CN108340733B - 一种内置悬架车轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内置悬架车轮，包括与中心轴、减震组件、滚轮和外部安装有轮胎的轮辋；减震组件为至少一个悬架组成，悬架包括减震器和套置在减震器上的螺旋弹簧，减震器一端固定连接在中心轴上；对称于中心轴位于轮辋的垂直于车辆地盘的直径上布置有的两个减震组件，两个减震组件将轮辋分为两个半圈，每个半圈内至少有一个减震组件，所有相邻的两个减震组件之间的角度均相同；减震器的另一端与滚轮的两端通过轴承连接，滚轮外周有外齿与轮辋的内圈的内齿传动配合，滚轮的两端有限位凸沿，限位凸沿位于轮辋的外侧，轮辋边缘安装轨道，减振器上端有滚子放置在轨道内。改善了车辆的平顺度和舒适性，提高了汽车底盘的电动化及集成化。
Description
技术领域
本发明涉及一种交通运输类车轮，具体涉及一种内置悬架车轮。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，人们对于交通工具的舒适度要求越来越高，包括轿车、公交、客车等，而车辆作为人们日常交通工具的重要工具，影响车辆舒适度的因素较多，其中车辆振动问题始终是影响人们舒适度的重要因素之一，因此车辆交通的减振问题一直是人们关心的重点，同时也是相关技术人员研究的主要内容。
传统车辆的减振技术主要有钢板板簧和各种悬架***进行整车的减振效果控制，车轮上的充气轮胎也具有一定的减振效果。车辆的钢板弹簧减振是一种被动减振方法，其弊端是其尺寸较大，只能应用在非独立悬架上，与车架连接处的钢板弹簧销易磨损等问题，大多应用在商用车上。现在大多乘用车上使用的各种悬架结构***进行减振，都是从车桥(或车轮)和车身(车架)之间的部位汽车的减振问题，其结构复杂，需要较多软硬件设备的配合，成本较高，经济性不好，总结出传统车辆的减振技方式没有从车轮减振的角度进行整车减振的设计和控制。同时，目前车辆的驱动方式多是发动机驱动，电动汽车有应用轮边驱动、轮毂驱动等驱动方式，然而没有从车轮内部考虑驱动方式的改变。
发明内容
本发明的目的是提供一种内置悬架车轮，从车轮角度实现车辆减震，可以代替传统的车辆板簧和悬架***减震，改善了车辆的平顺度和舒适性，提高了汽车底盘的电动化及集成化。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种内置悬架车轮，包括与中心轴、减震组件、滚轮和外部安装有轮胎的轮辋；所述的减震组件为至少一个悬架组成，所述的悬架包括减震器和套置在减震器上的螺旋弹簧，所述的减震器下端固定连接在中心轴上；对称于中心轴位于轮辋的垂直于车辆地盘的直径上布置有的两个减震组件，所述的两个减震组件将轮辋分为两个半圈，每个半圈内至少有一个减震组件，所有相邻的两个减震组件之间的角度均相同；所述的减震器的上端与滚轮的两端的滚轮轴通过轴承连接，所述的滚轮外周有外齿，轮辋的内圈有与滚轮上的外齿齿传动配合的内齿，滚轮的两端有限位凸沿，限位凸沿位于轮辋的外侧。
作为本发明优选的技术方案：还包括电机，所述的滚轮固定套置在电机上。
作为本发明更优的技术方案：所述的减震器的上端的一侧套置在滚轮轴上，另一侧有连接柱，连接柱上套置有滚子，轮辋内圈的两侧固定连接有安装滚子的轨道，所述的滚子放置于在轨道内，轨道上设置有限位沿。防止滚子脱离轨道，轨道与轮辋固定，轨道限制滚轮不脱离轮辋且处于啮合状态
作为本发明更优的技术方案：所述的减震组件包括一个悬架，减震器下端连接中心轴，减震器的另一端固定连接有U型架，U型架的两个支脚上的孔通过轴承套置在滚轮轴上。
作为本发明更优的技术方案：所述的减震组件包括两个悬架，两个悬架布置在轮辋的两条平行的半径上。
作为本发明更优的技术方案：所述的减震组件为6个。
作为本发明更优的技术方案：所述的减震器的两端有上吊环和下吊环，减震器通过下吊环与中心轴连接，减震器通过上吊环与滚轮轴连接。
本发明有益效果是：
第一、从车轮角度进行车辆减振效果控制，提供了一种新的减震***，区别于传统车辆板簧和悬架减振***，对于整个汽车底盘的结构优化有重大意义。
第二、可以将驱动***置于车轮内部，区别于传统车辆驱动方式，结构更加紧凑，易于车辆控制。
附图说明
