CN103832271A - 一种电动汽车的独立驱动独立转向机构 - Google Patents

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钱少明
陈辛波
谷成
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Abstract

本发明涉及电动汽车领域，特指一种电动汽车的独立驱动独立转向机构，包括车架，驱动电机，悬架机构，所述驱动电机与悬架机构集成，通过悬架机构将驱动电机动力传递到车轮，同时具有独立驱动、独立转向、悬架机构承载、悬架机构高度主动调节和折叠功能。采用上述方案后，提升了微型电动汽车的灵活轻便，实现了全轮独立转向与独立驱动的功能。

Description

一种电动汽车的独立驱动独立转向机构
 
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，特指一种电动汽车的独立驱动独立转向机构。
 
背景技术
随着社会与科技的发展，节能环保的电动汽车将逐步普及，尤其对于上班族来说，微型电动汽车成为一种理想的代步工具。然而，一方面，现有的停车场地逐渐无法满足日益增长的汽车，同时，电动汽车在运输过程中也很不方便。另一方面，采用轮毂电机驱动的电动汽车，其簧下质量大所引起的舒适性等方面的负效应很难避免。专利CN 102887069A提出将减速器壳体作为转向节一部分，与转向节臂共同构成一体化减速箱-转向节总成，驱动电机与悬架集成，其等效簧下质量小，但是该方案将减速器安装于轮边不便于车轮悬架折叠与封装。为了进一步提升微型电动汽车的灵活轻便，实现全轮独立转向与独立驱动的功能，本发明人对此做进一步研究，研发出一种电动汽车的独立驱动独立转向机构，本案由此产生。
 
发明内容
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种电动汽车的独立驱动独立转向机构，包括车架，驱动电机，悬架机构，所述驱动电机与悬架机构集成，通过悬架机构将驱动电机动力传递到车轮，同时具有独立驱动、独立转向、悬架机构承载、悬架机构高度主动调节和折叠功能。
进一步，所述的悬架机构包括第一转动副，第二转动副，主销，驱动电机，第一齿轮，螺旋弹簧，筒式减振器，车轮，第二连杆，第二中间轴，驱动轴，第四齿轮，连接件，第三齿轮，第一中间轴，第二齿轮，第一连杆和移动副，驱动电机与主销固联，驱动电机输出轴与第一齿轮共轴线并固联，轴线为A，第二齿轮与第一中间轴共轴线并固联，轴线为B，第一齿轮与第二齿轮啮合，第一连杆两端与电机输出轴和第一中间轴分别以转动副铰接，第三齿轮与第一中间轴共轴线并固联，轴线为B，第四齿轮与驱动轴共轴线并固联，轴线为C，第三齿轮与第四齿轮啮合，连接件与第一中间轴和驱动轴分别以转动副铰接，驱动轴与车轮共轴线并固联，轴线为C，所述的齿轮轴线、中间轴与驱动轴轴线均平行。连接件与第二中间轴固联，第二连杆与第二中间轴以转动副铰接，轴线为D，螺旋弹簧与筒式减振器并联，螺旋弹簧上端支承于螺旋弹簧上托盘，上托盘与驱动电机固联，下端支承于螺旋弹簧下托盘，下托盘与第二连杆固联，筒式减振器轴线与主销轴线夹角为                                                
Figure 463329DEST_PATH_IMAGE002
。
进一步，所述第二转动副可以实现车轮独立转向，转向角度可以实现-90度至90度之间，整车可以实现零半径原地转向。
进一步，所述移动副与主销上的第二转动副固联，通过调节移动副行程，可以实现车身高度主动调节，提高可折叠电动汽车的通过性。
进一步，与车架固联的第一转动副可以实现车轮与悬架机构的折叠，便于运输与封装。
采用上述方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1）将两级齿轮减速机构安装于车轮内，减少折叠过程中干涉情况；
2）通过移动副实现车身高度主动调节的功能，提高电动汽车的通过性；
3）通过主销上的转动副实现车轮的独立转向功能，提高电动汽车的转向灵活性；
4）通过与车身连接的转动副实现车轮悬架的折叠收缩，便于电动汽车停车、封装与运输；
5）将驱动电机与悬架一体化集成，具有等效簧下质量小的特点，提高行驶舒适性。
 
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是图1悬架机构的放大图；
图3是图1的一种特殊实施例；
图4是图3悬架机构的示意图；
图5是图4另一角度的结构示意图；
图6是图1的另一种特殊实施例。
标号说明
车架1，第一转动副2，第二转动副3，主销4，驱动电机5，第一齿轮6，螺旋弹簧7，筒式减振器8，车轮9，第二连杆10，第二中间轴11，驱动轴12，第四齿轮13，连接件14，第三齿轮15，第一中间轴16，第二齿轮17，第一连杆18，移动副19。
  
