CN106275070B - 车轮转向机构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车轮转向机构和车辆，其中，车轮转向机构包括车轴、第一车轮和第二车轮，第一车轮和第二车轮上分别设置有第一转向节和第二转向节，第一转向节具有第一连接点，第二转向节具有第二连接点，所述车轮转向机构还包括转向装置和回位装置，转向装置包括第一旋转驱动单元和第一拉索，第一拉索的两端分别连接于第一连接点和第二连接点，第一旋转驱动单元的输出轴能够带动第一拉索缠绕到其上，以使两个车轮反向偏转，回位装置能够使偏转后的车轮回位。所述车辆包括所述车轮转向机构。本发明的车轮转向机构能够使两个车轮朝不同的方向偏转以呈“八字”形布置，从而满足多种转向需求。

Description

车轮转向机构及车辆

技术领域

本发明涉及车辆转向***领域，具体地，涉及一种车轮转向机构及具有该车轮转向机构的车辆。

背景技术

目前，车辆转向都由转向器来实现，机械转向***、电动助力转向***、液压助力转向***等等都要用到转向器来实现，输入轴将传递来自方向盘的转向意图，通过传感器将信号传递给助力电机，助力电机和减速机构最后将力矩转化为齿条的横向位移推力，齿条推动车轮转向。上述转向机构中的转向器，通常由齿轮输入轴，齿条，外拉杆，转向横拉杆，转向器壳体等零件装配而成，齿轮齿条机构零件制造精度高装配精度高，制造成本高，为了装配齿轮齿条结构要设计出安装壳体，壳体体积大，质量重，体积大在车辆底盘上布置困难，质量重增加整车重量对降低汽车油耗造成负面影响。

并且，在现有技术的转向器中，转向器长度是不可调节的，这样就使得两个转向节之间的距离无法改变，两个转向轮只能朝同一方向偏转，无法满足多种转向需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够满足多种转向需求的车轮转向机构。

为了实现上述目的，本发明提供一种车轮转向机构，包括车轴和安装在该车轴两端的第一车轮和第二车轮，所述第一车轮和第二车轮上分别设置有第一转向节和第二转向节，所述第一转向节具有第一连接点，所述第二转向节具有第二连接点，所述第一连接点和第二连接点位于所述车轴的同一侧，其中，所述车轮转向机构还包括转向装置和回位装置，所述转向装置包括第一旋转驱动单元和第一拉索，所述第一拉索的两端分别连接于所述第一连接点和第二连接点，所述第一旋转驱动单元的输出轴能够带动所述第一拉索缠绕到其上，以使所述第一车轮和第二车轮反向偏转，所述回位装置能够使偏转后的所述第一车轮和第二车轮回位。

优选地，所述第一旋转驱动单元的输出轴上设置有绕线轮，所述第一拉索缠绕在该绕线轮上。

优选地，所述第一旋转驱动单元为电机。

优选地，所述第一转向节还具有第三连接点，该第三连接点位于所述车轴的与所述第一连接点相反的一侧，所述第二转向节还具有第四连接点，该第四连接点位于所述车轴的与所述第二连接点相反的一侧，所述回位装置包括第二旋转驱动单元和第二拉索，所述第二拉索的两端分别连接于所述第三连接点和第四连接点，所述第二旋转驱动单元的输出轴能够带动所述第二拉索缠绕到其上，以使所述第二拉索缩短。

优选地，所述转向装置和回位装置结构相同。

优选地，所述第一转向节还具有分别位于所述车轴前后两侧的第一前连接点和第一后连接点，所述第二转向节还具有分别位于所述车轴前后两侧的第二前连接点和第二后连接点，所述回位装置包括第一回位装置和第二回位装置，所述第一回位装置包括第二旋转驱动单元和第二拉索，第二回位装置包括第三旋转驱动单元和第三拉索，所述第二拉索的两端分别连接于所述第一前连接点和第二后连接点，所述第二旋转驱动单元的输出轴能够带动所述第二拉索缠绕到其上，以使所述第二拉索缩短；所述第三拉索的两端分别连接于所述第一后连接点和第二前连接点，所述第三旋转驱动单元的输出轴能够带动所述第三拉索缠绕到其上，以使所述第三拉索缩短。

