[發(fā)明專利]一種全向行駛車(chē)輛模塊化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及車(chē)輛

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811095911.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109353407A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐俊;徐浩;梅雪松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D15/02
• 分類號(hào): B62D15/02;B62D5/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開(kāi)了一種全向行駛車(chē)輛模塊化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及車(chē)輛，屬于電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括懸架連桿、減震器、轉(zhuǎn)向電機(jī)、減速器、角度傳感器、車(chē)輪支架、車(chē)輪和驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。轉(zhuǎn)向電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、減速器驅(qū)動(dòng)車(chē)架帶動(dòng)車(chē)輪獨(dú)立全向水平360°全向范圍轉(zhuǎn)向。通過(guò)角度傳感器精確檢測(cè)輪胎位置，實(shí)現(xiàn)快速精確地的轉(zhuǎn)向控制。驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝于輪胎內(nèi)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向電機(jī)固定于車(chē)底盤(pán)上，降低了系統(tǒng)的等效簧下質(zhì)量，減少共振以及來(lái)自路面的沖擊和振動(dòng)，改善汽車(chē)行駛的平穩(wěn)性。該車(chē)輛采用本發(fā)明提供的全向行駛車(chē)輛模塊化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，并可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛車(chē)輪進(jìn)行獨(dú)立全向轉(zhuǎn)向與驅(qū)動(dòng)，提高了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制精度和響應(yīng)速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全向行駛車(chē)輛模塊化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及車(chē)輛。

背景技術(shù)

隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，汽車(chē)保有量正迅速增加。然而，伴隨著汽車(chē)的大量增加，各城市的停車(chē)場(chǎng)、道路都出現(xiàn)了擁擠現(xiàn)象。目前大多數(shù)傳統(tǒng)汽車(chē)都是前輪轉(zhuǎn)向，后輪不參與轉(zhuǎn)向，電動(dòng)汽車(chē)大部分也沿用了這樣的一種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎半徑較大，轉(zhuǎn)向不靈活，尤其在空間狹小的鬧市區(qū)或者停車(chē)場(chǎng)，車(chē)輛的轉(zhuǎn)向受到比較大的限制。給駕駛員在狹窄空間轉(zhuǎn)向及泊車(chē)帶來(lái)諸多不便。

而全向行駛車(chē)輛模塊化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有效的解決了這一問(wèn)題。全向行駛車(chē)輛模塊化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)車(chē)輪具有車(chē)輪獨(dú)立全向轉(zhuǎn)向并且汽車(chē)后輪也和前輪一樣，具有一定的轉(zhuǎn)向功能，不僅可以與前輪同方向轉(zhuǎn)向，也可以與前輪反方向轉(zhuǎn)向。相比于傳統(tǒng)前輪轉(zhuǎn)向(2WS)，車(chē)輪獨(dú)立全向轉(zhuǎn)向可以提高汽車(chē)高速行駛以及側(cè)向風(fēng)力作用下的操縱穩(wěn)定性，改善低速時(shí)的操縱輕便性，提高了汽車(chē)的行駛安全性。同時(shí)減小汽車(chē)的轉(zhuǎn)彎半徑，或者無(wú)需轉(zhuǎn)彎，實(shí)現(xiàn)任意的方向的直線移動(dòng)，提高了泊車(chē)的靈活性，節(jié)省空間。在傳統(tǒng)車(chē)輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)中，車(chē)輪轉(zhuǎn)向裝置的控制方式主要有機(jī)械控制式、液壓控制式和電子線傳控制式等。機(jī)械控制式車(chē)輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，通過(guò)方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向操控行為并經(jīng)過(guò)一系列傳動(dòng)裝置傳遞至后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)角位置的控制精確度和靈活度差；而液壓控制式車(chē)輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則由于需要液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓閥、以及油箱、液壓管路等元件組成，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、成本高，易于出現(xiàn)故障且維修困難；采用電子線傳控制車(chē)輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)車(chē)輛則由于需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制算法分別控制前輪轉(zhuǎn)向和后輪轉(zhuǎn)向，而且需要在前輪轉(zhuǎn)向裝置中增加路感反饋電機(jī)，“路感”的算法比較復(fù)雜。

綜上所述，如何設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、全向行駛車(chē)輛模塊化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車(chē)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種全向行駛車(chē)輛模塊化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及車(chē)輛。在顯著降低懸架總成機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的同時(shí)，將懸架與車(chē)輪轉(zhuǎn)向裝置集成在一起，提高了裝置的集成度和可靠性。每一個(gè)車(chē)輪均可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立360°全向水平轉(zhuǎn)向。通過(guò)絕對(duì)值編碼器可以實(shí)時(shí)的提供輪胎的精確轉(zhuǎn)角，方便進(jìn)行閉環(huán)轉(zhuǎn)向控制。轉(zhuǎn)向電機(jī)固定于車(chē)底盤(pán)上，降低了系統(tǒng)的等效簧下質(zhì)量，減少共振以及來(lái)自路面的沖擊和振動(dòng)，改善汽車(chē)行駛的平穩(wěn)性。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種全向行駛車(chē)輛模塊化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括懸架連桿、減震器、轉(zhuǎn)向電機(jī)、聯(lián)軸器、減速器支架、減速器、轉(zhuǎn)軸、角度傳感器、車(chē)輪支架、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和車(chē)輪；其中，

減速器支架內(nèi)側(cè)相對(duì)于車(chē)底盤(pán)平行設(shè)置，轉(zhuǎn)向電機(jī)安裝固定在車(chē)底盤(pán)內(nèi)側(cè)，減速器安裝在減速器支架外側(cè)上，角度傳感器安裝于減速器上，車(chē)輪支架安裝在減速器下方，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸依次將角度傳感器、減速器與車(chē)輪支架連接在一起，車(chē)輪支架與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸緊固連接，車(chē)輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)緊固連接，進(jìn)而通過(guò)車(chē)輪支架控制車(chē)輪轉(zhuǎn)向，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，角度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)角位置，并把數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器，控制器控制車(chē)輪在360°全向范圍內(nèi)轉(zhuǎn)向；

轉(zhuǎn)向電機(jī)的電機(jī)軸伸出端通過(guò)聯(lián)軸器與減速器連接，多個(gè)懸架連桿以及減震器的一端鉸接在車(chē)底盤(pán)外側(cè)上，另一端鉸接在減速器支架內(nèi)側(cè)上。