CN205668589U - 一种可变角度传动装置、车辆底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可变角度传动装置，包括动力输出轴、动力输入轴、固定架、摆动架及动力传递装置；所述动力输入轴通过所述动力传递装置把动力传递给所述动力输出轴,进而驱动所述车轮旋转。该传动装置，不仅可以传递动力，而且可以在传递动力的同时实现较大的偏转角度，运行可靠；同时本实用新型还提供了一种具有上述可变角度传动装置的车辆底盘，该车辆底盘可以实现横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能,并且能够提高汽车的高速稳定性和低速机动性，本实用新型还提供一种控制上述车辆底盘实现不同状况下的转向的方法。

Description

一种可变角度传动装置、车辆底盘

技术领域

本实用新型涉及车辆工程领域，尤其涉及一种可变角度传动装置，还涉及一种车辆底盘。

背景技术

随着现代社会的飞速发展和人们生活水平的提高，汽车正迅速增加，然而，随着汽车大量的增加，各城市的停车场、道路都出现了拥挤现象，目前大多数汽车都是前轮转向(即2WS)，但由于后轮无法转向，转向时，汽车的转弯半径较大，给广大驾驶人员在狭窄地面转向和泊车带来诸多不便。现有技术有采用同时控制汽车的四个轮子转向的方式使汽车转向的，上世纪80年代一些汽车厂商曾经应用了四轮转向技术(4WS)。随着汽车技术的发展，主动安全日益受到重视，四轮转向是提高主动安全性的方法之一，目前市场上现有的四轮转向汽车后轮可根据前轮、行车速度等信号进行小幅度偏转，可以与前轮同向偏转也可以反向偏转，当车速较高时后轮与前轮同向偏转，其作用是使汽车在转向时利用后轮较小的偏转，减少侧滑，提高操纵稳定性；当车速较低时，后轮与前轮反向偏转，减小转弯半径，提高汽车泊车或在狭小空间转向的机动性。但是目前这种四轮转向汽车的后轮偏转角度较小，而且由于万向节的局限性无法实现横向行驶。

在汽车的横向行进方面，中国专利CN101298257B公开了一种电动汽车横向行进及原地旋转的转向控制方法及装置，可以实现横向行驶，但是其车轮的前进是由四个轮子各装有一只直流无刷轮毂电机或柱式电机来完成的，而非常规汽车单引擎驱动，结构复杂，故障点多；其次，该专利中，虽然可 以实现车轮的横向行驶，但是横向行进时方向盘处于锁死状态，行进中无法实时调整，不受人为控制；再次，虽然四个车轮都能转向，但是和四轮转向(4WS)汽车并不一样，也不能提高汽车的高速稳定性和低速机动性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可变角度传动装置，该传动装置，不仅可以传递动力，而且可以在传递动力的同时实现较大的偏转角度，运行可靠；同时本实用新型还提供了一种具有上述可变角度传动装置的车辆底盘，该车辆底盘可以实现横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能,并且能够提高汽车的高速稳定性和低速机动性。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种可变角度传动装置，与现有技术不同的是，包括动力输出轴、动力输入轴、固定架、摆动架及动力传递装置；所述动力输出轴安装于所述摆动架内与其旋转连接，并且所述动力输出轴一端接入车轮，另一端与所述动力传递装置连接；所述动力输入轴安装于所述固定架内与其旋转连接，并且所述动力输入轴一端与动力***连接，另一端与所述动力传递装置连接；所述摆动架与所述固定架转动连接，并且其转动轴线为竖直方向，所述动力传递装置连接设于所述固定架及所述摆动架内；所述动力输入轴通过所述动力传递装置把动力传递给所述动力输出轴,进而驱动所述车轮旋转。

本实用新型的有益效果是：通过动力输入轴把动力接入,并通过动力传递装置把动力传递给所述动力输出轴,实现动力的传递,同时,由于固定架和摆动架可以相对转动,动力输入轴安装于固定架,动力输出轴安装于摆动架,动力输出轴连接车轮,就可以实现车轮行驶中转向,整个装置可以使车轮转向的角度增大,克服了万向节的局限性,并且运行可靠。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述动力传递装置包括第一销轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮及第三锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述动力输出轴固定连接，所述第二锥齿轮与所述动力输入轴固定连接，所述第三锥齿轮套设在所述第一销轴外侧，并且所述第一锥齿轮、所述第二锥齿轮均与所述第三锥齿轮啮合连接；所述第三锥齿轮的旋转轴线与所述固定架及所述摆动架的相对转动的转动轴线重合。

进一步，所述动力传递装置包括第四锥齿轮、第五锥齿轮、第六锥齿轮、第七锥齿轮、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第二销轴、第三销轴及第四销轴；所述第四锥齿轮与所述动力输出轴固定连接，所述第四锥齿轮与所述第五锥齿轮啮合，所述第五锥齿轮及所述第一齿轮均固定安装于所述第二销轴，所述第二销轴安装于所述摆动架内，并与所述固定架及所述摆动架旋转连接，所述第五锥齿轮的旋转轴线与所述固定架及所述摆动架的相对转动的转动轴线重合；所述第六锥齿轮与所述动力输入轴固定连接，所述第六锥齿轮与所述第七锥齿轮啮合，所述第七锥齿轮及所述第二齿轮均固定安装于所述第三销轴，所述第三销轴安装于所述固定架内；所述第一齿轮和第二齿轮之间还设有与二者共同啮合的第三齿轮，所述第三齿轮固定安装于所述第四销轴，所述第四销轴安装于所述固定架内，并与所述固定架旋转连接。

进一步，所述动力传递装置包括第八锥齿轮、第九锥齿轮、第十锥齿轮、第十一锥齿轮及第五销轴；所述第八锥齿轮与所述动力输出轴固定连接，同时与所述第九锥齿轮啮合；所述第十锥齿轮与所述动力输入轴固定连接，同时与所述第十一锥齿轮啮合；所述第九锥齿轮和所述第十一锥齿轮固定安装于所述第五销轴上，所述第五销轴安装于所述固定架及所述摆动架内，并与二者旋转连接，所述第九锥齿轮及第十一锥齿轮的旋转轴线与所述固定架及所述摆动架的相对转动的转动轴线重合。

