一种适用于多场景的全向车用悬架

本发明涉及车用悬架，确切地说是一种适用于多场景的全向车用悬架。

背景技术：

1、目前全球城市交通运输发展的势头很猛，伴随着的就是对新型城市交通工具的需求增加。不管是公共或个人、载人或载物、人工或智能，被需求的新车都需要全新的技术，才能达到人们所期待的目的。而全向车用悬架的诞生，正是基于对城市全新车辆的创新思考。传统车悬架和全向车悬架在设计和功能上存在明显的区别，其差异主要体现在以下几点：1.转向方式：传统车悬架通常是通过传统的转向系统（如转向节或转向机构）进行转向，而全向车悬架则通过与轮子上单独的转向电机连接实现转向。2.转弯半径：传统车的转弯半径较大，而全向车悬架能够在更小的空间内精确旋转，转弯半径更小，更适合在狭小的空间操作。3.可操作性：传统车悬架通常只能以前进和后退的方式移动，而全向车悬架则可以进行任何方向的移动，非常灵活。4.车轮支持：传统车的悬架通常由单一的车轮支持，而全向车悬架则需要同时支持多个方向上的车轮旋转。5.性能要求：由于全向车需要在各种环境下高效移动和操作，所以对悬架系统的性能要求更高，包括精准控制、高度适应性、自适应性和可靠性等方面。

2、现有技术中的全向悬架，如专利号cn107244201b所提出的360度全向单边独立悬架系统，属于四轮独立驱动电动车悬架系统技术领域，当车轮电动源采用传统轴式电机时，包括位于轮毂内侧的转向器机械接口、直接缓冲式支架、转动副或球铰、笼状动力支架；当车轮采用电动源采用轮毂电机时，包括轮毂，以及位于该轮毂同一侧的转向器机械接口、摇臂式支架、转动副或球铰、板状动力支架；本发明实现了四轮独立驱动、独立转向，进而可实现车辆横向移动、原地转向。其存在的技术问题是：（1）轮毂电机与轮毂直接固定相连，在狭小空间内进行原地转向时会出现缠线现象，（2）该技术方案的悬架没有设计传动部分，需要别行增加轮毂电机，安装轮毂电机，进一步增加轮毂处部件对空间的占用，影响其在不同场景下的应用。

3、再如专利号cn217124917u所提供的一种小回转半径减震舵轮总成，包括连接板，转向连接板及转向小齿轮，限位开关，转向减速机，回转轴承，转向电机，行走电机，轮子，减速箱，弹簧轴，减震弹簧，下固定板，抱闸和上固定板，所述的转向连接板及转向小齿轮螺栓连接在连接板的下部右侧位置。其虽在一定程度上解决了横向上空间占用较大的问题，但仍存在以下技术问题：（1）转向电机会随着连接板进行转动，在使用时会存在缠线现象；（2）此装置导向和减震采用一体化设计，使舵轮的操纵性能降低，转向时的惯性增大；（3）缺少密封机构，回转轴承的外部一体化设置有回转齿轮外露，不能避免灰尘等异物的影响，传动效率降低且齿轮的使用年限短。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种适用于多场景的全向车用悬架，该全向车用悬架且采用减震与导向分离设计，可适用于大承载场景，可广泛运用在汽车领域中；转向过程中不会出现缠线现象；悬架设有专门的传动、刹车；在横向空间占用很小，进一步提高应用场景；密封部件的设置增加对部件的保护，提高传动效率及使用寿命。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

3、一种适用于多场景的全向车用悬架，包括悬架机构、转向机构、驱动机构、密封机构、刹车机构； 所述的悬架机构设置有连接杆、减震链接、减震总成、上安装板；其中减震链接设置2个，分别位于上安装板前、后两侧，减震链接的顶端与上安装板固定连接；减震链接还连接设置减震总成；减震总成设置2个，设置方式相同，均为减震总成的一端与减震链接铰接连接，减震总成的另一端用于将本悬架连接在车架上；

