车辆转向装置的制作方法

本发明涉及运输设备领域，更具体地说，涉及大型车辆的车辆转向装置。

背景技术：

通常的车辆转向装置由机械或者液压的执行机构来实现，通过机械或者液压的执行机构来驱动回转机构，使得安装在回转机构上的悬架转向，从而使得车辆的行驶方向发生改变。

对于诸如工程车辆的大型车辆来说，车体庞大且重量很大，因此通过机械或者液压执行机构来驱动回转机构的速度较慢，并且由于车体重量很大，需要车轮处于滚动状态才能完成转向，车轮静止时由于重量导致摩擦力过大使得车轮的转向十分困难。这就导致大型车辆的转弯半径很大，无法实现小半径转弯，更不能实现原地转向。

在空间日益紧张，需要提高空间利用效率的情况下，大型车辆需要占用大片区域进行转向成为一个非常显著的缺陷。

技术实现要素：

本发明提出一种车辆转向装置，能够使得大型车辆可以进行小半径转向。

根据本发明的一实施例，提出一种车辆转向装置，包括：

宽支架，宽支架通过回转机构连接到车辆主体的中间位置，宽支架的两端延伸至车辆的两侧位置；

驱动机构，驱动机构安装在宽支架的端部，驱动机构包括：

轮毂，轮毂安装在宽支架的端部；

轮胎，轮胎安装在轮毂上；

电动机和减速器，电动机和减速器安装在轮毂上，电动机通过减速器驱动轮毂转动，轮毂带动轮胎转动；

制动器，制动器安装在电动机上，制动器作用于电动机进行制动；

宽支架的两端各自具有驱动机构，位于两端的驱动机构独立工作，各个驱动机构的电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同方向和/或不同速度转动，使得宽支架通过回转机构相对于车辆主体转向。

在一个实施例中，车辆行驶过程中转向，位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机的转速低于位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机的转速。

在一个实施例中，车辆原地转向，安装在车辆主体前端的车辆转向装置中位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机反向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机正向旋转。

在一个实施例中，车辆原地转向，安装在车辆主体后端的车辆转向装置中位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机正向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机反向旋转。

根据本发明的一实施例，提出一种车辆转向装置，包括：

宽支架，宽支架通过回转机构连接到车辆主体的中间位置，宽支架的两端延伸至车辆的两侧位置；

驱动机构，驱动机构安装在宽支架的端部，驱动机构包括：

轮毂，轮毂安装在宽支架的端部；

轮胎，轮胎安装在轮毂上；

轮毂电动机，轮毂电动机安装在轮毂内，轮毂电动机直接驱动轮毂转动，轮毂带动轮胎转动；

制动器，制动器安装在轮毂电动机上，制动器作用于轮毂电动机进行制动；

宽支架的两端各自具有驱动机构，位于两端的驱动机构独立工作，各个驱动机构的轮毂电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同方向和/或不同速度转动，使得宽支架通过回转机构相对于车辆主体转向。

在一个实施例中，车辆行驶过程中转向，位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机的转速低于位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机的转速。

在一个实施例中，车辆原地转向，安装在车辆主体前端的车辆转向装置中位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机反向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机正向旋转。

在一个实施例中，车辆原地转向，安装在车辆主体后端的车辆转向装置中位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机正向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机反向旋转。

根据本发明的一实施例，提出一种车辆转向装置，包括：

窄支架，窄支架通过回转机构连接到车辆主体的一侧，窄支架的两端均位于车辆的宽度方向中心线的同一侧；

驱动机构，驱动机构安装在窄支架的端部，驱动机构包括：

轮毂，轮毂安装在窄支架的端部；

轮胎，轮胎安装在轮毂上；

电动机和减速器，电动机和减速器安装在轮毂上，电动机通过减速器驱动轮毂转动，轮毂带动轮胎转动；

制动器，制动器安装在电动机上，制动器作用于电动机进行制动；

窄支架的两端各自具有驱动机构，位于两端的驱动机构独立工作，各个驱动机构的电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同方向和/或不同速

