一种车辆底盘以及车辆

文档序号:1809157 发布日期:2021-11-09 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 一种车辆底盘以及车辆 (Vehicle chassis and vehicle ) 是由 姚连涛 于 2021-09-13 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种车辆底盘以及车辆,车辆底盘包括:四个车轮、车架、四组可变角度传动装置、四组悬挂系统、两组差速系统、两组转向系统,车架、四组可变角度传动装置、四组悬挂系统、两组差速系统、两组转向系统都支持四个车轮同时向一侧的转向角度至少为90度。通过对车辆底盘中各组成装置以及系统的布局设计,使得四个车轮能够同时向一侧的转向角度至少为90度,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。(The invention provides a vehicle chassis and a vehicle, the vehicle chassis includes: the four-wheel steering system comprises four wheels, a frame, four groups of variable-angle transmission devices, four groups of suspension systems, two groups of differential systems and two groups of steering systems, wherein the frame, the four groups of variable-angle transmission devices, the four groups of suspension systems, the two groups of differential systems and the two groups of steering systems support that the four wheels simultaneously have a steering angle of at least 90 degrees towards one side. Through the layout design of all the components and the systems in the vehicle chassis, the steering angle of the four wheels towards one side is at least 90 degrees, the obstruction of the components and the systems in the chassis on the steering of the wheels is avoided, and the wheels are prevented from being blocked by the components and the systems in the chassis to limit the rotation amplitude of the wheels; the functions of transverse running, four-wheel steering, pivot rotation and the like of the vehicle are realized.)

一种车辆底盘以及车辆

技术领域

本发明涉及车辆工程领域,尤其涉及一种车辆底盘以及车辆。

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,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。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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种车辆底盘以及车辆。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种车辆底盘,其包括:四个车轮、车架、四组可变角度传动装置、四组悬挂系统、两组差速系统、两组转向系统,所述车架、四组所述可变角度传动装置、四组所述悬挂系统、两组所述差速系统、两组所述转向系统都支持四个所述车轮同时向一侧的转向角度至少为90度。

本发明的有益效果是:通过对车架、四组可变角度传动装置、四组悬挂系统、两组差速系统、两组转向系统的布局设计,使得四个车轮能够同时向一侧的转向角度至少为90度,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。能够实现四轮转向、四轮驱动、横向移动以及原地旋转等功能,并且能够提高汽车的高速稳定性和低速机动性,方便泊车入位。

进一步地,所述可变角度传动装置包括:转向万向节、转向万向节连杆、第一万向节、花键伸缩连杆、动力万向节连杆、第二万向节、动力万向节,所述转向万向节一端旋转固定于羊角轴并穿过羊角轴与车轮固定连接,另一端由转向万向节连杆连接第一万向节,第一万向节的另一端与第二万向节由花键伸缩连杆连接,并旋转固定在控制臂上,所述花键伸缩连杆的轴线与所述车轮的转向范围中心线重合,第二万向节由动力万向节连杆连接动力万向节,动力万向节另一端与差速系统的输出伞齿轮连接。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设计带有转向万向节、转向万向节连杆、第一万向节、花键伸缩连杆、第二万向节、动力万向节的可变角度传动装置,充分发挥利用万向节的工作角度范围,多个万向节配合使用,便于可变角度传动装置支持四个所述车轮同时向一侧的转向角度至少为90度,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。

进一步地,所述差速系统包括:中伞齿轮、中输出伞齿轮、中连杆、外伞齿轮、外输出伞齿轮、外连杆、差速器,所述中伞齿轮花键连接中连杆,中连杆另一端穿过外伞齿轮和外连杆接入差速器,外连杆一端接入差速器,另一端花键连接外伞齿轮,外伞齿轮与外输出伞齿轮啮合,中伞齿轮与中输出伞齿轮啮合,外输出伞齿轮以及中输出伞齿轮分别对应与四组可变角度传动装置的动力万向节连接。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设计带有中伞齿轮、中输出伞齿轮、中连杆、外伞齿轮、外输出伞齿轮、外连杆、差速器的差速系统,区别于传统差速器系统的左右半轴同轴心线的安装在差速器的两侧,导致传统差速器系统拘束了左右半轴的工作角度范围。而本发明可以通过增长或缩短中连杆和外连杆的长度,增加左右半轴的工作角度范围,便于支持可变角度传动装置的安装,以满足车轮同时向一侧的转向角度至少为90度,向另一侧的转向角度最多为45度。

