转向电机置于等长双纵臂悬架转向节上的独立转向系统的制作方法

[0001]
本发明属于电动车底盘技术领域，具体涉及一种转向电机置于等长双纵臂悬架转向节上的独立转向系统。


背景技术：

[0002]
纵臂式独立悬架具有车轮跳动时，车轮外倾角和轮距基本不变的优点，同时其占用车体侧向空间小，有利于减小车宽。
[0003]
单纵臂独立悬架在车轮上下跳动时主销后倾角变化比较大，用在转向轮上时，转向力矩有很大一部分都分解为有害的使车轮倾覆的力矩。双纵臂独立悬架采用等长双纵臂时，可保持车轮定位参数不变，用于转向轮时当主销后倾角设置为零值时，可以把转向力矩完全用于转向作用。
[0004]
高功率密度高效能且小体积的伺服电机目前发展迅速，且技术成熟，经过减速机构减速增扭后输出力矩足以满足大多数车轮转向力矩的需求。集成编码器后可以用于精确控制车轮转向角度。其电机输出轴可以根据需要设计成各种连接结构。


技术实现要素：

[0005]
(一)要解决的技术问题
[0006]
本发明要解决的技术问题是：为了充分结合等长双纵臂悬架可保持车轮定位参数不变的优点，以及转向电机可以直接放置在转向节上驱动车轮转向的优点，如何提供一种转向电机置于等长双纵臂悬架转向节上的独立转向系统。
[0007]
(二)技术方案
[0008]
为解决上述技术问题，本发明提供一种转向电机置于等长双纵臂悬架转向节上的独立转向系统，包括：上纵臂1、下纵臂2、上球头销外壳31、上球头销41、上锁紧螺母51、下球头销外壳32、下球头销42、下锁紧螺母52、电机支座6、转向电机总成7、转向节8、轮毂电机总成9、车轮总成10；
[0009]
其中，所述上球头销外壳31、上球头销41、上锁紧螺母51用于连接上纵臂1和转向节8；
[0010]
所述下球头销外壳32、下球头销42、下锁紧螺母52用于连接下纵臂2和转向节8；
[0011]
所述上纵臂1设置为其一端与车体11铰接，另一端与上球头销外壳31固连；
[0012]
所述下纵臂2设置为其一端与车体11铰接，另一端与下球头销外壳32固连；
[0013]
所述上球头销外壳31与上球头销41球铰连接；
[0014]
所述下球头销外壳32与下球头销42球铰连接；
[0015]
所述上球头销41与转向节8之间通过上锁紧螺母51固连；
[0016]
所述下球头销42与转向节8之间通过下锁紧螺母52固连；
[0017]
所述转向电机总成7包含电机外壳与电机输出轴，所述电机外壳与电机支架6固连，所述电机输出轴与转向节8固连；
[0018]
所述电机支架6与转向节8固连。
[0019]
其中，所述上球头销外壳31与下球头销外壳32完全相同。
[0020]
其中，所述上球头销41与下球头销42完全相同。
[0021]
其中，所述上锁紧螺母51与下锁紧螺母52完全相同。
[0022]
其中，所述转向节8与轮毂电机总成9固连。
[0023]
其中，所述轮毂电机总成9连接车轮总成10。
[0024]
其中，所述上球头销41和下球头销42的球心连线形成了主销轴线，所述转向电机总成7的电机输出轴的轴线与主销轴线重合。
[0025]
其中，所述上纵臂1与车体11铰接轴线定义为a，下纵臂2与车体11铰接轴线定义为b，下纵臂2与转向节8连接处的下球头销42的球心定义为c，上纵臂1与转向节8连接处的上球头销41的球心定义为d，a轴线和b轴线的距离定义为l
ab
，c点距离b轴线的距离定义为l
bc
，d点距离a轴线的距离定义为l
ad
，c点和d点之间的距离定义为l
cd
；
[0026]
所述l
ab
＝l
cd
，l
bc
＝l
ad
，且cd连线与地面保持垂直，即主销后倾角为零。
[0027]
其中，所述转向电机总成7还集成了减速机构和编码器。
[0028]