度转动，使得窄支架通过回转机构相对于车辆主体转向；

安装在车辆主体的两侧的窄支架的驱动机构同步工作，使得安装在车辆主体的两侧的窄支架通过回转机构相对于车辆主体同步转向。

在一个实施例中，车辆行驶过程中转向，位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机的转速低于位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机的转速。

在一个实施例中，车辆原地转向，安装在车辆主体前端的车辆转向装置中位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机反向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机正向旋转。

在一个实施例中，车辆原地转向，安装在车辆主体后端的车辆转向装置中位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机正向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机反向旋转。

根据本发明的一实施例，提出一种车辆转向装置，包括：

窄支架，窄支架通过回转机构连接到车辆主体的一侧，窄支架的两端均位于车辆的宽度方向中心线的同一侧；

驱动机构，驱动机构安装在窄支架的端部，驱动机构包括：

轮毂，轮毂安装在窄支架的端部；

轮胎，轮胎安装在轮毂上；

轮毂电动机，轮毂电动机安装在轮毂内，轮毂电动机直接驱动轮毂转动，轮毂带动轮胎转动；

制动器，制动器安装在轮毂电动机上，制动器作用于轮毂电动机进行制动；

窄支架的两端各自具有驱动机构，位于两端的驱动机构独立工作，各个驱动机构的电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同方向和/或不同速度转动，使得窄支架通过回转机构相对于车辆主体转向；

安装在车辆主体的两侧的窄支架的驱动机构同步工作，使得安装在车辆主体的两侧的窄支架通过回转机构相对于车辆主体同步转向。

在一个实施例中，车辆行驶过程中转向，位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机的转速低于位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机的转速。

在一个实施例中，车辆原地转向，安装在车辆主体前端的车辆转向装置中位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机反向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机正向旋转。

在一个实施例中，车辆原地转向，安装在车辆主体后端的车辆转向装置中位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机正向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机反向旋转。

本发明的车辆转向装置的各个轮毂独立驱动，能够实现各个轮毂和轮胎的不同速或者不同向运行。结合在车辆的前端和/或后端布置车辆转向装置，能够实现大型车辆的小半径转向，或者原地转向。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的第一实施例的车辆转向装置的截面结构图。

图2揭示了根据本发明的第二实施例的车辆转向装置的截面结构图。

图3揭示了根据本发明的第三实施例的车辆转向装置的截面结构图。

图4揭示了根据本发明的第四实施例的车辆转向装置的截面结构图。

图5揭示了使用本发明的车辆转向装置的车辆进行转向的示意图，其中使用的是第一实施例或者第二实施例的车辆转向装置。

图6揭示了使用本发明的车辆转向装置的车辆进行转向的示意图，其中使用的是第三实施例或者第四实施例的车辆转向装置。

具体实施方式

图1揭示了根据本发明的第一实施例的车辆转向装置的截面结构图。第一实施例的车辆转向装置用于车轮数量相对较少的工程车辆。回转机构布置在车辆主体的中间位置，使用长度较大的宽支架。在车辆主体的每一侧布置有一列车轮。参考图1所示，该车辆转向装置包括：宽支架和驱动机构。

宽支架通过回转机构101连接到车辆主体的中间位置，宽支架的两端延伸至车辆的两侧位置。驱动机构安装在宽支架的端部，驱动机构包括：轮毂、轮胎、电动机、减速器和制动器。轮毂安装在宽支架的端部。在图示的实施例中，在宽支架的两端各自安装有一个轮毂104和204。轮胎安装在轮毂上，每一个轮毂上安装有一个轮胎。电动机和减速器安装在轮毂上。在一个实施例中，减速器安装在轮毂内，电动机安装在轮毂上并与减速器相连接。电动机通过减速器驱动轮毂转动，轮毂带动轮胎转动。制动器安装在电动机上，制动器作用于电动机进行制动。如图1所示，宽支架的两端各自具有驱动机构，即各自包括一套轮毂、轮胎、电动机、减速器和制动器。在图1所示的实施例中，位于宽支架左侧端的驱动机构包括轮毂104、轮胎102、电动机105、减速器106和制动器103。位于宽支架右侧端的驱动机构包括轮毂204、轮胎202、电动机205、减速器206和制动器203。位于宽支架两端的两套驱动机构独立工作，各个驱动机构的电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同方向和/或不同速度转动，使得宽支架通过回转机构相对于车辆主体转向。

