四轮毂电机驱动的物流车的制作方法
【专利摘要】一种四轮毂电机驱动的物流车，减震系统中前减震机构每组板簧的上端左右两侧与车架纵梁连接，每组板簧下端中间部位与前桥连接；后减震机构每组板簧的上端左侧与车架纵梁用销轴连接，右侧与摇杆支架用销轴连接，摇杆支架再与车架纵梁用销轴连接，每组板簧下端中间部位与后桥固定连接；前桥两端有固定套，固定套与转向支架上端固接的轴活动套装在一起，二者轴承配合连接；车轮安装在转向支架下方，车轮上安装有轮毂电机，轮毂电机控制器安装在车架上；方向盘通过转向轴与转向控制器连接；转向控制器内设置有微型汽车转向四连杆机构；转盘电机固定连接在车架上，转盘电机输出轴与转向支架上端固接轴通过联轴器连接，转盘电机上均装有转角编码器。
【专利说明】
四轮毂电机驱动的物流车
技术领域
[0001]本发明涉及一种由四轮毂电机驱动，可实现车辆横向行驶，纵向行驶，原地转向以及车辆按任意角度转弯行驶的纯电动物流车。【背景技术】
[0002]随着工业机械化和自动化的发展，机械化货物搬运已广泛普及，大大小小功能各异的货运物流车已穿梭在城市道路或工厂运输行业，方便了人们的劳动作业及生活。但目前现有的物流搬运，车辆往往限定在前进后退方向的运动，并且当车辆转弯时，需要驾驶员转动方向盘，多次调整车轮到适宜的角度才能实现顺利的转弯，增加了转弯作业的复杂性， 尤其在狭小的空间，更不利于车辆的顺利转弯。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是设计一款各车轮可以按预定角度自动旋转的纯电动物流车，实现车辆的横、纵向行驶，原地转向以及按任意角度的转弯行驶，解决由于空间狭小等原因引起的车辆行驶作业困难的问题。
[0004]为实现上述发明目的采用的技术方案是:一种四轮毂电机驱动的物流车，主要包括车架、动力电源、驱动系统、制动系统和减震系统，车架主要由车架纵梁、前桥、后桥焊接而成，车架上安装有车棚、操控平台、可调节座椅、动力电源、转向支架和车轮，还包括转向控制系统；所述的减震系统包括前减震机构和后减震机构，前、后减震机构均包括两组板簧;所述的前减震机构每组板簧的上端左右两侧与车架纵梁用销轴连接，每组板簧下端中间部位与前桥用转轴连接;所述的后减震机构每组板簧的上端左侧与车架纵梁用销轴连接，右侧与摇杆支架用销轴连接，摇杆支架再与车架纵梁用销轴连接，每组板簧下端中间部位与后桥固定连接;所述的前桥的两端分别固接有固定套，固定套与转向支架上端固接的轴活动套装在一起，二者轴承配合连接;所述的车轮安装在转向支架下方，车轮上安装有轮毂电机， 轮毂电机控制器安装在车架上；所述的转向控制系统包括方向盘、转向轴、转向控制器、转盘电机、转角编码器、角度传感器;方向盘通过转向轴与转向控制器连接;所述的转向控制器内设置有微型汽车转向四连杆机构;所述的转盘电机固定连接在车架上，转盘电机输出轴与转向支架上端固接轴通过联轴器连接，转盘电机上均装有转角编码器。
[0005]微型汽车转向四连杆机构由机架、连杆a、连杆b、连杆c组成，其中机架为转向控制器的上壁，连杆c的中间位置设有销轴孔，转向控制器内部设置有用于采集连杆a和连杆b的运动角度的角度传感器。
[0006]转向轴上端与方向盘固定连接，下端穿过转向控制器的上壁螺纹连接一转向轴螺母，转动方向盘带动转向轴螺母在转向控制器内转动。
[0007]转向轴螺母上固定连接一竖拉杆，竖拉杆沿着微型汽车转向四连杆机构中连杆c中间的销轴孔做竖直上下的移动，方向盘的转动带动微型汽车转向四连杆机构运动。
[0008]转向轴螺母的两端对称固定连接横拉杆，横拉杆两端设置有挂钩孔。
[0009]转向控制器内设置有实现方向盘转角自动回位功能的弹簧复位装置。
[0010]复位弹簧的一端挂在横拉杆两端的挂钩孔内，另一端对称固定在转向控制器的上壁。
[0011]转向控制器内设置方向盘转角左、右限位装置，包括左、右极限位置开关，以及左、 右极限位置触点；当方向盘转到左、右极限位置时，复位弹簧挤压左、右极限位置触点，使左、右极限位置开关导通，把左、右极限位置信号传送给转向控制器，进而控制相应的转盘电机的转动。
[0012]物流车驱动系统为四轮毂电机驱动，四轮毂电机对应安装在各车轮内，四轮毂电机由同一加速踏板控制。
[0013]与现有技术相比，本发明结合汽车转向的运动学原理，设置微型汽车转向四连杆机构，利用方向盘，转角编码器，转向控制器等，控制四车轮的角度，使车辆在狭窄的空间作业环境下，实现了横、纵向行驶，原地转向以及任意角度转弯行驶，降低了车辆转弯作业的复杂性，提高了弯效率，去除了传统的机械式汽车转向结构，节省了底盘空间。【附图说明】
