一种刚性传动式摆动转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种刚性传动式摆动转向装置，其是一种一部分可以相对于另一部分来回摆动，且两者之间采用刚性传动的转向装置，其包括转向操作组件和转向执行组件，转向操作组件通过转向转换机构将转向操作组件的转向运动转换为直线输出构件前后直线运动，且直线输出构件的直线运动轨迹线与上述摆动的轴线相重合或相平行，使车辆的转向运动与车的摆动或倾斜运动互不影响，为非一体式转向的四轮和倒三轮动平衡车实现动态平衡提供了一种切实可行的技术思路，使动平衡车的摆动和转向动作相互独立，车的动态平衡控制更加自如，大大提高了车的行驶安全性和操作灵活性；并且，转向装置完全采用刚性传动，传动效率高，转向操作稳定精准。精准。精准。

【技术实现步骤摘要】
一种刚性传动式摆动转向装置


[0001]本专利技术涉及一种车辆转向装置，更具体地说，涉及一种刚性传动式摆动转向装置。

技术介绍

[0002]目前的小型电动车或摩托车主要存在以下问题：
①
小型二轮车虽灵活紧凑，有很好的动平衡特性，但它做不到全封闭，不能根本解决风吹雨淋防寒问题；并且两轮系统，防滑(制动)特别是防侧滑(制动稳定性)能力差，安全系数低。
②
小型三轮或四轮车虽然可以采用全封闭车厢，增强了制动性能，但如果速度快了就容易侧翻，如果既要快又不能侧翻，则就需要增加车宽，又失去了其紧凑灵活的优势，所以现在常规的小型三轮或四轮车速度都不能太快，并且宽度方向尺寸大都在1米以上，这就使它的适用人群和场合受到了很大限制。
[0003]针对现有小型电动车或摩托车存在的上述问题，专利《一种人机联合平衡车》(专利号为201922148722.2)提出了一种结合二轮车与三轮/四轮各自优点的解决方案，即采用三轮或四轮的车底盘，但车身是可以在底盘上左右自由摆动的，车行驶时是依赖驾车人的平衡控制对车身进行平衡的，即用二轮车的驾车平衡原理来驾驶的三轮或四轮车(本文称这种车为动平衡车)，这样就解决了传统小型三轮或四轮车在高速行驶时的稳定性，又获得了三轮或四轮车的制动稳定性以及封闭车厢对人的保护作用。然而，在该专利申请案中，倒三轮车和四轮车的前轮，和正三轮车一样，作为转向轮都与转向龙头直接连接，这就使得倒三轮车与四轮车成为实质上的正三轮车，相当于它们具有一个超宽的前轮，前轮随车身的摆动倾斜。因此如何实现更具实用性的倒三轮与四轮动平衡车，就需要对转向装置进行进一步改进。
[0004]中国专利号ZL201480067213.4公开了一种“具有倾斜框架的车辆”，其倾斜框架2能相对于所述主架1倾斜，并且具有倾斜轴线35(此处沿用专利201480067213.4中的附图标记)，但它的横拉杆致动元件39能相对于所述倾斜框架2移动，以及通过所述倾斜框架2关于所述倾斜轴线35的倾斜和与其独立地通过所述转向轴线59的旋转被致动，使得所述至少一个能转向的接触元件3a通过所述至少一个横拉杆7经历转向运动，并且所述横拉杆致动元件39能够通过所述倾斜框架的倾斜且与所述倾斜独立地通过所述转向管6的旋转而相对于所述主架1移动，以用于所述至少一个横拉杆7的致动。可以看出，该专利申请案公开的车辆，其车身框架的倾斜与车辆的转向是相关的，即横拉杆7的致动有两个因素：倾斜框架2的倾斜和通过轴线59的旋转；这样，车的倾斜会影响车的转向，反之，车的转向运动同时也会影响车身的倾斜。从二轮车的动平衡原理我们知道，车身的倾斜与转向是分离的，不相干的，否则车身不能实现动平衡。比如二轮车在高速经过弯道时，车身的倾斜角是很大的，但车的转向是很细微的；二轮车在低速度行驶时，细微的车身倾斜需要较大角度的转向来使车身重新回到平衡点，由此可以看出，车身倾斜与转向不能存在明显的相关性，否则难以真正意义上实现车辆的动平衡，也就是说，虽然该专利提出的这种车具有了可倾斜的框架，绕倾斜轴线倾斜，但它的转向与车身倾斜是相互关联的，不能真正实现二轮车动平衡原理，它
的平衡功能是有缺陷的。
[0005]中国专利申请号201610157690.0公开了“一种三轮以上摩托车用强制控制车架和车轮自动平衡机构”，其平衡机构把车分成前后两部分，前部分含前轮，后部含后轮，整个前部分通过“车架连接轴承组”与后部分连接，这样前部分可以相对后部分围绕轴承的轴线摆动，该专利申请案有两个特点：一是强制控制平衡侧倾；二是车身在倾斜或摆动过程中，作为转向轮的前轮跟随车身倾斜摆动，由于所有车轮是始终着地的，因此这种摆动的结果是车轮随着摆动倾斜。这两个特点都不能形成类似二轮车的动态平衡所需要的失稳式的摆动或倾斜，因此它也不能形成类似二轮车的动态平衡状态。
[0006]综上，对于动平衡车来说，在车轮不随车身摆动倾斜的情况下，如何使一个可以自由摆动而失稳的车身在一个可以转向且稳定的车底盘上，在不借助其它任何外力的情况下实现动平衡，成为动平衡车尤其是四轮或倒三轮动平衡车实现动平衡的主要难点，而如何实现车的转向与车身的摆动互不影响是攻克上述难点问题的主要矛盾。因此，有必要为动平衡车设计一套能够实现车的转向与车身的摆动互不影响的转向装置。

