一種適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于新型電機(jī)的電動(dòng)汽車四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于電動(dòng)汽車的獨(dú)立轉(zhuǎn)向。
技術(shù)背景:
[0002]汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用來改變或保持汽車行駛方向，其功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛安全至關(guān)重要。雖然傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(機(jī)械式、液壓助力或電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng))已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟，并廣泛用于現(xiàn)代汽車，但隨著汽車、電子技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們生活水平的顯著提高，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)在很大程度上不能滿足人們對(duì)高性能轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求。相比于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅能克服傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在的問題，而且能夠提高汽車的操縱穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性，因而得到了廣泛的重視和發(fā)展。并且隨著石油資源的不斷枯竭和尾氣排放給環(huán)境帶來巨大的壓力，電動(dòng)汽車具有巨大的發(fā)展前景和市場(chǎng)潛力。因此開發(fā)一套適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)顯得尤為迫切和重要。
[0003]專利CN102874304 A提出的用旋轉(zhuǎn)電機(jī)來進(jìn)行電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向，但由于其旋轉(zhuǎn)電機(jī)是垂直放置，增加了前面車身高度，影響駕駛員視野;而且其轉(zhuǎn)向電機(jī)裸露在車身外面，從而給車身設(shè)計(jì)帶來很大困難，很大程度上影響汽車外形美觀。而且由于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)直接相連，所以在旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行響應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。為了克服上述問題，本人對(duì)電動(dòng)汽車四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)做了進(jìn)一步研究分析，設(shè)計(jì)了一種適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。其中電機(jī)采用線傳動(dòng)電機(jī)，該電機(jī)是一種通過將封閉式磁場(chǎng)展開為開放式磁場(chǎng)，將電能直接轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置，從接構(gòu)上可以看作是將一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開，并將電機(jī)的圓周展開成直線而形成的。其中定子相當(dāng)于線傳動(dòng)電機(jī)的初級(jí)，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于線傳動(dòng)電機(jī)的次級(jí)，當(dāng)初級(jí)通入電流后，在初次級(jí)之間的氣隙中產(chǎn)生行波磁場(chǎng)，在行波磁場(chǎng)與次級(jí)永磁體的作用下產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的直線運(yùn)動(dòng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0004]本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是按如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括新型電機(jī)、連接機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中，新型電機(jī)采用線傳動(dòng)電機(jī);連接機(jī)構(gòu)用于連接線傳動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括帶有內(nèi)螺紋的柱形連接套筒;傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括拉桿接頭、轉(zhuǎn)向節(jié)臂。
[0006]技術(shù)方案中所述的四個(gè)車輪都是轉(zhuǎn)向輪并各對(duì)應(yīng)有一個(gè)線傳動(dòng)電機(jī)，而且四個(gè)線傳動(dòng)電機(jī)相互獨(dú)立，控制著各自對(duì)應(yīng)車輪的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。線傳動(dòng)電機(jī)軸的軸端攻有螺紋，拉桿接頭一端也攻有螺紋，通過帶有內(nèi)螺紋的柱形連接套筒將電機(jī)軸與拉桿接頭同軸連接。其中，帶有內(nèi)螺紋的柱形連接套筒中間位置外表面銑出兩個(gè)平面，通過扳手旋轉(zhuǎn)該柱形連接套筒，可以改變車輪的最大轉(zhuǎn)向角可達(dá)±60°，此外，如果進(jìn)一步增大線傳動(dòng)電機(jī)的輸出功率，轉(zhuǎn)角最高可達(dá)±70°，極大的增加轉(zhuǎn)向靈活性。轉(zhuǎn)向節(jié)臂通過與拉桿接頭相連，把線傳動(dòng)電機(jī)的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為車輪的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。
