基于曲柄连杆机构的主动后轮转向机构制造技术

一种基于曲柄连杆机构的主动后轮转向机构是在车辆质心位置增设有转向机构控制器，其一端通过电路与车辆电源连接导出控制信号；另一端通过电路与转向电动机相连传递控制信号；在车辆后桥壳上增设有调速机构托板，并设置有转向电动机和转向调速机构，且转向调速机构的蜗轮花键轴输出动力；在车辆的两后轮立柱上铰接有转向连杆机构，其一端通过蜗轮花键轴驱动；另一端输出动力于后轮立柱，带动后路边转动。本发明专利技术采用曲柄连杆结构，运动响应迅速，体积小重量轻能耗低，有效地减小了车辆的转弯半径，增强了车辆的高速稳定性，提升了车辆的安全稳定系数，特别是具有后轮转向的车辆降低了车辆因高速爆胎以及类似事件造成的不平稳状况，减小了意外损失。

Active rear wheel steering mechanism based on crank connecting rod mechanism

An active rear wheel crank connecting rod mechanism based on steering mechanism is in the centroid position of the vehicle is additionally provided with a steering controller, one end connected with the control signal is derived by the circuit with the power of the vehicle; the other end is connected to the motor control signal transmission through the circuit and the vehicle rear axle; the speed regulating mechanism are arranged on the plate, and is provided with a steering motor and the steering control device and steering gear spline shaft output power control mechanism; in the two column of the vehicle rear wheel is hinged with one end of the steering linkage, driven by worm gear and spline shaft; the other end of the output power to the rear wheels to drive the rotating column, after the roadside. The invention adopts a crank connecting rod structure, the movement of quick response, small volume and light weight low energy consumption, effectively reduce the turning radius of the vehicle, enhances the stability of the vehicle speed, to enhance the safety factor of the vehicle stability, especially with the rear wheel steering vehicle is reduced due to the high-speed vehicle tire and similar events caused by the unstable situation. To reduce the accident loss.

