专利名称：独立转向装置及独立悬架系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动车辆领域，尤其涉及一种独立转向装置及独立悬架系统。
背景技术：
目前，传统四轮汽车绝大部分采用前轮转向后轮驱动或者前轮转向、前后轮驱动 的设计。随着对驾驶性能和舒适性能的要求提高，四轮转向已经成为四轮汽车技术的发展 方向，四轮转向系统成为研究热点，如美国德尔福公司就开发出Quadrasteer四轮转向系 统。目前，中国专利号为200420081268. 4的专利《万向节传动双横臂独立转向装置》 提供了一种转向装置，其中，转向电机通过减速器与第一万向节一端连接，第一万向节的另 一端通过花键传动轴与第二万向节一端连接，第二万向节的另一端设有传动带和主动圆锥 齿轮，传动带的另一端与转向角传感器相连，转向主销支撑架的上端经虎克铰链与上横臂 的一端连接，上横臂的另一端与车身的上固定转动铰连接，转向主销支撑架的下端通过球 铰与下横臂的一端相连，下横臂另一端与下固定转动铰连接，转向主销支撑架的另一侧设 有转向主销，转向主销上设有从动圆锥齿轮和轮毂电机轴，轮毂电机轴的另一端设有制动 盘和外转子轮毂电机，并位于车轮内部，主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮相啮合，这种转向装 置所适用的汽车可实现一般转向行驶、零半径原地转向、绕任意设定点的转向、沿任意方向 的平移等功能。但是，这种转向装置的转向电机要安装于车身上，并且通过两个万向节及传 动轴才能将动力传到主动圆锥齿轮和从动圆锥齿轮上，机械上相当复杂，对加工的精度要 求很高，这样，大大提高了制造成本，费时费力。
实用新型内容本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种转向装置及适合该转向装 置的独立悬架系统，这种转向机构结构简单紧凑，转向灵活，降低了机械复杂度及加工精度 要求，从而低了制造成本，节约时间和精力。为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用如下技术方案一种独立转向装置，包括转向电机、减速器、主销、主销套筒及转角传感器，其中转 向电机通过减速器与主销上端采用花键连接，主销穿入主销套筒，主销下端通过球铰与悬 架机构的下横臂的一端连接，主销中部设有孔，并通过孔与车轮的轮毂电机轴的一端连接， 主销套筒上端安装转向电机及减速器，下端通过推力轴承支撑于主销上，其中部通过插销 与悬架机构的上横臂的一端连接，转向角传感器的外壳固定在减速器上，其转轴与主销顶 部连接。一种独立悬架系统，包括独立转向装置及悬架机构，独立转向装置包括转向电机、 减速器、主销、主销套筒及转角传感器，悬架机构包括上横臂、下横臂、扭杆弹簧及减震器， 其中，转向电机通过减速器与主销上端采用花键连接，主销穿入主销套筒，主销下端通过球 铰与下横臂的一端连接，主销中部设有孔，并通过孔与车轮的轮毂电机轴的一端连接，主销套筒上端安装转向电机及减速器，下端通过推力轴承支撑于主销上，其中部通过插销与上 横臂的一端连接，转向角传感器的外壳固定在减速器上，其转轴与主销顶部连接，上横臂与 主销套筒连接一端的对应另一端与车身的上固定转动铰连接，下横臂与主销连接一端的对 应另一端与车身的下固定转动铰连接，减震器下端与下横臂连接，其上端与车身连接，扭杆 弹簧一端上的花键穿入扭杆弹簧摆臂的内花键孔中，扭杆弹簧摆臂与上横臂连接，扭杆弹 簧另一端与车身高度调整机构连接。进一步地，所述减速器为蜗杆减速器。进一步地，所述上横臂及所述下横臂均采用直角三角形的结构。本实用新型实施例的有益效果是通过提供一种独立转向装置及适合该转向装置的独立悬架系统，这种独立转向装 置及独立悬架系统结构简单紧凑，转向灵活，降低了机械复杂度及加工精度要求，从而大大 降低了制造成本，节约时间和精力，采用此实用新型生产的汽车可作为小型巡逻车，工厂码 头的搬运车，旅游景点的观光车等。
以下结合附图对本实用新型实施例作进一步的详细描述。
图1是本实用新型实施例的独立悬架系统的主视图。图2是本实用新型实施例的独立悬架系统的俯视图。图3是汽车原地转向时上横臂(或下横臂)与车轮的位置关系图。图4是汽车横向移动时上横臂(或下横臂)与车轮的位置关系图。
具体实施方式
本实用新型实施例提供了一种独立转向装置及采用该转向装置的独立悬架系统， 下面通过对本实用新型实施例的独立转向装置及独立悬架系统进行说明。如图1、图2所示，本实用新型实施例的独立悬架系统包括独立转向装置及悬架机 构，其中，悬架机构包括下横臂1、上横臂3、扭杆弹簧15及减震器4等，独立转向装置包括 转向电机5、减速器6、主销套筒7及主销10等部件，其中转向电机5通过减速器6与主销 10的上端连接(花键连接)，主销10下端通过球铰13与下横臂1的一端连接，下横臂1另一 端与车身下固定转动绞17连接，主销10上部套在主销套筒7里，主销套筒7下端通过推力 轴承9支撑在主销10上，主销10中部设有孔并通过孔与轮毂电机轴11的一端连接，轮毂 电机轴11的另一端是带外转子轮毂电机的车轮12，减速器6安装在主销套筒7上端，转向 角传感器19外壳固定在减速器6上，其转轴与主销10顶部连接，主销套筒7中部通过插销 8与上横臂3 —端连接，上横臂3的另一端与车身上固定转动绞18连接。