机构，从根本上解决了该问题。线控四轮独立转向技术通过四套独立可控的伺服电机传动系统驱动车轮转动，用控制信号代替原有的机械连接，由各自的控制信号独立地控制内外轮的转向动作。同时线控四轮独立转向技术在结构允许的情况下转角可以达到±90°，使车辆可以实现原地转向、蟹行等多种模式。但现有的线控独立转向技术往往采用烛式悬架等简单的悬架形式，难以在实现独立转向的同时兼顾到悬架的运动性能。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统，该系统包括车架、车轮、悬架和转向电机，所述的悬架包括转向节，所述的转向节与转向电机相连，所述的转向节受转向电机的控制绕转向电机轴线转动，与转向节固连的车轮即相应实现转动，所述的系统还设有与悬架活动连接的拉杆，对悬架运动进行导向。所述的转向电机包括转向电机壳体和转向电机输出轴，所述转向电机壳体与转向电机输出轴构成第一转动副。所述的转向电机输出轴通过键连接转向节。所述悬架设有下摆臂，所述下摆臂靠近车轮一端通过第一球铰与转向节连接，远离车轮一端通过第二转动副与车架连接。所述转向电机输出轴线通过第一球铰的中心。所述的悬架上设有肘形连接件，所述的肘形连接件通过推力轴承与转向节连接，所述的肘型连接件与转向电机的壳体固连，所述的肘型连接件与拉杆通过第二球铰连接。所述系统还设有减震器，所述减震器一端与肘形连接件固连，另一端与车架通过第三球铰连接。所述的拉杆与车架通过第四球铰或虎克铰连接。所述系统还设有减速器与转向电机配套使用。所述的减速器采用蜗轮蜗杆结构。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)结合了麦弗逊独立悬架与线控转向系统的优点，实现良好的悬架运动学特性的同时将转向伺服电机总成布置于轮边，实现了悬架和转向系统的一体化，集成度高，分布式转向布置也节省了前舱的空间；(2)转向伺服电机总成布置于轮边，转向运动的传动链短，转向响应更为灵敏，效率更高。(3)剔除了传统的转向杆系，彻底避免了转向杆系与悬架导向杆系之间的干涉，且通过合理布置可以增加车轮的极限转向角。(4)保留了转向拉杆对悬架运动进行导向，悬架系统对侧向力和回正力矩的承载能力较好。附图说明图1为本专利技术系统机构示意图；图2为本专利技术系统装置示意图；图中：1、弹性橡胶铰支座2、弹性橡胶铰总成3、上弹簧支座4、防尘罩5、弹簧6、阻尼器7、下弹簧支座8、减震器下支座9、下摆臂10、下摆臂球铰11、转向节12、轮毂轴承压紧螺母13、制动盘14、轮毂(局部)15、肘形连接件16、转向伺服电机总成17、拉杆。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。实施例本专利技术提出了一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统，即转向伺服电机总成(伺服电机可能匹配减速器使用，下同)布置于麦弗逊悬架转向节上且带有拉杆的线控四轮独立转向系统。该系统包括车架、车轮、悬架和转向伺服电机，所述的悬架上设有转向节，所述的转向节与转向伺服电机相连，并通过转向伺服电机控制转向节绕转向电机轴线转动，与转向节固连的车轮即相应实现转动，实现大角度线控独立转向，所述的悬架还设有拉杆，对悬架运动进行导向，系统将转向伺服电机集成于麦弗逊悬架上，集成度高，簧下质量比较小，转动电机靠近轮边，传动链短。系统具体设置为：如图2所示，本转向伺服电机总成布置于麦弗逊悬架转向节上的线控四轮独立转向系统主要由弹性橡胶铰支座1、弹性橡胶铰总成2、上弹簧支座3、防尘罩4、弹簧5、阻尼器6、下弹簧支座7、减震器下支座8、下摆臂9、下摆臂球铰10、转向节11、轮毂轴承压紧螺母12、制动盘13、轮毂(局部)14、肘形连接件15、转向伺服电机总成16、拉杆17组成。所述的悬架上设有肘形连接件15，肘形连接件15与转向伺服电机总成的壳体固连，肘形连接件15与减震器固连，肘形连接件中间内置有推力轴承，推力轴承与伺服电机总成的输出轴线相同，肘形连接件15通过推力轴承连接转向节11。此外，转向伺服电机总成的输出轴通过键联接转向节11，并可驱动转向节11绕电机轴线即主销轴线转动。