一种新型悬架转向节连接机构制造技术

一种新型悬架转向节连接机构，包括对称设置于车架两侧、连接车架与车轮转向节的各一对上、下摆臂；其中，上摆臂的一端设置至少一个连接于车架上部的第一连接端；上摆臂另一端设置两个连接于车轮转向节上部的第二连接端，且成开叉状结构；下摆臂一端设至少一个连接于车架下部的第三连接端；下摆臂的另一端设两个连接于车轮转向节下部的第四连接端，且成开叉结构；第二连接端、第四连接端分别通过一约束单元连接于车轮转向节上、下部，该约束单元包括底座和球头；底座中央设通孔；其两端沿轴向各设一螺纹孔，并螺纹连接上、下摆臂成开叉结构的第二、第四连接端；球头嵌设于底座中央通孔；所述球头连接于车轮转向节上部或下部。

【技术实现步骤摘要】
一种新型悬架转向节连接机构
本技术涉及车辆
，特别涉及一种新型悬架转向节连接机构。
技术介绍
本文有关术语约定：车辆前后方向为纵向，左右方向为横向，上下方向为垂向，且车头方向为前。关节轴承和滚动轴承：关节轴承(以下简称球头)的滑动接触表面为球面，主要适用于摆动运动、倾斜运动和旋转运动，提供球面副约束；滚动轴承(以下简称轴承)是通过内圈和外圈之间的滚动摩擦，主要适用于旋转运动且轴向平移受限，提供旋转副约束。对于有悬架结构的车辆或底盘，其中转向轮的车轮与车辆本体(一般为车身或车架，后文简称车身)之间的连接，需要通过如下环节：车轮与转向节(俗称羊角、也称为车轮架或车轮座)连接，转向节与悬架连接，悬架与车身连接。其中车轮与转向节之间一般通过螺纹固定连接；转向节与悬架之间的连接，一般采用球头连接；悬架与车身之间一般通过球头、橡胶衬套连接。其中球头的术语为关节轴承(GB/T3944-2002)，是一类提供球面副运动约束的机构，其滑动接触表面是一个内球面和一个外球面，运动时可以在运动极限内按任意方向旋转摆动。但因为受制于外球面必须对内球面有一定的包裹面积，导致球头杆或球头孔方向(以下简称球头杆轴向)实际上只能提供以球心为顶点的30至40度圆锥角范围内的摆动，运动范围较小；但球头杆或球头孔轴线法向附近(以下简称球头杆法向)的旋转则不受限制。就受力和承载而言，球头在其球头杆(杆端球头)或球头孔(鱼眼球头)轴线方向的受力较弱，在其球头杆或球头孔轴线法向平面角度附近承载能力交强。对于转向轮，因车轮涉及转动(大致上绕Z轴转动)和上下(Z向上下)跳动两个方向的复合运动，而一般转动角度需要达到±35°以上，因此转向节与悬架目前常规方案是通过球头进行连接，且球头的球头杆轴向与转向节转向轴方向大致平行，以便满足转向节转动角度的需求。但这就导致了转向节在相对车身的上下运动中，受到球头杆摆动范围的限制，对应悬架摆臂的倾斜角度受到限制，最终导致车轮跳动行程不能达到较大的范围。对于需要越野性能强、通过性好的应用场景，或者需要悬架具有可侧倾功能，要求车轮有较大的上下跳动行程，因此基于常规方案则需要悬架的摆臂长度比较长，才能在倾斜角度受限的情况下提供较大的轮跳行程。但摆臂长度又直接跟车辆或底盘的宽度相关，如果车辆或底盘不能提供足够的宽度，则对应的上下轮跳行程也不能达到理想的水平。对于越野摩托、ATV、可侧倾摩托等应用领域，为解决上述球头对车轮跳动行程的制约，有如下解决方案(下文简称三轴方案)：将球头的球面副约束，分解成大致上方向正交的两个旋转约束，相当于用类似十字轴万向节的结构，替代球头。具体为，上下摆臂分别通过一个旋转副约束与转向节转接结构连接(下文简称纵向轴)，转向节与上下两个转接结构之间以旋转副连接(下文简称垂向轴)，如此，可实现转向节既可随摆臂上下倾斜而上下跳动，有可绕转接结构实现大致绕竖直方向旋转。但本解决方案转向节中的旋转副机构为轴承轴套配合，需要一个贯穿上下的螺栓将上下转接机构和转向节本体连接起来，因此转向节本体中间部位不能开孔，因而对于自带轴芯的车轮结构(如轮毂电机)则无法安装，另外也无法通过驱动轴。进而，该种解决方案不支持安装驱动轮。本解决方案的另一个弊端是，因上下两纵向轴和垂向轴各自需要螺栓贯穿，因此位置上不可重叠，垂向轴一定需要布置在纵向轴之外，且必须要有螺栓紧固工具的操作空间，因此空间不够紧凑。QUADRO公司的一种解决方案(以下简称六轴方案)则可以有效的解决上述方案(三轴方案)的问题，具体如下：上下摆臂与转向节连接端都呈U形开叉形状，在每个U形开叉两边的突出部位同轴设置有两个轴承(下文简称纵向轴承)；上下摆臂与车身连接的位置保证上下两对轴承之间为平行位置关系；转向节上下两端分别于两个垂向轴承机构(下文简称垂向轴承)以旋转副连接，其轴承机构特点在于与轴承轴心正交方向设有对称的螺栓孔，上下轴承机构的螺栓孔呈平行状态；上下摆臂与转向节的上下轴承机构通过螺栓孔进行螺纹连接。该方案保证了车轮既可以沿上下摆臂的纵向轴承上下跳动，有可以绕垂向轴承左右转动。该解决方案，因将纵向旋转副约束改进为叉口分开的结构，故能与转向节垂向旋转副约束在横向空间上进行重叠，从而减少了空间占用使得结构紧凑；又因将转向节垂向旋转副约束改进为上下轴承，使得不需要一根贯穿上下的固定螺栓，故转向节中部能够开孔，能够固定自带轴芯的车轮，或可通过传动轴。