采用上述三种进一步方案的有益效果是，通过齿轮或锥齿轮相互啮合的 传递方式，把动力从动力输入轴传递到动力输出轴，进而驱动车轮旋转，结构更加简单而紧凑，并且运行更加稳定可靠，承载力高，寿命较高。

本实用新型还提供了一种车辆底盘，包括车桥、车轮、动力***及转向盘，与现有技术不同的是，还包括上述任一种可变角度传动装置，所述可变角度传动装置为四个，其动力输出轴分别与车辆的前后排的所述车轮相连接，动力输入轴分别与所述动力***连接。

本实用新型的有益效果是：通过四个上述可变角度传动装置的使用，可以实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能，并且由于该可变角度传动装置具有上述的有益技术效果，本实用新型所提供的一种汽车也具有相应的技术效果。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述动力***包括动力源、第一差速器、主传动轴、第二差速器及第三差速器，所述第二差速器设于前排的两个所述可变角度传动装置之间，所述第三差速器设于后排的两个所述可变角度传动装置之间，所述第一差速器设于所述第二差速器和第三差速器之间，所述动力源与所述第一差速器传动连接，所述第一差速器通过主传动轴分别与所述第二差速器及第三差速器传动连接，所述第二差速器同时与前排的两个所述可变角度传动装置的所述动力输入轴传动连接，所述第三差速器同时与后排的两个所述可变角度传动装置的所述动力输入轴传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过所述第二差速器设于前排的两个所述可变角度传动装置之间，所述第三差速器设于后排的两个所述可变角度传动装置之间，所述第一差速器设于所述第二差速器和第三差速器之间，可以把动力源的输出动力通过所述第一差速器传递给第二差速器和第三差速器，然后再分别传递给前后排的四个车轮，实现了四个车轮均有动力驱动，也即四轮驱动，并且横向行进时，四驱更加稳定。

进一步，还包括伸缩装置、转向臂及连杆；所述伸缩装置为两个，分别安装于前排的两个所述可变角度传动装置和后排的两个所述可变角度传动装置之间，所述伸缩装置包括中间固定段及伸缩段，所述中间固定段与所述车桥固定连接，所述伸缩段置于所述中间固定段内，并且两端均伸出于所述中间固定段，所述伸缩段可在所述中间固定段内左右移动；所述连杆为四个；所述转向臂为四个，并且四个所述转向臂的一端分别一一对应与四个所述可变角度传动装置中的所述摆动架固定连接，另一端分别与其一一对应的一个所述连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与对应排的所述伸缩装置的最近一端铰接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过伸缩装置、转向臂及连杆的设置，可以同时或分别控制前后排车轮的转向和角度；并且所述伸缩装置为两端均伸出于所述中间固定段，也即双作用伸缩，可以同时控制同排的两个车轮的转向。

进一步，所述四个转向臂的安装角度相同，同一车桥的左右转向臂平行安装，并且与汽车的直行方向的夹角为5度到40度。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以实现车轮左转向45度，右转向90度，并且消除转向连杆死点。

采用上述进一步方案的有益效果是，四个车轮均向右转向90度，则可以实现车轮的横向行驶，如果后轮不转向，前轮向右偏转90度，则可以实现原地旋转。

进一步，所述伸缩装置为液压缸，并且所述液压缸为双出杆液压缸，位于前排的所述可变角度传动装置之间的伸缩装置为前油缸，位于后排的所述可变角度传动装置之间的伸缩装置为后油缸，所述前油缸的双出杆分别一一对应与前排的两个连杆连接，所述后油缸的双出杆分别一一对应与后排的两个连杆连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，用液压缸的方式可以使转向更加平稳，同时操作更加省力，大大提高操控性。

进一步，还包括液压转向***，所述前油缸和所述后油缸均通过管路接入所述液压转向***，所述液压转向***控制所述前油缸和所述后油缸的左右伸缩，进而驱动所述车轮转向。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过所述液压转向***的控制，可以实现对前后油缸的精确控制，以满足各种转向的需求，并且进一步提高操控性能及安全稳定性能。

进一步，所述液压转向***还包括油泵、油箱、液压转向器、溢流阀、第一电磁单向阀组、第二电磁单向阀组、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀、第一分流阀、第二分流阀及二位四通电磁换向阀；所述第一电磁单向阀组及所述第二电磁单向阀组均由一个单向阀和一个常开式二位二通电磁换向阀并联组成；所述液压转向器上具有吸油口、回油口及左转向接口和右转向接口；所述油泵的出油口与所述液压转向器的吸油口相连，并且在连接所述油泵的出油口与所述液压转向器的吸油口之间的管路上接入溢流阀，并所述油箱与所述液压转向器的回油口相连，所述液压转向器与所述转向盘连接；所述左转向接口依次连接所述第一电磁单向阀组、第一二位三通电磁换向阀，再通过所述第一二位三通电磁换向阀的A口接入所述前油缸的右侧接入口；所述右转向接口依次连接所述第二电磁单向阀组、第二二位三通电磁换向阀，再通过所述第二二位三通电磁换向阀的A口接入所述前油缸的左侧接入口；所述第一分流阀的接入口与所述第一二位三通电磁换向阀的B口连接，所述第一分流阀分流两路，一路接入所述前油缸的右侧接入口，另一路接入所述二位四通电磁换向阀的P口，再由所述二位四通电磁换向阀的A口接入所述后油缸的右侧接入口；所述第二分流阀的接入口与所述第二二位三通电磁换向阀的B口连接，所述第二分流阀分流两路，一路 接入所述前油缸的左侧接入口，另一路接入所述二位四通电磁换向阀的T口，再由所述二位四通电磁换向阀的B口接入所述后油缸的左侧接入口。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过所述液压转向器与所述转向盘连接，使驾驶人员可以通过转向盘的转动，方便的控制液压转向器的油路流向，进而控制前后油缸的左右伸缩；通过第一电磁单向阀组、第二电磁单向阀组、第一二位三通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀、第一分流阀、第二分流阀及二位四通电磁换向阀的设置，可以实现复杂的车轮转向操作。