具体而言，针对不同的转向情况，有如下几种操作模式：

车辆行驶过程中转向，则各个车轮需要沿前进方向转动，通过各个驱动机构的电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同速度转动来实现转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机的转速低于位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机的转速。这样在同样时间内外侧的车轮通过的路程长于内侧的车轮，实现行驶过程中的转向。

车辆原地转向，由安装在车辆主体前端的车辆转向装置驱动转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机反向旋转(使得车辆前进的电动机转动方向定义为正向，使得车辆后退的电动机转动方向定义为反向)，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机正向旋转。两边的车轮以不同的方向转动，使得车辆能够以小半径完成转向。

车辆原地转向，由安装在车辆主体后端的车辆转向装置驱动转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机正向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机反向旋转。

在一个实施例中，安装在车辆主体前端和后端的车辆转向装置一起工作，共同驱动转向。此时，安装在车辆主体前端的车辆转向装置采用下述模式：位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机反向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机正向旋转。而安装在车辆主体前端的车辆转向装置采用下述模式：位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机正向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机反向旋转。前端和后端的车辆转向装置共同工作实现车辆的小半径原地转向。

图2揭示了根据本发明的第二实施例的车辆转向装置的截面结构图。第二实施例的车辆转向装置同样用于车轮数量相对较少的工程车辆。回转机构布置在车辆主体的中间位置，使用长度较大的宽支架。在车辆主体的每一侧布置有一列车轮。与第一实施例相比，第二实施例在电动机的使用上有所不同。参考图2所示，该车辆转向装置包括：宽支架和驱动机构。

宽支架通过回转机构101连接到车辆主体的中间位置，宽支架的两端延伸至车辆的两侧位置。驱动机构安装在宽支架的端部，驱动机构包括：轮毂、轮胎、轮毂电动机和制动器。轮毂安装在宽支架的端部。在图示的实施例中，在宽支架的两端各自安装有一个轮毂104和204。轮胎安装在轮毂上，每一个轮毂上安装有一个轮胎。轮毂电动机安装在轮毂内，轮毂电动机直接驱动轮毂转动，轮毂带动轮胎转动。第二实施例中，由轮毂电动机直接驱动轮毂转动。制动器安装在轮毂电动机上，制动器作用于轮毂电动机进行制动。宽支架的两端各自具有驱动机构，即各自包括一套轮毂、轮胎、轮毂电动机和制动器。在图2所示的实施例中，位于宽支架左侧端的驱动机构包括轮毂104、轮胎102、轮毂电动机107和制动器103。位于宽支架右侧端的驱动机构包括轮毂204、轮胎202、轮毂电动机207和制动器203。位于两端的驱动机构独立工作，各个驱动机构的轮毂电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同方向和/或不同速度转动，使得宽支架通过回转机构相对于车辆主体转向。

具体而言，针对不同的转向情况，有如下几种操作模式：

车辆行驶过程中转向，则各个车轮需要沿前进方向转动，通过各个驱动机构的电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同速度转动来实现转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机的转速低于位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机的转速。这样在同样时间内外侧的车轮通过的路程长于内侧的车轮，实现行驶过程中的转向。

车辆原地转向，由安装在车辆主体前端的车辆转向装置驱动转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机反向旋转(使得车辆前进的电动机转动方向定义为正向，使得车辆后退的电动机转动方向定义为反向)，位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机正向旋转。两边的车轮一不同的方向转动，使得车辆能够以小半径完成转向。

车辆原地转向，由安装在车辆主体后端的车辆转向装置驱动转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机正向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机反向旋转。

在一个实施例中，安装在车辆主体前端和后端的车辆转向装置一起工作，共同驱动转向。此时，安装在车辆主体前端的车辆转向装置采用下述模式：位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机反向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机正向旋转。而安装在车辆主体前端的车辆转向装置采用下述模式：位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机正向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机反向旋转。前端和后端的车辆转向装置共同工作实现车辆的小半径原地转向。

