一种前轮参数可调的节能车车架

1.本实用涉及车辆制造技术领域，特别涉及一种前轮参数可调的节能车车架。


背景技术：

2.随着近年来社会的不断高速发展，能源节约、环境保护问题已经渐渐受到人们越来越多的关注。世界石油储备的急剧减少及原油价格的不断上涨，预示了节能是当代汽车发展的必然趋势。
3.传统的车用独立前悬架由上悬臂、下悬臂、转向节组成。上悬臂和下悬臂通过插销与车体连接，转向节通过一对固定的球头与上、下悬臂连接。此类悬架结构简单坚固，适用与已经定型和量产的车辆。缺点是由于这种悬架的几何参数调整范围相当有限或是不可改变，所以转向轮的定位参数，包括主销后倾角、主销内倾角、左右轮距的改变有相当大的局限性。这种悬架一般不能进行较大范围的调整来弥补加工、装配等造成的误差，同时根据具体的行驶条件和情况，通过调整这些定位参数改变车辆的行驶特性的能力也极其有限。
4.目前大部分车架，都为了尽量降低降低整车质量从而车架结构大多为固定结构，同时不可调节。一个车架仅能为一个车身所使用。在汽车车架上，车架至多只有个别参数能进行调整，无法做到前轮多参数可调。
5.例如公开号为cn100363193c中国专利公开了一种前轮定位参数可调的独立前悬架系统，包括：六个杆端轴承、衬套、锁定螺母、上悬臂、下悬臂、转向节、连接螺栓和螺母，锁定螺母设在杆端轴承的螺纹杆上，六个杆端轴承和锁定螺母分别设在上悬臂和下悬臂两端的三个螺纹孔中。本实用能够对各个前轮定位参数在相对较大参数变化范围内方便地进行微调。
6.然而上述前轮定位参数可调的独立圈悬架系统还存在以下缺点，还是通过传统的方式需要将车辆托举起，通过人工手持专用工具调节滑柱、摆臂上的螺栓位置，来调节车轮的四轮定位，该调节方式费时费力，增加了操作难度，不能根据车辆实际行驶路段及时自动调节，降低了车辆的行驶性能，因此，本技术提供了一种前轮参数可调的节能车车架来满足需求。


技术实现要素：

7.本技术的目的在于提供一种前轮参数可调的节能车车架，通过设置轮距调节组件、前束调节组件、外倾角调节组件、水平调节组件、后倾角调节组件、车轮离地高度调节组件进行调整，实现了前轮轮距调整、前轮前束调整、主销外倾角调整、主销后倾角调整和车轮离地高度调整，不需要人工手动调节，省时省力，实时调节，提高了节能车行驶过程中的整车性能。
8.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种前轮参数可调的节能车车架，包括车架本体，所述车架本体的顶部两侧均固定连接有滑轨，一对所述滑轨上均滑动连接有底座，一对所述底座上均摆动连接有球销，一对所述球销的顶端均固定连接有底板，一对所
述底板的顶部均固定连接有立柱，一对所述立柱上均滑动连接有车轮安装架；
9.还包括轮距调节组件、前束调节组件、外倾角调节组件、水平调节组件、后倾角调节组件、车轮离地高度调节组件；
10.所述轮距调节组件用于调节左右两个车轮之间的距离，所述前束调节组件用于调节左右两个车轮的前束值，所述外倾角调节组件用于调节左右两个车轮的外倾角，所述后倾角调节组件用于调节左右两个立柱的后倾角，所述车轮离地高度调节组件用于调节左右两个齿轮的离地高度值，所述水平调节组件使所述外倾角调节组件处于水平状态。
11.优选的，所述轮距调节组件包括固定连接于所述车架本体上的第二双头球销，所述第二双头球销的一端固定连接有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端固定连接有蜗杆，所述蜗杆上啮合有涡轮，所述涡轮上固定套设有第二双头螺杆，所述第二双头螺杆的两端均螺纹连接有第二限位鱼眼轴承，一对所述第二限位鱼眼轴承分别固定连接在一对所述立柱上。