进一步，还包括前轮角度传感器、后轮角度传感器及速度传感器，所述前轮角度传感器与所述前油缸连接，用于实时检测前排车轮的转向角度，所述后轮角度传感器与所述后油缸连接，用于实时检测后排车轮的转向角度，所述速度传感器与所述动力源连接，用于实时检测当前的车速。

进一步，还包括PLC控制***，所述前轮角度传感器、后轮角度传感器及速度传感器均与所述PLC控制***相连接。

进一步，所述第一电磁单向阀组、所述第二电磁单向阀组、所述第一二位三通电磁换向阀、所述第二二位三通电磁换向阀及所述二位四通电磁换向阀均与所述PLC控制***电路连接，所述PLC控制***通过所述前轮角度传感器、后轮角度传感器及速度传感器发出的信号可控制所述第一电磁单向阀组、所述第二电磁单向阀组、所述第一二位三通电磁换向阀、所述第二二位三通电磁换向阀及所述二位四通电磁换向阀的动作，进而控制前后排所述车轮的转动方向和角度。

采用上述进一步方案的有益效果是，把各种电磁阀均接入所述PLC控制***，便于控制各种电磁阀的动作，以实现设定的功能。

进一步，所述PLC控制***包括控制所述车轮转向的三个工作模式的档位，分别为前轮转向工作档位、同步转向工作档位及四轮转向工作档位。

采用上述进一步方案的有益效果是，满足不同的行驶过程中的转向需 求。

本实用新型还提供了一种控制方法，用于控制上述的一种车辆底盘，实现后轮锁定，前轮转向，将所述PLC控制***切换至前轮转向工作档位，所述PLC控制***得到控制信号，所述油泵仅为所述前油缸供油，所述后油缸不被供油而将后排所述车轮锁定在0°位置；向左转动所述转向盘，驱动所述液压转向器的所述左转向接口供油、所述右转向接口回油，驱动所述前油缸的缸杆左移，车轮左转向，当左转向小于极限角度45度时，所述第一电磁单向阀组保持开通；当车轮左转至45度时，所述PLC控制***得到所述前轮角度传感器发出的信号，所述第一电磁单向阀组得电换向停止供油只能通过单向阀回油，左转向达到极限位置停止，只能右转向；向右转动所述转向盘，驱动所述液压转向器的所述右转向接口供油、所述左转向接口回油，驱动所述前油缸的缸杆右移，车轮开始向右转向；右转至与直行方向偏转90度时，所述PLC控制***得到所述前轮角度传感器发出的信号，所述第二电磁单向阀组得电换向停止供油，此时车轮达到右转向的最大角度，此时前排车轮转向90度，而后排车轮为0度，汽车可进行原地旋转。

采用上述方法的有益效果是，在前轮转向工作档位下，结合前轮角度传感器和后轮角度传感器发出的检测信号，传输给所述PLC控制***，然后对电磁阀进行动作控制，可以控制后轮锁定，前轮转向，进而实现原地旋转，并且配合车辆的前进挡、后退挡实现顺时针、逆时针双方向的旋转。

本实用新型还提供了一种控制方法，实现前后排车轮同步转向，将所述PLC控制***切换至同步转向工作档位，所述PLC控制***得到控制信号，所述第一二位三通电磁换向阀及所述第二二位三通电磁换向阀换向，右位接入油路，进而所述第一分流阀和所述第二分流阀接通；所述二位四通电磁换向阀左位接通，所述油泵为所述前油缸和所述后油缸同时供油；通过所述前角度传感器和所述后角度传感器发出的信号控制前后排所述车轮同步同向 转向，并且转向角度为-90度至+45度。

采用上述方法的有益效果是，在同步转向工作档位下，结合前轮角度传感器和后轮角度传感器发出的检测信号，传输给所述PLC控制***，然后对电磁阀进行动作控制，可以控制前后轮同步转向，实现汽车的斜向行驶和横向行驶。

本实用新型还提供了一种控制方法，用于控制上述的一种汽车，实现所述车轮四轮转向，将所述PLC控制***切换至四轮转向工作档位，所述PLC控制***得到控制信号，所述第一二位三通电磁换向阀及所述第二二位三通电磁换向阀换向，右位接入油路，进而所述第一分流阀和所述第二分流阀接通；所述二位四通电磁换向阀换向，右位工作，所述油泵为所述前油缸和所述后油缸同时供油；通过所述前角度传感器、所述后角度传感器及速度传感器发出的信号，控制前排所述车轮的转向角度范围为左偏转45度至右偏转45度，后排所述车轮的转向角度随车速的增大不断减小，并且在车速小于或等于85公里/小时时，前排所述车轮和后排所述车轮为反向偏转，在车速大于85公里/小时时二位四通电磁换向阀换向，前排所述车轮和后排所述车轮为同向偏转。

采用上述方法的有益效果是，在四轮转向工作档位下，结合前轮角度传感器、后轮角度传感器及速度传感器发出的检测信号，传输给所述PLC控制***，通过所述PLC控制***对电磁阀的动作控制，实现汽车在不同车速情况下的转向，提高车辆的操控性、稳定性及安全性。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种可变角度传动装置的第一种具体实施方式的立体结构示意图；

图2为图1所示的一种可变角度传动装置的正视图；

图3为图1所示的一种可变角度传动装置的简化示意图；

图4为本实用新型所提供的一种可变角度传动装置的第二种具体实施方式的简化示意图；

图5为本实用新型所提供的一种可变角度传动装置的第三种具体实施方式的简化示意图；

图6为本实用新型所提供的一种车辆底盘的具体实施方式的立体结构示意图；

图7为图6所示的一种车辆底盘的具体实施方式的顶视图；

图8为本实用新型所提供的一种车辆底盘的具体实施方式的液压***示意图；

图9为本实用新型所提供的一种车辆底盘的具体实施方式的简化示意图；

图10为本实用新型所提供的一种车辆底盘的前排车轮向右转向90°，后排车轮锁定为0°后的示意图；

图11为本实用新型所提供的一种车辆底盘的前后排车轮同步向左转向45°后的示意图；

图12为本实用新型所提供的一种车辆底盘的前后排车轮同步向右转向90°后的示意图；

图13为本实用新型所提供的一种车辆底盘的前排车轮向右转向45°，后排车轮向左转向45°后的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