优选地，所述第一前连接点、第一后连接点、第二前连接点、第二后连接点到所述车轴的距离均相等。

优选地，所述第一前连接点和所述第一连接点位置相同，所述第二前连接点和所述第二连接点位置相同。

优选地，所述转向装置、第一回位装置和第二回位装置结构相同。

本发明还提供一种车辆，该车辆上设置有如上所述的车轮转向机构。

优选地，该车辆的前部和后部均设置有所述车轮转向机构，在位于车辆前部的所述车轮转向机构中，所述第一连接点和第二连接点位于所述车轴的前侧；在位于车辆后部的所述车轮转向机构中，所述第一连接点和第二连接点位于所述车轴的后侧。

在本发明的车轮转向机构中，当第一旋转驱动单元的输出轴正向旋转时，第一拉索逐渐缠绕在输出轴上，从而拉动第一连接点和第二连接点，以使两个连接点的间距变小，从而使第一车轮和第二车轮朝向不同的方向偏转以呈“八字”形布置，从而满足车辆的多种转向需求。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式的车轮转向机构的示意图；

图2是根据本发明的另一种实施方式的车轮转向机构的示意图；

图3是转向装置的一种实施方式的局部示意图；

图4是根据本发明的车轮转向机构的两个车轮偏转成“八”字形的示意图；

图5是根据本发明的车轮转向机构向右偏转的示意图；

图6是根据本发明的车轮转向机构向左偏转的示意图；

图7是根据本发明的一种实施方式的车辆的示意图；

图8是根据本发明的车辆处于逆相位转向模式的示意图；

图9是根据本发明的车辆处于斜行转向模式的示意图。

图10是根据本发明的车辆处于原地转向模式的示意图。

附图标记说明

1 第一车轮 2 第二车轮 3 车轴

4 第一连接点 5 第二连接点 61 第一旋转驱动单元

62 第一拉索 71 第二旋转驱动单元 72 第二拉索

8 第三连接点 9 第四连接点 101第三旋转驱动单元

102第三拉索 11 第一前连接点 12 第一后连接点

13 第二前连接点 14 第二后连接点

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前、后”是在本发明的车轮转向机构安装到车辆上的状态下定义的；“左、右”通常是指相应附图图面方向的左、右。

如图1和图2所示，本发明提供一种车轮转向机构，包括车轴3和安装在该车轴3两端的第一车轮1和第二车轮2，第一车轮1和第二车轮2上分别设置有第一转向节和第二转向节，所述第一转向节具有第一连接点4，所述第二转向节具有第二连接点5，第一连接点4和第二连接点5位于车轴3的同一侧，其中，所述车轮转向机构还包括转向装置和回位装置，所述转向装置包括第一旋转驱动单元61和第一拉索62，第一拉索62的两端分别连接于第一连接点4和第二连接点5，第一旋转驱动单元61的输出轴611能够带动第一拉索62缠绕到其上，以使第一车轮1和第二车轮2反向偏转，所述回位装置能够使偏转后的第一车轮1和第二车轮2回位。

在本发明的车轮转向机构中，当第一旋转驱动单元61的输出轴611正向旋转时，第一拉索62逐渐缠绕在输出轴611上，从而拉动第一连接点4和第二连接点5，以使两个连接点的间距变小，从而使第一车轮1和第二车轮2朝向不同的方向偏转以呈“八字”形布置(如图4所示)，从而满足车辆的多种转向需求。

这里，第一旋转驱动单元61例如可以为电机或液压马达。

为了方便第一拉索62的缠绕，优选地，如图3所示，第一旋转驱动单元61的输出轴611上设置有绕线轮63，所述第一拉索62缠绕到该绕线轮63上。

应当理解的是，第一拉索62可以形成为整根拉索，也可以包括两个相互分离的拉索段。

在第一拉索62形成为整根拉索的情况下，作为一种实施方式，可以将第一拉索62中部的一点固定在绕线轮63上；作为另一种实施方式，可以在绕线轮63上开设有沿其径向延伸的通孔，并且使第一拉索62穿过该通孔。

在第一拉索62包括两个相互分离的拉索段的情况下，作为一种实施方式，可以将一个拉索段的两端分别连接在第一连接点4和绕线轮63上，将另一个拉索段的两端分别连接在第二连接点5和绕线轮63上。

所述回位装置可以具有各种适当结构。作为一种实施方式，如图1所示，所述第一转向节还具有第三连接点8，该第三连接点8位于车轴3的与第一连接点4相反的一侧，所述第二转向节还具有第四连接点9，该第四连接点9位于车轴3的与第二连接点5相反的一侧，所述回位装置包括第二旋转驱动单元71和第二拉索72，第二拉索72的两端分别连接于第三连接点8和第四连接点9，第二旋转驱动单元71的输出轴能够带动第二拉索72缠绕到其上，以使第二拉索72缩短。这里，所述回位装置的结构和工作原理可以与所述转向装置相同，在此不再赘述。