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、2所示，本发明提供了一种针对可折叠电动汽车的一体化悬架-线控独立驱动独立转向机构，包括车架1，第一转动副2，第二转动副3，主销4，驱动电机5，第一齿轮6，螺旋弹簧7，筒式减振器8，车轮9，第二连杆10，第二中间轴11，驱动轴12，第四齿轮13，连接件14，第三齿轮15，第一中间轴16，第二齿轮17，第一连杆18和移动副19。
其中，驱动电机5壳体与主销4固联，电机输出轴与第一齿轮6共轴线并固联，轴线为A，第二齿轮17与第一中间轴16共轴线并固联，轴线为B，第一齿轮6与第二齿轮17啮合，第一连杆18两端与电机输出轴和第一中间轴16分别以转动副铰接，第三齿轮15与第一中间轴16共轴线并固联，轴线为B，第四齿轮13与驱动轴12共轴线并固联，轴线为C，第三齿轮15与第四齿轮13啮合，连接件14两端与第一中间轴16和驱动轴12分别以转动副铰接，驱动轴12与车轮9共轴线并固联，轴线为C，齿轮轴线、中间轴与驱动轴轴线均平行。连接件14与第二中间轴11固联，第二连杆10与第二中间轴11以转动副铰接，轴线为D，连接件14 中
Figure 380470DEST_PATH_IMAGE004
，第二中间轴11与驱动轴12间距离
Figure 160207DEST_PATH_IMAGE006
。螺旋弹簧7与筒式减振器8并联，螺旋弹簧7上端支承于螺旋弹簧上托盘，上托盘与驱动电机5壳体固联，下端支承于螺旋弹簧下托盘，下托盘与第二连杆10固联，筒式减振器8轴线与主销4轴线夹角为
Figure 2014100692021100002DEST_PATH_IMAGE007
，第二中间轴11到减振器8轴线距离为
Figure 2014100692021100002DEST_PATH_IMAGE009
，所述的啮合齿轮、连杆与弹簧减振器构成了汽车的悬架***。
转向电机通过第二转动副3可以实现车轮独立转向，转向角度可以实现-90度至90度之间。
移动副19与主销4上的第二转动副3固联，通过调节移动副19行程，可以实现车身高度主动调节，提高电动汽车的通过性。
与车身固联的第一转动副2可以实现车轮与悬架折叠，在正常行驶过程中，通过锁死机构将转动副锁死，当停车后需要折叠时，可以通过电机或人工转动，以便于封装与运输。
将驱动电机5与悬架进行一体化集成，其等效簧下质量小，有效抑制簧下质量负效应。
在电动汽车行驶过程中，驱动电机5通过两级啮合齿轮减速后将动力传递到车轮9，其齿轮传动顺序为第一齿轮6、第二齿轮15、第三齿轮17和第四齿轮13，驱动车轮9行驶。当车轮9受到不平路面冲击时，车轮9上下跳动，压缩或拉伸弹簧7与减振器8，啮合齿轮间相对位置产生变化，但第一连杆18和连接件14保证两对齿轮啮合关系不变，传动比关系不变，同时，驱动电机与悬架集成，等效簧下质量小，舒适性较好。
上述实例中，采用齿轮啮合传动实现两级减速驱动车轮，当然，亦可采用同步带传动实现减速驱动车轮，此二者原理一致，也属于本发明的保护范围。
作为一种特例，当
Figure 2014100692021100002DEST_PATH_IMAGE011
，，
Figure 2014100692021100002DEST_PATH_IMAGE015
时，车轮驱动轴12轴线与第二中间轴11轴线重合，减振器8轴线与主销4轴线重合，如图3，4所示。
上述特例中，采用两对啮合齿轮减速，齿轮中心轴线形成三角形ABC，当然，也可以采用如图5所示的齿轮啮合减速，齿轮结构沿主销轴线AC对称，齿轮中心连线形成四边形ABCD，满足关系：AB=AD，BC=CD，其受力更加均衡，此二者原理一致，也属于本发明的保护范围。
上述仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (5)

1.一种电动汽车的独立驱动独立转向机构，其特征在于：包括车架，驱动电机，悬架机构，所述驱动电机与悬架机构集成，通过悬架机构将驱动电机动力传递到车轮，同时具有独立驱动、独立转向、悬架机构承载、悬架机构高度主动调节和折叠功能。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车的独立驱动独立转向机构，其特征在于：所述的悬架机构包括第一转动副，第二转动副，主销，驱动电机，第一齿轮，螺旋弹簧，筒式减振器，车轮，第二连杆，第二中间轴，驱动轴，第四齿轮，连接件，第三齿轮，第一中间轴，第二齿轮，第一连杆和移动副，驱动电机与主销固联，驱动电机输出轴与第一齿轮共轴线并固联，轴线为A，第二齿轮与第一中间轴共轴线并固联，轴线为B，第一齿轮与第二齿轮啮合，第一连杆两端与电机输出轴和第一中间轴分别以转动副铰接，第三齿轮与第一中间轴共轴线并固联，轴线为B，第四齿轮与驱动轴共轴线并固联，轴线为C，第三齿轮与第四齿轮啮合，连接件与第一中间轴和驱动轴分别以转动副铰接，驱动轴与车轮共轴线并固联，轴线为C，所述的齿轮轴线、中间轴与驱动轴轴线均平行,连接件与第二中间轴固联，第二连杆与第二中间轴以转动副铰接，轴线为D，螺旋弹簧与筒式减振器并联，螺旋弹簧上端支承于螺旋弹簧上托盘，上托盘与驱动电机固联，下端支承于螺旋弹簧下托盘，下托盘与第二连杆固联，筒式减振器轴线与主销轴线夹角为                                                
Figure 951412DEST_PATH_IMAGE002
。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车的独立驱动独立转向机构，其特征在于：所述第二转动副可以实现车轮独立转向，转向角度可以实现-90度至90度之间，整车可以实现零半径原地转向。
4.根据权利要求2所述的一种电动汽车的独立驱动独立转向机构，其特征在于：所述移动副与主销上的第二转动副固联，通过调节移动副行程，可以实现车身高度主动调节，提高可折叠电动汽车的通过性。
5.根据权利要求2所述的一种电动汽车的独立驱动独立转向机构，其特征在于：与车架固联的第一转动副可以实现车轮与悬架机构的折叠，便于运输与封装。
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