技术实现思路

[0007]1.专利技术要解决的技术问题
[0008]本专利技术的目的在于解决现有能够摆动的车的转向动作与车的摆动动作存在相互干扰而无法实现真正的动平衡的问题，提供一种刚性传动式摆动转向装置，采用本专利技术的技术方案，转向操作组件能够相对于转向执行组件来回摆动或倾斜，同时利用转向转换机构将转向操作组件的转向运动转换为直线输出构件前后直线运动，直线输出构件的直线运动轨迹线与上述摆动的轴线相重合或相平行，进而使车辆的转向运动与车的摆动或倾斜运动互不影响，为非一体式转向的四轮和倒三轮动平衡车实现动态平衡提供了一种切实可行的技术思路，使动平衡车的摆动和转向动作相互独立，车的动态平衡控制更加自如，大大提高了车的行驶安全性和操作灵活性；并且，转向装置完全采用刚性传动，传动效率高，转向操作稳定精准。
[0009]2.技术方案
[0010]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0011]本专利技术的一种刚性传动式摆动转向装置，安装于车的含转向操控的部分相对于车的含转向轮的部分存在相对摆动或倾斜的车辆上，包括转向操作组件和转向执行组件，所述转向操作组件安装于车的含转向操控的部分，所述转向执行组件安装于车的含转向轮的部分，并与车的转向轮传动连接，所述转向操作组件能够相对于转向执行组件绕车的含转向操控的部分相对于车的含转向轮的部分的摆动轴线来回摆动或倾斜；
[0012]所述转向操作组件包括直线输出构件和用于将转向操作组件的转向运动转换为直线输出构件前后直线运动的转向转换机构，所述直线输出构件与转向执行组件之间采用轴向传动机构连接，且直线输出构件的直线运动轨迹线与上述摆动轴线相重合或相平行；车辆的转向运动从转向操作组件输入，通过转向转换机构将转向操作组件的转向运动转换为直线输出构件的直线运动，经轴向传动机构传递至转向执行组件输出，使车辆的转向运动与车的含转向操控的部分相对于车的含转向轮的部分的摆动或倾斜运动互不影响。
[0013]更进一步地，所述转向执行组件具有与直线输出构件轴向传动连接的脱摆构件，
当直线输出构件的直线运动轨迹线与摆动轴线相重合时，所述直线输出构件与脱摆构件之间采用能够相对旋转的轴孔配合结构连接，且在轴孔配合结构处还设有用于实现直线输出构件与脱摆构件轴向传动连接的轴向限位结构。
[0014]更进一步地，所述转向执行组件具有与直线输出构件轴向传动连接的脱摆构件，当直线输出构件的直线运动轨迹线与摆动轴线相平行时，所述直线输出构件与脱摆构件之间采用相对活动配合的滑槽结构连接，该滑槽结构的滑动轨迹线所在的面与摆动轴线相垂直，且在滑槽结构处还设有用于实现直线输出构件与脱摆构件轴向传动连接的轴向限位结构。
[0015本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刚性传动式摆动转向装置，其特征在于：安装于车的含转向操控的部分相对于车的含转向轮的部分存在相对摆动或倾斜的车辆上，包括转向操作组件(1)和转向执行组件(2)，所述转向操作组件(1)安装于车的含转向操控的部分，所述转向执行组件(2)安装于车的含转向轮的部分，并与车的转向轮传动连接，所述转向操作组件(1)