动力输出轴1，动力输入轴2，固定架3，摆动架4，第一销轴5，第一锥齿轮6，第二锥齿轮7，第三锥齿轮8，溢流阀9，车轮10，动力源11，第一差速器12，主传动轴13，第二差速器14，第三差速器15，伸缩装置16，转向臂17，连杆18，油泵19，油箱20，液压转向器21，第一电磁单向阀组 22，第二电磁单向阀组23，第一二位三通电磁换向阀24，第二二位三通电磁换向阀25，第一分流阀26，第二分流阀27，二位四通电磁换向阀28，前轮角度传感器29，后轮角度传感器30，速度传感器31，第四锥齿轮101，第五锥齿轮102，第六锥齿轮103，第七锥齿轮104，第一齿轮105，第二齿轮106，第三齿轮107，第二销轴108，第三销轴109，第四销轴110，第八锥齿轮201，第九锥齿轮202，第十锥齿轮203，第十一锥齿轮204，第五销轴205。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图13所示，图1为本实用新型所提供的一种可变角度传动装置的第一种具体实施方式的立体结构示意图；图2为图1所示的一种可变角度传动装置的正视图；图3为图1所示的一种可变角度传动装置的简化示意图；图4为本实用新型所提供的一种可变角度传动装置的第二种具体实施方式的简化示意图；图5为本实用新型所提供的一种可变角度传动装置的第三种具体实施方式的简化示意图；图6为本实用新型所提供的一种车辆底盘的具体实施方式的立体结构示意图；图7为图6所示的一种车辆底盘的具体实施方式的顶视图；图8为本实用新型所提供的一种车辆底盘的具体实施方式的液压***示意图；图9为本实用新型所提供的一种车辆底盘的具体实施方式的简化示意图；图10为本实用新型所提供的一种车辆底盘的前排车轮向右转向90°，后排车轮锁定为0°后的示意图；图11为本实用新型所提供的一种车辆底盘的前后排车轮同步向左转向45°后的示意图；图12为本实用新型所提供的一种车辆底盘的前后排车轮同步向右转向90°后的示意图；图13为本实用新型所提供的一种车辆底盘的前排车轮向右转向45°，后排 车轮向左转向45°后的示意图。

本实用新型所提供的一种可变角度传动装置，包括动力输出轴1、动力输入轴2、固定架3、摆动架4及动力传递装置；所述动力输出轴1安装于所述摆动架4内与其旋转连接，并且所述动力输出轴1一端接入车轮10，另一端与所述动力传递装置连接；所述动力输入轴2安装于所述固定架3内与其旋转连接，并且所述动力输入轴2一端与动力***连接，另一端与所述动力传递装置连接；所述摆动架4与所述固定架3转动连接，并且其转动轴线为竖直方向，所述动力传递装置连接设于所述固定架3及所述摆动架4内；所述动力输入轴2通过所述动力传递装置把动力传递给所述动力输出轴1,进而驱动所述车轮10旋转。

其中动力传递装置为通过齿轮组合的方式组成。

在第一种具体实施方式中，如图1至图3所示，动力传递装置包括第一销轴5、第一锥齿轮6、第二锥齿轮7及第三锥齿轮8，所述第一锥齿轮6与所述动力输出轴1固定连接，所述第二锥齿轮7与所述动力输入轴2固定连接，所述第三锥齿轮8套设在所述第一销轴5外侧并与其旋转连接，并且所述第一锥齿轮6、所述第二锥齿轮7均与所述第三锥齿轮8啮合连接；所述第三锥齿轮的旋转轴线与所述固定架3及所述摆动架4的相对转动的转动轴线重合。

在第二种具体实施方式中,如图4所示，动力传递装置包括第四锥齿轮101、第五锥齿轮102、第六锥齿轮103、第七锥齿轮104、第一齿轮105、第二齿轮106、第三齿轮107、第二销轴108、第三销轴109及第四销轴110；所述第四锥齿轮101与所述动力输出轴1固定连接，所述第四锥齿轮101与所述第五锥齿轮102啮合，所述第五锥齿轮102及所述第一齿轮105均固定安装于所述第二销轴108，所述第二销轴108安装于所述摆动架4内，并与所述固定架3及所述摆动架4旋转连接，所述第五锥齿轮102的旋转轴线与 所述固定架3及所述摆动架4的相对转动的转动轴线重合；所述第六锥齿轮103与所述动力输入轴2固定连接，所述第六锥齿轮103与所述第七锥齿轮104啮合，所述第七锥齿轮104及所述第二齿轮106均固定安装于所述第三销轴109，所述第三销轴109安装于所述固定架3内；所述第一齿轮105和第二齿轮106之间还设有与二者共同啮合的第三齿轮107，所述第三齿轮107固定安装于所述第四销轴110，所述第四销轴110安装于所述固定架3内，并与所述固定架3旋转连接。

在第三种具体实施方式中,如图5所示，动力传递装置动力传递装置包括第八锥齿轮201、第九锥齿轮202、第十锥齿轮203、第十一锥齿轮204及第五销轴205；所述第八锥齿轮201与所述动力输出轴1固定连接，同时与所述第九锥齿轮202啮合；所述第十锥齿轮203与所述动力输入轴2固定连接，同时与所述第十一锥齿轮204啮合；所述第九锥齿轮202和所述第十一锥齿轮204固定安装于所述第五销轴205上，所述第五销轴205安装于所述固定架3及所述摆动架4内，并与二者旋转连接，所述第九锥齿轮202及第十一锥齿轮204的旋转轴线与所述固定架3及所述摆动架4的相对转动的转动轴线重合。

本实用新型所提供的可变角度传动装置可以包括上述三种动力传递装置的具体实施方式,其共同点是均采用齿轮或锥齿轮或者其组合的方式实现动力的传递,而且通过锥齿轮啮合后,摆动架可以带着与动力输出轴固定的一个锥齿轮绕着与其啮合的锥齿轮摆动,因此可以实现动力的传递及摆动两个动作同时完成,结构稳定性高,承载力高,可以适应高速行驶的车辆底盘,也可以应用于需要承载力高的工程车辆中。

