拉索傳動四連桿懸架線控獨立轉向系統技術方案

本實用新型專利技術公開一種拉索傳動四連桿懸架線控獨立轉向系統，包括車架、車輪及車軸、主銷、懸架連桿導向機構、轉向電機及減速器和拉索傳動機構，所述主銷為雙主銷結構，即主主銷和副主銷；所述拉索傳動機構通過采用兩根拉索，兩個拉索帶輪和兩根軟管的形式，傳遞轉向電機及其減速器的動力，實現車輪轉向。本實用新型專利技術的優點是通過采用雙主銷結構和拉索傳動機構，使車輪上下跳動時所引起的附加轉向足夠微小，甚至消除這種附加轉向；車輪獨立轉向角度范圍大、結構緊湊、工作可靠、裝配方便、成本低廉。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及線控轉向車輛領域，特別涉及一種采用拉索傳動、用于四連桿懸架的線控獨立轉向系統。
技術介紹
傳統轉向系統通過轉向機構將駕駛員操縱方向盤的轉向動作傳給轉向車輪，同時轉向梯形機構保證轉向時內外輪轉角之間一定的函數關系。線控獨立轉向系統用控制信號代替方向盤與轉向車輪之間原有的機械連接，由各自的控制信號獨立地控制內外輪的轉向動作。線控獨立轉向系統的優勢在于，通過計算機控制，可以實現各個轉向輪獨立轉向，進而改善汽車的機動性和操縱穩定性。該系統主要由方向盤總成、轉向執行總成和主控制器組成。方向盤總成將駕駛員的轉向意圖轉換成數字信號，傳遞給主控制器；同時接受主控制器送來的力矩信號，產生方向盤回正力矩，以提供路感信息；轉向執行機構接受主控制器的命令，控制轉向車輪轉動，實現駕駛員的轉向意圖。四連桿獨立懸架因其優異的性能而廣泛用于現代汽車中，將線控轉向系統應用于此種懸架將進一步改善汽車的操縱穩定性，形成四連桿懸架線控獨立轉向系統的技術平臺。機電一體化線控獨立轉向機構系統結構方案及其控制策略是實現這一技術平臺的關鍵技術。
技術實現思路
本實用所要解決的技術問題是要提供一種拉索傳動四連桿懸架線控獨立轉向系統，能使車輪上下跳動時所引起的附加轉向足夠微小，甚至消除這種附加轉向。為了解決 以上的技術問題，本技術提供了一種拉索傳動四連桿懸架線控獨立轉向系統，主要包括車輪及車軸、主銷、懸架連桿導向機構、轉向電機及減速器、拉索傳動機構；其中車輪及車軸包括車輪和車軸；主銷為雙主銷結構，即主主銷和副主銷；所述拉索傳動機構通過采用兩根拉索，兩個拉索帶輪和兩根軟管的形式，傳遞轉向電機及其減速器的動力，實現車輪轉向。所述雙主銷結構中的主主銷兩端各有一個轉動鉸，主主銷通過這兩個轉動鉸與懸架連桿導向機構中的副主銷相鉸接，其中懸架連桿導向機構滿足自由度為I的條件，即車輪上下跳動自由度。所述拉索傳動機構的兩根拉索分別穿過軟管，并固定在拉索帶輪輪槽內，軟管兩端部分別通過軟管卡箍固定在副主銷和車架上，傳遞轉向動力，通過閉環控制方法補償拉索彈性變形帶來的附加轉向，使車輪上下跳動時所引起的附加轉向足夠微小，消除附加轉向。轉向電機及減速器包括轉向電機和電機減速器。所述車輪與車軸聯接，車軸與主主銷固聯，主主銷兩端分別各有一個轉動鉸，主主銷通過轉動鉸與懸架連桿導向機構中的副主銷鉸接；四個鉸分別固聯在副主銷上，這些鉸為球鉸，或為轉動鉸，即副主銷通過這四個鉸分別與四根連桿的一端相鉸接；這四根連桿的另一端也是分別通過四個鉸分別與車架相鉸接，組成雙主銷結構的四連桿轉向懸架機構系統，該機構系統滿足兩個自由度要求，即:一個是主主銷軸線的轉動自由度，即車輪轉向；另一個是懸架連桿導向機構的上下跳動自由度，即車輪的上下跳動。這里以具有七個球鉸和一個轉動鉸的懸架連桿導向機構為例:分為兩種情況:第一種是副主銷上具有四個球鉸，即副主銷分別通過四個球鉸分別與四根連桿的一端相鉸接，四根連桿中的三根連桿的另一端分別通過球鉸與車架相鉸接，另外一根連桿的另一端通過轉動鉸與車架相鉸接；第二種是副主銷上具有三個球鉸和一個轉動鉸，即副主銷分別通過這三個球鉸和一個轉動鉸與四根連桿的一端相鉸接，這四根連桿的另一端通過球鉸與車架相鉸接。轉向電機殼體與車架固聯，電機減速器殼體與車架固聯，電機減速器輸入端與轉向電機軸固聯，電機減速器輸出端與一個拉索帶輪固聯，另一個拉索帶輪固聯在主主銷上，兩個軟管卡箍安裝在導向連桿機構中的副主銷上，另外兩個軟管卡箍固定在車架上，兩根軟管分別安裝在位于副主銷和車架之間的軟管卡箍之間，兩根拉索分別穿過拉索軟管，兩端分別固定在位于主主銷和電機減速器輸出端上的拉索帶輪的輪槽內，從而實現轉向電機無論朝那個方向旋轉，拉索都是拉著位于主主銷上的拉索帶輪旋轉，實現轉向。