[发明专利]独立悬挂转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种转向系统，更具体地，涉及一种在具有轮毂电机 的全向车辆中使用的独立悬挂转向系统。

背景技术

大部分商用车辆的转向角通常在±35°之间。由于转向角的限制， 这类车辆不容易在小空间内停车或转向。

第6,561,307号美国专利披露了如图1所示的用于独立悬挂系统的 线控转向系统10。转向系统10包括上控制臂14和下控制臂16。中间 悬挂构件20通过臂14和16上下运动，但是不能前后运动。构件20 在连接件26和26’处支撑转向节24，连接件26和26’限定了主销中心 线A。转向节24包括支撑车轮30的芯轴28。转向节24绕着主销中 心线A转动期望的转向角将使车轮30相应地转动。此外，转向电机 32被安装在构件20上以使转向节24相对于构件20转动。

然而，由于转向电机32通常被置于如图1所示的臂14与臂16 之间的有限空间内，因此簧下质量很大并且难以得到使车轮转向的最 佳方案。此外，主销中心线A还用作转向轴线以使车轮30转动，因 为有必要考虑控制臂与车轮的定位参数(例如，车轮外倾角、主销后 倾角、主销内倾角和前束等)之间的关系，因此不容易得到高达+90° 的大转向角。也就是说，由于车轮与控制臂之间的相对位置，不容易 得到高达+90°的大转向角而在车轮与控制臂之间不出现任何阻碍。

发明内容

根据常规的独立悬挂转向系统的缺点，本发明提出了一种独立悬 挂转向系统，该独立悬挂转向系统实现-90°至+90°的大转向角而在 车轮与控制臂之间不存在任何阻碍，从而具有所述转向系统的车辆可 以容易地在小空间内停车或转向。

根据本发明的一方面，提出了一种用于使车轮转向的独立悬挂转 向系统，包括转轴、轮架、上控制臂、下控制臂、以及被安装至所述 轮架轮毂电机。所述上控制臂的第一端和下控制臂的第一端在一对第 一连接件处分别被连接至所述转轴的上端和下端，所述上控制臂的第 二端和所述下控制臂的第二端在一对第二连接件处分别被连接至所述 轮架。所述一对第一连接件限定转向轴线，所述一对第二连接件限定 主销中心线。所述主销中心线与所述转向轴线分离并且被配置为限定 所述车轮的运动轨迹，所述转轴绕所述转向轴线转动以驱使所述上控 制臂、所述下控制臂和所述轮架转动，从而驱动所述轮毂电机使所述 车轮转向，以使所述车轮沿着所述运动轨迹运动。

在本发明中提出的所述独立悬挂转向系统可实现-90°至+90°的 大转向角，并且车轮与控制臂之间不存在任何阻碍。

附图说明

通过参照附图详细描述优选的实施方式，本发明的上述优点和其 它优点变得更加显而易见，其中：

图1示意性地示出了已知的独立悬挂转向系统；

图2示意性地示出了根据本发明的独立悬挂转向系统的机械轮 廓；

图3A-3Q分别示意性地示出了装配有根据本发明的独立悬挂转向 系统的全向车辆的不同的运动模式；以及

图4A-4H示出了具有根据本发明的独立悬挂转向系统的车辆的不 同的转向角。

具体实施方式

图2示出了在全向车辆中使用的、本发明的独立悬挂转向系统 100。独立悬挂转向系统100包括轮架99，上控制臂50和下控制臂60 分别在一对连接件21和21’处连接至轮架99。第二连接件21和21’ 限定主销中心线102，主销中心线102限定车轮111的运动轨迹。上 控制臂50和下控制臂60上远离轮架99的端部分别在一对连接件20 和20’处连接于转轴90的上端和下端。连接件20和20’限定了转向轴 线101，转轴90绕着转向轴线101转动。根据本发明，转向轴线101 和主销中心线102相互分离，从而控制臂的长度和车轮的定位参数可 被独立地考虑。

因而，控制臂50和60以及轮架99可作为整体转动。转轴90可 绕转向轴线101转动，但不能沿车辆高度方向向上和向下运动。轮架 99被安装至轮毂电机40的轴线，即，轮毂电机40的定子被安装至轮 架99，从而允许轮毂电机40绕其轴线转动，但不能沿着其轴线方向 运动。

再次参照图2，转向电机11通过由转向电机11驱动的变速箱10 (例如，涡轮变速箱)连接至转轴90。特别地，变速箱10通过销(未 示出)连接至转轴90，从而变速箱10的输出轴和转轴90同心。