本实用新型涉及一种可任意角度转动车轮并在不同转向角度相互配合的系统,可应用于不依靠轨道在陆地上行驶的轮式车辆。
背景技术:
就轮式车辆而言,汽车的转向系统是指驾驶员通过以下方式使汽车转向轴(通常为前轴)上的车轮(方向盘)相对于汽车纵轴偏转一定角度。一套专门设计的机制。
从机械转向系统的方向盘到转向传动轴的系列零部件属于转向控制机构,从转向摇臂到转向梯形的系列零部件属于转向传动机构。机械液压动力系统主要包括齿轮齿条转向结构和液压系统两部分。液压系统包括液压增压泵、液压缸、活塞等。工作原理是液压泵(由发动机皮带驱动)提供油压推动活塞,进而产生推动转向杆的辅助力协助车轮的转向。
位于转向器上的机械阀体可随转向柱转动。不转动方向盘时,阀体保持在原位,活塞两侧油压相同,处于平衡状态。转动方向盘时,转向控制阀会相应打开或关闭,一侧的油会继续注入液压缸,另一侧的油会不经过直接返回储油箱通过液压缸,使活塞两侧产生压差推动,产生辅助力推动转向杆,使转向更轻松。
动力转向系统是在机械转向系统的基础上增加动力转向装置而形成的。
_随着汽车工业的飞速发展,舵机的结构也发生了很大的变化。汽车转向器的结构有很多种。从使用普及程度来看,舵机主要有四种:蜗杆轴型(WP型)、蜗轮滚子型(WR型)、循环球型(BS型)、齿条齿轮型(RP型)。这四种转向器已广泛应用于汽车。在全球范围内,汽车循环球转向器约占45%,齿轮齿条式转向器约占40%,蜗轮蜗杆转向器约占10%,其他类型的转向器约占5%。
所有上述转向系统都受到需要将轮胎连接到车轴上的限制。因为转向摇臂、转向直杆和转向节臂的结构必须有死点,一般前轮不能内向外转过大的角度,最高可达60度。因此,车辆的U型转弯只能在一定的角度进行,不可能进行零半径U型转弯、平行泊车或平行移动到任意角度。而在转弯时,由于内外胎的转向角基本相同,所以内胎承受的压力更大,所以内胎的磨损要大于外胎。为安全起见,内胎和外胎必须一起更换。这浪费了轻微磨损的外胎,磨损的轮胎变成粉末污染空气。全世界每年消耗数千万吨轮胎。如果内外轮胎磨损均匀,轮胎的使用寿命就可以延长。对于个人来说,可以大大减少不必要的轮胎消耗,对于国家来说,可以大大减少不必要的资源浪费。
技术实施要素:
本实用新型提供了一种完全不同于现有传统车辆的转向系统。由于没有车轴,每个轮子都可以转向任意角度,也可以与其他轮子配合。
为解决上述问题,本实用新型所采用的技术方案是:一种可以任意角度转动车轮并在不同转向角度相互配合的系统,可应用于任何轮式车辆,包括: - 带有独立电源的轮式马达。车轮、减震系统、制动系统、悬挂框架、转向电机、固定支架、底盘上为车轮打开的任意角度的空间、底盘、控制箱,由于转向电机固定在固定支架上,底盘上有孔,可以让车轮自由转动。转动方向盘时,由电力驱动转向电机,转向电机带动悬挂架旋转,因此悬挂架可以任意角度转动,轮毂电机轮固定在悬挂架上。,所以单独动力源的轮毂电机轮可以进行转向,每个轮子可以独立转动到任意角度,也可以与其他任意轮子一起转动到特定角度。
轮毂电机可安装在车轮或悬架上,提供前进后退动力,无需传统汽油机和传动轴,不受传动轴的限制,车轮可以任意角度转动.
内外轮转动角度由控制箱控制,从小角度到大角度不同速度转弯时,可以得到每个转动角度的内外轮协同转向角的最优配合.
