汽车的原地转向结构以及汽车的制作方法

文档序号:15217256发布日期:2018-08-21 17:00阅读:315来源:国知局

本发明涉及汽车领域,具体涉及汽车的原地转向结构以及汽车。



背景技术:

随着当今社会人们生活水平的提高,汽车做为一种出行交通工具已经越来越被广泛的应用。但是现有汽车若是想要实现转向操作,只能由转向轮带动车身转动一定角度才能完成,该过程不仅缓慢,而且还需要占用相当大的转向空间,同时,若是驾驶员操作再不纯熟的话,很容易出现意外事故,造成人身伤害以及财产损失。

针对上述问题公开号为cn205440307u的专利文献公开了一种自动旋转式小汽车转向装置。该专利文献的装置都能够原地将汽车抬起来,然后通过驱动液压缸体转动实现汽车的转动,现有技术这种结构形式使液压缸相对底盘转动,这导致汽车转动角度受限于液压管,不能同一个方向的大角度连续旋转(比如360°、720°等),因此工作时受限较大。



技术实现要素:

本发明针对上述问题,克服至少一个不足,提出了汽车的原地转向结构以及汽车,使得汽车能够向一个方向连续的转动。

本发明采取的技术方案如下:

一种汽车的原地转向结构,包括:

底盘;

升降油缸,升降油缸包括安装在底盘上的缸体,以及能够向下伸缩的活塞杆;

支撑盘,与升降油缸的活塞杆的下端转动配合,支撑盘上安装有第一齿轮,所述第一齿轮的轴线与升降油缸的活塞杆的轴线重合;

安装架,滑动安装在支撑盘上,能够绕支撑盘做圆周运动,所述安装架在轴向上与支撑盘相对固定,随支撑盘同步上下移动;

转动电机,安装在安装架上,转动电机的输出轴上安装有第二齿轮,所述第二齿轮与第一齿轮啮合;

伸缩杆,上端安装在底盘上,下端与安装架固定。

原地转向结构的工作原理:升降油缸工作,活塞杆伸出带动支撑盘和安装架同步向下移动,同时伸缩杆被拉伸,支撑盘与地面接触后将汽车的轮子抬起,然后转动电机工作,因为第一齿轮相对地面不动,支撑盘与升降油缸的活塞杆的下端转动配合,且伸缩杆的上端安装在底盘上,此时随着第二齿轮的转动,底盘、升降油缸的缸体、伸缩杆以及安装架均绕活塞杆的轴线同步转动。

通过伸缩杆能够使安装架不会相对底盘转动;支撑盘与升降油缸的活塞杆的下端转动配合,这种配合结构使得汽车原地转动时升降油缸的缸体不会相对底盘转动,这样在转动电机的驱动下汽车能够做任意角度的转动,可以向一个方向连续的转动(不限制圈数的旋转),转向操作更为便捷方便。

可选的,所述支撑盘包括盘体以及固定在盘体中部且向上延伸的连接轴,升降油缸的活塞杆的下端与连接轴的上端转动配合;所述第一齿轮安装在连接轴的下侧;

所述盘体的上端面具有环形凸轨,所述环形凸轨的横截面为倒立的梯形,所述安装架具有与环形凸轨配合的第二滑动槽,所述第二滑动槽的横截面与环形凸轨相适配。

本申请中,环形凸轨的轴线与活塞杆轴线重合,连接轴和盘体的轴线业余活塞杆的轴线重合,通过环形凸轨和第二滑动槽的配合,使得安装架能够绕支撑盘进行转动,倒梯形的横截面设计使得安装架和盘体在轴向上相对固定,能够同步升降。

所述环形凸轨包括相互配合的第一段和第二段,第一段和第二段形成圆环状结构,其中,第二段可拆卸安装在盘体上,具体而言,盘体上具有螺纹孔,第二段上端面具有沉头孔,第二段通过穿设在沉头孔并与螺纹孔连接的紧固件固定在盘体上。

