专利名称：一种预压缩弹簧式后轮随动转向机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆后轮转向机构。
背景技术：
中性转向特性是操控上最理想的特性，能充分利用地面附着力，达到最大转向速度，然而中性转向是不足转向和过度转向的临界点，容易受外界影响而向其他转向特性转变，难以保持，会出现过度转向而失控的情况，从而，需要车辆在转向时具有不足转向特性。在不具有随动转向功能的车辆上，为了使车辆过弯时具有不足转向性能，需要在参数设置上将车辆设计为不足转向，以达到高速时的不足转向特性，使车辆稳定性提高，然而这种不足转向特性会在低速、高速都一直保持，并且令低速时转向灵敏性不足，高速时猛打转向前轮容易侧滑，导致失控 。为了提高低速时转向灵敏性，保持高速时轮胎附着性，主动后轮转向技术诞生，运用带有动力的后轮转向机构，使车辆低速时具有过度转向性，高速时具有不足转向性，主动转向技术虽然能实现各工况精确控制，但其驱动机构、传动机构等重量大，机构复杂，并且需要消耗发动机功率来驱动，最重要的是其控制系统需要大量传感器信号来支持，一旦某个信号源出现问题，便可能停止工作甚至失控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不仅结构简单，稳定性强，无需消耗发动机功率和使用传感器信号，而且重量小，成本低，操作便捷的预压缩弹簧式后轮随动转向机构。本发明机构除上横臂总成之间的随动转向器外，其它部分基本与现有技术相同，即上横臂总成是由两组对应的左横臂组件I以及右横臂组件I组成的，其中与车辆左后轮相连的左横臂组件I包括两根相同的前、后支杆I以及调节杆I，所述前支杆I和后支杆I呈锐角，它们的一端焊接在一起再与车辆左后轮的转向节相连，它们的另一端均设球铰I，前支杆I 一端的球铰I与车身相连；上述调节杆I与后支杆I铰接，即后支杆I的一侧设有向外开口的吊耳I，调节杆I的一端通过球铰与吊耳I相连，该调节杆I的另一端与车辆左后轮的外向节相连；所述与车辆右后轮相连的右横臂组件I包括两根相同的前、后支杆II以及调节杆II，所述前支杆II和后支杆II呈锐角，它们的一端均与车辆右后轮的转向节相连，另一端均设球铰II，前支杆II 一端的球铰II与车身相连；上述调节杆II与后支杆II铰接，即后支杆II的一侧设有向外开口的吊耳II，调节杆II的一端通过球铰与吊耳II相连，该调节杆II的另一端与车辆左后轮转向节相连；所述上横臂总成的正下方设有与车辆后轮相连的下横臂总成，该下横臂总成是由两组对应的左横臂组件II以及右横臂组件II组成的，其中与车辆左后轮相连的左横臂组件II包括两根相同的前、后支杆III，所述前支杆III和后支杆III呈锐角，它们的一端焊接在一起再与车辆左后轮的转向节相连，它们的另一端均设球铰III;所述与车辆右后轮相连的右横臂组件II包括两根相同的前、后支杆IV，所述前支杆IV和后支杆IV呈锐角，它们的一端焊接在一起再与车辆右后轮的转向节相连，它们的另一端均设球铰IV，所述前支杆III和后支杆III的一端的球铰III均与车身相连，所述前支杆IV与后支杆IV—端的球铰IV均与车身相连。
上述左横臂组件I与右横臂组件I之间设有随动转向器，该随动转向器包括滑杆、吊耳、支座、外弹簧座、弹簧、套管以及内弹簧座，所述水平的滑杆与上述后支杆I和后支杆II铰接在一起，即滑杆的左、右两端分别设有开口向外的吊耳，即吊耳III与吊耳IV，所述后支杆I 