12.优选的，所述第二双头球销包括分别固定连接在所述车架本体和所述第二伺服电机上的球座，一对所述球座上均摆动连接有调节球球头，所述第二伺服电机上固定连接有第一保持架，所述第一保持架与所述第二双头螺杆转动连接。
13.优选的，所述前束调节组件包括分别固定连接在一对所述车轮安装架顶部上的球头组件，一对所述球头组件的一侧均固定连接有螺杆，一对所述螺杆上螺纹连接有同一个第三双头螺杆，其中一个所述车轮安装架的顶部固定连接有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出端固定连接有第一主动齿轮，所述第一主动齿轮的一侧啮合有第一从动齿轮，所述第一从动齿轮固定套接在所述第三双头螺杆上，所述第三伺服电机上固定连接有第二保持架，所述第二保持架与所述第三双头螺杆转动连接。
14.优选的，所述外倾角调节组件包括分别固定连接于一对所述立柱顶部上的第三限位鱼眼轴承，一对所述第三限位鱼眼轴承上螺纹连接有同一个第四双头螺杆，所述第四双头螺杆的一侧设置有第五伺服电机，所述第五伺服电机的输出端固定连接有第三主动齿轮，所述第三主动齿轮的一侧啮合有第三从动齿轮，所述第三从动齿轮固定套接在所述第四双头螺杆上，所述第五伺服电机的一侧固定连接有第三保持架，所述第三保持架与所述第四双头螺杆转动连接；所述水平调节组件包括固定连接于所述车架本体顶部上的固定柱，所述固定柱的顶端固定连接有第七伺服电机，所述第七伺服电机的输出端固定连接有第二螺纹杆，所述第二螺纹杆上螺纹连接有支撑板，所述支撑板的顶部固定连接有第六伺服电机，所述第六伺服电机的输出端固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮的一侧啮合有齿条杆，所述齿条杆的一端与第四双头螺杆转动连接，所述第五伺服电机固定连接在所述齿条杆的顶部上，所述齿条杆的底部开设有t形滑槽，所述支撑板的一端滑动连接在所述t形滑槽内，所述支撑板与所述固定柱滑动连接。
15.优选的，所述后倾角调节组件包括分别固定连接于所述车架本体底部两侧的第一双头球销，一对所述第一双头球销的一端均固定连接有第一伺服电机，一对所述第一伺服电机的输出端均固定连接有第一双头螺杆，所述第一双头螺杆的两端均螺纹连接有第一限位鱼眼轴承，一对所述第一限位鱼眼轴承分别固定连接在所述车架本体和所述立柱上。
16.优选的，所述车轮离地高度调节组件包括分别固定连接在一对所述立柱一侧上的第四伺服电机，一对所述第四伺服电机的输出端均固定连接有第二主动齿轮，一对所述第
二主动齿轮的一侧均啮合有第二从动齿轮，一对所述第二从动齿轮上均固定套接有第一螺纹杆，所述车轮安装架螺纹连接在所述第一螺纹杆上，所述立柱上固定连接有安装板，所述第一螺纹杆与所述安装板转动连接。
17.优选的，所述第一限位鱼眼轴承、所述第二限位鱼眼轴承和所述第三限位鱼眼轴承均包括限位鱼眼轴承套和内转子，所述内转子摆动连接在所述限位鱼眼轴承套内。
18.综上，本实用的技术效果和优点：