可选的,所述安装架有两个,绕升降油缸的活塞杆的轴线均匀分布。

本申请中,安装架有两个即表示与安装架相关的伸缩杆、转动电机和第二齿轮等均有两个。

可选的,升降油缸的活塞杆的下端面具有第一安装槽,第一安装槽的底壁具有第一圆柱,第一圆柱的下端面具有第二圆柱,第一圆柱、第二圆柱以及第一安装槽的轴线重合,第一圆柱和第二圆柱之间为第一台阶;

所述连接轴的上端面具有第二安装槽,第二安装槽的底壁具有第三安装槽,第三安装槽的底壁中部具有供第二圆柱穿入的圆孔,第二安装槽具有第二台阶,第二台阶将第二安装槽分为位于上侧的大径部和位于下侧的小径部;

所述连接轴内套在所述第一安装槽中,第二圆柱穿入所述圆孔,升降油缸的活塞杆和连接轴之间还安装有平面轴承和向心轴承,所述平面轴承的下环安装在小径部上,平面轴承的上环位于所述大径部,所述第一台阶与平面轴承的上环相抵靠;所述向心轴承安装在第二安装槽中,向心轴承的外圈与第二安装槽的侧壁相抵靠,向心轴承的内圈外套在第一圆柱上;

所述第一安装槽的侧壁下端具有连接凸环,所述连接轴的外侧壁上具有环形连接槽,所述连接凸环和环形连接槽配合,用于防止支撑盘脱离升降油缸的活塞杆;

所述第一安装槽侧壁和连接轴外侧壁之间还安装有密封圈,所述密封圈位于连接凸环的上方。

活塞杆和连接轴主要是轴向上的力,通过设置第三安装槽和平面轴承,使得活塞杆能够与连接轴可靠的转动配合;通过设置第二安装槽和第一圆柱,使得当活塞杆和连接轴承受径向上的力时也能够可靠的转动配合;通过第二圆柱和圆孔的配合能够使活塞杆与连接轴的安装及转动配合关系更可靠;通过设置连接凸环和环形连接槽,能够限定连接轴,使连接轴和活塞杆在轴向上是相对固定的,即支撑盘和活塞杆能够同步上下移动;通过设置密封圈能够起到防尘作用,防止灰尘等进入转动结构中。

所述升降油缸的活塞杆的下端包括位于上侧的第一部分和位于下侧的第二部分,所述连接凸环位于第二部分中,所述密封圈位于第一部分,所述第二部分包括两个半圆环,两个半圆环围成套状结构,第二部分通过紧固件固定在第一部分的下端面,第一部分和第二部分形成升降油缸的活塞杆的下端。

可选的,所述升降油缸的缸体侧壁具有凸起部,凸起部上具有竖直设置的限位孔,限位孔内滑动安装有导向杆,所述导向杆的下端与升降油缸的活塞杆连接。

导向杆只能上下滑动,导向杆与升降油缸的活塞杆连接后,使得升降油缸的活塞杆不会做旋转运动,能够保证升降油缸的可靠工作。

可选的,所述凸起部和导向杆均具有多个。

可选的,所述升降油缸的缸体固定在底盘上,所述伸缩杆的上端固定在底盘上。

可选的,底盘上设置有相互平行的第一导轨和第二导轨,所述第一导轨的长度方向与底盘的前后方向平行;

升降油缸的缸体滑动设置在所述第一导轨上;

所述底盘还包括滑动设置在第二导轨上的滑动块,所述伸缩杆的上端固定在滑动块上,所述滑动块与升降油缸的缸体固定连接;

汽车的原地转向结构还包括驱动元件,所述驱动元件与升降油缸的缸体配合,用于驱动所述缸体和滑动块同步前后移动。

第一导轨和升降油缸的缸体滑动配合,通过驱动元件能够改变升降油缸、支撑盘以及滑动块相对于底盘的位置,这样就可以根据汽车上的实际负载情况确定移动方向,相对于现有不可以调节升降油缸位置的结构而言,本申请的适用性强,升降油缸和支撑盘使用时受力情况好,升降油缸和支撑盘使用寿命更高。实际运用时可以通过驾驶员的判断来进行人工调节位置,也可以结合汽车上的重心测量系统来自动调节升降油缸的位置。