图1为本发明的内置悬架的被动车轮结构图；
图2为本发明的内置悬架的被动车轮的悬架***图；
图3为本发明的内置悬架车轮的一个悬架结构图；
图4为本发明的内置悬架的被动车轮的滚轮、悬架和滚子轨道配合结构图；
图5为本发明的内置悬架的被动车轮的滚轮与轮辋啮合结构图；
图6为本发明的内置悬架车轮的滚子轨道结构剖视图；
图7为本发明的内置悬架的被动车轮的驱动方式示意图；
图8为本发明的带驱动电机内置悬架的驱动车轮的结构图；
图9为本发明的带驱动电机内置悬架的驱动车轮悬架***结构图；
图10为本发明的带驱动电机内置悬架的驱动车轮电机、悬架和滚子轨道配合结构图；
图11为本发明的带驱动电机内置悬架的驱动车轮的滚轮与轮辋啮合结构图；
图12为本发明的带驱动电机内置悬架的驱动车轮驱动方式示意图；
图13为本发明的内置悬架的车轮结构图；
其中，1-轮胎，2-轮辋，3-滚轮，4-悬架，5-中心轴，6-轨道，7-限位沿，8-电机，9-U型架，401-下吊环，402-螺旋弹簧，403-减振器，404-上吊环，405-滚子，406-轴承，407-端盖
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种内置悬架车轮，可作为被动车轮和驱动车轮进行实施本发明方案，对应的滚轮是被动轮和驱动轮。
实施例1：本发明的内置悬架车轮作为被动车轮，其中滚轮3为被动轮，由车辆带动中心轴5使车轮行驶，中心轴5及减震***在车轮平面内因振动做平移运动，且不随着车轮的旋转而转动，利用控制策略对六组悬架***进行阻尼控制，起到车辆减振效果和提高车辆舒适性。如图1、2和5所示，一种内置悬架车轮包括与中心轴5、减震组件、滚轮3和外部安装有轮胎1的轮辋2；所述的减震组件为至少一个悬架4组成，所述的悬架4包括减震器403和套置在减震器403上的螺旋弹簧402，所述的减震器403下端固定连接在中心轴5上；对称于中心轴5位于轮辋2的垂直于车辆地盘的直径上布置有的两个减震组件，所述的两个减震组件将轮辋2分为两个半圈，每个半圈内至少有一个减震组件，所有相邻的两个减震组件之间的角度相同；所述的滚轮3的两端有圆柱形凸台即为滚轮轴，所述的减震器403的上端通过轴承406与滚轮3两端的滚轮轴通过轴承406连接，所述的滚轮3外周有外齿，轮辋2的内圈有与滚轮3上的外齿齿传动配合的内齿，滚轮3的两端有限位凸沿，限位凸沿位于轮辋2的外侧。所述的减震组件包括两个悬架4，两个悬架4布置在轮辋2的两条平行的半径上，减震器403的下端有下吊环401。所述的减震组件为6个。
如图3所示，所述的减震器403的两端分别有上吊环404和下吊环401，减震器403通过下吊环401与中心轴5固定连接，减震器403通过上吊环404与滚轮3两端的滚轮轴通过轴承406连接连接。
如图4和6所示，所述的减震器403的上吊环404一侧套置在滚轮轴上，另一侧有连接柱，连接柱上套置有滚子405，轮辋2内圈的两侧固定连接有安装滚子405的轨道6，所述的滚子405放置于在轨道6内，轨道6上设置有限位沿7，防止滚子脱离轨道。利用本发明悬架***中的上吊环404一侧安装滚子405，滚子405与轨道6配合，轨道6与轮辋2外缘固连，当车轮旋转行驶时，滚子405在轨道内滚动，同时限制滚轮3的径向运动，使滚轮3或驱动***与轮辋2始终处于啮合状态。具有外齿形的马鞍型滚轮3以齿轮传动方式与具有内齿形的无辐条轮辋2啮合，滚轮3边缘两侧与轮辋2滚动接触配合，防止轮辋2发生轴向窜动，轮胎2安装在无辐条轮辋2外侧。
如图7所示，通过中心轴5的受力情况分析，车架连接本发明车轮的中心轴5，整车的行驶带动车架运动，使本发明车轮行驶，中心轴5及悬架4在车轮平面内做往复运动，而不做旋转运动，即不随着车轮整体的旋转而转动，而车轮和轨道6做旋转运动，利用滚子405在轨道6导轨内运动，限制滚轮3的径向运动，使滚轮3与轮辋2始终保持啮合状态。利用控制策略对六组悬架***进行主动或半主动阻尼控制从而保证对来自不平路面激励的减振控制，最终实现改善整车减振性能和提高车辆舒适性的目的。