优选的,本实用新型内容所述的轮毂电机,其特征在于:轮毂电机安装在车轮上,提供车轮动力,用于车轮前后移动。 ,并且轮子里有刹车盘和刹车卡钳,可以进行轮子的操作。制动,有阻尼制动电机,第二阻尼系统,有6种旋转方式,(i)第一种:轮毂电机离心旋转,中轴不旋转,中轴固定悬挂架两侧轮子上,中轴外围有轴承滚珠等运动部件,可以使轮子绕中轴转动;(ii) 第二种:当轮毂电机随中轴转动带动车轮转动时,轴承滚珠安装在中轴上。悬挂架两侧不装轮子,使中轴能平稳转动;(iii)第四个三、:轮毂电机不是安装在圆心,而是安装在车轮的其他位置。机械装置使轮子作离心或中心轴旋转。离心旋转时,轮子上和中心轴外围有轴承滚珠等运动部件,可以使轮子绕中心轴旋转。当中心轴旋转时,轴承滚珠安装在悬架中。吊架两侧不装轮子,使中轴转动顺畅;(iv)五、第六类:轮毂电机不安装在车轮内,而是安装在吊架的一侧,通过机械装置使车轮离心或中轴旋转。离心旋转时,轮子上和中心轴外围有轴承滚珠等运动部件,可以使轮子绕中心轴旋转。中轴转动时,悬挂架的对面,中轴外侧装有轴承滚珠等活动部件,可使中轴转动平稳。轮子上及中轴外围有轴承滚珠等运动部件,可使轮子绕中轴转动。中轴转动时,悬挂架的对面,中轴外侧装有轴承滚珠等活动部件,可使中轴转动平稳。轮子上及中轴外围有轴承滚珠等运动部件,可使轮子绕中轴转动。中轴转动时,悬挂架的对面,中轴外侧装有轴承滚珠等活动部件,可使中轴转动平稳。
优选地,本实用新型内容所述的轮毂电机,其特征在于:可以固定在轮架上的任意位置,也可以固定在悬挂架上,使轮架和轮胎转动。每个轮毂电机都可以独立控制旋转方向,前进和后退,并且可以与一个或多个其他轮毂电机配合。轮毂电机可以抵抗制动,并在车辆惯性运动时作为发电机和发电储存在电池中。.
优选的,本实用新型内容所述的转向电机,其特征在于:固定在固定支架上,悬臂可以任意角度转动,通过转向电机的转动可以控制悬臂转向。任意角度,可以使前、后、内外轮胎和/或每组轮胎的转动角度不均匀或可能相同,并且在不同速度下,内外轮胎转向角度不同每个转向角可以得到最佳匹配。
优选的,本实用新型内容所述的吊架,其特征在于:上端固定在可任意转动的固定支架上,下端固定在中心轴上。车轮的,无论轮毂电机安装在车轮的哪个位置,当车轮中心轴转动时,轴承滚珠安装在悬挂架的两侧;车轮离心旋转时,悬架两侧无轴承滚珠,轴承滚珠在车轮内中心轴的外围。当轮毂电机安装在悬挂架上时,当吊架在一侧时,轴承滚珠安装在吊架另一侧的中心轴外围,使中心轴能平稳转动。当转向电机由电力驱动时,转向电机带动悬挂架转动。由于车轮的中心轴固定在悬吊架的下端,当悬吊架转动时,车轮也与悬吊架同向同角度地转动,从而完成转向。的目标。
优选的,本实用新型内容所述的减振系统,其特征在于:第一减振器对悬架的减振效果和第二减振系统在轮毂电机轮周围的减振效果是可控的。第二个阻尼系统由箱体控制和分配,包括主动轮内减震器、轮内主动空气弹簧和阻尼制动电机。在位置上,第一减震器和第二减震器系统都可以安装,也可以安装一个。
优选地,本实用新型内容所述的制动系统,其特征在于:包括轮毂电机的电阻制动,以及制动盘、制动钳的机械制动等制动设备。
优选地,本实用新型内容所述的固定支架,其特征在于,悬架和转向电机固定在上方,底部固定在底盘上,可以将车辆的作用力通过支架传递到地面。系统。
优选地,本实用新型内容所述的底盘上开设的空间,其特征在于:底盘上开设的空间可以是任何形状,只要其大小足以让车轮向任何方向转动即可。