【技术实现步骤摘要】
基于曲柄连杆机构的主动后轮转向机构
本专利技术涉及一种机动车辆后轮主动转向机构，尤其是用于车辆后轮在不受自身方向机的控制下，自行偏转的一种基于曲柄连杆机构的主动后轮转向机构。
技术介绍
现有关于四轮转向技术近年没有专利和学术文章可供参考，一些汽车生产厂家正在进行大胆的尝试。现有越野车，大脚车等专业赛车，这类车辆后轮转向系统靠专业车手控制，通过专用操作杆控制液压系统，进而控制后轮实现转向。采用电动机来主动驱动后轮转动的BMW7系车型对于大型豪华车来说，不断加长的轴距为车内带来了良好舒适的乘坐空间，但是这也对车辆的操控性带来了一定的负面影响，无论是低速时的转弯半径，还是高速行驶时的稳定性都会显得不足，通过加入后轮转向系统可以弥补轴距增加后对车辆行驶特性造成的影响，同时让一款豪华车同样具有很好的驾驶性能。BMW7系车型采用的主动式后轮转向结构也并不复杂，就是一套丝杠螺母机构，电机驱动螺母带动丝杠产生轴向移动，这种轴向移动会带动后轮产生小幅度的转向，当车速在60km/h以上时，后轮与前轮同向偏转，提升高速过弯的稳定性，在60km/h以下时则反向偏转，增加车辆的灵活性。富康的橡胶软垫富康虽然没有采用什么超前的技术，但是这款车却可以在高速上轻易跑到170km/h而仍然很平稳，不飘不偏，这是雪铁龙富康这款车出色的底盘特性和它的后轮随动转向技术在起作用。这套后轮转向系统，并不是在后轮布置了一套完整的转向机构，而仅仅是在后轮与悬挂，悬挂与车身之间布置了一些橡胶软垫，通过橡胶垫把悬挂与车身柔性连接，由于橡胶存在一定弹性，而在弹性限度内又有相当高的强度，所以在汽车转弯时，后悬挂连接点的橡胶软垫在横向力的作用下能发生一定程度的弹性形变。从而带动车轮做一定角度的变化，使用了后轮随动转向技术的车型在转弯时可以比其他车型以更高的速度、更稳定地完成转向，而且，这项技术的实现极为简单。保时捷911GT3这款保时捷与常见后轮主动转向系统不同的是，它由内部的两套电机单独控制两个后轮，由此实现了左右两个后轮的独立控制，使它具有更高的操控极限，无疑这对控制系统的要求相对高些。特种工程车特种工程车因为工作情况复杂，车辆长度比较长，为增加它的灵活性，往往加入后轮转向技术，以增加它的灵活性，更好地适应各种工作环境。现有技术存在的问题：越野车及专业赛车这类车的后轮转向机构多为液压驱动机构，能输出较大推力，适用于恶劣路况驱动后轮转向。但驱动液压系统结构笨重，机构整体质量大，响应速度慢，安装及维修困难，并不适用当今中、小型车。电力驱动的宝马后轮转向机构电力驱动响应速度快，重量轻。但是它的后轮转向角度只有3°，在一些特殊狭窄路面依然存在灵活度不足的问题。并且宝马公司在传动装置上采用了丝杠螺母结构，长时间使用会产生较大间隙，影响使用精度。富康后轮随动转向技术富康采用的后轮随动转向技术，结构简单、成本低。它是一个非常简单的物理结构，既在后悬挂与车身的连接处加入一些橡胶软垫，当车辆转弯对某一侧进行挤压时，橡胶软垫会受到挤压变形而导致后轮产生一定角度的变化，角度的变化依赖于橡胶软垫的厚度和软硬程度，一般来说角度的变化都在3°下，这种效果在低速时并不明显，仅在高速情况下效果比较明显。问题是橡胶垫需要定期保养，费时费力。保时捷公司的后轮转向技术保时捷的后轮转向技术可谓是大胆的创新，但在高极限的同时，也带来了更加困难的控制技术，伴随着更大的失控风险。工程车辆的多轮转向技术工程车的多轮转向技术，必须能够承受大负荷，高可靠耐用性，一般采用液压系统驱动，将这种机构直接用在中、小型车上几乎是不可能的。后轮转向技术对提升车辆的操控性、稳定性、灵活性的作用毋庸置疑，在一些高档车型，比如：宝马、保时捷、凯迪拉克车纷纷在后轮转向技术上下功夫，在创新出实现后轮转向机构的同时，如何让后轮转向技术不再是车中贵族，是本专利技术的宗旨。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在的问题，采用曲柄连杆机构方便快捷地实现后轮转向，使普通民用车型载有后轮转向功能，重要的是减小车辆在不稳定状态下的损失，有效地提高车辆的安全系数，并提供一种基于曲柄连杆机构的主动后轮转向机构。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种基于曲柄连杆机构的主动后轮转向机构，包括转向机构控制器、调速机构托板、转向调速机构、转向连杆机构及转向电动机；其特征在于：在车辆质心位置增设有所述转向机构控制器，其一端通过电路与车辆电源连接，导出控制信号；另一端通过电路与转向电动机相连，传递控制信号；在车辆后桥壳上增设有所述调速机构托板，并设置有转向电动机和转向调速机构，且转向调速机构的蜗轮花键轴输出动力；在车辆的两后轮立柱上铰接有转向连杆机构，其一端通过蜗轮花键轴驱动；另一端输出动力于后轮立柱，带动后路边转动。