19.1、本实用结构合理，通过设置轮距调节组件、前束调节组件、外倾角调节组件、水平调节组件、后倾角调节组件、车轮离地高度调节组件进行调整，实现了前轮轮距调整、前轮前束调整、主销外倾角调整、主销后倾角调整和车轮离地高度调整，从而节能车处于直线行驶过程中，调整主销内倾角，后倾角使得方向处于易复位的状态，从而使得方向稳定性增强；根据实际轮胎滑动摩擦系数，地面反作用力，方向盘转矩大小来实时调整内外轮胎转弯半径参数，从而使得节能车能快速过弯；主销内倾角根据车身状态及轴荷分配实时调整车身稳定，从而使得节能车在过弯后快速回正方向；左右前轮在独立控制状态下调整左右前轮高度，对车架影响较小；提高输出扭矩的有效使用率，降低机械滑动摩擦力，整体提高了节能车行驶稳定性，不需要人工手动调节，省时省力，实时调节，提高了节能车行驶过程中的整车性能；
20.2、本实用中，第一限位鱼眼轴承、第二限位鱼眼轴承和第三限位鱼眼轴承均包括限位鱼眼轴承套和内转子，内转子摆动连接在限位鱼眼轴承套内，这样设置的好处是，限位鱼眼轴承套与内转子不发生自旋转。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为前轮参数可调的节能车车架第一视角立体结构示意图；
23.图2为前轮参数可调的节能车车架第二视角立体结构示意图；
24.图3为后倾角调节组件放大立体结构示意图；
25.图4为轮距调节组件放大立体结构示意图；
26.图5为前束调节组件与车轮离地高度调节组件配合放大立体结构示意图；
27.图6为外倾角调节组件与水平调节组件配合放大立体结构示意图；
28.图7为本实用图6中a处放大结构示意图。
29.图中：1、车架本体；2、轮距调节组件；3、前束调节组件；4、外倾角调节组件；5、水平调节组件；6、后倾角调节组件；7、车轮离地高度调节组件；8、第一伺服电机；9、第一限位鱼眼轴承；10、第一双头螺杆；11、第一双头球销；12、底座；13、底板；14、球销；15、立柱；16、滑轨；17、车轮安装架；18、第二伺服电机；19、第二双头球销； 20、涡轮；21、蜗杆；22、第二双头螺杆；23、第二限位鱼眼轴承；24、第三伺服电机； 25、第一主动齿轮；26、第一从动齿轮；27、第三双头螺杆；28、球头组件；29、第四伺服电机；30、第二主动齿轮；31、第二从动齿轮；32、第一螺纹杆；33、第五伺服电机； 34、第三主动齿轮；35、第三从动齿轮；36、第四双头螺杆；
37、齿条杆；38、第六伺服电机；39、驱动齿轮；40、固定柱；41、第二螺纹杆；42、第七伺服电机；43、第三限位鱼眼轴承；44、限位鱼眼轴承套；45、内转子。
具体实施方式
30.下面将结合本实用实施例中的附图，对本实用实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用保护的范围。
31.实施例：参考图1-7所示的一种前轮参数可调的节能车车架，包括车架本体1，在本实施例中，车架本体1由多个型材焊接而成，车架本体1的顶部两侧均固定连接有滑轨16，滑轨16焊接在车架本体1上，一对滑轨16上均滑动连接有底座12，一对底座12上均摆动连接有球销14，一对球销14的顶端均固定连接有底板13，一对底板13的顶部均固定连接有立柱15，一对立柱15上均滑动连接有车轮安装架17，车轮转动连接在车轮安装架 17上，车架本体1上还安装有后轮组件；
32.还包括轮距调节组件2、前束调节组件3、外倾角调节组件4、水平调节组件5、后倾角调节组件6、车轮离地高度调节组件7；