优选地,本实用新型内容所述的控制箱,其特征在于:由单片机、电机驱动器和控制面板组成,接收安装在方向控制机构上的传感器的信号,并将信号输出到转向电机。它可以控制每个车轮,因此前组和后组车轮的转向方向和角度可以相同或不同。控制箱可预设转向模式,或在行驶过程中手动调整不同的转向模式。控制箱可以控制车轮的角度,使内外轮的转向角不同,在不同的车速下有不同的转向角。控制箱还可以控制和分配第一和第二减震系统的减震效果。,控制和分配电阻制动和机械制动的制动效果,控制轮毂电机何时进行电阻制动,何时切换到发电机,并将电能存储在电池中。
采用上述技术方案,与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:根据配备本实用新型的车辆,可以完成180度转弯。现场零转弯半径动作,平行泊车,从静止状态到任意方向运动,斜向运动,高速转向均可使用漂移模式,不同速度下多种车轮转向模式。内外轮可以相互配合,优化内外胎在不同车速下的转向角。显着减少轮胎磨损。
图纸说明
如图。附图说明图1是本发明的转向系统的立体图。1:固定支架与车轮同向前进。
图2是本发明的转向系统的立体图。图2:固定支架垂直于车轮前进方向。
如图。图3是本发明的转向装置的轮毂马达的外观图。
如图。图4是本发明的转向系统的轮毂电机的车轮的内视结构图1。
图5为本发明转向系统轮毂电机的轮毂电机轮结构图2。
如图。图6是本发明转向系统的轮毂电机轮的结构图3。
如图。图7是本发明转向系统的轮毂电机轮的结构图4。
如图。图8为本发明转向系统的悬架结构示意图。
图9是安装有高速转向系统的车辆的高速转向图,是车辆从静止状态倾斜45度移动的俯视图。
如图。图10是搭载有转向装置的车辆低速行驶时的低速转向图。
图11是安装了本转向系统的90度平行停车车辆的俯视图。
图12是安装转向系统的车辆180度掉头俯视图:车辆以质心为圆心转动,四个车轮相互配合,各转弯35-55度,可实现直接180度掉头,回转半径为零的效果。
图13是本发明的转向系统的轮胎的示意性俯视图。
编码规则
一个代码代表一个零件或零件,相同的代码会出现在不同的图纸中。
编码部分用于说明各部分之间的联系。在图 9-13 中,它们用于说明本发明的实际性能。所以里面的零件就不再编码了。
零件编号 说明
1 轮毂电机车轮:在车轮上安装轮毂电机、制动装置和减震装置。
2 第一个减震器。
3个衣架。
4 转向马达。
5固定支架。
6 底盘空间:车轮有自由转动的空间。
7底盘。
8 控制箱:控制每个车轮的转向角,如何与其他车轮配合,转向方式,控制和分配第一和第二阻尼系统的阻尼效果,控制和分配阻力制动和机械制动。动态效果,并控制轮毂电机何时抵抗制动以及何时切换到发电机。
9 轴承:车轮上和中轴外围的轴承。
10 中轴线。
11个轮毂电机。
12个刹车卡钳。
13 刹车盘。
14 个轮内主动减震器。
15减震刹车马达。
16 个轮内主动空气弹簧。
17 轴承:悬挂架一侧和中轴外围的轴承。
18 控制面板
19 单片机
20电机驱动
21 传感器:安装在方向控制机构上,与控制箱相连。
详细方法
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明,并说明其所发挥的作用。下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。示例性实施例的描述仅用于示例性目的,决不限制本发明及其应用或用途。
示例 1:
如图所示。如图1所示,当转动方向盘时,通过控制箱8用电力驱动转向电机4,转向电机4带动悬挂架3转动,悬挂架3固定在固定支架5上,固定支架5固定在底盘7上,底盘开出的空间6足以让车轮任意转动,因此悬挂架3可以任意角度转动,轮毂电机轮1的中心轴固定在底盘7上。悬挂架3,所以当悬挂架3转动到任意角度时,轮毂电机轮1也转动到任意角度。