在上述技术方案中，所述转向调速机构是蜗轮蜗杆机构；所述转向连杆机构是在后轮立柱上增设有耳柱并连接有转向拉杆；在转向连杆机构中，转向曲柄接收蜗轮花键套传递转动，曲柄球头连接转向曲柄和转向连杆，转向连杆在转向曲柄的带动下横向运动；连杆球头的球头部分与转向连杆相连，连杆球头的圆柱部分连接转向拉杆和后轮立柱，连杆球头将转向拉杆的运动传递给所连接的后轮立柱，带动后轮转动；连接在连杆球头上的转向拉杆的另一端，通过拉杆铰钉和另一车轮的车轮立柱相连接，推动车轮一并转动；所述转向调速机构的传动比是1∶24；所述车辆的后轮转角是3-10度。在上述技术方案中，本专利技术采用曲柄连杆结构，运动响应迅速，结构中零件多采用杆件，体积小、中，重量轻，安装方便，能耗低，可普遍安装于普通车辆。安装了后轮转向系统的车辆，能够有效地减小车辆的转弯半径，降低因车辆转弯半径限制而造成的堵车现象；同时后轮转向系统能够增强车辆的高速稳定性，提升车辆的安全稳定系数；更值得一提的是，具有后轮转向的车辆，能够降低车辆因高速爆胎以及类似事件造成的不平稳状况，减小意外损失。附图说明图1是本专利技术后轮转向系统的整体结构布置图。图2是本专利技术后轮转向连杆机构的主视结构图。图3是本专利技术后轮转向连杆机构的俯视结构图。图4是本专利技术转向曲柄处的左视结构图。图5是本专利技术转向曲柄与过载保护套结构图。图6是本专利技术后轮转向调速机构与现有技术后桥壳主视结构图。图7是本专利技术后轮转向调速机构与现有技术后桥壳俯视结构图。图8是本专利技术调速托盘与电动机的结构图。图9是本专利技术后轮转向调速机构的左视结构图。图10是本专利技术调速托盘俯视结构图。图11是本专利技术后桥壳主视图。图中：后桥壳是现有技术，本专利技术仅在后桥壳上加有三个立柱。图12是本专利技术后桥壳俯视结构图。图13是本专利技术后桥壳与现有技术车轮连接的主视结构图。图14是本专利技术后桥壳与现有技术车轮连接的俯视结构图。图15是本专利技术左立柱主视结构图。图中：立柱是现有技术，本专利技术仅在后段加一耳片，用于连接转向连杆8。图16是本专利技术右立柱主视结构图。图17是本专利技术左立柱和右立柱的外端形状结构视图。图18是本专利技术左立柱俯视结构图。图19是本专利技术右立柱俯视结构图。图20是本专利技术转向曲柄主视结构图。图21是本专利技术转向曲柄左视结构图。图22是本专利技术曲柄球头主视结构图。图23是本专利技术曲柄球头左视结构图。图24是本专利技术转向连杆主视结构图。图25是本专利技术转向连杆俯视结构图。图26是本专利技术连杆球头主视结构图。图27本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于曲柄连杆机构的主动后轮转向机构，包括转向机构控制器、调速机构托板、转向调速机构、转向连杆机构及转向电动机；其特征在于：在车辆质心位置增设有所述转向机构控制器（1），其一端通过电路与车辆电源连接，导出控制信号；另一端通过电路与转向电动机（22）相连，传递控制信号；在车辆后桥壳（16）上增设有所述调速机构托板（17），并设置有转向电动机（23）和转向调速机构（2），且转向调速机构（2）的蜗轮花键轴（21）输出动力；在车辆的左后轮立柱（12）和右后轮立柱（13）上铰接有转向连杆机构（3），其一端通过蜗轮花键轴（21）驱动；另一端输出动力于右后轮立柱（13），带动后路边转动。

【技术特征摘要】
1.一种基于曲柄连杆机构的主动后轮转向机构，包括转向机构控制器、调速机构托板、转向调速机构、转向连杆机构及转向电动机；其特征在于：在车辆质心位置增设有所述转向机构控制器（1），其一端通过电路与车辆电源连接，导出控制信号；另一端通过电路与转向电动机（22）相连，传递控制信号；在车辆后桥壳（16）上增设有所述调速机构托板（17），并设置有转向电动机（23）和转向调速机构（2），且转向调速机构（2）的蜗轮花键轴（21）输出动力；在车辆的左后轮立柱（12）和右后轮立柱（13）上铰接有转向连杆机构（3），其一端通过蜗轮花键轴（21）驱动；另一端输出动力于右后轮立柱（13），带动后路边转动。2.如权利要求1所述的基于曲柄连杆机构的主动后轮转向机构，所述转向调速机构（2）是蜗轮蜗杆机构，其传动比是1∶24。3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琪，李鹏飞，任少斌，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14