本实用新型提供的一种车辆底盘的具体实施方式中，如图6、图7所示，包括车桥、车轮10、动力***及转向盘，还包括上面所述的任一种可变角度传动装置，所述可变角度传动装置为四个，其动力输出轴1分别与车辆的前 后排的所述车轮10相连接，动力输入轴2分别与所述动力***连接。所述动力***包括动力源11、第一差速器12、主传动轴13、第二差速器14及第三差速器15，所述第二差速器14设于前排的两个所述可变角度传动装置之间，所述第三差速器15设于后排的两个所述可变角度传动装置之间，所述第一差速器12设于所述第二差速器14和第三差速器15之间，所述动力源11与所述第一差速器12传动连接，所述第一差速器12通过主传动轴13分别与所述第二差速器14及第三差速器15传动连接，所述第二差速器14同时与前排的两个所述可变角度传动装置的所述动力输入轴2传动连接，所述第三差速器15同时与后排的两个所述可变角度传动装置的所述动力输入轴2传动连接。

通过上述结构方式，可以实现动力的传递，并且操纵性、稳定性都很高。为了同时实现车轮的转向，本实用新型提供了一种具体实施方式，包括伸缩装置16、转向臂17及连杆18；所述伸缩装置16为两个，分别安装于前排的两个所述可变角度传动装置和后排的两个所述可变角度传动装置之间，所述伸缩装置16包括中间固定段及伸缩段，所述中间固定段与所述车桥固定连接，所述伸缩段置于所述中间固定段内，并且两端均伸出于所述中间固定段，所述伸缩段可在所述中间固定段内自由移动；所述连杆18为四个；所述转向臂17为四个，并且四个所述转向臂17的一端分别一一对应与四个所述可变角度传动装置中的所述摆动架4固定连接，另一端分别与其一一对应的一个所述连杆18的一端铰接，所述连杆18的另一端与对应排的所述伸缩装置16的最近一端铰接。所述四个转向臂17的安装角度相同，并且与汽车的直行方向之间的夹角为5度至40度，为了消除转向连杆死点。

伸缩装置16向左伸出驱动所述车轮向左偏转最大角度为45度，向右伸出驱动所述车轮10向右偏转最大角度为90度。

伸缩装置16可以为电动螺纹丝杠，本具体实施方式中，伸缩装置16为 液压缸，并且所述液压缸为双出杆液压缸，位于前排的所述可变角度传动装置之间的伸缩装置16为前油缸，位于后排的所述可变角度传动装置之间的伸缩装置16为后油缸，所述前油缸的双出杆分别一一对应与前排的两个连杆18连接，所述后油缸的双出杆分别一一对应与后排的两个连杆18连接。

为了实现对油缸的精确控制，还包括液压转向***，所述前油缸和所述后油缸均通过管路接入所述液压转向***，所述液压转向***控制所述前油缸和所述后油缸的左右伸缩，进而驱动所述车轮10转向。所述液压转向***还包括油泵19、油箱20、液压转向器21、溢流阀9、第一电磁单向阀组22、第二电磁单向阀组23、第一二位三通电磁换向阀24、第二二位三通电磁换向阀25、第一分流阀26、第二分流阀27及二位四通电磁换向阀28；所述第一电磁单向阀组22及所述第二电磁单向阀组23均由一个单向阀和一个常开式二位二通电磁换向阀并联组成；所述液压转向器21上具有吸油口、回油口及左转向接口和右转向接口；所述油泵19的出油口与所述液压转向器21的吸油口相连，并且在连接所述油泵19的出油口与所述液压转向器21的吸油口之间的管路上接入溢流阀9，并所述油箱20与所述液压转向器21的回油口相连，所述液压转向器21与所述转向盘连接；所述左转向接口依次连接所述第一电磁单向阀组22、第一二位三通电磁换向阀24，再通过所述第一二位三通电磁换向阀24的A口接入所述前油缸的右侧接入口；所述右转向接口依次连接所述第二电磁单向阀组23、第二二位三通电磁换向阀25，再通过所述第二二位三通电磁换向阀25的A口接入所述前油缸的左侧接入口；所述第一分流阀26的接入口与所述第一二位三通电磁换向阀24的B口连接，所述第一分流阀26分流两路，一路接入所述前油缸的右侧接入口，另一路接入所述二位四通电磁换向阀28的P口，再由所述二位四通电磁换向阀28的A口接入所述后油缸的右侧接入口；所述第二分流阀27的接入口与所述第二二位三通电磁换向阀25的B口连接，所述第二分流阀27分流两 路，一路接入所述前油缸的左侧接入口，另一路接入所述二位四通电磁换向阀28的T口，再由所述二位四通电磁换向阀28的B口接入所述后油缸的左侧接入口。

另外，本实用新型所提供的一种汽车中，还包括前轮角度传感器29、后轮角度传感器30及速度传感器31，所述前轮角度传感器29与所述前油缸连接，用于实时检测前排车轮10的转向角度，所述后轮角度传感器30与所述后油缸连接，用于实时检测后排车轮10的转向角度，所述速度传感器31与所述动力源11连接，用于实时检测当前的车速。还包括PLC控制***，所述前轮角度传感器29、后轮角度传感器30及速度传感器31均与所述PLC控制***相连接。所述第一电磁单向阀组22、所述第二电磁单向阀组23、所述第一二位三通电磁换向阀24、所述第二二位三通电磁换向阀25及所述二位四通电磁换向阀28均与所述PLC控制***电路连接，所述PLC控制***通过所述前轮角度传感器29、后轮角度传感器30及速度传感器31发出的信号可控制所述第一电磁单向阀组22、所述第二电磁单向阀组23、所述第一二位三通电磁换向阀24、所述第二二位三通电磁换向阀25及所述二位四通电磁换向阀28的动作，进而控制前后排所述车轮10的转动方向和角度。