4、所述的转向机构设置有转向电机、转向轴、圆柱齿轮一、圆柱齿轮二、第一小齿轮、大垫圈、内齿轮、回转轴承、转向盘安装板、前叉、轴管、编码器、连接轴、第二小齿轮；其中，圆柱齿轮二与圆柱齿轮一相互啮合安装设置在上安装板的上方，其中，圆柱齿轮一连接设置在其下方的转向电机的驱动轴上；圆柱齿轮二、第一小齿轮均通过转向轴安装设置在上安装板上，圆柱齿轮二设置在第一小齿轮上方，第一小齿轮与内齿轮相互啮合；内齿轮设置在大垫圈的内侧壁；转向盘安装板设置在大垫圈的下方，大垫圈的顶端与上安装板固定连接，回转轴承与转向盘安装板同轴心且置于其上方，前叉安装在转向盘安装板下方，前叉通过轴管与圆锥齿轮二相连；转向盘安装板中心处的安装孔中连接设置压力轴承、动力输入轴；连接轴的上端通过密封机构的密封扣盖的孔结构并在轴端连接设置编码器；连接轴的下端在上安装板下方设置有第二小齿轮，第二小齿轮与内齿轮相互啮合；内齿轮在第一小齿轮的传动下带动转向盘安装板转动，前叉在转向盘安装板的带动和轴管的作用下使轮毂360度转向；

5、所述驱动机构包括驱动电机、皮带轮一、皮带、皮带轮二、动力输入轴、圆柱齿轮三、圆柱齿轮四、立式传动轴、立式座轴承、圆锥齿轮一、圆锥齿轮二；其中，皮带轮一、皮带轮二位于上安装板的上方，二者通过皮带连接，驱动电机安装在上安装板上且位于皮带轮一的下方；动力输入轴的顶部、底部分别连接设置皮带轮二、圆柱齿轮三，动力输入轴的底端通过压力轴承安装在转向盘安装板209中心处的安装孔中，圆柱齿轮三位于压力轴承的下方，圆柱齿轮四与圆柱齿轮三相互啮合；圆柱齿轮四安装在立式传动轴的顶端，立式传动轴的底端连接设置立式座轴承、圆锥齿轮一，圆锥齿轮一与圆锥齿轮二相互啮合，圆锥齿轮一与圆锥齿轮二啮合处设置有防护壳罩，圆锥齿轮一与圆锥齿轮二设置在密封机构的防护壳罩的空腔内；

6、所述的刹车机构设有毂式制动器、耐磨衬套、轮胎安装鼓；所述的圆锥齿轮二的侧面设有容纳腔，容纳腔用于连接设置耐磨衬套、毂式制动器；轴管的一侧连接圆锥齿轮二，轴管的另一侧连接设置有轮胎安装鼓；

7、所述的密封机构设置有密封扣盖、防护壳罩；密封扣盖设有下腔体，密封扣盖设置在上安装板上方。

8、采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

9、第一：驱动电机、转向电机均固定于上安装板上，两个电机不随转向部件转动，因此，可以避免在转向过程中的转向电机、驱动电机301的“缠线”现象。

10、第二：设置竖向的立式传动轴308，充分利用了前叉处的空间结构，不仅利用该空间结构上侧轮沿与上安装板的空间设置驱动电机、转向电机，还利用下侧空间设置驱动机构的圆锥齿轮一与圆锥齿轮二以及密封机构； 使相关部件的设置极大地减小对横向空间的占用，提高本装置针对不同空间的适用性。

11、第三：本技术方案设置密封机构，顶部密封扣盖与上安装板配合形成一个密封腔，将设置在上安装板上的转向机构、驱动机构的传动部件进行封闭保护；而驱动机构的圆锥齿轮一与圆锥齿轮二设置在密封机构的防护壳罩的空腔内；通过上述密封扣盖与上安装板形成的一个密封腔、防护壳罩的空腔两个密封腔的设置，使本技术方案的传动部件受到封闭保护。防止灰尘及污物进入传动部件，减少磨损，提高传动效率，提高部件的使用寿命。