实施例2：本发明的内置悬架车轮作为主动车轮，将电机8置于滚轮3内部，即一种带驱动电机8的内置悬架车轮，这时滚轮3作为驱动轮实施，通过电机8与滚轮3组成驱动***，每组悬架4支撑一套驱动***，动力来源于电机8，电机8施加力矩于滚轮3，滚轮3以齿轮传动方式带动轮辋2旋转运动，因此悬架4及中心轴5同样是不随着车轮的旋转而转动，利用控制策略对六组悬架***进行阻尼控制，起到车辆的减振效果，同时保证驱动***与轮辋2处于啮合传动状态。
如图8所示，一种内置悬架车轮，包括与中心轴5、减震组件、滚轮3、轮辋2；所述的减震组件为至少一个悬架4组成，所述的悬架4包括减震器403和套置在减震器403上的螺旋弹簧，所述的减震器403下端固定连接在中心轴5上；对称于中心轴5位于轮辋2的垂直于车辆地盘的直径上布置有的两个减震组件，所述的两个减震组件将轮辋2分为两个半圈，每个半圈内至少有一个减震组件，所有相邻的两个减震组件之间的角度相同；所述的滚轮3外周有外齿，轮辋2的内圈有与滚轮3上的外齿齿传动配合的内齿，滚轮3的两端有限位凸沿，限位凸沿位于轮辋的外侧，还包括电机8，所述的滚轮3固定套置在电机8上，所述的减震器403与滚轮3的两端的滚轮轴通过轴承连接。驱动***由滚轮3和电机8为主要部件组成，电机和驱动轮7设计成一体化，上吊环404另一侧安装一滚子405，滚子405在轨道6的导轨内。如图9所示的一种带驱动电机内置悬架车轮的悬架***，六组悬架4组成本发明的悬架***，每组悬架4共同连接一套驱动***。
如图11和图12所示，中心轴5连接车辆车桥部分，但是不作为动力传输途径，驱动电机8施加力矩M于滚轮3，马鞍型滚轮3以齿轮传动方式与具有内齿形无辐条轮辋2啮合实现传动，进而使车轮旋转，因此减震***不随着车轮的旋转而转动，为保证滚轮3与轮辋2始终处于啮合状态，利用滚子405在轨道6的导轨内运动，同时限制滚轮3的径向运动。利用控制策略对六组悬架***进行主动或半主动阻尼控制从而保证来自不平路面对车轮的激励的减振控制，始终处于啮合传动工作状态，最终实现改善整车减振性能和提高车辆舒适性的目的。
实施例3：如图13，本实施例与实施例1或实施例2的区别如下：所述的减震组件包括一个悬架4，减震器403的另一端固定连接U型架9的底部，所述的U型架9的两个支脚与滚轮轴或电机轴连接，同时有滚子405放置在轨道6内。
实施路4：本实施例与实施例1或实施例2的区别如下：所述的所述的减震组件包括三个悬架4，减震器403的另一端固定连接U型架9的底部，所述的U型架9的两个支脚上与滚轮轴或电机轴连接，同时有滚子405放置在轨道6内。。
Claims (6)
1.一种内置悬架车轮，其特征在于：包括中心轴、减震组件、滚轮和外部安装有轮胎的轮辋；所述的减震组件为至少一个悬架组成，所述的悬架包括减震器和套置在减震器上的螺旋弹簧，所述的减震器下端固定连接在中心轴上；对称于中心轴位于轮辋的垂直于车辆地盘的直径上布置有的两个减震组件，所述的两个减震组件将轮辋分为两个半圈，每个半圈内至少有一个减震组件，所有相邻的两个减震组件之间的角度均相同；所述的减震器的上端与滚轮的两端的滚轮轴通过轴承连接，所述的滚轮外周有外齿，轮辋的内圈有与滚轮上的外齿齿传动配合的内齿，滚轮的两端有限位凸沿，限位凸沿位于轮辋的外侧；中心轴及减震***在车轮平面内因振动做平移运动，且不随着车轮的旋转而转；还包括电机，所述的滚轮固定套置在电机上。
2.如权利要求1所述的内置悬架车轮，其特征在于：所述的减震器的上端的一侧套置在滚轮轴上，另一侧有连接柱，连接柱上套置有滚子，轮辋内圈的两侧固定连接有安装滚子的轨道，所述的滚子放置于在轨道内，轨道上设置有限位沿。
3.如权利要求1所述的内置悬架车轮，其特征在于：所述的减震组件包括一个悬架，减震器下端连接中心轴，减震器的另一端固定连接有U型架，U型架的两个支脚上的孔通过轴承套置在滚轮轴上。
4.如权利要求1所述的内置悬架车轮，其特征在于：所述的减震组件包括两个悬架，两个悬架布置在轮辋的两条平行的半径上。
5.如权利要求1所述的内置悬架车轮，其特征在于：所述的减震组件为6个。
6.如权利要求1所述的内置悬架车轮，其特征在于：所述的减震器的两端有上吊环和下吊环，减震器通过下吊环与中心轴连接，减震器通过上吊环与滚轮轴连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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