转向节11与下摆臂9靠近车轮侧通过下摆臂球铰连接，靠近车架侧通过转动副与车架连接(一般采用橡胶衬套)。所述的转向伺服电机可与减速器匹配构成伺服电机总成。所述的伺服电机总成输出轴与电机外壳构成转动副，伺服电机总成输出轴线通过下摆臂球铰中心，伺服电机总成输出的力矩(或经减速机放大后)输出到转向节上，使得车轮能沿主销发生转动从而实现线控四轮独立转向。由于通过电机进行转向运动控制，原有的转向横拉杆内侧端与车身通过球铰或虎克铰(采用虎克铰为避免局部自由度)连接，外侧端通过球铰与肘形连接件连接，使所述拉杆起到悬架运动导向的作用。如图2，转向伺服电机总成16中的电机壳体固联在肘形连接件15上，肘形连接件15通过螺栓与减震器下支座8固联。弹簧减震器总成通过具有球铰运动特性的弹性橡胶件连接车架。减震器下支座8与下弹簧支座7焊接为一体，弹簧5安装于上弹簧支座3和下弹簧支座7之间，上弹簧支座3与弹性橡胶铰支座1通过弹性橡胶铰总成2(内含轴承)连接，上弹簧支座3与弹性橡胶铰支座1之间的运动关系可等效为球铰。弹性橡胶铰支座1通过螺栓与车身(或者副车架)连接。转向伺服电机总成16的输出轴通过键(或其他类似形式)与转向节11连接，可传递扭矩。肘形连接件15与转向节11通过推力轴承(未画出)连接，可相互转动。当转向伺服电机总成16输出力矩时，驱动轮毂14，使得车轮在沿主销发生偏转从而实现转向。和一般麦弗逊悬架一致，下摆臂9外侧通过下摆臂球铰10与转向节11连接，内侧则通过转动副与车架连接(一般通过橡胶铰实现)。拉杆17的两端分别通过球铰与肘形连接件15和车身连接，为避免局部自由度，也可采用一端为球铰，另一端为虎克铰的布置。转向伺服电机总成的壳体固联在肘形连接件上，肘形连接件与减振器下支座固联，转向节与肘形连接件通过推力轴承连接，弹簧减震器与车身或副车架为球铰运动关系。当转向伺服电机与减速机总成输出力矩时，驱动转向节，使得车轮沿主销发生偏转从而实现转向。该结构方案的机构示意图如图1所示，该方案在传统的麦弗逊悬架结构的基础上，在原转向节上添加一个轴线通过下球铰中心的转动副，且该转动副通过可控的转向电机(或包含减速器)进行控制。该结构在不转向时电机不发生转动，其结构与麦弗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统，该系统包括车架、车轮、悬架和转向电机，所述的悬架包括转向节，其特征在于，所述的转向节与转向电机相连，所述的转向节受转向电机的控制绕转向电机轴线转动，与转向节固连的车轮即相应实现转动，所述的系统还设有与悬架活动连接的拉杆，对悬架运动进行导向。

【技术特征摘要】
1.一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统，该系统包括车架、车轮、悬架和转向电机，所述的悬架包括转向节，其特征在于，所述的转向节与转向电机相连，所述的转向节受转向电机的控制绕转向电机轴线转动，与转向节固连的车轮即相应实现转动，所述的系统还设有与悬架活动连接的拉杆，对悬架运动进行导向。2.根据权利要求1所述的一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统，其特征在于，所述的转向电机包括转向电机壳体和转向电机输出轴，所述转向电机壳体与转向电机输出轴构成第一转动副。3.根据权利要求2所述的一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统，其特征在于，所述的转向电机输出轴通过键连接转向节。4.根据权利要求2所述的一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线控四轮独立转向系统，其特征在于，所述悬架设有下摆臂，所述下摆臂靠近车轮一端通过第一球铰与转向节连接，远离车轮一端通过第二转动副与车架连接。5.根据权利要求4所述的一种麦弗逊悬架转向节设有转向电机的线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王心坚，孟德建，张立军，卓桂荣，陈辛波，余卓平，王威，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31