一端的球铰I与吊耳III相连，后支杆II一端的球铰II与吊耳IV相连；上述滑杆靠近左侧和右侧位置分别设有套在其上的两个相同支座I和支座II，该支座I与支座II的一端均与车身的车架管焊接或铆接在一起，实现两支座相对车身的固定；所述支座I和支座II的内部通孔直径均大于所述滑杆的直径，滑杆上还套有一个外弹簧座I，该外弹簧座I中心通孔直径均与滑杆的直径相同，其中外弹簧座I的左段设在支座I与滑杆之间并且左段的外径等于支座I内部通孔的直径，所述外弹簧座I的中段外径大于左段外径并且其左侧端面与支座I的右侧端面相连，所述外弹簧座I的右段外径小于中段的外径；所述外弹簧座I的右部设有一个套在滑杆上的弹簧I，该弹簧I的内径等于外弹簧座I右段的外径，其外径等于外弹簧座I的中段外径，并且弹簧I左侧套在外弹簧座I的右段上并且左侧端面与外弹簧座I中段右侧端面相连；上述支座I的左部设有套在滑杆上的套管I，该套管I的内径等于滑杆的直径，外径等于所述外弹簧座I左段的外径，并且套管I的左侧端面与所述吊耳III的右侧端面相连，套管I的右侧端面与所述外弹簧座I的左侧端面相连；滑杆上还套有一个外弹簧座II，该外弹簧座II中心通孔直径均与滑杆的直径相同，其中外弹簧座II的右段设在支座II与滑杆之间并且右段的外径等于支座II内部通孔的直径，所述外弹簧座II的中段外径大于右段外径并且其右侧端面与支座II的左侧端面相连，所述外弹簧座II的左段外径小于中段的外径；所述外弹簧座II的左部设有一个套在滑杆上的弹簧
II，该弹簧II的内径等于外弹簧座II左段的外径，其外径等于外弹簧座II的中段外径，并且弹簧II右侧套在外弹簧座II的左段上并且右侧端面与外弹簧座II中段左侧端面相连；上述支座II的右部设有套在滑杆上的套管II，该套管II的内径等于滑杆的直径，外径等于所述外弹簧座II右段的外径，并且套管II的右侧端面与所述吊耳IV的左侧端面相连，套管II的左侧端面与所述外弹簧座II的右侧端面相连；上述滑杆上还设有一个与其套接的内弹簧座，该内弹簧座的中心通孔直径与滑杆的直径相同，并且在内弹簧座的左、右两侧分别设有外翻的环形凸台，凸台的外径等于所述弹簧1、弹簧II的外径，其中弹簧I的右侧端面与所述内弹簧座左凸台的左侧端面相连，弹簧II的左侧端面与所述内弹簧座右凸台的右侧端面相连；最好，在所述内弹簧座上设若干个销孔。本机构适用于独立式后悬架的车辆，可实现特定车速产生不足转向，以防止车辆出现甩尾，同时，不足转向不是以轮胎丢失附着性能为前提，故不易出现角阶跃输入响应延迟的现象。本机构上横臂总成的左右横臂组件之间设随动转向器，其内、外弹簧座可在滑杆上滑动，通过支座、套管将外弹簧座限位，使弹簧形成预压缩。转向时，车辆本身由于地面侧向力的作用，通过转向节、下横臂前、后支杆传递，下横臂的铰接点作为支点，会使上横臂整体受到拉力，而上横臂总成的前支杆通过内侧球铰与车身相连，不会产生侧向运动，上横臂总成的后支杆传递拉力(转向节、上、下横臂总成三者形成杠杆机构)到随动转向器，此时随动转向器会产生作用，实现车轮的偏转；例如，当车辆左后轮出现向右的地面侧向力时，通过转向节以及左横臂组件II的前、后支杆III传递，使左横臂组件I的后支杆I的铰接点形成向左的拉力，拉力经过随动转向器滑杆传递到右侧吊耳IV，吊耳IV压在右侧的套管II上，套管II将力传递给右侧外 弹簧座II，然后外弹簧座II压缩弹簧II，弹簧II将力传递给内弹簧座，内弹簧座将力传递给左侧的弹簧I，力大于弹簧I的预压缩力时，弹簧I和弹簧II受到压缩，滑杆左、右两侧的吊耳m、iv以及右侧外弹簧座I1、右侧套管II产生向左的位移，左侧吊耳III将位移传递至左侧后支杆I的铰接点，使后支杆I产生位移，随之，由调节杆I传递给车轮，使左后轮产生位移，由于前支杆I的一端球铰I与车身固定，所以，后支杆I以及左后轮会共同绕前支杆I与车身铰接点相对车身转动，而调节杆I的存在使左后轮与后支杆I的旋转角度相同；同时，由于右横臂组件I的后支杆II跟随后支杆I位移，其也带动右后轮产生位移，右后轮与后支杆II会共同绕前支杆II与车身的铰接点相对车身转动。