本申请还公开了一种汽车,包括上文所述原地转向结构。

本发明的有益效果是:通过伸缩杆能够使安装架不会相对底盘转动;支撑盘与升降油缸的活塞杆的下端转动配合,这种配合结构使得汽车原地转动时升降油缸的缸体不会相对底盘转动,这样在转动电机的驱动下汽车能够做任意角度的转动,可以向一个方向连续的转动,转向操作更为便捷方便。

附图说明:

图1是实施例1汽车的原地转向结构的示意图;

图2是图1另一角度的示意图;

图3是图1的俯视图;

图4是图3中a-a的剖视图;

图5是图4中b处的放大图;

图6是实施例1中支撑盘的结构示意图;

图7是实施例1中活塞杆下端的示意图;

图8是实施例2汽车的原地转向结构的示意图;

图9是实施例3汽车的原地转向结构的示意图;

图10是实施例4汽车的原地转向结构的示意图;

图11是图10另一角度的示意图;

图12是实施例1汽车的示意图;

图13是其他实施例中原地转向结构的剖视画图。

图中各附图标记为:

1、底盘;2、升降油缸;3、支撑盘;4、缸体;5、活塞杆;6、凸起部;7、导向杆;8、限位孔;9、第一导轨;10、第二导轨;11、滑动块;12、伸缩杆;13、安装架;14、驱动元件;15、螺纹孔;16、通道;17、盘体;18、连接轴;19、转动电机;20、环形凸轨;21、第二齿轮;22、第一齿轮;23、第二滑动槽;24、主体部;25、限位部;26、第一滑动槽;27、条形槽;28、支撑滚轮;29、第一安装槽;30、第一圆柱;31、第二圆柱;32、第一台阶;33、第二安装槽;34、第三安装槽;35、圆孔;36、第二台阶;37、大径部;38、小径部;39、平面轴承;40、向心轴承;41、下环;42、上环;43、外圈;44、内圈;45、连接凸环;46、环形连接槽;47、密封圈;48、第一部分;49、第二部分;50、半圆环;51、第一段;52、第二段;53、沉头孔;54、电动升降推杆;55、活动杆;56、车壳;57、传感区;58、距离传感器;59、激光发射器。

具体实施方式:

下面结合各附图,对本发明做详细描述。

实施例1

一种汽车,能够原地转向,如图1~7所示,该汽车包括原地转向结构(原地转向结构也可以叫做升降旋转结构),原地转向结构,包括:

底盘1;

升降油缸2,升降油缸2包括安装在底盘1上的缸体4,以及能够向下伸缩的活塞杆5;

支撑盘3,与升降油缸2的活塞杆5的下端转动配合,支撑盘3上安装有第一齿轮22,第一齿轮22的轴线与升降油缸2的活塞杆5的轴线重合;

安装架13,滑动安装在支撑盘3上,能够绕支撑盘3做圆周运动,安装架13在轴向上与支撑盘3相对固定,随支撑盘3同步上下移动;

转动电机19,安装在安装架13上,转动电机19的输出轴上安装有第二齿轮21,第二齿轮21与第一齿轮22啮合;

伸缩杆12,上端安装在底盘1上,下端与安装架13固定。

原地转向结构的工作原理:升降油缸2工作,活塞杆5伸出带动支撑盘3和安装架13同步向下移动,同时伸缩杆12被拉伸,支撑盘3与地面接触后将汽车的轮子抬起,然后转动电机19工作,因为第一齿轮22相对地面不动,支撑盘3与升降油缸2的活塞杆5的下端转动配合,且伸缩杆12的上端安装在底盘1上,此时随着第二齿轮21的转动,底盘1、升降油缸2的缸体4、伸缩杆12以及安装架13均绕活塞杆5的轴线同步转动。

通过伸缩杆12能够使安装架13不会相对底盘1转动;支撑盘3与升降油缸2的活塞杆5的下端转动配合,这种配合结构使得汽车原地转动时升降油缸2的缸体4不会相对底盘1转动,这样在转动电机19的驱动下汽车能够做任意角度的转动,可以向一个方向连续的转动(不限制圈数的旋转),转向操作更为便捷方便。

