车辆的转向机构及具有该转向机构的车辆的制作方法

本发明涉及车辆转向技术领域，具体而言，涉及一种车辆的转向机构以及具有该转向机构的车辆。

背景技术：

转向器是车辆转向的关键零部件，是实现转向的执行机构之一，转向器带横拉杆总成与转向节相连，进而连接到两个转向轮上，转向横拉杆的内、外球头和转向器轴线以及转向节铰接轴线形成梯形结构，汽车转向时就是依据转向梯形来调整转角的大小。

相关技术中，由于转向器安装位置一定(固定在副车架上)，前轮前束等参数一定，再加上转向器行程、圈数等参数一旦定型，那么该车型的安装点就定型，汽车转向只能在相应的范围内随着转向梯形的变化来改变转动角度和转弯半径，该种结构，两转向轮始终处于平行状态，转弯半径不可能做得很小，转向功能单一，在狭小空间内转向或掉头都很困难，存在改进空间。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种可使一对转向轮实现相对偏转的车辆的转向机构。

根据本发明第一方面实施例的车辆的转向机构包括转向器；两个转向横拉杆，所述转向器连接在所述两个转向横拉杆之间；两个转向节，所述两个转向节分别位于所述转向器的两侧，其中每个所述转向节的一端均适于与同侧的车辆的转向轮相连，所述转向节的另一端均与同侧的转向横拉杆相连；安装支架，所述转向器安装在所述安装支架上，且所述安装支架设置成沿所述车辆的前后方向可移动以使所述转向机构在第一状态和第二状态之间切换，所述转向机构位于第一状态时，两侧的转向轮同向偏转，所述转向机构位于所述第二状态时，两侧的转向轮相对偏转并偏转至所述两侧的转向轮之间的距离从前向后或者从后向前逐渐增大。

根据本发明实施例的车辆的转向机构，通过调整转向梯形的一个底边在前后方向上的位置，实现转向机构在第一状态与第二状态之间的切换,结构简单，且可使转向轮实现相对偏转。

根据本发明的一个实施例，所述车辆的转向机构还包括：驱动结构，所述驱动结构驱动所述安装支架沿所述车辆的前后方向移动。

根据本发明的一个实施例，所述驱动结构包括：丝杠螺母副，所述丝杠螺母副的丝杠和螺母中的一个与所述安装支架相连以驱动所述安装支架沿所述车辆的前后方向移动；电机，所述电机驱动所述丝杠和所述螺母中的另一个。

根据本发明的一个实施例，所述车辆的转向机构还包括：位移检测装置，所述位移检测装置安装在所述电机上用于检测所述丝杠和所述螺母中的所述另一个的位移。

根据本发明的一个实施例，所述车辆的转向机构还包括：控制器，所述控制器分别与所述位移检测装置和所述电机相连以根据所述位移检测装置的检测值控制所述电机工作。

根据本发明的一个实施例，所述位移检测装置为位移传感器。

根据本发明的一个实施例，所述控制器为所述车辆的ECU。

根据本发明的一个实施例，所述车辆的转向机构还包括：导轨，所述导轨包括固定部分和移动部分，所述移动部分相对所述固定部分沿所述车辆的前后方向可移动，所述移动部分设在所述安装支架上，所述固定部分设在所述车辆的副车架上。

根据本发明的一个实施例，所述导轨为多个，多个所述导轨沿所述车辆的宽度方向间隔设置。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括第一方面所述的车辆的转向机构。

附图说明

图1是根据本发明实施例的车辆的转向机构的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的车辆的转向机构的工作时的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的车辆的结构示意图。

附图标记：

车辆1000、车辆的转向机构100、转向器1、转向横拉杆2、转向节3、安装支架4、驱动结构5、丝杠51、螺母52、电机53、位移检测装置6、控制器7、导轨8、转向轮9、副车架10、非转向轮11。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1-图3描述根据本发明实施例的车辆1000的转向机构100。如图1-图3 所示，根据本发明实施例的车辆1000的转向机构100包括转向器1、两个转向横拉杆2、两个转向节3和安装支架4。