图3揭示了根据本发明的第三实施例的车辆转向装置的截面结构图。第三实施例的车辆转向装置用于车轮数量相对较多的工程车辆。两组回转机构布置在车辆主体的两侧位置，使用长度较小的窄支架。在车辆主体的每一侧布置有一列窄支架，窄支架通过各自的回转结构与车辆主体连接。每一个窄支架在其两端各自具有一列车轮。参考图3所示，该车辆转向装置包括：窄支架和驱动机构。

单个的窄支架通过回转机构连接到车辆主体的一侧，单个窄支架的两端均位于车辆的宽度方向中心线的同一侧。驱动机构安装在窄支架的端部，驱动机构包括：轮毂、轮胎、电动机、减速器和制动器。轮毂安装在窄支架的端部。在图示的实施例中，在每个窄支架的两端各自安装有一个轮毂。轮胎安装在轮毂上。每一个轮毂上安装有一个轮胎。电动机和减速器安装在轮毂上。在一个实施例中，减速器安装在轮毂内，电动机安装在轮毂上并与减速器相连接。电动机通过减速器驱动轮毂转动，轮毂带动轮胎转动。制动器安装在电动机上，制动器作用于电动机进行制动，如图3所示，窄支架的两端各自具有驱动机构，即各自包括一套轮毂、轮胎、电动机、减速器和制动器。在车辆主体的两侧，则各自安装有一个窄支架。位于图3中左侧的窄支架通过回转机构101连接到车辆主体的左侧。位于该左侧窄支架左侧端的驱动机构包括轮毂104、轮胎102、电动机105、减速器106和制动器103。位于该右侧窄支架右侧端的驱动机构包括轮毂204、轮胎202、电动机205、减速器206和制动器203。位于图3中右侧的窄支架通过回转机构401连接到车辆主体的左侧。位于该右侧窄支架左侧端的驱动机构包括轮毂304、轮胎302、电动机305、减速器306和制动器303。位于该右侧窄支架右侧端的驱动机构包括轮毂404、轮胎402、电动机405、减速器406和制动器403。就单个窄支架而言，位于窄支架两端的驱动机构独立工作，各个驱动机构的电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同方向和/或不同速度转动，使得窄支架通过回转机构相对于车辆主体转向。就整体而言，安装在车辆主体的两侧的窄支架的驱动机构同步工作，使得安装在车辆主体的两侧的窄支架通过回转机构相对于车辆主体同步转向。

针对不同的转向情况，有如下几种操作模式：

车辆行驶过程中转向，则各个车轮需要沿前进方向转动，通过各个驱动机构的电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同速度转动来实现转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机的转速低于位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机的转速。这样在同样时间内外侧的车轮通过的路程长于内侧的车轮，实现行驶过程中的转向。两侧的窄支架同步以上述模式运行。

车辆原地转向，由安装在车辆主体前端的车辆转向装置驱动转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机反向旋转(使得车辆前进的电动机转动方向定义为正向，使得车辆后退的电动机转动方向定义为反向)，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机正向旋转。两边的车轮一不同的方向转动，使得车辆能够以小半径完成转向。两侧的窄支架同步以上述模式运行。

车辆原地转向，由安装在车辆主体后端的车辆转向装置驱动转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的电动机正向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的电动机反向旋转。两侧的窄支架同步以上述模式运行。

图4揭示了根据本发明的第四实施例的车辆转向装置的截面结构图。第四实施例的车辆转向装置同样用于车轮数量相对较多的工程车辆。两组回转机构布置在车辆主体的两侧位置，使用长度较小的窄支架。在车辆主体的每一侧布置有一列窄支架，窄支架通过各自的回转结构与车辆主体连接。每一个窄支架在其两端各自具有一列车轮。与第三实施例相比，第四实施例在电动机的使用上有所不同。参考图4所示，该车辆转向装置包括：窄支架和驱动机构。