如图2和4所示,于本实施例中,支撑盘3包括盘体17以及固定在盘体17中部且向上延伸的连接轴18,升降油缸2的活塞杆5的下端与连接轴18的上端转动配合;第一齿轮22安装在连接轴18的下侧;

盘体17的上端面具有环形凸轨20,环形凸轨20的横截面为倒立的梯形,安装架13具有与环形凸轨20配合的第二滑动槽23,第二滑动槽23的横截面与环形凸轨20相适配。

本申请中,环形凸轨20的轴线与活塞杆5轴线重合,连接轴18和盘体17的轴线业余活塞杆5的轴线重合,通过环形凸轨20和第二滑动槽23的配合,使得安装架13能够绕支撑盘3进行转动,倒梯形的横截面设计使得安装架13和盘体17在轴向上相对固定,能够同步升降。

如图1和6所示,环形凸轨20包括相互配合的第一段51和第二段52,第一段51和第二段52形成圆环状结构,其中,第二段52可拆卸安装在盘体17上,具体而言,盘体17上具有螺纹孔15,第二段52上端面具有沉头孔53,第二段52通过穿设在沉头孔53并与螺纹孔15连接的紧固件固定在盘体17上。

如图4所示,于本实施例中,安装架13有两个,绕升降油缸2的活塞杆5的轴线均匀分布。本申请中,安装架13有两个即表示与安装架13相关的伸缩杆12、转动电机19和第二齿轮21等均有两个。

如图5所示,于本实施例中,升降油缸2的活塞杆5的下端面具有第一安装槽29,第一安装槽29的底壁具有第一圆柱30,第一圆柱30的下端面具有第二圆柱31,第一圆柱30、第二圆柱31以及第一安装槽29的轴线重合,第一圆柱30和第二圆柱31之间为第一台阶32;

连接轴18的上端面具有第二安装槽33,第二安装槽33的底壁具有第三安装槽34,第三安装槽34的底壁中部具有供第二圆柱31穿入的圆孔35,第二安装槽33具有第二台阶36,第二台阶36将第二安装槽33分为位于上侧的大径部37和位于下侧的小径部38;

连接轴18内套在第一安装槽29中,第二圆柱31穿入圆孔35,升降油缸2的活塞杆5和连接轴18之间还安装有平面轴承39和向心轴承40,平面轴承39的下环41安装在小径部38上,平面轴承39的上环42位于大径部37,第一台阶32与平面轴承39的上环42相抵靠;向心轴承40安装在第二安装槽33中,向心轴承40的外圈43与第二安装槽33的侧壁相抵靠,向心轴承40的内圈44外套在第一圆柱30上;

第一安装槽29的侧壁下端具有连接凸环45,连接轴18的外侧壁上具有环形连接槽46,连接凸环45和环形连接槽46配合,用于防止支撑盘3脱离升降油缸2的活塞杆5;

第一安装槽29侧壁和连接轴18外侧壁之间还安装有密封圈47,密封圈47位于连接凸环45的上方。

活塞杆5和连接轴18主要是轴向上的力,通过设置第三安装槽34和平面轴承39,使得活塞杆5能够与连接轴18可靠的转动配合;通过设置第二安装槽33和第一圆柱30,使得当活塞杆5和连接轴18承受径向上的力时也能够可靠的转动配合;通过第二圆柱31和圆孔35的配合能够使活塞杆5与连接轴18的安装及转动配合关系更可靠;通过设置连接凸环45和环形连接槽46,能够限定连接轴18,使连接轴18和活塞杆5在轴向上是相对固定的,即支撑盘3和活塞杆5能够同步上下移动;通过设置密封圈47能够起到防尘作用,防止灰尘等进入转动结构中。

如图7所示,升降油缸2的活塞杆5的下端包括位于上侧的第一部分48和位于下侧的第二部分49,连接凸环45位于第二部分49中,密封圈47位于第一部分48,第二部分49包括两个半圆环50,两个半圆环50围成套状结构,第二部分49通过紧固件固定在第一部分48的下端面,第一部分48和第二部分49形成升降油缸2的活塞杆5的下端。