在这种实施方式中，在第一车轮1和第二车轮2发生反向偏转之后，可以启动第二旋转驱动单元71正向旋转，以使第二拉索72缩短，并且启动第一旋转驱动单元61反向旋转，以使第一拉索62伸长，从而使第一车轮1和第二车轮2回位。

作为另一种实施方式，如图2所示，所述第一转向节还具有分别位于所述车轴3前后两侧的第一前连接点11和第一后连接点12，所述第二转向节还具有分别位于车轴3前后两侧的第二前连接点13和第二后连接点14，所述回位装置包括第一回位装置和第二回位装置，所述第一回位装置包括第二旋转驱动单元71和第二拉索72，第二回位装置包括第三旋转驱动单元101和第三拉索102，第二拉索72的两端分别连接于第一前连接点11和第二后连接点14，第二旋转驱动单元71的输出轴能够带动第二拉索72缠绕到其上，以使第二拉索72缩短；第三拉索102的两端分别连接于第一后连接点12和第二前连接点13，第三旋转驱动单元101的输出轴能够带动第三拉索102缠绕到其上，以使第三拉索102缩短。这里，所述第一回位装置和第二回位装置的结构及工作原理可以分别与所述转向装置相同，在此不再赘述。

在这种实施方式中，在第一车轮1和第二车轮2发生反向偏转(如图4所示)之后，可以首先启动第二旋转驱动单元71正向旋转，以使第二拉索72缩短，并且启动第三旋转驱动单元101反向旋转，以使第三拉索102伸长，同时启动第一旋转驱动单元61反向旋转，以使第一拉索62伸长，从而使第一车轮1和第二车轮2都向右偏转(如图5所示)，然后启动第三旋转驱动单元101正向旋转，以使第三拉索102缩短，并且启动第二旋转驱动单元71反向旋转，以使第二拉索72伸长，从而使第一车轮1和第二车轮2回位(如图2所示)。同理，在第一车轮1和第二车轮2发生反向偏转(如图4所示)之后，也可以首先启动第三旋转驱动单元101正向旋转，以使第三拉索102缩短，并且启动第二旋转驱动单元71反向旋转，以使第二拉索72伸长，同时启动第一旋转驱动单元61反向旋转，以使第一拉索62伸长，从而使第一车轮1和第二车轮2都向左偏转(如图6所示)，然后启动第二旋转驱动单元71正向旋转，以使第二拉索72缩短，并且启动第三旋转驱动单元101反向旋转，以使第三拉索102伸长，从而使第一车轮1和第二车轮2回位(如图2所示)。

容易理解的是，在这种实施方式中，所述回位装置不仅可以使反向偏转后的两个车轮回位，同时还可以实现两个车轮的同向偏转。

为了使第一车轮1和第二车轮2转过的角度相等，优选地，第一前连接点11、第一后连接点12、第二前连接点13、第二后连接点14到所述车轴3的距离均相等。

为了简化第一转向节和第二转向节的结构，优选地，如图2所示，第一前连接点11和第一连接点4位置相同，第二前连接点13和第二连接点5位置相同。换句话说，第一前连接点11与第一连接点4为同一个连接点，第二前连接点13与第二连接点5为同一个连接点。

如图7所示，本发明还提供一种车辆，该车辆上设置有根据本发明的车轮转向机构。

所述车轮转向机构可以设置在车辆的前部和/或后部，优选地，如图7所示，本发明的车辆的前部和后部均设置有所述车轮转向机构，并且，在位于车辆前部的所述车轮转向机构中，所述第一连接点4和第二连接点5位于所述车轴3的前侧；在位于车辆后部的所述车轮转向机构中，所述第一连接点4和第二连接点5位于所述车轴3的后侧。以此方式，能够使本发明的车辆具有多种转向模式。