同理，当车辆右后轮出现向左的地面侧向力时，通过转向节以及右横臂组件II的前、后支杆IV传递，使右横臂组件I的后支杆II的铰接点形成向右的拉力，拉力经过随动转向器滑杆传递到左侧吊耳III，吊耳III压在左侧的套管I上，套管I将力传递给左侧外弹簧座I，然后外弹簧座I压缩弹簧I，弹簧I将力传递给内弹簧座，内弹簧座将力传递给右侧的弹簧II，力大于弹簧II的预压缩力时，弹簧I和弹簧II受到压缩，滑杆左、右两侧的吊耳II1、IV以及左侧外弹簧座1、左侧套管I产生向右的位移，右侧吊耳IV将位移传递至右侧后支杆II的铰接点，使后支杆II产生位移，随之，由调节杆II传递给车轮，使右后轮产生位移，由于前支杆II的一端球铰II与车身固定，所以，后支杆II以及右后轮会共同绕前支杆II与车身铰接点相对车身转动，而调节杆II的存在使右后轮与后支杆II的旋转角度相同；同时，由于右横臂组件I的后支杆I跟随后支杆II位移，其也带动左后轮产生位移，左后轮与后支杆I会共同绕前支杆I与车身的铰接点相对车身转动。另外，内弹簧座可通过锁销与滑杆实现相对固定，当左侧吊耳III受到拉力时，同上，拉力经过随动转向器滑杆传递到内弹簧座，内弹簧座将力传递给左侧的弹簧I，该力大于弹簧I的预压缩力时，弹簧I受到压缩，滑杆左、右吊耳m、iv以及右侧外弹簧座I1、右侧套管II产生向左的位移，左侧吊耳III将位移传递至左侧后支杆I的铰接点，使后支杆I产生位移，随之，由调节杆I传递给车轮，使左后轮产生位移，由于前支杆I的一端球铰I与车身固定，所以，后支杆I以及左后轮会共同绕前支杆I与车身铰接点相对车身转动，而调节杆I的存在使左后轮与后支杆I的旋转角度相同；同时，由于右横臂组件I的后支杆II跟随后支杆I位移，其也带动右后轮产生位移，右后轮与后支杆II会共同绕前支杆II与车身的铰接点相对车身转动。这种内弹`簧座与滑杆固定的方式，其压缩弹簧I的力会是不固定方式的两倍，从而实现力的可调。本发明与现有技术相比具有如下优点:
1、稳定性强，无需消耗发动机功率和使用传感器信号；
2、结构简单，重量小，成本低，操作便捷。
图1为本发明的主视示意图。图2为图1的A-A视图。图3为本发明的俯视示意图。图4为本发明随动转向器的局部剖面示意图。
具体实施例方式
如图1、图2以及图3所示，上横臂总成是由两组对应的左横臂组件1-1以及右横臂组件1-2组成的，其中与车辆左后轮16相连的左横臂组件1-1包括两前支杆3-1、后支杆4-1以及调节杆5-1，所述前支杆3-1和后支杆4-1呈锐角，它们的一端焊接在一起再与车辆左后轮的转向节相连，它们的另一端均设球铰6-1，前支杆3-1 —端的球铰6-1与车身相连；上述调节杆5-1与后支杆4-1铰接，即后支杆4-1的一侧设有向外开口的吊耳7-1，调节杆5-1的一端通过球铰与吊耳7-1相连，该调节杆5-1的另一端与车辆左后轮的转向节相连；所述与车辆右后轮17相连的右横臂组件1-2包括前支杆3-2、后支杆4-2以及调节杆5_2，所述前支杆3-2和后支杆4-2呈锐角，它们的一端均与车辆右后轮的转向节相连，另一端均设球铰6-2，前支杆3-2 —端的球铰6-2与车身相连；上述调节杆5-2与后支杆4_2铰接，即后支杆4-2的一侧设有向外开口的吊耳7-2，调节杆5-2的一端通过球铰与吊耳7-2相连，该调节杆5-2的另一端与车辆左后轮外向节相连；所述上横臂总成的正下方设有与车辆后轮相连的下横臂总成，该下横臂总成是由两组对应的左横臂组件2-1以及右横臂组件2-2组成的，其中与车辆左后轮相连的左横臂组件2-1包括前支杆3-3、后支杆4-3，所述前支杆
3-3和后支杆4-3呈锐角，它们的一端焊接在一起再与车辆左后轮的转向节相连，它们的另一端均设球铰6-3 ;所述与车辆右后轮相连的右横臂组件2-2包括前支杆3-4、后支杆4-4,所述前支杆3-4和后支杆4-4呈锐角，它们的一端焊接在一起再与车辆右后轮的转向节相连，它们的另一端均设球铰6-4,所述前支杆3-3和后支杆4-3的一端的球铰6-3均与车身相连，所述前支杆3-4与后支杆4-4 一端的球铰6-4均与车身相连；左横臂组件1-1与右横臂组件1-2之间设有随动转向器8，随动转向器的水平滑杆9与上述后支杆4-1和后支杆