[0014]图1为本发明的主视图。[〇〇15]图2为本发明的车架、减震机构及转向结构俯视图。
[0016]图3为本发明的车架、减震机构及转向结构侧视图。
[0017]图4为转向控制机构的结构示意图。
[0018]图中:1-车轮，2-转轴，3-刹车踏板，4-加速踏板，5-转向控制器，6-转向轴，7-操控平台，8-方向盘，9-车棚，10-座椅，11-车架纵梁，12-动力电源，13-转角编码器，14-转盘电机，15-摇杆支架，16-板簧，17-前桥，18-转向支架，19-后桥，20-转轴，21-连杆a，22-连杆b， 23-左极限位置开关，24-左极限位置触点，25-复位弹簧，26-横拉杆，27-右极限位置触点， 28-右极限位置开关，29-连杆c，30-竖拉杆，31-转向轴螺母，32-控制器上壁，33-角度传感器。【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0020]参见附图1-4,本发明所公开的这种物流车为四轮毂电机驱动，可实现车辆横向行驶，纵向行驶，原地转向以及车辆按任意角度转弯行驶的纯电动物流车，这种物流车主要包括:车架、动力电源、驱动系统、制动系统、减震系统、转向控制系统等部分组成，该物流车中的转向控制系统利用汽车转向的运动学原理，设置微型汽车转向四连杆机构，利用方向盘， 转角编码器，转向控制器，自动控制各转向车轮的角度，实现了车辆的横、纵向行驶，原地转向以及任意角度的转弯行驶。
[0021]车架主要由车架纵梁11、前桥17、后桥19焊接而成，车架上安装有车棚9、操控平台 7、可调节座椅10、动力电源12、转向支架18和车轮1等结构，如图1、2、3所示。
[0022]本发明所公开的这种物流车驱动系统为四轮毂电机驱动，四轮毂电机对应安装在各车轮内，并且四轮毂电机由同一加速踏板4控制。
[0023]这种物流车的减震系统包括:前减震机构和后减震机构。前减震机构和后减震机构均由两组板簧16组成，其排列布置结构如图1、2所示。前减震机构每组板簧的上端左右两侧与车架纵梁11用销轴20连接，每组板簧下端中间部位与前桥17用转轴2连接，组成具有平衡车身功能的前减震机构。后减震机构每组板簧的上端左侧与车架纵梁11用销轴连接，右侧与摇杆支架15用销轴连接，摇杆支架15再与车架纵梁11销轴连接，每组板簧下端中间部位与后桥19固定连接，形成摇杆后减震机构。上述前减震机构与后减震机构分别与前桥、后桥、车架纵梁的连接结构方式，消除了车辆在不平路面行驶或车轮遇坎时，产生的不同扭矩。
[0024]这种物流车前桥17的两端分别固接有固定套，固定套与转向支架18上端固接的轴活动套装在一起，二者轴承配合连接，使得转向支架绕竖直方向自由转动。车轮1安装在转向支架下方，车轮上安装有轮毂电机14,轮毂电机控制器安装在车架上。
[0025]转向控制系统主要由方向盘8、转向轴6、转向控制器5、转盘电机14、转角编码器 13、角度传感器33等部分组成。方向盘8通过转向轴6与转向控制器5连接，如图1所示。转向控制器内设置有微型汽车转向四连杆机构，如图4所示，包括:机架，连杆a，连杆b，连杆c组成，其中机架为转向控制器的上壁，连杆c的中间位置设有销轴孔，转向控制器内部设置角度传感器可以采集方向盘、连杆a、连杆b的运动角度。方向盘的转动带动微型汽车转向四连杆机构运动，转向控制器内运算处理角度传感器采集的方向盘转角信号及连杆a、连杆b运动的角度信号，以及转角编码器采集的转盘电机轴的位置信号，进而控制各转盘电机的运动。
[0026]方向盘转动带动微型汽车转向四连杆机构的转动方法:转向轴6上端与方向盘8固定连接，下端穿过转向控制器的上壁螺纹连接一转向轴螺母31，转动方向盘带动转向轴螺母在转向控制器内转动。转向轴螺母上固定连接一竖拉杆30,竖拉杆可沿着微型汽车转向四连杆机构中连杆c中间的销轴孔做竖直上下的移动，方向盘的转动带动微型汽车转向四连杆机构运动。
[0027]转盘电机14固定连接在车架上，转盘电机输出轴与转向支架18上端固接轴通过联轴器连接，使得转盘电机的转动带动转向支架绕竖直方向的转动，进而带动车轮的转动。在转盘电机上设有转角编码器13，采集转盘电机的转角情况。