如图1和图4-7所示,轮毂电机轮1装有轮毂电机11,可以前后移动。轮毂电机车轮1装有制动钳12、制动盘13、轮毂电机11还具有电阻制动功能,因此可以制动。
示例 2:
如图 1 和图 4-8 所示,转向系统包括悬挂框架上的第一减震器和轮毂电机轮周围的第二减震器系统。两者的减震效果可通过控制箱8控制和分配,第二减振系统包括主动轮内减振器14、轮内主动空气弹簧16、阻尼制动电机15、可以安装在轮毂上 电机轮1也可以安装在悬架3的任意部位,第一减振器和第二减振系统可以同时安装,也可以一个安装。
示例 3:
如图 1-2 和图 4-7 所示,当驾驶员踩下刹车时,控制箱 8 可以控制车轮内制动钳的制动盘,同时启动车轮的阻力制动功能。轮毂电机11完成制动,轮毂制动钳12与轮毂电机11的阻力制动效果的比例也可以通过控制箱8来控制。
示例 4:
如图所示。如图4所示,轮毂电机11的旋转方式有六种。第一种轮毂电机11为离心旋转,中心轴10不旋转。中心轴10固定在悬挂架3的两侧,上、中轴10外围有轴承9等活动部件,可使车轮绕中心轴10转动。
示例 5:
如图所示。如图5所示,轮毂电机11的旋转模式有6种。第二种轮内轮毂电机11转动中心轴10以驱动车轮转动。此时,轴承17安装在悬架3的两侧。此时,轴承17安装在悬架3的两侧,而不是安装在车轮上,以使中心轴10能够平稳转动。方向。
示例 6:
如图所示。如图6所示,轮毂电机11的旋转方式有六种。第三种轮毂电机11不是安装在圆心旋转轮胎有几种车,而是安装在车轮的其他位置。通过机械装置,轮子进行离心旋转。,在轮子和中轴10的外围有轴承9,可以使轮子绕中轴10转动。
示例 7:
如图所示。如图7所示,轮毂电机11的旋转模式有六种。第四轮毂电机11不安装在圆心,而是安装在车轮的其他位置。轴10转动时,轴承17安装在悬架两侧,而不是车轮上,使中心轴10能够平稳转动。向任意方向转动悬挂架 3。
示例 8:
参考图。如图4和图6所示,轮毂电机11有6种转动方式。第五种轮毂电机11不安装在车轮内,而是安装在悬架3的一侧。通过机械装置,轮子以离心方式旋转。转动时,轮子上和中轴10的外围有轴承9,可以使轮子绕中轴10转动。
示例 9:
参考图。如图5和图7所示,轮毂电机11有6种转动方式。第六种轮毂电机11不安装在车轮内,而是安装在悬架3的侧面,车轮中心轴10通过机械装置旋转。,当中心轴10转动时,在悬挂架3的对面、中心轴10外侧安装有轴承17,可使中心轴10转动平稳。11包覆,车轮仍可随悬挂架3向任意方向转动。
例 10:
如图所示。如图2所示,固定支架5可以安装在与车轮行进方向垂直的位置,其他作用和作用方式与图2相同。如图1所示,固定支架5平行于车轮的前进方向安装。
例 11:
如图1、2所示,在固定支架5上方固定有悬挂架3和转向电机4,转向电机4可以转动悬挂架3,固定架5下部固定在底盘上,它可以将转动的力通过这个系统传递到地面。
例 12:
如图1、2所示,底盘上开出的空间6就是底盘上开出的空间,可以是圆形、方形或任何形状,只要有足够的空间让轮子可以任意转动方向、尺寸和大小均在本发明的保护范围之内。
例 13:
如图1、2所示,控制箱8可以控制前组和后组车轮的转向方向和角度,可以相同也可以不同。它可以手动调整到不同的转向模式。控制箱可以控制车轮的角度,使内外轮的转向角不同,在不同的车速下,内外轮的转向角也不同。控制箱还可以控制和分配转向角。第一和第二阻尼系统的阻尼作用,控制和分配电阻制动和机械制动的制动作用,控制轮毂电机何时电阻制动和何时切换到发电机,并将电能存储在电池中。