具体地，如图8所示为逆相位转向，此时前轮和后轮朝向不同方向偏转，这样能够使得车辆极大缩小转向半径，特别适用于狭小地带的转弯。

如图9所示为斜形模式，此时前轮和后轮朝向相同方向偏转，这样可以紧急避让障碍物，使得车头和车尾同向运动，提高行车安全性和便捷性。

如图10所示为原地转向模式，此时一对前轮和一对后轮均呈“八”字形布置，在这种情况下，通过一定的方式使一对前轮能够朝不同的方向转动并且使一对后轮也能朝不同的方向转动，可以实现车辆整体绕车身的中心转动，即，做原地转向运动。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，虽然以上只描述了在启动一个旋转驱动单元做正向旋转的同时启动另外的一个或两个旋转驱动单元做反向旋转，但是，本领域技术人员可以理解的是，在启动一个旋转驱动单元做正向旋转时，也可以不启动另外的一个或两个旋转驱动单元，而是利用对应拉索的拉力使该另外的一个或两个旋转驱动单元被动地进行反向旋转。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种车轮转向机构，包括车轴(3)和安装在该车轴(3)两端的第一车轮(1)和第二车轮(2)，所述第一车轮(1)和第二车轮(2)上分别设置有第一转向节和第二转向节，所述第一转向节具有第一连接点(4)，所述第二转向节具有第二连接点(5)，所述第一连接点(4)和第二连接点(5)位于所述车轴(3)的同一侧，其特征在于，所述车轮转向机构还包括转向装置和回位装置，所述转向装置包括第一旋转驱动单元(61)和第一拉索(62)，所述第一拉索(62)的两端分别连接于所述第一连接点(4)和第二连接点(5)，所述第一旋转驱动单元(61)的输出轴(611)能够带动所述第一拉索(62)缠绕到其上，以使所述第一车轮(1)和第二车轮(2)反向偏转，所述回位装置能够使偏转后的所述第一车轮(1)和第二车轮(2)回位。

2.根据权利要求1所述的车轮转向机构，其特征在于，所述第一旋转驱动单元(61)的输出轴(611)上设置有绕线轮(63)，所述第一拉索(62)缠绕在该绕线轮(63)上。

3.根据权利要求1所述的车轮转向机构，其特征在于，所述第一旋转驱动单元(61)为电机。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的车轮转向机构，其特征在于，所述第一转向节还具有第三连接点(8)，该第三连接点(8)位于所述车轴(3)的与所述第一连接点(4)相反的一侧，所述第二转向节还具有第四连接点(9)，该第四连接点(9)位于所述车轴(3)的与所述第二连接点(5)相反的一侧，所述回位装置包括第二旋转驱动单元(71)和第二拉索(72)，所述第二拉索(72)的两端分别连接于所述第三连接点(8)和第四连接点(9)，所述第二旋转驱动单元(71)的输出轴能够带动所述第二拉索(72)缠绕到其上，以使所述第二拉索(72)缩短。

5.根据权利要求4所述的车轮转向机构，其特征在于，所述转向装置和回位装置结构相同。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的车轮转向机构，其特征在于，所述第一转向节还具有分别位于所述车轴(3)前后两侧的第一前连接点(11)和第一后连接点(12)，所述第二转向节还具有分别位于所述车轴(3)前后两侧的第二前连接点(13)和第二后连接点(14)，所述回位装置包括第一回位装置和第二回位装置，所述第一回位装置包括第二旋转驱动单元(71)和第二拉索(72)，第二回位装置包括第三旋转驱动单元(101)和第三拉索(102)，所述第二拉索(72)的两端分别连接于所述第一前连接点(11)和第二后连接点(14)，所述第二旋转驱动单元(71)的输出轴能够带动所述第二拉索(72)缠绕到其上，以使所述第二拉索(72)缩短；所述第三拉索(102)的两端分别连接于所述第一后连接点(12)和第二前连接点(13)，所述第三旋转驱动单元(101)的输出轴能够带动所述第三拉索(102)缠绕到其上，以使所述第三拉索(102)缩短。

7.根据权利要求6所述的车轮转向机构，其特征在于，所述第一前连接点(11)、第一后连接点(12)、第二前连接点(13)、第二后连接点(14)到所述车轴(3)的距离均相等。

8.根据权利要求6所述的车轮转向机构，其特征在于，所述第一前连接点(11)和所述第一连接点(4)位置相同，所述第二前连接点(13)和所述第二连接点(5)位置相同。

9.根据权利要求6所述的车轮转向机构，其特征在于，所述转向装置、第一回位装置和第二回位装置结构相同。

10.一种车辆，其特征在于，该车辆上设置有根据权利要求1至9中任一项所述的车轮转向机构。

11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，该车辆的前部和后部均设置有所述车轮转向机构，在位于车辆前部的所述车轮转向机构中，所述第一连接点(4)和第二连接点(5)位于所述车轴(3)的前侧；在位于车辆后部的所述车轮转向机构中，所述第一连接点(4)和第二连接点(5)位于所述车轴(3)的后侧。