PLC控制***包括控制所述车轮10转向的三个工作模式的档位，分别为前轮转向工作档位、同步转向工作档位及四轮转向工作档位。可以满足各种转向的需求。

本实用新型还提供了一种控制上述车辆底盘的方法的具体实施方式，实现后轮锁定，前轮转向，将所述PLC控制***切换至前轮转向工作档位，所述PLC控制***得到控制信号，所述第一二位三通电磁换向阀24及所述第二二位三通电磁换向阀25左位接通，所述油泵19仅为所述前油缸供油，所述后油缸不被供油而将后排所述车轮10锁定在0°位置。

向左转动所述转向盘，驱动所述液压转向器的所述左转向接口供油、所 述右转向接口回油，驱动所述前油缸的缸杆左移，车轮左转向，当左转向小于极限角度45°时，所述第一电磁单向阀组保持开通；当车轮左转至45度时，所述PLC控制***得到所述前轮角度传感器发出的信号，所述第一电磁单向阀组得电换向停止供油只能通过单向阀回油，左转向达到极限位置停止，只能右转向；向右转动所述转向盘，驱动所述液压转向器的所述右转向接口供油、所述左转向接口回油，驱动所述前油缸的缸杆右移，车轮开始向右转向；右转至与直行方向偏转90度时，所述PLC控制***得到所述前轮角度传感器发出的信号，所述第一电磁单向阀组得电换向允许供油，同时所述第二电磁单向阀组得电换向停止供油，此时车轮达到右转向的最大角度，此时前排车轮转向90度，而后排车轮为0度，汽车可进行原地旋转。

本实用新型还提供了一种控制方法的具体实施方式，用于实现前后排车轮同步转向，将所述PLC控制***切换至同步转向工作档位，所述PLC控制***得到控制信号，所述第一二位三通电磁换向阀24及所述第二二位三通电磁换向阀25换向，右位接入油路，进而所述第一分流阀26和所述第二分流阀27接通；所述二位四通电磁换向阀28左位接通，所述油泵19为所述前油缸和所述后油缸同时供油；通过所述前角度传感器和所述后角度传感器发出的信号控制前后排所述车轮10同步同向转向，并且转向角度为-90度至+45度，角度为-90度时，汽车可以横向行驶，其它角度汽车斜向行驶。

向左转动所述转向盘，驱动所述液压转向器21的所述左转向接口供油、所述右转向接口回油，驱动所述前油缸和所述后油缸的缸杆同时左移，前排和后排的所述车轮均左转向，当左转向小于极限角度45°时，所述第一电磁单向阀组保持开通；车轮左转至45度时，所述PLC控制***得到所述前轮角度传感器29和所述后轮角度传感器30同时发出的信号，第一电磁单向阀组22得电关闭，供油停止，此时只能右转向，左转向达到极限位置停止；向右转动所述转向盘，驱动所述液压转向器21的所述右转向接口供油、所 述左转向接口回油，驱动所述前油缸和所述后油缸的缸杆同时右移，前后排所述车轮同时向右转向；前后排所述车轮右转至与直行方向偏转90度时，所述PLC控制***得到所述前轮角度传感器29和所述后轮角度传感器30同时发出的信号，此时前后排所述车轮均达到右转向的最大角度，此时汽车可进行横向行驶。

本实用新型还提供了一种控制方法的具体实施方式，用于实现车轮四轮转向，将所述PLC控制***切换至四轮转向工作档位，所述PLC控制***得到控制信号，所述第一二位三通电磁换向阀24及所述第二二位三通电磁换向阀25换向，右位接入油路，进而所述第一分流阀26和所述第二分流阀27接通；所述二位四通电磁换向阀28换向，右位工作，所述油泵19为所述前油缸和所述后油缸同时供油；通过所述前角度传感器、所述后角度传感器及速度传感器31发出的信号，控制后，前排所述车轮10的转向角度范围为左偏转45度至右偏转45度，后排所述车轮10的转向角度随车速的增大不断减小，并且在车速小于或等于85公里/小时时，前排所述车轮10和后排所述车轮10为反向偏转，在车速大于85公里/小时时，前排二位四通电磁换向阀换向，所述车轮10和后排所述车轮10为同向偏转。

车速为0-10km/h时，所述第一二位三通电磁换向阀24、所述第二二位三通电磁换向阀25均换向，接入右位，接通所述第一分流阀26和所述第二分流阀27；所述二位四通电磁换向阀28也换向，右位工作，所述油泵为所述前油缸和所述后油缸同时供油；此时前后车轮反向角度转向。当左转向至45度时，第一电磁单向阀组22得电关闭，只能通过单向阀回油，此时左转向锁定，当左转向小于45度时，第一电磁单向阀组22断电开通，而右转向至45度时，第二电磁单向阀组23得电关闭，右转向锁定，只能通过第一电磁单向阀组22中的单向阀回油，当右转向角度小于45度时，第二电磁单向阀组23断电开通。

车速为10-20km/h时，所述第一二位三通电磁换向阀24、所述第二二位三通电磁换向阀25均换向，接入右位，接通所述第一分流阀26和所述第二分流阀27；所述二位四通电磁换向阀28也换向，右位工作，所述油泵为所述前油缸和所述后油缸同时供油；此时前后车轮反向角度转向。当前后轮左转向至30度时，PLC控制***控制所述第一二位三通电磁阀24换向和所述第二二位三通电磁换向阀25均换向，此时后排油缸开始停止供油，进而后轮锁定在30°，前轮可以继续左转向，至45度时，此时控制第一电磁单向阀组22得电关闭，只能右转向；当向右回轮时，后轮仍旧保持左转向30度，当前轮回至30度时，前后轮角度此时一致，第一二位三通电磁换向阀24和第二二位三通电磁换向阀25均得电换向，接回右路，此时前后轮可同时进行转向。