由于主主銷和副主銷是通過轉動鉸鉸接的，兩者之間無相對位移；軟管固定在車架與主銷之間，車輪上下跳動時，由于軟管和拉索是柔性結構，能夠避免附加轉向的產生。從而解決了傳統轉向系統的轉向干涉問題，提高了車輛的操縱穩定性。同時，在實際應用拉索式線控轉向時，由于拉索具有彈性，轉向時會產生彈性變形，車輛高速行駛時，可能引起轉向不穩定，這里需要引入伺服剛度解決這個問題。此處的伺服剛度即為通過傳感器采集轉向角度，如果是由于拉索變形，使轉向角度與方向盤角度指令不一致，則通過電機轉動，補償轉向角度偏差，形成一個閉環控制，從而保證轉向角嚴格按照轉向盤角度指令，保證汽車的轉向性能。本技術的有益效果是:I)本技術完全消除由于車輪上下跳動引發的附加轉向或使這種附加轉向足夠微小，且機構設計、制作與裝配簡便；2)本技術應用于四輪轉向汽車，便于使前后輪采用完全相同的獨立懸架-轉向輪模塊化結構，從而大幅度減少 關鍵零部件種類，降低批量化制造成本；3)具有車輪獨立轉向角度范圍大、結構緊湊、工作可靠、裝配方便、成本低廉的優點。附圖說明圖1是本技術第一種實施例拉索傳動四連桿懸架線控獨立轉向系統原理圖；圖2是本技術第二種實施例拉索傳動四連桿懸架線控獨立轉向系統原理圖；圖中標號說明:O—車架；I一車輪及車軸；101—車輪；102—車軸；2—主銷；201—主主銷；20A—轉動鉸；20B—轉動鉸；3—懸架連桿機構I ;301—連桿；302—連桿；303—連桿；304—連桿；305—副主銷；30A—球鉸；30B—球鉸；30C—球鉸；30D—球鉸；30E—球鉸；30F—球鉸；30G—轉動鉸；30H—球鉸；4一轉向電機及減速器；401—轉向電機；402—電機減速器；5—拉索機構；501—拉索；502—拉索帶輪；503—拉索；504—軟管卡箍；505—軟管卡箍；506—軟管；507—軟管；508—拉索帶輪；509—軟管卡箍；510—軟管卡箍；6—懸架連桿機構II ；601—連桿；602—連桿；603—連桿；604—連桿；605—副主銷；60A—球鉸；60B—球鉸；60C—球鉸；60D—球鉸；60E—球鉸；60F—球鉸；60G—球鉸；60H—轉動鉸。具體實施方式請參閱附圖所示，對本技術作具體描述。拉索傳動線控轉向可適用于任何類型的四連桿獨立懸架構成拉索傳動四連桿線控轉向系統，這里將以兩種不同的四連桿懸架為例闡述該技術的具體實施方式。如圖1所示，本技術提供了一種拉索傳動四連桿懸架線控獨立轉向系統，主要包括車架O、車輪及車軸1、主銷2、懸架連桿導向機構I 3、轉向電機及減速器4和拉索傳動機構5，其中車輪及車軸I包括車輪101和車軸102 ;主銷2包括主主銷201和轉動鉸20A、20B ;懸架連桿導向機構I 3包括副主銷305，連桿301、302、303、304，轉動鉸30G，球鉸30A、30B、30C、30D、30E、30F、30H ；轉向電機及減速器4包括轉向電機401和電機減速器402 ;拉索傳動機構5包括拉索501、503，拉索帶輪502、508，軟管506、507，軟管卡箍504、505、509、510。車輪101與車軸102聯接，車軸102與主主銷201固聯，主主銷201兩端分別各與轉動鉸20A，20B的銷軸固聯，轉動鉸20A、20B外殼與懸架連桿導向機構I 3中的副主銷305固聯，即主主銷201通過轉動鉸20A、20B與懸架連本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種拉索傳動四連桿懸架線控獨立轉向系統，包括車架、車輪及車軸、主銷、懸架連桿導向機構、轉向電機及減速器和拉索傳動機構，其特征在于：所述主銷為雙主銷結構，即主主銷和副主銷；所述拉索傳動機構通過采用兩根拉索，兩個拉索帶輪和兩根軟管的形式，傳遞轉向電機及其減速器的動力，實現車輪轉向。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳辛波，黃露，劉林晶，汪陽光，來鑫，武曉俊，梁棟，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：實用新型
國別省市：