能够相对于转向执行组件(2)绕车的含转向操控的部分相对于车的含转向轮的部分的摆动轴线(z1)来回摆动或倾斜；所述转向操作组件(1)包括直线输出构件(14)和用于将转向操作组件(1)的转向运动转换为直线输出构件(14)前后直线运动的转向转换机构(13)，所述直线输出构件(14)与转向执行组件(2)之间采用轴向传动机构连接，且直线输出构件(14)的直线运动轨迹线(z2)与上述摆动轴线(z1)相重合或相平行；车辆的转向运动从转向操作组件(1)输入，通过转向转换机构(13)将转向操作组件(1)的转向运动转换为直线输出构件(14)的直线运动，经轴向传动机构传递至转向执行组件(2)输出，使车辆的转向运动与车的含转向操控的部分相对于车的含转向轮的部分的摆动或倾斜运动互不影响。2.根据权利要求1所述的一种刚性传动式摆动转向装置，其特征在于：所述转向执行组件(2)具有与直线输出构件(14)轴向传动连接的脱摆构件(21)，当直线输出构件(14)的直线运动轨迹线(z2)与摆动轴线(z1)相重合时，所述直线输出构件(14)与脱摆构件(21)之间采用能够相对旋转的轴孔配合结构连接，且在轴孔配合结构处还设有用于实现直线输出构件(14)与脱摆构件(21)轴向传动连接的轴向限位结构。3.根据权利要求1所述的一种刚性传动式摆动转向装置，其特征在于：所述转向执行组件(2)具有与直线输出构件(14)轴向传动连接的脱摆构件(21)，当直线输出构件(14)的直线运动轨迹线(z2)与摆动轴线(z1)相平行时，所述直线输出构件(14)与脱摆构件(21)之间采用相对活动配合的滑槽结构连接，该滑槽结构的滑动轨迹线所在的面与摆动轴线(z1)相垂直，且在滑槽结构处还设有用于实现直线输出构件(14)与脱摆构件(21)轴向传动连接的轴向限位结构。4.根据权利要求1所述的一种刚性传动式摆动转向装置，其特征在于：所述转向执行组件(2)具有与直线输出构件(14)轴向传动连接的脱摆构件(21)，当直线输出构件(14)的直线运动轨迹线(z2)与摆动轴线(z1)相平行时，所述直线输出构件(14)通过关节构件(15)、L型滑杆(16)与脱摆构件(21)连接，所述关节构件(15)具有滑动副和转动副，且滑动副和转动副的轴线相垂直，所述直线输出构件(14)与关节构件(15)的转动副转动连接，所述L型滑杆(16)的直立杆与关节构件(15)的滑动副滑动配合，所述L型滑杆(16)的水平杆与脱摆构件(21)转动连接，所述L型滑杆(16)的水平杆转动轴线(z4)与摆动轴线(z1)相平行，且转动轴线(z4)位置固定。5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种刚性传动式摆动转向装置，其特征在于：所述转向转换机构(13)具有转换输入轴(131)和与直线输出构件(14)相连接的转换输出构件(133)，所述转换输出构件(133)的转换输出中线(z3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊华，周皞，刘恩海，魏玉平，
申请(专利权)人：常州工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：