如图2所示,于本实施例中,升降油缸2的缸体4侧壁具有凸起部6,凸起部6上具有竖直设置的限位孔8,限位孔8内滑动安装有导向杆7,导向杆7的下端与升降油缸2的活塞杆5连接。导向杆7只能上下滑动,导向杆7与升降油缸2的活塞杆5连接后,使得升降油缸2的活塞杆5不会做旋转运动,能够保证升降油缸2的可靠工作。

于本实施例中,凸起部6和导向杆7均具有多个。

如图1和4所示,于本实施例中,底盘1上设置有相互平行的第一导轨9和第二导轨10,第一导轨9的长度方向与底盘1的前后方向平行;

升降油缸2的缸体4滑动设置在第一导轨9上;

底盘1还包括滑动设置在第二导轨10上的滑动块11,伸缩杆12的上端固定在滑动块11上,滑动块11与升降油缸2的缸体4固定连接;

汽车的原地转向结构还包括驱动元件14,驱动元件14与升降油缸2的缸体4配合,用于驱动缸体4和滑动块11同步前后移动。

第一导轨9和升降油缸2的缸体4滑动配合,通过驱动元件14能够改变升降油缸2、支撑盘3以及滑动块11相对于底盘1的位置,这样就可以根据汽车上的实际负载情况确定移动方向,相对于现有不可以调节升降油缸2位置的结构而言,本申请的适用性强,升降油缸2和支撑盘3使用时受力情况好,升降油缸2和支撑盘3使用寿命更高。实际运用时可以通过驾驶员的判断来进行人工调节位置,也可以结合汽车上的重心测量系统来自动调节升降油缸2的位置。

如图3和4所示,于本实施例中,升降油缸2的缸体4包括主体部24和位于主体部24下端的限位部25,底盘1上具有供主体部24穿过的通道16,第一导轨9有两个,两个第一导轨9设置在底盘1的下部,且分别位于通道16的左右两侧,限位部25两侧分别与对应的第一导轨9滑动配合。

如图4所示,于本实施例中,第一导轨9的横截面为梯形,限位部25具有与第一导轨9配合的第一滑动槽26,第一滑动槽26的横截面与第一导轨9的横截面相适配。第一导轨9和第一滑动槽26的配合,结合横截面为梯形的结构形式,能够较好的对升降油缸2的缸体4进行限定。

如图13所示,实际运用时,可以在底盘1上部设置条形槽27,在主体部24外侧壁上安装有与条形槽27相配合的支撑滚轮28,这样在支撑盘3没有与地面接触时,升降油缸2和支撑盘3的重量主要通过支撑滚轮28传递到底盘1上,这种结构方便驱动元件14驱动升降油缸2移动。

于本实施例中,为了防止盘体17转动导致与其他部件碰撞干涉,优选的,盘体17为圆形。

于本实施例中,驱动元件14为驱动油缸或电动推杆,驱动元件14的活动部与缸体4连接。

如图12所示,于本实施例中,汽车还包括与底盘1配合的车壳56,车壳56的四个角处均具有传感区57,传感区57安装有距离传感器58以及激光发射器59,激光发射器59的发射头斜向下设置,用于向车壳56外侧发射光线。

通过在四个传感区57上设置距离传感器58(倒车雷达),使得在转动时能够测量距离,有效防止四个角与外部物体发生刮碰;本申请所说的“向车壳56外侧”指的是向远离底盘1的外侧发射光线,通过设置激光发射器59能够辅助汽车的原地转向操作,能够方便汽车外部人员指挥驾驶员进行转动操作(当光线照射到地面时,说明不会与物体干涉到,当激光不会照射到地面时,说明会干涉到),通过距离传感器58和激光发射器59的配合,有效降低汽车原地转动时与外部物体的擦碰率。

实施例2

如图8所示,本实施例与实施例1的区别在于,本实施例不能够调节升降油缸和升降杆的前后位置,本实施例中没有第一导轨9和第二导轨10,本实施例的缸体4固定在底盘1上,伸缩杆12的上端固定在底盘1上。