但本解决方案存在如下弊端：因采用的全部为旋转约束，且机构为轴承，因此对每个摆臂内轴承的同轴度、上下摆臂轴承之间的平行度，精度要求都非常高。如有加工精度不足或受到冲击变形，则整个系统的运转就会受到很大影响。Brudeli625L采用的一种方案(以下简称四轴两球头方案)则可以解决上述方案(六轴方案)存在的弊端，具体如下：类似六轴方案，但其中悬架摆臂与转向节之间的连接不是通过垂向轴承，而是改为通过杆端球头进行连接。因为该种方案在转向节上下方端设置的是球头，而球头属于球面副约束，因此上下连接点之间不需要同轴对正，因此降低了对零件加工精度的要求，并提高了系统的可靠性。但上下两个球头均采用的是杆端球头，会占用转向节垂向的空前，且会导致安装不便。另外六轴方案中存在的摆臂末端轴承需要精密同轴心的弊端还是没有解决。
技术实现思路
本技术的目的在于设计一种新型悬架转向节连接机构，用于悬架摆臂和转向节之间的连接，能够支持车轮相对车体进行大行程上下跳动，以及支持车轮进行大范围的左右旋转，并且结构简单、加工容易、运行可靠；可适用于多轮摩托车、ATV、UTV、SSV、沙滩车、多轮自行车、移动机器人底盘等领域，提高车辆的车轮着地极限，从而提高车辆的越野性能和通过性。为达到上述目的，本技术的技术方案是：一种新型悬架转向节连接机构，包括对称设置于车架两侧、连接车架与车轮转向节的各一对上、下摆臂；其中，所述上摆臂的一端设置至少一个连接于车架上部的第一连接端；所述上摆臂的另一端设置两个可连接于车轮转向节上部的第二连接端，且成开叉状结构；所述下摆臂的一端设置至少一个连接于车架下部的第三连接端；所述下摆臂的另一端设置两个可连接于车轮转向节下部的第四连接端，且成开叉结构；所述第二连接端、第四连接端分别通过一约束单元连接于所述车轮转向节上、下部，该约束单元包括底座和球头；所述底座中央设通孔，底座两端沿轴向各设一螺纹孔，并螺纹连接所述上摆臂、下摆臂成开叉结构的第二连接端、第四连接端；所述球头嵌设于所述底座中央的通孔内，球头通过过盈配合连接底座，或通过球头外圈的螺纹与底座连接；所述球头连接于所述车轮转向节上部或下部。优选的，所述上摆臂的一端设置两个连接于车架上部的第一连接端；所述下摆臂的一端设置两个连接于车架下部的第三连接端。优选的，所述上摆臂的第二连接端设置球头或轴承。优选的，所述球头包括杆端关节轴承即杆端球头或向心关节轴承；其中，所述向心关节轴承通过螺栓连接于所述车轮转向节上部，所述杆端球头的杆端连接于所述车轮转向节上部。优选的，所述下摆臂的第四连接端设置球头或轴承，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型悬架转向节连接机构，包括对称设置于车架两侧、连接车架与车轮转向节的各一对上、下摆臂；其特征在于，/n所述上摆臂的一端设置至少一个连接于车架上部的第一连接端；所述上摆臂的另一端设置两个可连接于车轮转向节上部的第二连接端，且成开叉状结构；/n所述下摆臂的一端设置至少一个连接于车架下部的第三连接端；所述下摆臂的另一端设置两个可连接于车轮转向节下部的第四连接端，且成开叉结构；/n所述第二连接端、第四连接端分别通过一约束单元连接于所述车轮转向节上、下部，该约束单元包括底座和球头；所述底座中央设通孔；底座两端沿轴向各设一螺纹孔，并螺纹连接所述上摆臂、下摆臂成开叉结构的第二连接端、第四连接端；所述球头嵌设于所述底座中央的通孔内，球头通过过盈配合连接底座，或通过球头外圈的螺纹与底座连接；所述球头连接于所述车轮转向节上部或下部。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型悬架转向节连接机构，包括对称设置于车架两侧、连接车架与车轮转向节的各一对上、下摆臂；其特征在于，
所述上摆臂的一端设置至少一个连接于车架上部的第一连接端；所述上摆臂的另一端设置两个可连接于车轮转向节上部的第二连接端，且成开叉状结构；
所述下摆臂的一端设置至少一个连接于车架下部的第三连接端；所述下摆臂的另一端设置两个可连接于车轮转向节下部的第四连接端，且成开叉结构；
所述第二连接端、第四连接端分别通过一约束单元连接于所述车轮转向节上、下部，该约束单元包括底座和球头；所述底座中央设通孔；底座两端沿轴向各设一螺纹孔，并螺纹连接所述上摆臂、下摆臂成开叉结构的第二连接端、第四连接端；所述球头嵌设于所述底座中央的通孔内，球头通过过盈配合连接底座，或通过球头外圈的螺纹与底座连接；所述球头连接于所述车轮转向节上部或下部。


2.如权利要求1所述的新型悬架转向节连接机构，其特征在于，所述上摆臂的一端设置两个连接于车架上部的第一连接端；所述下摆臂的一端设置两个连接于车架下部的第三连接端。


3.如权利要求1或2所述的新型悬架转向节连接机构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪振军，
申请(专利权)人：上海航造科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31