当车速在85km/h及以下时，控制原理与上述类似，行车速度与车轮转向范围如表1所示。

当车速在85km/h以上时，所述第一二位三通电磁换向阀24、所述第二二位三通电磁换向阀25均接入右路，接通所述第一分流阀26和所述第二分流阀27；所述二位四通电磁换向阀28左位工作，所述油泵19为所述前油缸和所述后油缸同时供油，此时前后油缸同向同步伸缩，进而驱动车轮同向偏转。当向左转动转向盘时，前后轮均向左偏转，至2.5度时，第一二位三通电磁换向阀24和所述第二二位三通电磁换向阀25均得电换向，左位接通，此时后油缸停止供油，进而后轮锁定在2.5度，前轮可以继续转向；当前轮回轮至左偏2.5度时，前后车轮转向角度一致，第一二位三通电磁换向阀24和所述第二二位三通电磁换向阀25均得电换向，再接入右路，此时前后轮开始同步转向。

上述的几种控制方法中，需要同时满足后车轮转向角度为0度和达到设定的速度范围要求两个条件，不满足时执行现有范围。应当指出，以上所述 的偏转角度及速度范围只是为了说明原理而提供的一种较佳的具体实施例，具体实施中可以根据需要任意调整。

表1：行车速度与车轮转向范围对照表

以上对本实用新型所提供的一种可变角度传动装置、车辆底盘及其控制方法做了详细的阐述，本实用新型所提供的车辆底盘的有益效果总结如下：

1、可以兼容常规动力和新型能源；

2、车轮可以进行同向偏转、反向偏转，具备横向行驶、斜向行驶的能力，方便泊车；

3、横向行驶的时候可以进行自由调整，克服了现有技术中横向行驶过程中不受人为控制的局限性。

4、运行可靠，并且可以大大提高车辆的主动安全性、操纵性和机动性；

5、独立悬挂***和非独立悬挂***均可以应用；

6、转向时同排的车轮位于横轴两侧，更加稳定可靠。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种可变角度传动装置，其特征在于，包括动力输出轴(1)、动力输入轴(2)、固定架(3)、摆动架(4)及动力传递装置；

所述动力输出轴(1)安装于所述摆动架(4)内与其旋转连接，并且所述动力输出轴(1)一端接入车轮(10)，另一端与所述动力传递装置连接；

所述动力输入轴(2)安装于所述固定架(3)内与其旋转连接，并且所述动力输入轴(2)一端与动力***连接，另一端与所述动力传递装置连接；

所述摆动架(4)与所述固定架(3)转动连接，并且其转动轴线为竖直方向，所述动力传递装置连接设于所述固定架(3)及所述摆动架(4)内；

所述动力输入轴(2)通过所述动力传递装置把动力传递给所述动力输出轴(1),进而驱动所述车轮(10)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种可变角度传动装置，其特征在于，所述动力传递装置包括第一销轴(5)、第一锥齿轮(6)、第二锥齿轮(7)及第三锥齿轮(8)，所述第一锥齿轮(6)与所述动力输出轴(1)固定连接，所述第二锥齿轮(7)与所述动力输入轴(2)固定连接，所述第三锥齿轮(8)套设在所述第一销轴(5)外侧并与其旋转连接，并且所述第一锥齿轮(6)、所述第二锥齿轮(7)均与所述第三锥齿轮(8)啮合连接；所述第三锥齿轮(8)的旋转轴线与所述固定架(3)及所述摆动架(4)的相对转动的转动轴线重合。

3.根据权利要求1所述的一种可变角度传动装置，其特征在于，所述动力传递装置包括第四锥齿轮(101)、第五锥齿轮(102)、第六锥齿轮(103)、第七锥齿轮(104)、第一齿轮(105)、第二齿轮(106)、第三齿轮(107)、第二销轴(108)、第三销轴(109)及第四销轴(110)；

所述第四锥齿轮(101)与所述动力输出轴(1)固定连接，所述第四锥 齿轮(101)与所述第五锥齿轮(102)啮合，所述第五锥齿轮(102)及所述第一齿轮(105)均固定安装于所述第二销轴(108)，所述第二销轴(108)安装于所述摆动架(4)内，所述固定架(3)及所述摆动架(4)旋转连接，所述第五锥齿轮(102)的旋转轴线与所述固定架(3)及所述摆动架(4)的相对转动的转动轴线重合；

所述第六锥齿轮(103)与所述动力输入轴(2)固定连接，所述第六锥齿轮(103)与所述第七锥齿轮(104)啮合，所述第七锥齿轮(104)及所述第二齿轮(106)均固定安装于所述第三销轴(109)，所述第三销轴(109)安装于所述固定架(3)内；

所述第一齿轮(105)和第二齿轮(106)之间还设有与二者共同啮合的第三齿轮(107)，所述第三齿轮(107)固定安装于所述第四销轴(110)，所述第四销轴(110)安装于所述固定架(3)内，并与所述固定架(3)旋转连接。

4.根据权利要求1所述的一种可变角度传动装置，其特征在于，所述动力传递装置包括第八锥齿轮(201)、第九锥齿轮(202)、第十锥齿轮(203)、第十一锥齿轮(204)及第五销轴(205)；

所述第八锥齿轮(201)与所述动力输出轴(1)固定连接，同时与所述第九锥齿轮(202)啮合；

所述第十锥齿轮(203)与所述动力输入轴(2)固定连接，同时与所述第十一锥齿轮(204)啮合；

所述第九锥齿轮(202)和所述第十一锥齿轮(204)固定安装于所述第五销轴(205)上，所述第五销轴(205)安装于所述固定架(3)及所述摆动架(4)内，并与二者旋转连接，所述第九锥齿轮(202)及第十一锥齿轮(204)的旋转轴线与所述固定架(3)及所述摆动架(4)的相对转动的转动轴线重合。

5.一种车辆底盘，包括车桥、车轮(10)、动力***及转向盘，其特征在于，还包括权利要求1至4任一项所述的可变角度传动装置，所述可变角度传动装置为四个，其动力输出轴(1)分别与车辆的前后排的所述车轮(10)相连接，动力输入轴(2)分别与所述动力***连接。