[0007]技術(shù)方案中所述的四個(gè)車輪都是轉(zhuǎn)向輪，可在不同車速下動(dòng)態(tài)遵循阿克曼轉(zhuǎn)角，進(jìn)而可以減少輪胎磨損，提高經(jīng)濟(jì)性。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0009]1，由于采用線傳動(dòng)電機(jī)，可通過直線位置檢測(cè)反饋控制，即可大大提高轉(zhuǎn)向精度；同時(shí)由于線傳動(dòng)電機(jī)響應(yīng)迅速，可縮小轉(zhuǎn)向時(shí)間。
[0010]2，采用的線傳動(dòng)電機(jī)具有速度快，加、減速過程短的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)向和回正，甚至在緊急情況下也可以實(shí)現(xiàn)緊急轉(zhuǎn)向。
[0011]3，由于采用線傳動(dòng)電機(jī)，可使轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)安靜，噪聲低，而且效率高。
[0012]4，通過旋轉(zhuǎn)連接線傳動(dòng)電機(jī)軸和拉桿接頭的帶有內(nèi)螺紋的柱形套筒，可增大兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角范圍。
[0013]5，接構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件數(shù)量少，布置起來也相對(duì)容易，并且不需要對(duì)原有設(shè)計(jì)進(jìn)行大的變動(dòng)。
[0014]6，由于采用線傳動(dòng)電機(jī)作為動(dòng)力源，不需要中間轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，而可以直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，使接構(gòu)大大簡(jiǎn)化，進(jìn)一步節(jié)約了安裝空間，并增加的系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
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[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明:
[0016]圖1是本實(shí)用新型所述的適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型所述的拉桿接頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型所述的柱形連接套筒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是本實(shí)用新型所用的線傳動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6是前、后轉(zhuǎn)向輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖。
[0022]圖7是前、后轉(zhuǎn)向輪異向轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖。
[0023]圖中，1，左前輪;2，轉(zhuǎn)向節(jié)臂；3，拉桿接頭;4，柱形連接套筒;5，線傳動(dòng)電機(jī)軸;6，線傳動(dòng)電機(jī);7，右前輪;8，右后輪;9，左后輪;10，拉桿柱形孔；11，拉桿螺紋端；12，柱形連接套筒內(nèi)螺紋孔;13，扳手平面;14定子;15，轉(zhuǎn)子;16，電機(jī)殼體;17，次級(jí)；18，初級(jí)
【具體實(shí)施方式】
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[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的描述。
[0025]參閱圖1、圖2，線傳動(dòng)電機(jī)6固定，線傳動(dòng)電機(jī)軸5?而部攻有螺紋;拉桿接頭3包括拉桿柱形孔10和拉桿螺紋端11。其中拉桿螺紋端11的軸肩起到限位作用;通過帶有內(nèi)螺紋的柱形連接套筒4把拉桿接頭3與線傳動(dòng)電機(jī)軸5同軸地連接。轉(zhuǎn)向節(jié)臂2—端通過連接件與拉桿接頭柱形孔10相連，另一端與固定的轉(zhuǎn)向軸相連。線傳動(dòng)電機(jī)6的直線運(yùn)動(dòng)通過連接機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為左前輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)左前輪獨(dú)立1轉(zhuǎn)向。同理，通過上述電機(jī)、連接機(jī)構(gòu)以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)右前輪7、左后輪9、右后輪8的獨(dú)立轉(zhuǎn)向。
[0026]參閱圖3，本實(shí)用新型所述的柱形套筒4，其中間開有柱形連接套筒內(nèi)螺紋孔12，用于連接拉桿接頭3和線傳動(dòng)電機(jī)軸5。其中，柱形連接套筒4的中間位置外表面銑出兩個(gè)扳手平面13，通過扳手旋轉(zhuǎn)該柱形連接套筒4可以改變轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角范圍。
[0027]參閱圖4、圖5，傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子15、定子14和電機(jī)殼體16。其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子15固定，在通電時(shí)，轉(zhuǎn)子15做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出。本實(shí)用新型所用的線傳動(dòng)電機(jī)6主要包括初級(jí)18和次級(jí)17，其工作原理是一種通過將封閉式磁場(chǎng)展開為開放式磁場(chǎng)，將電能直接轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置，從接構(gòu)上可以看作是將一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開，并將電機(jī)的圓周展開成直線而形成的。其中定子14相當(dāng)于線傳動(dòng)電機(jī)的初級(jí)18，轉(zhuǎn)子15相當(dāng)于線傳動(dòng)電機(jī)的次級(jí)17，當(dāng)初級(jí)18通入電流后，在初次級(jí)之間的氣隙中產(chǎn)生行波磁場(chǎng)，在行波磁場(chǎng)與次級(jí)永磁體的作用下產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的直線運(yùn)動(dòng)。