33.轮距调节组件2用于调节左右两个车轮之间的距离，前束调节组件3用于调节左右两个车轮的前束值，外倾角调节组件4用于调节左右两个车轮的外倾角，后倾角调节组件6 用于调节左右两个立柱15的后倾角，车轮离地高度调节组件7用于调节左右两个齿轮的离地高度值，水平调节组件5使外倾角调节组件4处于水平状态，轮距调节组件2、前束调节组件3、外倾角调节组件4、水平调节组件5、后倾角调节组件6、车轮离地高度调节组件7均与车辆中央控制器信号连接，通过车辆中央控制器根据道路情况，实时控制轮距调节组件2、前束调节组件3、外倾角调节组件4、水平调节组件5、后倾角调节组件6、车轮离地高度调节组件7进行调整，实现了前轮轮距调整、前轮前束调整、主销外倾角调整、主销后倾角调整和车轮离地高度调整，从而节能车处于直线行驶过程中，调整主销内倾角，后倾角使得方向处于易复位的状态，从而使得方向稳定性增强；根据实际轮胎滑动摩擦系数，地面反作用力，方向盘转矩大小来实时调整内外轮胎转弯半径参数，从而使得节能车能快速过弯；主销内倾角根据车身状态及轴荷分配实时调整车身稳定，从而使得节能车在过弯后快速回正方向；左右前轮在独立控制状态下调整左右前轮高度，对车架影响较小；提高输出扭矩的有效使用率，降低机械滑动摩擦力，整体提高了节能车行驶稳定性。
34.作为本实施例中的一种实施方式，轮距调节组件2包括固定连接于车架本体1上的第二双头球销19，第二双头球销19的一端固定连接有第二伺服电机18，第二伺服电机18 的输出端固定连接有蜗杆21，蜗杆21上啮合有涡轮20，涡轮20上固定套设有第二双头螺杆22，第二双头螺杆22的两端均螺纹连接有第二限位鱼眼轴承23，一对第二限位鱼眼轴承23分别固定连接在一对立柱15上，轮距调节时，第二伺服电机18的输出端转动带动蜗杆21转动，蜗杆21转动带动涡轮20转动，涡轮20转动带动第二双头螺杆22转动，第二双头螺杆22转动带动一对第二限位鱼眼轴承23相互靠近或者远离移动，同时前束调节组件3和外倾角调节组件4做适应性调整，实现立柱15和车轮安装架17带动两个前轮互相靠近或者远离移动，实现轮距的调整。
35.在本实施例中，第二双头球销19包括分别固定连接在车架本体1和第二伺服电机18 上的球座，一对球座上均摆动连接有调节球球头，第二伺服电机18上固定连接有第一保持架，第一保持架与第二双头螺杆22转动连接，这样设置的好处是，在调节后倾角调节组件6时，第二伺服电机18、蜗杆21和涡轮20能同时移动，蜗杆21与涡轮20保持啮合状态。
36.作为本实施例中的一种实施方式，前束调节组件3包括分别固定连接在一对车轮安装架17顶部上的球头组件28，一对球头组件28的一侧均固定连接有螺杆，一对螺杆上螺纹连接有同一个第三双头螺杆27，其中一个车轮安装架17的顶部固定连接有第三伺服电机 24，第三伺服电机24的输出端固定连接有第一主动齿轮25，第一主动齿轮25的一侧啮合有第一从动齿轮26，第一从动齿轮26固定套接在第三双头螺杆27上，第三伺服电机24 上固定连接有第二保持架，第二保持架与第三双头螺杆27转动连接，前束调解时，第三伺服电机24输出端转动带动第一主动齿轮25转动，第一主动齿轮25转动带动第一从动齿轮26转动，第一从动齿轮26转动带动第三双头螺杆27转动，第三双头螺杆27转动带动一对螺杆相互靠近或者远离移动，从而实现前束值的调整，消除因车轮外倾造成的不良后果，保证车轮不向外滚动，防止车轮侧滑和减轻轮胎的磨损。
