CN212738263U - 一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成，包括：悬架上摆臂和转向节；冗余转向电机，其固定在车身上；第一球头销，其上端的球头配合在所述悬架上摆臂的孔中，其下端的杆部通过平键或者花键和所述转向节的上端配合；第一锥齿轮，其套设在所述杆部上，通过平键或者花键和所述第一球头销的杆部配合；第二锥齿轮，其通过万向节连接在所述冗余转向电机的输出轴上；所述第二锥齿轮和第一锥齿轮啮合；冗余转向电机工作，提高车辆行驶安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车转向系统、悬架系统以及两者的集成技术，更具体的是涉及一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成。
背景技术
汽车转向系统是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统是汽车安全必须重视的系统。
现阶段汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。
机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系统由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系统。在正常情况下，汽车转向所需能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机通过动力转向装置提供的。但在动力转向装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立承担汽车转向任务。因此，动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套动力转向装置而形成的。但是由于人们对无人驾驶技术的不断探索，助力式转向结构不能满足未来智能车技术发展的需要。
因此，线控转向系统应运而生。汽车线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电传实现转向，摆脱了传统转向系统的各种限制，不但可以自由设计汽车转向的力传递特性，而且可以设计汽车转向的角传递特性，给汽车转向特性的设计带来巨大的空间。
实用新型内容
本实用新型设计开发了一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成，着重考虑其机械结构的冗余性，提高车辆行驶安全性。
一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成，包括：
悬架上摆臂和转向节；
冗余转向电机，其固定在车身上；
第一球头销，其上端的球头配合在所述悬架上摆臂的孔中，其下端的杆部通过平键或者花键和所述转向节的上端配合；
第一锥齿轮，其套设在所述杆部上，通过平键或者花键和所述第一球头销的杆部配合；
第二锥齿轮，其通过万向节连接在所述冗余转向电机的输出轴上；所述第二锥齿轮和第一锥齿轮啮合。
作为进一步优选，还包括：
减速器支架，其通过轴承固定在所述第一球头销的杆部的下部；
齿轮轴支架，其固定设置在所述减速器支架上面，所述第二锥齿轮的轴可转动的支撑在所述齿轮轴支架的孔中。
作为进一步优选，还包括：第一螺母，其套设在所述第一球头销上，固定在所述第一锥齿轮的下端。
作为进一步优选，还包括：第二螺母，其套设在所述第一球头销上，固定在所述减速器支架的下端。
作为进一步优选，还包括：
悬架下摆臂；
减速箱，其通过第二球头销支撑在所述悬架下摆臂上；并且所述减速箱的输出轴通过平键或者花键和所述转向节的下端配合；
电机支架，其固定在所述减速箱的壳体上；
主转向电机，其固定在所述电机支架上，并且所述主转向电机的输出轴通过联轴器连接所述减速箱。
作为进一步优选，还包括：减震器，其一端支撑在所述悬架下摆臂上，另一端支撑在车身上。
本实用新型所述的有益效果：
1、系统集成度高，驱动、转向、制动系统集成在一个总成模块里，结构简单。
2、线控转向系统取消了各部件间的机械连接，采用电信号将各个部件联系起来，便于未来汽车智能化发展。
3、分别设置主转向电机和冗余转向电机，实现机械结构备份，当主转向电机失灵时，冗余转向电机工作，提高车辆行驶安全性。
附图说明
图1是本实用新型所述的一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮模块示意图；
图2是本实用新型所述的一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮模块的转向节示意图。
图3是本实用新型所述的一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮模块的特制球头销示意图。
图4是本实用新型所述的一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮模块的锥齿轮轴、锥齿轮轴支架和减速器支架装配示意图。