4-2铰接在一起，即滑杆的9左、右两端分别设有开口向外的吊耳，即吊耳7-3与吊耳7-4，所述后支杆4-1 一端的球铰6-1与吊耳7-3相连,后支杆4-2 —端的球铰6_2与吊耳7_4相连。如图4所示,滑杆9靠近左侧和右侧位置分别设有套在其上的两个相同支座10-1和支座10-2，该支座10-1与支座10-2的一端均与车身的车架管18焊接在一起，实现两支座相对车身的固定；所述支座10-1和支座10-2的内部通孔直径均大于所述滑杆的直径，滑杆上还套有一个外弹簧座11-1，该外弹簧座11-1中心通孔直径均与滑杆的直径相同，其中外弹簧座11-1的左段设在支座10-1与滑杆之间并且左段的外径等于支座10-1内部通孔的直径，所述外弹簧座11-1的中段外径大于左段外径并且其左侧端面与支座10-1的右侧端面相连，所述外弹簧座11-1的右段外径小于中段的外径；所述外弹簧座11-1的右部设有一个套在滑杆上的弹簧12-1，该弹簧12-1的内径等于外弹簧座ll-ι右段的外径，其外径等于外弹簧座11-1的中段外径，并且弹簧12-1左侧套在外弹簧座11-1的右段上并且左侧端面与外弹簧座11-1中段右侧端面相连；上述支座10-1的左部设有套在滑杆上的套管13-1，该套管13-1的内径等于滑杆的直径，外径等于所述外弹簧座11-1左段的外径，并且套管13-1的左侧端面与所述吊耳7-3的右侧端面相连，套管13-1的右侧端面与所述外弹簧座11-1的左侧端面相连；滑杆上还套有一个外弹簧座11-2，该外弹簧座11-2中心通孔直径均与滑杆的直径相同，其中外弹簧座11-2的右段设在支座10-2与滑杆之间并且右段的外径等于支座10-2内部通孔的直径，所述外弹簧座11-2的中段外径大于右段外径并且其右侧端面与支座10-2的左侧端面相连，所述外弹簧座11-2的左段外径小于中段的外径；所述外弹簧座11-2的左部设有一个套在滑杆上 的弹簧12-2，该弹簧12-2的内径等于外弹簧座11-2左段的外径，其外径等于外弹簧座11-2的中段外径，并且弹簧12-2右侧套在外弹簧座11-2的左段上并且右侧端面与外弹簧座11-2中段左侧端面相连；上述支座10-2的右部设有套在滑杆上的套管13-2，该套管13-2的内径等于滑杆的直径，外径等于所述外弹簧座11-2右段的外径，并且套管13-2的右侧端面与所述吊耳7-4的左侧端面相连，套管13-2的左侧端面与所述外弹簧座11-2的右侧端面相连；上述滑杆上还设有一个与其套接的内弹簧座14，该内弹簧座的中心通孔直径与滑杆的直径相同，并且在内弹簧座的左、右两侧分别设有外翻的环形凸台，凸台的外径等于所述弹簧12-1、弹簧12-2的外径，其中弹簧12-1的右侧端面与所述内弹簧座左凸台15-1的左侧端面相连，弹簧12-2的左侧端面与所述内弹簧座右凸台15-2的右·侧端面相连；在所述内弹簧座上设销孔。
权利要求
1.一种预压缩弹簧式后轮随动转向机构，包括上横臂总成、下横臂总成以及随动转向器，上横臂总成是由两组对应的左横臂组件I以及右横臂组件I组成的，其中与车辆左后轮相连的左横臂组件I包括两根相同的前、后支杆I以及调节杆I，所述前支杆I和后支杆I呈锐角，它们的一端焊接在一起再与车辆左后轮的转向节相连，它们的另一端均设球铰I，前支杆I 一端的球铰I与车身相连；上述调节杆I与后支杆I铰接，即后支杆I的一侧设有向外开口的吊耳I，调节杆I的一端通过球铰与吊耳I相连，该调节杆I的另一端与车辆左后轮的外向节相连；所述与车辆右后轮相连的右横臂组件I包括两根相同的前、后支杆II以及调节杆II，所述前支杆II和后支杆II呈锐角，它们的一端均与车辆右后轮的转向节相连，另一端均设球铰II，前支杆II 