37.作为本实施例中的一种实施方式，外倾角调节组件4包括分别固定连接于一对立柱15 顶部上的第三限位鱼眼轴承43，一对第三限位鱼眼轴承43上螺纹连接有同一个第四双头螺杆36，第四双头螺杆36的一侧设置有第五伺服电机33，第五伺服电机33的输出端固定连接有第三主动齿轮34，第三主动齿轮34的一侧啮合有第三从动齿轮35，第三从动齿轮35固定套接在第四双头螺杆36上，第五伺服电机33的一侧固定连接有第三保持架，第三保持架与第四双头螺杆36转动连接，外倾角调节时，第五伺服电机33的输出端传动带动第三主动齿轮34转动，第三主动齿轮34转动带动第三从动齿轮35转动，第三从动齿轮35转动带动第四双头螺杆36转动，使一对第三限位鱼眼轴承43相互靠近或者远离移动，同时前束调节组件3做适应性调整，从而实现车轮外倾角的调节，使车轮与地面的动态承载中心得到合理的分配从而达到提高机械零件的使用寿命,减少轮胎的磨损等效果；
38.水平调节组件5包括固定连接于车架本体1顶部上的固定柱40，固定柱40的顶端固定连接有第七伺服电机42，第七伺服电机42的输出端固定连接有第二螺纹杆41，第二螺纹杆41上螺纹连接有支撑板，支撑板的顶部固定连接有第六伺服电机38，第六伺服电机 38的输出端固定连接有驱动齿轮39，驱动齿轮39的一侧啮合有齿条杆37，齿条杆37的一端与第四双头螺杆36转动连接，第五伺服电机33固定连接在齿条杆37的顶部上，齿条杆37的底部开设有t形滑槽，支撑板的一端滑动连接在t形滑槽内，支撑板与固定柱 40滑动连接，第七伺服电机42的输出端转动带动第二螺纹杆41转动，第二螺纹杆41转动带动支撑板在固定柱40上进行上下移动，支撑板移动带动第六伺服电机38、齿条杆37 和第五伺服电机33上下移动，第六伺服电机38输出端转动带动驱动齿轮39转动，驱动齿轮39转动带动齿条杆37在支撑板上移动，从而实现对第四双头螺杆36的水平调节，使得第四双头螺杆36始终保持水平状态，避免外倾角调节时，第四双头螺杆36发生倾斜，影响外倾角正常调节。
39.作为本实施例中的一种实施方式，后倾角调节组件6包括分别固定连接于车架本体1 底部两侧的第一双头球销11，一对第一双头球销11的一端均固定连接有第一伺服电机8，通过设置第一双头球销11，使得第一伺服电机8能够角度摆动，一对第一伺服电机8的输出端均固定连接有第一双头螺杆10，第一双头螺杆10的两端均螺纹连接有第一限位鱼眼轴
承9，一对第一限位鱼眼轴承9分别固定连接在车架本体1和立柱15上，后倾角调节时，第一伺服电机8的输出端转动带动第一双头螺杆10转动，第一双头螺杆10转动带动第一限位鱼眼轴承9移动，配合底座12和球销14使立柱15倾斜，从而实现主销后倾角的调节，有利于保持汽车直线行驶的稳定性，并促使转弯后的前轮自动回正。
40.作为本实施例中的一种实施方式，车轮离地高度调节组件7包括分别固定连接在一对立柱15一侧上的第四伺服电机29，一对第四伺服电机29的输出端均固定连接有第二主动齿轮30，一对第二主动齿轮30的一侧均啮合有第二从动齿轮31，一对第二从动齿轮31 上均固定套接有第一螺纹杆32，车轮安装架17螺纹连接在第一螺纹杆32上，立柱15上固定连接有安装板，第一螺纹杆32与安装板转动连接，车轮离地高度调整时，第四伺服电机29的输出端转动带动第二主动齿轮30转动，第二主动齿轮30转动带动第二从动齿轮31转动，第二从动齿轮31转动使第一螺纹杆32转动，第一螺纹杆32转动带动车轮安装架17移动，从而实现车轮离地高度的调整，避免了车轮跳动时对车架产生碰撞，有利于降低整车高度，提高车身的稳定性。
41.在本实施例中，第一限位鱼眼轴承9、第二限位鱼眼轴承23和第三限位鱼眼轴承43 均包括限位鱼眼轴承套44和内转子45，内转子45摆动连接在限位鱼眼轴承套44内，这样设置的好处是，限位鱼眼轴承套44与内转子45不发生自旋转。
42.本实用工作原理：