6.根据权利要求5所述的一种车辆底盘，其特征在于，所述动力***包括动力源(11)、第一差速器(12)、主传动轴(13)、第二差速器(14)及第三差速器(15)，所述第二差速器(14)设于前排的两个所述可变角度传动装置之间，所述第三差速器(15)设于后排的两个所述可变角度传动装置之间，所述第一差速器(12)设于所述第二差速器(14)和第三差速器(15)之间，所述动力源(11)与所述第一差速器(12)传动连接，所述第一差速器(12)通过主传动轴(13)分别与所述第二差速器(14)及第三差速器(15)传动连接，所述第二差速器(14)同时与前排的两个所述可变角度传动装置的所述动力输入轴(2)传动连接，所述第三差速器(15)同时与后排的两个所述可变角度传动装置的所述动力输入轴(2)传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种车辆底盘，其特征在于，还包括伸缩装置(16)、转向臂(17)及连杆(18)；

所述伸缩装置(16)为两个，分别安装于前排的两个所述可变角度传动装置和后排的两个所述可变角度传动装置之间，所述伸缩装置(16)包括中间固定段及伸缩段，所述中间固定段与所述车桥固定连接，所述伸缩段置于所述中间固定段内，并且两端均伸出于所述中间固定段，所述伸缩段可在所述中间固定段内左右移动；

所述连杆(18)为四个；

所述转向臂(17)为四个，并且四个所述转向臂(17)的一端分别一一对应与四个所述可变角度传动装置中的所述摆动架(4)固定连接，另一端分别与其一一对应的一个所述连杆(18)的一端铰接，所述连杆(18)的另 一端与对应排的所述伸缩装置(16)的最近一端铰接。

8.根据权利要求7所述的一种车辆底盘，其特征在于，左右转向臂(17)平行安装，和车辆直行方向之间的夹角为5度至40度，所述伸缩装置(16)向左伸出驱动所述车轮(10)向左偏转最大角度为45度，向右伸出驱动所述车轮(10)向右偏转最大角度为90度。

9.根据权利要求8所述的一种车辆底盘，其特征在于，所述伸缩装置(16)为液压缸，并且所述液压缸为双出杆液压缸，位于前排的所述可变角度传动装置之间的伸缩装置(16)为前油缸，位于后排的所述可变角度传动装置之间的伸缩装置(16)为后油缸，所述前油缸的双出杆分别一一对应与前排的两个连杆(18)连接，所述后油缸的双出杆分别一一对应与后排的两个连杆(18)连接。

10.根据权利要求9所述的一种车辆底盘，其特征在于，还包括液压转向***，所述前油缸和所述后油缸均通过管路接入所述液压转向***，所述液压转向***控制所述前油缸和所述后油缸的左右伸缩，进而驱动所述车轮(10)转向。

11.根据权利要求10所述的一种车辆底盘，其特征在于，所述液压转向***还包括油泵(19)、油箱(20)、液压转向器(21)、溢流阀(9)、第一电磁单向阀组(22)、第二电磁单向阀组(23)、第一二位三通电磁换向阀(24)、第二二位三通电磁换向阀(25)、第一分流阀(26)、第二分流阀(27)及二位四通电磁换向阀(28)；

所述第一电磁单向阀组(22)及所述第二电磁单向阀组(23)均由一个单向阀和一个常开式二位二通电磁换向阀并联组成；

所述液压转向器(21)上具有吸油口、回油口及左转向接口和右转向接口；

所述油泵(19)的出油口与所述液压转向器(21)的吸油口相连，并且 在连接所述油泵(19)的出油口与所述液压转向器(21)的吸油口之间的管路上接入溢流阀(9)，并所述油箱(20)与所述液压转向器(21)的回油口相连，所述液压转向器(21)与所述转向盘连接；

所述左转向接口依次连接所述第一电磁单向阀组(22)、第一二位三通电磁换向阀(24)，再通过所述第一二位三通电磁换向阀(24)的A口接入所述前油缸的右侧接入口；所述右转向接口依次连接所述第二电磁单向阀组(23)、第二二位三通电磁换向阀(25)，再通过所述第二二位三通电磁换向阀(25)的A口接入所述前油缸的左侧接入口；

所述第一分流阀(26)的接入口与所述第一二位三通电磁换向阀(24)的B口连接，所述第一分流阀(26)分流两路，一路接入所述前油缸的右侧接入口，另一路接入所述二位四通电磁换向阀(28)的P口，再由所述二位四通电磁换向阀(28)的A口接入所述后油缸的右侧接入口；所述第二分流阀(27)的接入口与所述第二二位三通电磁换向阀(25)的B口连接，所述第二分流阀(27)分流两路，一路接入所述前油缸的左侧接入口，另一路接入所述二位四通电磁换向阀(28)的T口，再由所述二位四通电磁换向阀(28)的B口接入所述后油缸的左侧接入口。

12.根据权利要求11所述的一种车辆底盘，其特征在于，还包括前轮角度传感器(29)、后轮角度传感器(30)及速度传感器(31)，所述前轮角度传感器(29)与所述前油缸连接，用于实时检测前排车轮(10)的转向角度，所述后轮角度传感器(30)与所述后油缸连接，用于实时检测后排车轮(10)的转向角度，所述速度传感器(31)与所述动力源(11)连接，用于实时检测当前的车速。

13.根据权利要求12所述的一种车辆底盘，其特征在于，还包括PLC控制***，所述前轮角度传感器(29)、后轮角度传感器(30)及速度传感器(31)均与所述PLC控制***相连接。

14.根据权利要求13所述的一种车辆底盘，其特征在于，所述第一电磁单向阀组(22)、所述第二电磁单向阀组(23)、所述第一二位三通电磁换向阀(24)、所述第二二位三通电磁换向阀(25)及所述二位四通电磁换向阀(28)均与所述PLC控制***电路连接，所述PLC控制***通过所述前轮角度传感器(29)、后轮角度传感器(30)及速度传感器(31)发出的信号可控制所述第一电磁单向阀组(22)、所述第二电磁单向阀组(23)、所述第一二位三通电磁换向阀(24)、所述第二二位三通电磁换向阀(25)及所述二位四通电磁换向阀(28)的动作，进而控制前后排所述车轮(10)的转动方向和角度。

15.根据权利要求14所述的一种车辆底盘，其特征在于，所述PLC控制***包括控制所述车轮(10)转向的三个工作模式的档位，分别为前轮转向工作档位、同步转向工作档位及四轮转向工作档位。