单个的窄支架通过回转机构连接到车辆主体的一侧，单个窄支架的两端均位于车辆的宽度方向中心线的同一侧。驱动机构安装在窄支架的端部，驱动机构包括：轮毂、轮胎、轮毂电动机和制动器。轮毂安装在窄支架的端部。在图示的实施例中，在每个窄支架的两端各自安装有一个轮毂。轮胎安装在轮毂上。每一个轮毂上安装有一个轮胎。轮毂电动机安装在轮毂内。轮毂电动机直接驱动轮毂转动，轮毂带动轮胎转动。制动器安装在轮毂电动机上，制动器作用于轮毂电动机进行制动。如图4所示，窄支架的两端各自具有驱动机构，即各自包括一套轮毂、轮胎、轮毂电动机和制动器。在车辆主体的两侧，则各自安装有一个窄支架。位于图4中左侧的窄支架通过回转机构101连接到车辆主体的左侧。位于该左侧窄支架左侧端的驱动机构包括轮毂104、轮胎102、轮毂电动机107和制动器103。位于该右侧窄支架右侧端的驱动机构包括轮毂204、轮胎202、轮毂电动机207和制动器203。位于图4中右侧的窄支架通过回转机构401连接到车辆主体的左侧。位于该右侧窄支架左侧端的驱动机构包括轮毂304、轮胎302、轮毂电动机307和制动器303。位于该右侧窄支架右侧端的驱动机构包括轮毂404、轮胎402、轮毂电动机407和制动器403。就单个窄支架而言，位于两端的驱动机构独立工作，各个驱动机构的电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同方向和/或不同速度转动，使得窄支架通过回转机构相对于车辆主体转向。就整体而言，安装在车辆主体的两侧的窄支架的驱动机构同步工作，使得安装在车辆主体的两侧的窄支架通过回转机构相对于车辆主体同步转向。

针对不同的转向情况，有如下几种操作模式：

车辆行驶过程中转向，则各个车轮需要沿前进方向转动，通过各个驱动机构的电动机驱动各自的轮毂和轮胎以不同速度转动来实现转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机的转速低于位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机的转速。这样在同样时间内外侧的车轮通过的路程长于内侧的车轮，实现行驶过程中的转向。两侧的窄支架同步以上述模式运行。

车辆原地转向，由安装在车辆主体前端的车辆转向装置驱动转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机反向旋转(使得车辆前进的电动机转动方向定义为正向，使得车辆后退的电动机转动方向定义为反向)，位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机正向旋转。两边的车轮一不同的方向转动，使得车辆能够以小半径完成转向。两侧的窄支架同步以上述模式运行。

车辆原地转向，由安装在车辆主体后端的车辆转向装置驱动转向。位于转向方向上内侧的驱动机构的轮毂电动机正向旋转，位于转向方向上外侧的驱动机构的轮毂电动机反向旋转。两侧的窄支架同步以上述模式运行。

图5揭示了使用本发明的车辆转向装置的车辆进行转向的示意图，其中使用的是第一实施例或者第二实施例的车辆转向装置。如图5所示，车辆前进的方向为V。车辆主体的前端的车辆转向装置驱动轮胎102和202，车辆主体的后端的车辆转向装置驱动轮胎502和602。在需要转向时，车辆主体的前端的车辆转向装置和车辆主体的后端的车辆转向装置通过各自的内外侧轮胎的转速或转动方向的变化实现转向。

图6揭示了使用本发明的车辆转向装置的车辆进行转向的示意图，其中使用的是第三实施例或者第四实施例的车辆转向装置。如图6所示，车辆前进的方向为V。车辆主体的前端的车辆转向装置为两组，外侧的车辆转向装置驱动轮胎102和202，内侧车辆转向装置驱动轮胎302和402。车辆主体的后端的车辆转向装置也为两组，外侧的车辆转向装置驱动轮胎502和602，内侧车辆转向装置驱动轮胎702和802。在需要转向时，车辆主体的前端的车辆转向装置和车辆主体的后端的车辆转向装置通过各自的内外侧轮胎的转速或转动方向的变化实现转向。

本发明的车辆转向装置的各个轮毂独立驱动，能够实现各个轮毂和轮胎的不同速或者不同向运行。结合在车辆的前端和/或后端布置车辆转向装置，能够实现大型车辆的小半径转向，或者原地转向。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。