如图1-图3所示，转向器1连接在两个转向横拉杆2之间，两个转向节3分别位于转向器1的左右两侧，其中每个转向节3的一端适于与同侧的车辆1000的转向轮9相连，每个转向节3的另一端均与同侧的转向横拉杆2相连。

如图1-图3所示，左侧的转向节3的左端与左侧的转向轮9铰接相连，左侧的转向节3的右端与左侧的转向横拉杆2的左端相连，左侧的转向横拉杆2的右端与转向器1铰接相连；右侧的转向节3的右端与右侧的转向轮9铰接相连，右侧的转向节3的左端与右侧的转向横拉杆2的右端相连，右侧的转向横拉杆2的左端与转向器1铰接相连。两个转向横拉杆2、转向器1的轴线即两个转向横拉杆2与转向器1的两个铰接点的连线、转向节铰接轴线即两个转向横拉杆2与转向节3的两个铰接点的连线形成梯形结构，具体地，转向器1的轴线构成梯形结构的一个底边，转向节铰接轴线构成梯形结构的另一个底边，两个转向横拉杆2构成梯形结构的两个腰。

如图1-图3所示，转向器1安装在安装支架4上，安装支架4设置成沿车辆1000的前后方向可移动，也就是说，转向器1可以沿车辆1000的前后方向移动，具体地，梯形结构的一个底边可以沿车辆1000的前后方向移动，由于转向器1的硬点(例如，转向器1的球销)的限制，该推动转向器1沿前后移动的推力就会改变两转向轮9的角度，使转向机构100在第一状态和第二状态之间切换。

根据本发明实施例的车辆1000的转向机构100通过调整转向梯形的一个底边在前后方向上的位置，实现转向机构100在第一状态与第二状态之间的切换,结构简单，且可使转向轮9实现不同的偏转状态。

具体地，当车辆1000正常行驶时，转向机构100位于第一状态，两侧的转向轮9，即左侧的转向轮9和右侧的转向轮9可以同向偏转，也就是说，车辆1000左转时，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9均向左偏转，车辆1000右转时，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9均向右偏转。

可以理解的是，转向机构100位于第一状态时，也就是普通车辆1000的常用转向模式，如图1所示，当车辆1000正常行驶时，转向机构100由相应的自锁机构阻止安装支架4的滑动，以保证固有的转向梯形的曲线，需要车辆1000转向时，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9同向偏转。

当车辆1000需要很小的转弯半径的情况下，可以驱动安装支架4沿前后方向移动，从而带动转向器1沿前后方向移动，由于转向器1的硬点的限制，该推动转向器1沿前后方向移动的推力就会改变两转向轮9的角度，例如形成“内八字”或“外八字”形，如图2 和图3所示，此时在转动方向盘时，转弯半径将大幅减小。

具体地，如图2和图3所示，转向机构100位于第二状态时，两侧的转向轮9，即左侧的转向轮9和右侧的转向轮9相对偏转，也就是说，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9的偏转方向相反，例如当左侧的转向轮9和右侧的转向轮9均为车辆1000的一对前轮时，左侧的转向轮9向右偏转且右侧的转向轮9向左偏转，当左侧的转向轮9和右侧的转向轮9均为车辆1000的一对后轮时，则左侧的转向轮9向左偏转且右侧的转向轮9向右偏转。

可以理解的是，如图3所示，当左侧的转向轮9和右侧的转向轮9均为车辆1000的一对前轮时，车辆1000的一对后轮可以为一对非转向轮11。

进一步地，转向机构100位于第二状态时，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9可以相对偏转至对称设置在车辆1000的左右两侧，且偏转至左侧的转向轮9和右侧的转向轮9之间的距离从前端向后端逐渐增大，或者偏转至左侧的转向轮9和右侧的转向轮9之间的距离从后端向前端逐渐增大。