进一步地,所述车架上设置有动力源,所述动力源与所述差速器传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是:动力源的设置,用于为差速器提供动力,驱动底盘运动。

进一步地,所述转向系统包括:转向伸缩装置、左右两个弧形转向杆、左右两个转向支臂,所述转向伸缩装置设置在车架上,左右两个弧形转向杆一一对应铰接在转向伸缩装置的两端,左右两个弧形转向杆的另一端一一对应铰接同一侧的转向支臂上,所述转向支臂是羊角轴的一部分,左右转向支臂的中心线平行并偏向车轮转向角度较小的一侧,以避免转向死点。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设计带有转向伸缩装置、左右两个弧形转向杆、左右两个转向支臂的转向系统,可以同时或分别控制前后排车轮的转向和转向角度,可以同时控制同排的两个车轮的转向。

进一步地,所述车轮转向角度较小的一侧为转向角度小于等于45度的一侧。

采用上述进一步方案的有益效果是:左右转向支臂的中心线平行并偏向车轮转向角度较小的一侧,以避免转向死点。

进一步地,所述悬挂系统包括:至少一个控制臂,所述控制臂的一端可上下摆动地与所述车架铰接,另一端与羊角轴铰接,控制臂的外周边界位于车轮转向范围之外。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设计带有至少一个控制臂的悬挂系统,便于羊角轴与车架连接。控制臂的外周边界位于车轮转向范围之外,使得四个车轮能够同时向一侧的转向角度至少为90度,向另一侧的转向角度小于等于45度,独立悬挂提高乘坐舒适性的同时,实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。

进一步地,所述车轮转向范围为车轮向一侧的转向角度至少为90度至向另一侧的转向角度小于等于45度。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设计带有至少一个控制臂的悬挂系统,便于羊角轴与车架连接。控制臂的外周边界位于车轮转向范围之外,使得四个车轮能够同时向一侧的转向角度至少为90度,向另一侧的转向角度小于等于45度,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。

进一步地,所述车架、四组所述可变角度传动装置、四组所述悬挂系统、两组所述差速系统、两组所述转向系统都支持四个所述车轮同时向另一侧的转向角度小于等于45度。

此外,本发明还提供了一种车辆,其包括:上述任意一项所述的一种车辆底盘。

本发明的有益效果是:通过对车架、四组可变角度传动装置、四组悬挂系统、两组差速系统、两组转向系统的布局设计,使得四个车轮能够同时向一侧的转向角度至少为90度,向另一侧的转向角度小于等于45度,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例提供的车辆底盘的双叉臂结构俯视图。

图2为本发明实施例提供的车辆底盘的双叉臂结构侧视图。

图3为本发明实施例提供的车辆底盘的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的车辆底盘的麦弗逊结构侧视图。

图5为本发明实施例提供的车辆底盘的轴向原理示意图。

图6为本发明实施例提供的车轮轴向范围和万向节范围示意图。

图7为本发明实施例提供的车辆底盘的前轮转向90度结构示意图。

图8为本发明实施例提供的车辆底盘的前轮右转45度、后轮左转45度结构示意图。

附图标号说明:1-车轮;2-车架;3-可变角度传动装置;4-悬挂系统;5-差速系统;6-转向系统;7-控制臂;8-羊角轴;9-动力源;13-转向万向节连杆;14-花键伸缩连杆;15-动力万向节连杆;16-转向万向节;17-第一万向节;18-第二万向节;19-动力万向节;23-差速器;25-中伞齿轮;26-中输出伞齿轮;27-外伞齿轮;28-外输出伞齿轮;29-外连杆;30-中连杆;31-弧形转向杆;32-转向伸缩装置;33-转向支臂;34-第二联轴器;35-第一联轴器。

具体实施方式

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

如图1至图8所示,本发明实施例提供了一种车辆底盘,其包括:四个车轮1、车架2、四组可变角度传动装置3、四组悬挂系统4、两组差速系统5、两组转向系统6,所述车架2、四组所述可变角度传动装置3、四组所述悬挂系统4、两组所述差速系统5、两组所述转向系统6都支持四个所述车轮1同时向一侧的转向角度至少为90度。