其中，所述轮毂电机总成9还集成了减速机构和制动系统。
[0029]
(三)有益效果
[0030]
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：
[0031]
(1)保持l
ab
＝l
cd
，l
bc
＝l
ad
，使得车体、上纵臂、下纵臂和转向节在空间构成一个平行四边形的四连杆机构，保证了车轮上下跳动时始终保持主销后倾角不变的特点，有利于将转向电机输出的扭矩全部用于转向作用。
[0032]
(2)转向电机总成布置于转向节上，且其输出轴的轴线直接跟主销轴线重合，传动链最短，转向角度控制准确，效率高。
附图说明
[0033]
图1为本发明的整体结构示意图；
[0034]
图2为本发明的上纵臂与转向节之间，下纵臂、转向电机总成和转向节之间连接结构的局部侧视剖面图。
[0035]
图中：1.上纵臂，2.下纵臂，31.上球头销外壳，32.下球头销外壳，41.上球头销，42.下球头销，51.上锁紧螺母，52.下锁紧螺母，6.电机支座，7.转向电机，8.转向节，9.轮毂电机总成，10.车轮总成，11.车体。
具体实施方式
[0036]
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
[0037]
为解决上述技术问题，本发明提供一种转向电机置于等长双纵臂悬架转向节上的独立转向系统，如图1-图2所示，包括：上纵臂1、下纵臂2、上球头销外壳31、上球头销41、上锁紧螺母51、下球头销外壳32、下球头销42、下锁紧螺母52、电机支座6、转向电机总成7、转向节8、轮毂电机总成9、车轮总成10；
[0038]
其中，所述上球头销外壳31、上球头销41、上锁紧螺母51用于连接上纵臂1和转向
节8；
[0039]
所述下球头销外壳32、下球头销42、下锁紧螺母52用于连接下纵臂2和转向节8；
[0040]
所述上纵臂1设置为其一端与车体11铰接，另一端与上球头销外壳31固连；
[0041]
所述下纵臂2设置为其一端与车体11铰接，另一端与下球头销外壳32固连；
[0042]
所述上球头销外壳31与上球头销41球铰连接；
[0043]
所述下球头销外壳32与下球头销42球铰连接；
[0044]
所述上球头销41与转向节8之间通过上锁紧螺母51固连；
[0045]
所述下球头销42与转向节8之间通过下锁紧螺母52固连；
[0046]
所述转向电机总成7包含电机外壳与电机输出轴，所述电机外壳与电机支架6固连，所述电机输出轴与转向节8固连；
[0047]
所述电机支架6与转向节8固连。
[0048]
其中，所述上球头销外壳31与下球头销外壳32完全相同。
[0049]
其中，所述上球头销41与下球头销42完全相同。
[0050]
其中，所述上锁紧螺母51与下锁紧螺母52完全相同。
[0051]
其中，所述转向节8与轮毂电机总成9固连。
[0052]
其中，所述轮毂电机总成9连接车轮总成10。
[0053]
其中，所述上球头销41和下球头销42的球心连线形成了主销轴线，所述转向电机总成7的电机输出轴的轴线与主销轴线重合。
[0054]
其中，所述上纵臂1与车体11铰接轴线定义为a，下纵臂2与车体11铰接轴线定义为b，下纵臂2与转向节8连接处的下球头销42的球心定义为c，上纵臂1与转向节8连接处的上球头销41的球心定义为d，a轴线和b轴线的距离定义为l
ab
，c点距离b轴线的距离定义为l
bc
，d点距离a轴线的距离定义为l
ad
，c点和d点之间的距离定义为l
cd
；
[0055]
所述l
ab
＝l
cd
，l
bc
＝l
ad
，且cd连线与地面保持垂直，即主销后倾角为零。
[0056]
其中，所述转向电机总成7还集成了减速机构和编码器。