[0028]本发明设置有实现方向盘转角自动回位功能的弹簧复位装置，其结构如图4所示， 在转轴螺母的两端固定连接横拉杆26，横拉杆两端设置有挂钩孔，复位弹簧25的一端挂在横拉杆两端的挂钩孔内，另一端对称固定在转向控制器上壁。[〇〇29]本发明还设置方向盘转角左右限位装置，主要由左极限位置开关23,左极限位置触点24,右极限位置开关28,右极限位置触点27等部分组成，如图4所示。当方向盘转到极限位置时，复位弹簧25挤压左极限位置触点24或右极限位置触点27，使左极限位置开关23，或右极限位置开关28导通，把左右极限位置信号传送给转向控制器，进而控制相应的转盘电机的转动。
[0030]本发明物流车设置有操控平台7,安装在车棚内便于驾驶员操作的方向盘右侧，主要包括:车辆电源启动开关，纵向向前或向后行驶操纵手柄，横向向左或向右行驶操纵手柄，转弯行驶开关，驻车按钮。
[0031]这种物流车各工作模式下均通过方向盘、角度传感器、角度编码器、转向控制器、 转盘电机等控制各车轮的角度。
[0032] 1)本发明物流车向前行驶时，转向控制器控制后轮转角为0度，前轮转向；向后行驶时，转向控制器控制前轮转角为〇度，后轮转向。[〇〇33]2)本发明物流车横向行驶时，转向控制器控制四车轮转角均与车架呈90度。
【主权项】
1.一种四轮毂电机驱动的物流车，主要包括车架、动力电源、驱动系统、制动系统和减 震系统，车架主要由车架纵梁、前桥、后桥焊接而成，车架上安装有车棚、操控平台、可调节 座椅、动力电源、转向支架和车轮，其特征在于:还包括转向控制系统；所述的减震系统包括前减震机构和后减震机构，前、后减震机构均包括两组板簧;所述 的前减震机构每组板簧的上端左右两侧与车架纵梁用销轴连接，每组板簧下端中间部位与 前桥用转轴连接;所述的后减震机构每组板簧的上端左侧与车架纵梁用销轴连接，右侧与 摇杆支架用销轴连接，摇杆支架再与车架纵梁用销轴连接，每组板簧下端中间部位与后桥 固定连接;所述的前桥的两端分别固接有固定套，固定套与转向支架上端固接的轴活动套 装在一起，二者轴承配合连接;所述的车轮安装在转向支架下方，车轮上安装有轮毂电机， 轮毂电机控制器安装在车架上；所述的转向控制系统包括方向盘、转向轴、转向控制器、转盘电机、转角编码器、角度传 感器;方向盘通过转向轴与转向控制器连接;所述的转向控制器内设置有微型汽车转向四 连杆机构;所述的转盘电机固定连接在车架上，转盘电机输出轴与转向支架上端固接轴通 过联轴器连接，转盘电机上均装有转角编码器。2.根据权利要求1所述的四轮毂电机驱动的物流车，其特征在于，所述的微型汽车转向 四连杆机构由机架、连杆a、连杆b、连杆c组成，其中机架为转向控制器的上壁，连杆c的中间 位置设有销轴孔，转向控制器内部设置有用于采集连杆a和连杆b的运动角度的角度传感 器。3.根据权利要求1所述的四轮毂电机驱动的物流车，其特征在于，转向轴上端与方向盘 固定连接，下端穿过转向控制器的上壁螺纹连接一转向轴螺母，转动方向盘带动转向轴螺 母在转向控制器内转动。4.根据权利要求3所述的四轮毂电机驱动的物流车，其特征在于，所述的转向轴螺母上 固定连接一竖拉杆，竖拉杆沿着微型汽车转向四连杆机构中连杆c中间的销轴孔做竖直上 下的移动，方向盘的转动带动微型汽车转向四连杆机构运动。5.根据权利要求3所述的四轮毂电机驱动的物流车，其特征在于，所述的转向轴螺母的 两端对称固定连接横拉杆，横拉杆两端设置有挂钩孔。6.根据权利要求3所述的四轮毂电机驱动的物流车，其特征在于，转向控制器内设置有 实现方向盘转角自动回位功能的弹簧复位装置。7.根据权利要求6所述的四轮毂电机驱动的物流车，其特征在于，复位弹簧的一端挂在 横拉杆两端的挂钩孔内，另一端对称固定在转向控制器的上壁。8.根据权利要求1所述的四轮毂电机驱动的物流车，其特征在于，转向控制器内设置方 向盘转角左、右限位装置，包括左、右极限位置开关，以及左、右极限位置触点；当方向盘转 到左、右极限位置时，复位弹簧挤压左、右极限位置触点，使左、右极限位置开关导通，把左、 右极限位置信号传送给转向控制器，进而控制相应的转盘电机的转动。9.根据权利要求1所述的四轮毂电机驱动的物流车，其特征在于，所述的物流车驱动系 统为四轮毂电机驱动，四轮毂电机对应安装在各车轮内，四轮毂电机由同一加速踏板控制。
【文档编号】B62D7/14GK106080764SQ201610406538
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】周翠玉, 王华磊, 周玉飞, 龚亮, 于江, 路春光
【申请人】华北理工大学