本发明的有益效果是:通过对车架、四组可变角度传动装置、四组悬挂系统、两组差速系统、两组转向系统的布局设计,使得四个车轮能够同时向一侧的转向角度至少为90度,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。

图6中的A代表车轮转向的总角度,可以为135度,B代表车轮向另一侧的转向角度小于等于45度,C代表车轮向一侧的转向角度至少为90度,D代表双万向节理论最大工作范围。

需要说明的是,车轮转向的工作角度取决于双万向节的最大工作角度范围,而万向节的最大工作角度范围又受种类以及加工工艺等影响,万向节的理论最大工作角度虽大,但万向节大角度工作会加快磨损损坏,缩短使用寿命,降低传动效率,所以A是D中从优截选的一部分,以满足车辆的横向行驶,以及正常的左右转向,D的范围受万向节的技术发展水平影响。

本发明的一侧和另一侧可以对应为底盘的左侧和右侧,也可以对应为底盘的右侧和左侧。

通过将可变角度传动装置倾斜且可转动地设置在控制臂上,根据实际需要,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;克服技术偏见,改变现有技术中传动轴与车轮近似于垂直安装的技术偏见,将可变角度传动装置倾斜安装在控制臂,使得可变角度传动装置与车轮之间具有倾斜角度,防止传动轴对车轮转向的阻碍,充分利用双万向节的工作角度范围,实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。

四轮转向可以提供低速灵活性,高速稳定性,减小内轮差,提高安全性,相对于前轮转向,在不影响原转弯半径的前提下,增加轴距,提升车内空间。横向移动可以横向泊车入位出位,简单易操作,尤其是驾驶经验不足或者女性司机,对于自动泊车也因此变得程序简化易完成。现在各大汽车厂家都在研发自动驾驶系统和电脑驱动汽车,自动驾驶让汽车拥有聪明的头脑,而四轮转向四轮驱动赋予汽车更灵活、强壮的身体基础。

位于车架左侧的一对可变角度传动装置向车架的前方倾斜,位于车架右侧的一对可变角度传动装置向车架的后方倾斜,使得底盘前桥和后桥的车轮均可以同向摆动,且可变角度传动装置在为车轮传递动力的同时最大限度地为车轮的转向让位,防止可变角度传动装置阻碍车轮转向,增大车轮转向幅度,使得车轮右转角度可达90度,左转角度可达45度,车轮摆动角度为135度。控制臂可以为三角形结构,位于车架左侧的控制臂的斜边朝向车架的后方,位于车架右侧的控制臂的斜边朝向车架的前方,使得底盘前桥和后桥的车轮均可以同向摆动,且控制臂在对车辆支撑的同时最大限度地为车轮的转向让位,防止控制臂阻碍车轮转向,增大车轮转向幅度,使得车轮右转角度可达90度,左转角度可达45度,车轮摆动角度为135度。

如图1至图8所示,进一步地,所述可变角度传动装置3包括:转向万向节16、转向万向节连杆13、第一万向节17、花键伸缩连杆14、动力万向节连杆15、第二万向节18、动力万向节19,所述转向万向节16一端旋转固定于羊角轴8并穿过羊角轴8与车轮1固定连接,另一端由转向万向节连杆13连接第一万向节17,第一万向节17的另一端与第二万向节18由花键伸缩连杆14连接,并旋转固定在控制臂7上,所述花键伸缩连杆14的轴线与所述车轮1的转向范围中心线重合,第二万向节18由动力万向节连杆15连接动力万向节19,动力万向节19另一端与差速系统5的输出伞齿轮连接。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设计带有转向万向节、转向万向节连杆、第一万向节、花键伸缩连杆、第二万向节、动力万向节的可变角度传动装置,充分发挥利用万向节的工作角度范围,多个万向节配合使用,便于可变角度传动装置支持四个所述车轮同时向一侧的转向角度至少为90度,向另一侧的转向角度小于等于45度,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。