一端的球铰II与车身相连；上述调节杆II与后支杆II铰接，即后支杆II的一侧设有向外开口的吊耳II，调节杆II的一端通过球铰与吊耳II相连，该调节杆II的另一端与车辆左后轮外向节相连；所述上横臂总成的正下方设有与车辆后轮相连的下横臂总成，该下横臂总成是由两组对应的左横臂组件II以及右横臂组件II组成的，其中与车辆左后轮相连的左横臂组件II包括两根相同的前、后支杆III，所述前支杆III和后支杆III呈锐角，它们的一端焊接在一起再与车辆左后轮的转向节相连，它们的另一端均设球铰III;所述与车辆右后轮相连的右横臂组件II包括两根相同的前、后支杆IV，所述前支杆IV和后支杆IV呈锐角，它们的一端焊接在一起再与车辆右后轮的转向节相连，它们的另一端均设球铰IV，所述前支杆III和后支杆III的一端的球铰III均与车身相连，所述前支杆IV与后支杆IV—端的球铰IV均与车身相连，其特征在于所述左横臂组件I与右横臂组件I之间设有随动转向器，该随动转向器包括滑杆、吊耳、支座、外弹簧座、弹簧、套管以及内弹簧座，所述水平的滑杆与上述后支杆I和后支杆II铰接在一起，即滑杆的左、右两端分别设有开口向外的吊耳，即吊耳III与吊耳IV，所述后支杆I 一端的球铰I与吊耳III相连，后支杆II一端的球铰II与吊耳IV相连；上述滑杆靠近左侧和右侧位置分别设有套在其上的两个相同支座I和支座II，该支座I与支座II的一端均与车身的车架管焊接在一起，所述支座I和支座II的内部通孔直径均大于所述滑杆的直径，滑杆上还套有一个外弹簧座I，该外弹簧座I中心通孔直径均与滑杆的直径相同，其中外弹簧座I的左段设在支座I与滑杆之间并且左段的外径等于支座I内部通孔的直径，所述外弹簧座I的中段外径大于左段外径并且其左侧端面与支座I的右侧端面相连，所述外弹簧座I的右段外径小于中段的外径；所述外弹簧座I的右部设有一个套在滑杆上的弹簧I，该弹簧I的内径等于外弹簧座I右段的外径，其外径等于外弹簧座I的中段外径，并且弹簧I左侧套在外弹簧座I的右段上并且左侧端面与外弹簧座I中段右侧端面相连；上述支座I的左部设有套在滑杆上的套管I，该套管I的内径等于滑杆的直径，外径等于所述外弹簧座I左段的外径，并且套管I的左侧端面与所述吊耳III的右侧端面相连，套管I的右侧端面与所述外弹簧座I的左侧端面相连；滑杆上还套有一个外弹簧座II，该外弹簧座II中心通孔直径均与滑杆的直径相同，其中外弹簧座II的右段设在支座II与滑杆之间并且右段的外径等于支座II内部通孔的直径，所述外弹簧座II的中段外径大于右段外径并且其右侧端面与支座II的左侧端面相连，所述外弹簧座II的左段外径小于中段的外径；所述外弹簧座II的左部设有一个套在滑杆上的弹簧II，该弹簧II的内径等于外弹簧座II左段的外径，其外径等于外弹簧座II的中段外径，并且弹簧II右侧套在外弹簧座II的左段上并且右侧端面与外弹簧座II中段左侧端面相连；上述支座II的右部设有套在滑杆上的套管II，该套管II的内径等于滑杆的直径，外径等于所述外弹簧座II右段的外径，并且套管II的右侧端面与所述吊耳IV的左侧端面相连，套管II的左侧端面与所述外弹簧座II的右侧端面相连；上述滑杆上还设有一个与其套接的内弹簧座，该内弹簧座的中心通孔直径与滑杆的直径相同，并且在内弹簧座的左、右两侧分别设有外翻的环形凸台，凸台的外径等于所述弹簧I、弹簧II的外径，其中弹簧I的右侧端面与所述内弹簧座左凸台的左侧端面相连，弹簧II的左侧端面与所述内弹簧座右凸台的右侧端面相连。
2.如权利要求I所述的一种预压缩弹簧式后轮随动转向机构，其特征在于所述内弹簧座上设销孔。
全文摘要
一种预压缩弹簧式后轮随动转向机构，上横臂总成的左横臂组件Ⅰ与右横臂组件Ⅰ之间设有随动转向器，其内、外弹簧座可在滑杆上滑动，通过支座、套管将外弹簧座限位，使弹簧形成预压缩。转向时，车辆本身由于地面侧向力的作用，通过转向节、下横臂前、后支杆传递，下横臂的铰接点作为支点，会使上横臂的后支杆形成拉力，三者形成杠杆机构，此时随动转向器会产生作用，实现车轮的偏转。本发明与现有技术相比具有结构简单，稳定性强，重量小，成本低，操作便捷等优点。
文档编号B62D7/00GK103253301SQ201310137369
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者夏怀成, 赵士兴, 赵冬冬, 仝帅 申请人:燕山大学