43.轮距调节组件2、前束调节组件3、外倾角调节组件4、水平调节组件5、后倾角调节组件6、车轮离地高度调节组件7均与车辆中央控制器信号连接，通过车辆中央控制器根据道路情况，实时控制轮距调节组件2、前束调节组件3、外倾角调节组件4、水平调节组件5、后倾角调节组件6、车轮离地高度调节组件7进行调整；轮距调节时，第二伺服电机18的输出端转动带动蜗杆21转动，蜗杆21转动带动涡轮20转动，涡轮20转动带动第二双头螺杆22转动，第二双头螺杆22转动带动一对第二限位鱼眼轴承23相互靠近或者远离移动，同时前束调节组件3和外倾角调节组件4做适应性调整，实现立柱15和车轮安装架17带动两个前轮互相靠近或者远离移动，实现轮距的调整；
44.前束调解时，第三伺服电机24输出端转动带动第一主动齿轮25转动，第一主动齿轮 25转动带动第一从动齿轮26转动，第一从动齿轮26转动带动第三双头螺杆27转动，第三双头螺杆27转动带动一对螺杆相互靠近或者远离移动，从而实现前束值的调整，消除因车轮外倾造成的不良后果，保证车轮不向外滚动，防止车轮侧滑和减轻轮胎的磨损；
45.外倾角调节时，第五伺服电机33的输出端传动带动第三主动齿轮34转动，第三主动齿轮34转动带动第三从动齿轮35转动，第三从动齿轮35转动带动第四双头螺杆36转动，使一对第三限位鱼眼轴承43相互靠近或者远离移动，同时前束调节组件3做适应性调整，从而实现车轮外倾角的调节，使车轮与地面的动态承载中心得到合理的分配从而达到提高机械零件的使用寿命,减少轮胎的磨损等效果，第七伺服电机42的输出端转动带动第二螺纹杆41转动，第二螺纹杆41转动带动支撑板在固定柱40上进行上下移动，支撑板移动带动第六伺服电机38、齿条杆37和第五伺服电机33上下移动，第六伺服电机38输出端转动带动驱动齿轮39转动，驱动齿轮39转动带动齿条杆37在支撑板上移动，从而实现对第四双头螺杆36的水平调节，使得第四双头螺杆36始终保持水平状态，避免外倾角调节时，第四双头螺杆36发生倾斜，影响外倾角正常调节；
46.后倾角调节时，第一伺服电机8的输出端转动带动第一双头螺杆10转动，第一双头螺杆10转动带动第一限位鱼眼轴承9移动，配合底座12和球销14使立柱15倾斜，从而实现主销后倾角的调节，有利于保持汽车直线行驶的稳定性，并促使转弯后的前轮自动回正；
47.车轮离地高度调整时，第四伺服电机29的输出端转动带动第二主动齿轮30转动，第二主动齿轮30转动带动第二从动齿轮31转动，第二从动齿轮31转动使第一螺纹杆32转动，第一螺纹杆32转动带动车轮安装架17移动，从而实现车轮离地高度的调整，避免了车轮跳动时对车架产生碰撞，有利于降低整车高度，提高车身的稳定性；
48.本技术的，实现了前轮轮距调整、前轮前束调整、主销外倾角调整、主销后倾角调整和车轮离地高度调整，从而节能车处于直线行驶过程中，调整主销内倾角，后倾角使得方向处于易复位的状态，从而使得方向稳定性增强；根据实际轮胎滑动摩擦系数，地面反作用力，方向盘转矩大小来实时调整内外轮胎转弯半径参数，从而使得节能车能快速过弯；主销内倾角根据车身状态及轴荷分配实时调整车身稳定，从而使得节能车在过弯后快速回正方向；左右前轮在独立控制状态下调整左右前轮高度，对车架影响较小；提高输出扭矩的有效使用率，降低机械滑动摩擦力，整体提高了节能车行驶稳定性。
49.最后应说明的是：以上所述仅为本实用的优选实施例而已，并不用于限制本实用，尽管参照前述实施例对本实用进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用的保护范围之内。