减震器4下端与 下横臂1连接，其上端与车身2连接。扭杆弹簧15 —端上的花键穿入扭杆弹簧摆臂16的 内花键孔中，扭杆弹簧摆臂16与上横臂3连接，扭杆弹簧15另一端与车身高度调整机构14 连接。作为一种实施方式，下横臂1、上横臂3采用直角三角形结构(或近似直角三角形 结构)，既保证有足够的机械强度，又有足够的空间给车轮完成大角度转动。如附图3、图4 所示，上横臂3 (或下横臂1)与车轮12分别处于附图3、附图4所示的相对位置时，车辆可以分别完成原地转向、横向行使。所述的减速器6采用蜗杆减速器，具有机械自锁作用。本实用新型实施例的独立转向装置操作时，汽车驾驶室转向盘(或用转向手 杆代替)的转向输入信号传给微型计算机，微型计算机经过运算处理，向控制车轮独立转向 的转向电机5发出转向角位移信号，驱动转向电机5旋转，经减速器6、主销10带动车轮12 绕主销10做转向运动，安装于减速器6上的转向角传感器19可检测车轮转向角位移，并反 馈至计算机控制系统，实现车轮12独立转向的角位移闭环控制。如果发现主销10的转角 与需要达到的转角存在较大的偏差，计算机就会发出警告信号，并且停车，以免发生行车事 故。由于主销10通过主销套筒7与上横臂3连接，通过球铰13与下横臂1连接， 使车轮悬架机构的上下跳动不会对独立转向及转向角的准确控制造成影响。四轮驱动电动汽车的前后轮均可采用结构相同的该独立转向装置及独立悬架系 统，通过计算机主控制器对转向及驱动的协同控制，使其具有全方位独立转向，实现除一般 转向行驶外的原地转向、横向行使、同向偏转、逆向偏转等功能。车辆在行驶时转向力矩较小，但是在停止时的转向力矩较大，所以在原地转向时， 车轮12不做驱动转动需要的转向力矩要大一些，如果转向力矩过大而造成转向困难，计算 机可以向车轮的轮毂电机发出驱动信号，使车轮12略加转动，以减小转向力矩。作为一种实施方式，采用上述独立转向装置及独立悬架系统生产的电动汽车可以 是小型巡逻车、工厂码头的搬运车或游览用观光车等。以上所述是本实用新型的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润 饰也视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种独立转向装置，其特征在于，包括转向电机、减速器、主销、主销套筒及转角传感器，其中转向电机通过减速器与主销上端采用花键连接，主销穿入主销套筒，主销下端通过球铰与悬架机构的下横臂的一端连接，主销中部设有孔，并通过孔与车轮的轮毂电机轴的一端连接，主销套筒上端安装转向电机及减速器，下端通过推力轴承支撑于主销上，其中部通过插销与悬架机构的上横臂的一端连接，转向角传感器的外壳固定在减速器上，其转轴与主销顶部连接。
2.如权利要求1所述的独立转向装置，其特征在于，所述减速器为蜗杆减速器。
3.—种独立悬架系统，包括独立转向装置及悬架机构，其特征在于，独立转向装置包括 转向电机、减速器、主销、主销套筒及转角传感器，悬架机构包括上横臂、下横臂、扭杆弹簧 及减震器，其中，转向电机通过减速器与主销上端采用花键连接，主销穿入主销套筒，主销 下端通过球铰与下横臂的一端连接，主销中部设有孔，并通过孔与车轮的轮毂电机轴的一 端连接，主销套筒上端安装转向电机及减速器，下端通过推力轴承支撑于主销上，其中部通 过插销与上横臂的一端连接，转向角传感器的外壳固定在减速器上，其转轴与主销顶部连 接，上横臂与主销套筒连接一端的对应另一端与车身的上固定转动铰连接，下横臂与主销 连接一端的对应另一端与车身的下固定转动铰连接，减震器下端与下横臂连接，其上端与 车身连接，扭杆弹簧一端上的花键穿入扭杆弹簧摆臂的内花键孔中，扭杆弹簧摆臂与上横 臂连接，扭杆弹簧另一端与车身高度调整机构连接。
4.如权利要求2所述的独立悬架系统，其特征在于，所述减速器为蜗杆减速器。
5.如权利要求2所述的独立悬架系统，其特征在于，所述上横臂及所述下横臂均采用 直角三角形的结构。
专利摘要本实用新型实施例涉及一种独立转向装置，包括转向电机、减速器、主销、主销套筒及转角传感器，其中转向电机通过减速器与主销上端采用花键连接，主销穿入主销套筒，主销下端通过球铰与悬架机构的下横臂的一端连接，主销中部设有孔，并通过孔与车轮的轮毂电机轴的一端连接，主销套筒上端安装转向电机及减速器，下端通过推力轴承支撑于主销上，其中部通过插销与悬架机构的上横臂的一端连接，转向角传感器的外壳固定在减速器上，其转轴与主销顶部连接。另外，本实用新型实施例还提供了一种采用该转向装置的独立悬架系统。采用本实用新型实施例，其结构简单紧凑，转向灵活，降低了机械复杂度及加工精度要求，从而降低了制造成本，节约时间和精力。
文档编号B62D7/18GK201670260SQ201020182879
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者朱小春, 胡松华, 董铸荣, 邓志君, 邱浩, 马德粮 申请人:深圳职业技术学院