[0028]參閱圖6，汽車在高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，前后輪主要作同相位轉(zhuǎn)向，能減少車輛質(zhì)心側(cè)偏角，降低車輛橫擺率的穩(wěn)態(tài)超調(diào)量等，進(jìn)一步提高車輛操縱穩(wěn)定性；
[0029]參閱圖7，汽車在低速轉(zhuǎn)彎時(shí)，前后車輪逆相位轉(zhuǎn)向，可減小車輛的轉(zhuǎn)彎半徑，提高汽車的機(jī)動(dòng)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于包括新型電機(jī)、連接機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu);其中，新型電機(jī)采用線傳動(dòng)電機(jī);連接機(jī)構(gòu)用于連接線傳動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括帶有內(nèi)螺紋的柱形連接套筒;傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向節(jié)臂、拉桿接頭。2.如權(quán)利要求1所述的適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所用四個(gè)線傳動(dòng)電機(jī)軸的軸端均攻有螺紋。3.如權(quán)利要求1所述的適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述帶有內(nèi)螺紋的柱形連接套筒中間外表面銑出兩個(gè)平面并通過該柱形連接套筒實(shí)現(xiàn)拉桿接頭和線傳動(dòng)電機(jī)軸同軸連接。4.如權(quán)利要求1所述的適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的拉桿接頭一端有柱形通孔，另外一端攻有螺紋。5.如權(quán)利要求3所述的適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于旋轉(zhuǎn)該柱形連接套筒可以調(diào)整轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角范圍，可達(dá)±60°。6.如權(quán)利要求1所述的適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，線傳動(dòng)電機(jī)軸與拉桿接頭通過連接套筒同軸連接。7.如權(quán)利要求1所述的適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，四個(gè)車輪都是轉(zhuǎn)向輪并且各對(duì)應(yīng)一個(gè)線傳動(dòng)電機(jī);四個(gè)線傳動(dòng)電機(jī)相互獨(dú)立，直接驅(qū)動(dòng)各自對(duì)應(yīng)車輪的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。8.如權(quán)利要求1所述的適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于四個(gè)車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向，可提高了汽車的機(jī)動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性，而且能夠減少輪胎磨損，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。9.如權(quán)利要求1所述的適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)前輪某個(gè)電機(jī)出現(xiàn)故障，前輪轉(zhuǎn)向鎖死;更改為后輪轉(zhuǎn)向功能；當(dāng)后輪某個(gè)電機(jī)出現(xiàn)故障，后輪轉(zhuǎn)向鎖死，更改為前輪轉(zhuǎn)向功能。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種適用于電動(dòng)汽車的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，旨在提高電動(dòng)汽車的機(jī)動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性。四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向汽車在低速轉(zhuǎn)彎時(shí)，前后車輪逆相位轉(zhuǎn)向，可減小車輛的轉(zhuǎn)彎半徑，提高電動(dòng)車的機(jī)動(dòng)性；在高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，前后輪主要作同相位轉(zhuǎn)向，能減少車輛質(zhì)心側(cè)偏角，降低車輛橫擺率的穩(wěn)態(tài)超調(diào)量等，進(jìn)一步提高車輛操縱穩(wěn)定性。本實(shí)用新型涉及的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由新型電機(jī)、連接機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。其中新型電機(jī)采用線傳動(dòng)電機(jī)；連接機(jī)構(gòu)用于連接線傳動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括柱形連接套筒；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向節(jié)臂。四個(gè)車輪都是轉(zhuǎn)向輪，各對(duì)應(yīng)一個(gè)線傳動(dòng)電機(jī)；四個(gè)線傳動(dòng)電機(jī)相互獨(dú)立，直接驅(qū)動(dòng)各自對(duì)應(yīng)車輪的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。
【IPC分類】B62D7/14, B62D5/04
【公開號(hào)】CN205131366
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520894658
【發(fā)明人】鄭宏宇, 趙明新, 楊碩
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日