[0057]
其中，所述轮毂电机总成9还集成了减速机构和制动系统。
[0058]
综上，本发明属于电动车底盘技术领域，具体涉及一种转向电机置于等长双纵臂悬架转向节上的独立转向系统。该系统包括上纵臂、下纵臂、球头销、转向电机、转向节和轮毂电机总成等。上纵臂和下纵臂具有一样的长度，一端与车体连接，一端通过球铰跟转向节连接，转向电机的外壳固定在电机支座上，转向电机的输出轴跟转向节连接，转向电机输出轴的轴线与主销轴线重合。本发明结合了等长双纵臂悬架在车轮跳动时具有车轮定位参数不改变的优点，直接将转向电机置于主销轴线上，具有最少转向驱动链的同时保证了转向力矩可全部有效地用来驱动转向，对轮毂电机驱动车辆的转向性能的研发以及双纵臂独立悬架的应用具有重要借鉴意义。
[0059]
实施例1
[0060]
下面结合附图对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述，将本发明提供的任何一种技术手段进行替换或将本发明提供的技术手段或特征组合优化而得到的技术方案均应在本发明的保护范围之内，比如固连方式可以包括但不局限于螺栓固连、一体化成形、键齿连接、型面配合等；制动系统可以包括但不局限于盘式制动器、鼓式制动器等；减速机构可以是行星减速机构，也可以是其他形式的减速机构。这些均属于本发明的保护范围。
[0061]
如图1和图2所示，本发明提出了一种转向电机置于等长双纵臂悬架转向节上的独立转向系统。包含上纵臂1、下纵臂2、球头销外壳、球头销、锁紧螺母、电机支座6、转向电机总成7、转向节8、轮毂电机总成9、车轮总成10、车体11。
[0062]
优选地，球头销外壳、球头销和锁紧螺母共有完全相同的两个，分别用于连接上纵臂1和转向节8，下纵臂2和转向节8。上纵臂1和下纵臂2都是一端与车体11铰接形成旋转副，另一端分别与两个球头销外壳通过螺纹进行连接。球头销外壳与球头销球铰连接。球头销与转向节8之间通过锁紧螺母固连，其轴向定位可以在球头销的销杆上设计一个轴挡结构。转向电机总成7包含电机外壳与电机输出轴，电机外壳与电机支架6通过螺栓固连，电机输出轴的轴端设计成花键槽结构，与转向节8上的花键固连。电机支架6与转向节8之间通过螺栓固连。转向节8与轮毂电机总成9固连。
[0063]
如图2所示，两个球头销的球心连线形成了主销轴线，转向电机总成7的电机输出轴的轴线与主销轴线重合。上纵臂1与车体11铰接轴线定义为a，下纵臂2与车体11铰接轴线定义为b，下纵臂2与转向节8连接处的球头销的球心定义为c，上纵臂1与转向节8连接处的球头销的球心定义为d，a轴线和b轴线的距离定义为l
ab
，c点距离b轴线的距离定义为l
bc
，d点距离a轴线的距离定义为l
ad
，c点和d点之间的距离定义为l
cd
。保证l
ab
＝l
cd
，l
bc
＝l
ad
，且cd连线与地面保持垂直，即主销后倾角为零，这个零值在整个车轮上下跳动过程中都会保持不变，使得转向电机总成7的输出转矩都能全部用于转向。
[0064]
转向电机总成7还集成了减速机构和编码器。减速机构可以是一级行星减速机构，也可以是二级或多级行星减速机构，需要根据转向力矩的大小进行匹配，且注意整个电机的安装空间。可选地，如果转向电机总成7在转向节8的上下两个连接结构中间的空间不够用，可以将其放在上纵臂1与转向节8连接结构那里，而不放在下纵臂2与转向节8连接结构那里。
[0065]
轮毂电机总成9还集成了减速机构和制动系统。
[0066]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

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