如图1至图8所示,进一步地,所述差速系统5包括:中伞齿轮25、中输出伞齿轮26、中连杆30、外伞齿轮27、外输出伞齿轮28、外连杆29、差速器23,所述中伞齿轮25花键连接中连杆30,中连杆30另一端穿过外伞齿轮27和外连杆29接入差速器23,外连杆29一端接入差速器23,另一端花键连接外伞齿轮27,外伞齿轮27与外输出伞齿轮28啮合,中伞齿轮25与中输出伞齿轮26啮合,外输出伞齿轮28以及中输出伞齿轮26分别对应与四组可变角度传动装置3的动力万向节19连接。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设计带有中伞齿轮、中输出伞齿轮、中连杆、外伞齿轮、外输出伞齿轮、外连杆、差速器的差速系统,便于为可变角度传动装置传递动力,便于差速系统支持四个所述车轮同时向一侧的转向角度至少为90度,向另一侧的转向角度小于等于45度,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。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。

如图1至图8所示,进一步地,所述车架2上设置有动力源9,所述动力源9与所述差速器23传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是:动力源的设置,用于为差速器提供动力,驱动底盘运动。

其中,动力源9通过第一联轴器35与前差速器连接,动力源9通过第二联轴器34与后差速器连接。

如图1至图8所示,进一步地,所述转向系统6包括:转向伸缩装置32、左右两个弧形转向杆31、左右两个转向支臂33,所述转向伸缩装置32设置在车架2上,左右两个弧形转向杆31一一对应铰接在转向伸缩装置32的两端,左右两个弧形转向杆31的另一端一一对应铰接同一侧的转向支臂33上,所述转向支臂33是羊角轴8的一部分,左右转向支臂33的中心线平行并偏向车轮转向角度较小的一侧,以避免转向死点。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设计带有转向伸缩装置、左右两个弧形转向杆、左右两个转向支臂的转向系统,可以同时或分别控制前后排车轮的转向和转向角度;可以同时控制同排的两个车轮的转向。

转向伸缩装置是左右移动的,左边伸出时,右边收缩,内部为一体式结构,可以是液压,也可以是电动直齿条助力或电机驱动等。

如图1至图8所示,进一步地,所述车轮转向角度较小的一侧为转向角度小于等于45度的一侧。

采用上述进一步方案的有益效果是:左右转向支臂的中心线平行并偏向车轮转向角度较小的一侧,以避免转向死点。

如图1至图8所示,进一步地,所述悬挂系统4包括:至少一个控制臂7,所述控制臂7的一端可上下摆动地与所述车架2铰接,另一端与羊角轴8铰接,控制臂7的外周边界位于车轮1转向范围之外。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设计带有至少一个控制臂的悬挂系统,便于羊角轴与车架连接。控制臂的外周边界位于车轮转向范围之外,使得四个车轮能够同时向一侧的转向角度至少为90度,向另一侧的转向角度小于等于45度,独立悬挂提高乘坐舒适性的同时,实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。

如图1至图8所示,进一步地,所述车轮1转向范围为车轮1向一侧的转向角度至少为90度至向另一侧的转向角度小于等于45度。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设计带有至少一个控制臂的悬挂系统,便于羊角轴与车架连接。控制臂的外周边界位于车轮转向范围之外,使得四个车轮能够同时向一侧的转向角度至少为90度,向另一侧的转向角度小于等于45度,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。

如图1至图8所示,进一步地,所述悬挂系统4可以为双叉臂式独立悬挂或者麦弗逊式独立悬挂。

采用上述进一步方案的有益效果是:采用独立悬挂可以提高车辆的舒适性以及稳定性。

需要说明的是,本发明的悬挂系统可以但不限于双叉臂式独立悬挂或者麦弗逊式独立悬挂,其他悬挂结构也适用。

进一步地,所述车架、四组所述可变角度传动装置、四组所述悬挂系统、两组所述差速系统、两组所述转向系统都支持四个所述车轮同时向另一侧的转向角度小于等于45度。

此外,本发明实施例还提供了一种车辆,其包括:上述任意一项所述的一种车辆底盘。

本发明的有益效果是:通过对车架、四组可变角度传动装置、四组悬挂系统、两组差速系统、两组转向系统的布局设计,使得四个车轮能够同时向一侧的转向角度至少为90度,向另一侧的转向角度小于等于45度,避免底盘中各组成装置以及系统对车轮转向的阻碍,防止车轮被底盘中各组成装置以及系统卡死而限制车轮的转动幅度;实现车辆的横向行驶、四轮转向及原地旋转等功能。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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