例 14:
如图13所示,悬挂架3由转向电机4转动,轮毂电机轮1的中心轴锁定在悬挂架3上,因此轮毂电机轮1可以从A4点转动到点A2顺时针,逆时针,甚至可以360度转回A4点。
例 15:
如图11和图13的平行泊车图所示,由于车轴对车轮的转动角度没有限制,当悬挂架3逆时针转动90度,垂直于车身转动90度时,轮毂电机1后退,可直接平行停车,顺时针90度,轮毂电机1后退,可直接驶离车位。
例 16:
如图12所示,当四个轮子旋转30-60度并相互配合时,它们以车辆的质心为圆心旋转,因此可以直接进行180度的转弯,回转半径为零。也可以360度任意方向转动。
转弯时,在内外胎转向角相同的限制下,内胎承受的压力更大,因此内胎的磨损大于外胎。在这种设计中旋转轮胎有几种车,转向角和转向方式由驾驶员控制,而内外轮转向角的组合则由控制箱自动控制。假设旋转角度为0.05度的区间,则可以在不同的速度下得到(假设每小时的速度每0.5公里为一个区间),内圈的最佳匹配和外胎为协同转向角的所有转角,(假设时速40公里,内胎转17度,外胎转16.4度)。这种设计可以显着减少轮胎磨损,减少空气污染。目前的汽车设计采用机械设备来实现这一功能,因此只能在6度以内的小转向角内实现内外胎不同转向角的内外配合。因为是机械控制的,所以这种设计不可能达到上述精度。度,当转向角大于6度或更大时,不能实现内外胎不同转向角的内外配合;目前有车桥内外胎不同转向角的设计。使用一段时间后,由于机械磨损,
例 17:
如图9所示,四个轮子可以同时旋转任意角度,因此采用这种设计的陆地移动工具可以从静止状态斜向任意方向移动。例如,当四个轮子同时旋转45度时,它们可以斜向45度的方向移动。陆地移动工具可以在不改变车身角度的情况下从静止位置沿任意方向斜向移动。如图 9 所示,它可以斜向左上角移动。45 度,而汽车的前部仍朝上。
如图13所示,从设计上看,四个轮子都可以360度旋转。在实践中,未来可以开发需要大角度如300度的应用。
转弯时根据前后轮配合的不同,有3种基本模式和2种组合模式。各种模式由控制箱切换,可在行驶过程中预设或手动切换。
传统转向方式:前轮转动,后轮不动。
低速转向模式:如图10所示,前轮左转后轮右转,转向半径可以小很多。低速转向时,前后轮可以反向转向,大大减小了转弯半径,增加了车辆的操控灵活性。
高速转向模式:如图9所示,前后轮同向左转。重心高速漂移时,四轮同时抓地,安全性大大提高。同时,转向效率更高。高速转向时,四个车轮可以同时转向,增加抓地力,避免漂移。
传统转向模式+高速转向模式:每小时转向速度低于设定速度(此速度可在行驶过程中由控制箱手动切换,也可预设,目前假设为每小时50公里) ,转向在传统转向模式下,转向速度大于一定设定速度时,在高速转向模式下转弯。
低速转向模式+高速转向模式:每小时转向速度小于设定速度(此速度可以在行驶过程中通过控制箱手动切换,也可以预设,目前假设为每小时50公里),进入低速转向模式,转向速度大于某一设定速度时,进入高速转向模式。
尽管已经参照示例性实施例对本发明进行了描述和描述,但应当理解,本发明不限于所公开的实施例,以及在说明书中详细描述和图示的具体实施例,并且在本发明的范围内在本发明的原理和范围内,可以对本发明进行修改,以引入本说明书中未描述的任何变化、替换或等效组件,而不脱离本发明的范围,本领域技术人员可以进行各种所做的改动,所有这些改动都在本发明的保护范围之内。