可以理解的是，转向机构100位于第二状态时，以左侧的转向轮9和右侧的转向轮9为车辆1000的一对前轮为例，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9相对偏转至对称设置在车辆1000的左右两侧，且如图2和图3所示，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9之间的距离从前端向后端逐渐增大，即若左侧的转向轮9和右侧的转向轮9为车辆1000的一对前轮且转向机构100位于第二状态时，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9呈“八”字形(或者说是“内八字形”)。

转向机构100位于第二状态时，以左侧的转向轮9和右侧的转向轮9为车辆1000的一对后轮为例，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9相对偏转至对称设置在车辆1000的左右两侧，且左侧的转向轮9和右侧的转向轮9之间的距离从后向前逐渐增大，即若左侧的转向轮9和右侧的转向轮9为车辆1000的一对后轮且转向机构100位于第二状态时，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9呈“外八”字形，即将“八”字形旋转180度后得到的形状。

也就是说，当转向机构100处于第二状态时，左侧的转向轮9和右侧的转向轮9偏转至呈“内八”字形或“外八”字形。

在该状态下，若转向中心位于另一对车轮(若左侧的转向轮9和右侧的转向轮9为一对前轮，则另一对车轮为一对后轮；若左侧的转向轮9和右侧的转向轮9为一对后轮，则另一对车轮为一对前轮)的中心连线的中心处，则驱动左侧的转向轮9和右侧的转向轮9绕各自的轴线转动，可以实现车辆1000的原地转向，从而大大的减小了车辆1000的转弯半径。

简言之，根据本发明实施例的车辆1000的转向机构100，以两个转向轮9为一对前轮为例，通过使用安装转向器1的安装支架4沿车辆1000的前后方向的移动，可以使两个转 向轮9相对偏转至呈“八”字形或“外八字形”的状态。

也就是说，根据本发明实施例的转向机构100，通过使梯形机构的一个底边沿车辆1000的前后方向移动，在转向器1的硬点的限制下，使与梯形结构的转向节3相连的两个转向轮9发生偏转，实现两个转向轮9的相对偏转，且可以偏转至呈“外八字形”或“内八字形”，从而实现了转向机构100的转向模式的变化，使转向机构100的适用范围更广。

根据本发明实施例的车辆1000的转向机构100，通过沿前后方向平移的转向器1，改变两个转向轮9的位置与角度，使两个转向轮9呈现“外八字形”或“内八字形”，在车辆1000转向时可以减小转弯半径，甚至可以实现原地转向功能。

下面参照图1-图3详细描述根据本发明实施例的车辆1000的转向机构100包括转向器1、两个转向横拉杆2、两个转向节3、安装支架4、驱动结构5、位移检测装置6、控制器7和导轨8。

两个转向横拉杆2分别连接在转向器1的左右两侧，两个转向节3分别位于转向器1的左右两侧，每个转向横拉杆2的一端与转向器1相连，每个转向横拉杆2的另一端与同侧的转向节3的一端相连，每个转向节3的另一端均与同侧转向轮9相连。

如图1-图3所示，转向器1安装在安装支架4上，安装支架4设置成可沿车辆1000的前后方向移动，从而转向器1在安装支架4的带动下沿车辆1000的前后方向移动，根据转向梯形的工作原理，由于转向器1的硬点的限制，在转向器1沿前后方向移动时，可以使左侧的转向轮9和右侧的转向轮9发生相对偏转，且左侧的转向轮9和右侧的转向轮9可以偏转至左侧的转向轮9和右侧的转向轮9呈“外八”字形和“内八”字形的状态。

驱动结构5可以驱动安装支架4沿车辆1000的前后方向移动。如图1-图3所示的一些实施例中，驱动结构5可以包括丝杠螺母副和电机53。丝杠螺母副的丝杠51和螺母52中的一个可以与安装支架4相连以驱动安装支架4沿车辆1000的前后方向移动，电机53驱动丝杠51和螺母52中的另一个。