1.电动轮，2.制动卡钳，3.减速器支架，4.锥齿轮，5.球头销，6.两个螺母，7.锥齿轮轴，8.锥齿轮轴支架，9.万向节，10.上横臂，11.冗余转向电机，12.弹簧减震器，13.主转向电机，14.主转向电机支架，15.下横臂，16.两个球头销，17.减速箱，18.螺母，19.转向节，20.制动盘，21.第一连接孔，22.两个第二连接孔，23.第三连接孔，24.第四连接孔，25.键槽，26.立轴，27.锥齿轮轴，28.锥齿轮轴支架，29.轴承。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1～图4所示，为实现上述功能，本实用新型提供了一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成。
图中电动轮1的电机轴通过平键配合与转向节19的第四连接孔24配合连接，电动轮1的电机轴末端有螺纹，通过螺母18紧固限位。制动盘20通过螺栓固定在电动轮1的电机壳体上，随电动轮1转动而转动。制动卡钳2通过螺栓连接固定在转向节19的两个第二连接孔22处。球头销5套设在转向节19的第一连接孔21内，且通过平键配合。锥齿轮4套置于球头销5的立轴26上，通过键槽25内的平键连接，并由螺母6限位固定。减速器支架3的凸起内置轴承29，轴承29上边缘通过立轴26的阶梯轴限位，下边缘通过螺母6固定。锥齿轮轴支架8固定于减速器支架3上，锥齿轮轴7套设于锥齿轮轴支架8内，锥齿轮4与锥齿轮轴7啮合。冗余转向电机11固定于车身上，其电机轴通过万向节9与锥齿轮轴7连接，实现传动。上横臂10的一端通过球头销5与转向节19连接，另一端与车身铰接。减速箱17的输出轴穿过转向节19的第三连接孔23，输出轴下端通过螺母固定限位，实现与转向节19的相对转动。主转向电机13通过主转向电机支架14固定在减速箱17的壳体上，动力通过联轴器输出给减速箱。下横臂15的一端通过两个球头销16与减速箱17铰接，另一端与车身铰接。弹簧减震器12的一端设置于下横臂15上。
下面结合图1对本实用新型所述的一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮模块作详细描述：
参阅图1，当驾驶员意图使车辆转向行驶，且主转向电机13正常工作时，主转向电机13的动力通过减速箱17输出并传递给转向节19，减速箱17的输出轴带动转向节19转动，实现车轮的转向。此时冗余转向电机11不工作。当主转向电机13失灵时，冗余转向电机11工作，动力经万向节9传递给锥齿轮轴7，锥齿轮轴支架8保证锥齿轮轴7可以在其内转动，并起到支承作用。锥齿轮轴7将动力传递给锥齿轮4，动力方向改变了90°。由于锥齿轮4、转向节19分别与球头销5通过平键配合，锥齿轮的旋转可以带动转向节转动，从而实现车轮转向。减速器支架3凸起内置的轴承29可以保证其与球头销5的立轴26之间的相对转动。当车辆行驶在不平路面时，球头销5和两个球头销16可以实现车轮的上下跳动。冗余转向电机11的电机轴与锥齿轮轴7的角度发生变化，万向节9可以保证转向动力传递。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成，其特征在于，包括：
悬架上摆臂和转向节；
冗余转向电机，其固定在车身上；
第一球头销，其上端的球头配合在所述悬架上摆臂的孔中，其下端的杆部通过平键或者花键和所述转向节的上端配合；
第一锥齿轮，其套设在所述杆部上，通过平键或者花键和所述第一球头销的杆部配合；
第二锥齿轮，其通过万向节连接在所述冗余转向电机的输出轴上；所述第二锥齿轮和第一锥齿轮啮合。
2.如权利要求1所述的具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成，其特征在于，还包括：
减速器支架，其通过轴承固定在所述第一球头销的杆部的下部；
齿轮轴支架，其固定设置在所述减速器支架上面，所述第二锥齿轮的轴可转动的支撑在所述齿轮轴支架的孔中。
3.如权利要求1所述的具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成，其特征在于，还包括：第一螺母，其套设在所述第一球头销上，固定在所述第一锥齿轮的下端。
4.如权利要求2所述的具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成，其特征在于，还包括：第二螺母，其套设在所述第一球头销上，固定在所述减速器支架的下端。
5.如权利要求1、2、3或4所述的具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成，其特征在于，还包括：
悬架下摆臂；
减速箱，其通过第二球头销支撑在所述悬架下摆臂上；并且所述减速箱的输出轴通过平键或者花键和所述转向节的下端配合；
电机支架，其固定在所述减速箱的壳体上；
主转向电机，其固定在所述电机支架上，并且所述主转向电机的输出轴通过联轴器连接所述减速箱。
6.如权利要求5所述的具有冗余线控转向机构的集成式车轮总成，其特征在于，还包括：减震器，其一端支撑在所述悬架下摆臂上，另一端支撑在车身上。
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