实施例3

如图9所示,本实施例与实施例1的区别在于,本实施例保留了调节升降油缸2位置的结构,但没有去除了自动驱动车架转动的结构,本实施例通过人工推动汽车进行旋转,与实施例1相比,本实施例没有第一齿轮22、第二齿轮21、安装架13、转动电机19、伸缩杆12、第二导轨10、滑动块11等能够自动驱动底盘1转动的元件。

实施例4

如图10和11所示,本实施例与实施例1的区别在于:本实施例用于驱动底盘1相对支撑盘3转动的结构与实施例1不同,具体而言,本实施例没有环形凸轨20、安装架13、伸缩杆12等结构。本实施例包括:

底盘1;

升降油缸2,升降油缸2包括安装在底盘1上的缸体4,以及能够向下伸缩的活塞杆5;

支撑盘3,与升降油缸2的活塞杆5的下端转动配合,支撑盘3上安装有第一齿轮22,第一齿轮22的轴线与升降油缸2的活塞杆5的轴线重合;

电动升降推杆54,安装在底盘1上,电动升降推杆54包括能够向下伸缩的活动杆55;

转动电机19,安装在活动杆55的下端,转动电机19的输出轴上安装有第二齿轮21,第二齿轮21与第一齿轮22啮合。

升降旋转结构的工作原理:升降油缸2和电动升降推杆54工作,活塞杆5和活动杆55同步向下移动,支撑盘3与地面接触后将汽车的轮子抬起,然后转动电机19工作,因为第一齿轮22相对地面不动,支撑盘3与升降油缸2的活塞杆5的下端转动配合,此时随着第二齿轮21的转动,底盘1、升降油缸2的缸体4、以及电动升降推杆54均绕活塞杆5的轴线同步转动。

支撑盘3与升降油缸2的活塞杆5的下端转动配合,这种配合结构使得汽车原地转动时升降油缸2的缸体4不会相对底盘1转动,这样在转动电机19的驱动下汽车能够做任意角度的转动,可以向一个方向连续的转动(不限制圈数的旋转),转向操作更为便捷方便。

于本实施例中,支撑盘3包括盘体17以及固定在盘体17中部且向上延伸的连接轴18,升降油缸2的活塞杆5的下端与连接轴18的上端转动配合;第一齿轮22安装在连接轴18的下侧。

于本实施例中,电动升降推杆54有两个,绕升降油缸2的活塞杆5的轴线均匀分布。本申请中,电动升降推杆54有两个即表示与电动升降推杆54相关的转动电机19和第二齿轮21等也有两个。

于本实施例中,升降油缸2的活塞杆5与连接轴18的结构与实施例1相同。

于本实施例中,升降油缸2的缸体4侧壁具有凸起部6,凸起部6上具有竖直设置的限位孔8,限位孔8内滑动安装有导向杆7,导向杆7的下端与升降油缸2的活塞杆5连接。与实施例1相同。

于本实施例中,底盘1上设置有相互平行的第一导轨9和第二导轨10,第一导轨9的长度方向与底盘1的前后方向平行;

升降油缸2的缸体4滑动设置在第一导轨9上;

底盘1还包括滑动设置在第二导轨10上的滑动块11,电动升降推杆54固定在滑动块11上,滑动块11与升降油缸2的缸体4固定连接;

汽车的原地转向结构还包括驱动元件14,驱动元件14与升降油缸2的缸体4配合,用于驱动缸体4和滑动块11同步前后移动。

第一导轨9和升降油缸2的缸体4滑动配合,通过驱动元件14能够改变升降油缸2、支撑盘3以及电动升降推杆54相对于底盘1的位置,这样就可以根据汽车上的实际负载情况确定移动方向,相对于现有不可以调节升降油缸2位置的结构而言,本申请的适用性强,升降油缸2和支撑盘3使用时受力情况好,升降油缸2和支撑盘3使用寿命更高。实际运用时可以通过驾驶员的判断来进行人工调节位置,也可以结合汽车上的重心测量系统来自动调节升降油缸2的位置。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此即限制本发明的专利保护范围,凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的保护范围内。

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