可选地，丝杠螺母副为滚珠丝杠螺母副，由此驱动结构5的丝杠51和螺母52的摩擦力小、相对运动更顺畅。

可以理解的是，在本发明的一些实施例中，丝杠51与安装支架4相连，电机53驱动螺母52转动，并通过限制螺母52的移动和丝杠51的转动，从而使丝杠51沿前后方向移动，并通过丝杠51带动安装支架4沿前后方向移动，由此对安装支架4的推力更平稳，使安装支架4沿前后方向的移动更平稳，有利于保证转向机构100的转向的顺利进行。

当然，在本发明的另一些实施例中，螺母52可以与安装支架4相连，电机53驱动丝杠51转动，并通过限制螺母52的转动，可以实现螺母52沿前后方向的移动，通过螺母52推动安装支架4沿前后方向移动，由此结构紧凑，丝杠51的刚性好。

进一步地，为了准确地控制转向机构100处于第二状态时，两个转向轮9的偏转位置，电机53上可以安装位移检测装置6，位移检测装置6用于检测与安装支架4相连的丝杠51或螺母52的位移。可选地，位移检测装置6为位移传感器。

进一步地，位移检测装置6与控制器7相连，控制器7还与电机53相连，从而控制器7可以根据位移检测装置6检测到的检测值控制电机53工作，即控制电机53正转、反转、转速和工作时间，从而控制与安装支架4相连的丝杠51或螺母52的前后方向上的位移量，进而控制两个转向轮9的偏转角度，使转向机构100满足车辆1000的不同路况需求。可选地，控制器7可以为车辆1000的ECU，从而集成程度高，节省部件。

为了使安装支架4沿前后方向的移动更顺畅，且更省力，如图1-图3所示，转向机构100还可以包括导轨8，安装支架4通过导轨8可移动地设在车辆1000的副车架10上。

具体而言，导轨8可以包括固定部分和移动部分，移动部分相对固定部分沿车辆1000的前后方向可移动，移动部分设在安装支架4上，固定部分设在车辆1000的副车架10上。

进一步地，为了使转向机构100的受力更均匀，导轨8可以为多个，多个导轨8可以沿车辆1000的宽度方向间隔设置，车辆1000的宽度方向即车辆1000的左右方向。如图1-图3所示的一个具体的示例中，导轨8为两个。

下面参照图1-图3描述根据本发明实施例的转向机构100的工作过程：

如图1所示，当车辆1000正常行驶时，该转向机构100处与第一状态，即车辆1000需要转向时，两个转向轮9同向偏转，且电机53不工作，丝杠51(或螺母52)由相应的自锁机构锁止，从而阻止丝杠51前后移动，即转向器1在固定位置不沿前后方向移动，从而保证固有的转向梯形曲线。

当车辆1000需要很小的转弯半径的情况下，可以驱动电机53进行工作，丝杠51(或螺母52)带动转向器1前后移动，由于转向器1的硬点的限制，该推力就会改变两个转向轮9的角度，为了使个转向轮9的角度与车辆1000的工况匹配，控制器7可以根据位移检测装置6检测到的检测值控制电机53工作，当位移检测装置6检测到与安装支架4相连的丝杠51(或螺母52)的位移值达到预定位置时，控制器7可以控制电机53停止工作，使两个转向轮9偏转至呈“内八字”或“外八字”形，如图2和图3所示，此时再转动方向盘时，转弯半径将大幅减小。

简言之，根据本发明实施例的车辆1000的转向机构100，将转向器1在车架的位置进行改变，由原来的不可动变为沿前后方向可移动，从而使转向机构100在第一状态与第二状态之间切换，由单一的转向模式改成可变的转向模式，可以实现小角度转向甚至原地转向，且结构简单，实现容易。

下面简单描述一下根据本发明实施例的车辆1000，该车辆1000包括上述实施例的转向 机构100，从而可以实现两个转向轮9呈“八”字形或“外八”字形的状态，车辆1000的转向模式可变，甚至可以实现原地转向，满足不同路况下的转向需求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。