12、第四：充分利用转向机构的部件空间，转向机构设置的大垫圈、内齿轮内部的空间，进行了充分的利用，一是利用该空间设置了转向机构的部件，如：转向轴-202、圆柱齿轮-204、小齿轮-205、回转轴承-208、连接轴-213、小齿轮-214；二是利用该空间设置了驱动机构的部件，如：皮带轮-304、动力输入轴-305、圆柱齿轮-306、圆柱齿轮-307、立式传动轴-308；同时，立式座轴承-309、圆锥齿轮-310、圆锥齿轮-311均设置在大垫圈、内齿轮正方下的位置；上述设置充分利用了部件的内部空间，减少部件对空间的占用。

13、第五：充分利用了驱动机构的部件空间，驱动机构设置的圆锥齿轮二的侧面设有容纳腔，利用该容纳腔用于连接设置耐磨衬套、毂式制动器；上述设置充分利用了部件的内部空间，减少部件对空间的占用。

14、所述的转向机构设置有转向电机、转向轴、圆柱齿轮一、圆柱齿轮二、第一小齿轮、大垫圈、内齿轮、回转轴承、转向盘安装板、前叉、轴管、编码器、连接轴、第二小齿轮；

15、另外，本技术方案还兼具以下优点：第二小齿轮在内齿轮的带动下转动，第二小齿轮转动时，编码器将悬架转向角度转化为数字信号提供准确的数据反馈。内齿轮转动时，大垫圈是不动的。上述的悬架机构、转向机构采用减震与导向分离的结构设计，可以提高车辆转向的精度和灵活性，降低悬架机构转向时的惯性，增加转向的准确度和平滑性。有驻车功能，可以直接借用驱动电机电磁抱轴完成驻车。另外，所述驱动机构通过皮带轮一和皮带轮二、圆锥齿轮一圆锥齿轮二实现二级减速，使装置具有较大的扭矩输出和精度控制能力，提高皮带传动的效率和操作性，可以在高转速和大扭矩条件下稳定转动，具有很高的传动效率，且具有较好的减震性能、负载能力强、维护成本低。

16、进一步的优选技术方案如下：

17、所述的减震链接为三角形桁架，减震链接之间通过连接杆连接，连接杆减震链接的两端分别连接在减震链接的底角处。

18、上述设置，使减震链接的结构固定性比较强，通过设置连接杆，进一步增加减震链接的固定性。

19、所述的上安装板的前、后两端分别设置电机连接孔，前端的电机连接孔在上安装板下侧连接设置驱动电机； 后端的电机连接孔在上安装板下侧连接设置转向电机。

20、通过上述设置，便于将电机与上安装板相连接，且有助于上安装板的部件安装较匀称，受力相对均衡。

21、所述的防护壳罩包括分别设置在圆锥齿轮二右则、左侧的齿轮密封右腔盖、齿轮密封左腔盖，齿轮密封右腔盖、齿轮密封左腔盖扣合在一起，齿轮密封右腔盖上设有啮合开口，圆锥齿轮一与圆锥齿轮二在啮合开口处啮合，啮合开口处连接设置啮合封闭腔，圆锥齿轮一设置在啮合封闭腔内。

22、通过上述设置，利用齿轮密封左腔盖，齿轮密封右腔盖主要封闭圆锥齿轮二，利用啮合封闭腔封闭圆锥齿轮一； 齿轮密封右腔盖通过啮合开口与啮合封闭腔连接在一起，使得圆锥齿轮一与圆锥齿轮二在啮合开口处啮合，保证了齿轮具有良好的密封。

23、所述的齿轮密封左腔盖朝向圆锥齿轮二的一侧设置有封闭肋，封闭肋的右端抵在圆锥齿轮二的侧面处。

24、封闭肋将圆锥齿轮二、圆锥齿轮一啮合处与毂式制动器、耐磨衬套两个刹车部件密封隔离，避免用于圆锥齿轮二、圆锥齿轮一啮合润滑的润滑剂进入刹车盘、影响装置的制动效果。

25、所述的啮合封闭腔的左端与齿轮密封右腔盖固定连接，啮合封闭腔的右端连接在前叉对应位置设有的连接卡口处，连接卡口处设置有盖体用于打开或封闭啮合封闭腔的右端。

26、通过在前叉对应位置设有连接卡口，方便啮合封闭腔的连接固定，进一步充分利用前叉处的空间，且便于通过连接卡口处设置有盖体向啮合处加注润滑剂。