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一种传动装置、转向系统及整车

文献发布时间:2023-06-19 18:37:28


一种传动装置、转向系统及整车

技术领域

本发明涉及整车的底盘领域,尤其涉及一种传动装置、转向系统及整车。

背景技术

现有技术中,有一种用于轮内电动机的双叉臂悬架系统,该系统包括上臂,该上臂具有布置成枢转地连接到电动机安装板的上部的第一端和相对于每一个间隔开的两个第二端,其中上臂的每个第二端被布置成分别连接到第一和第二悬架安装点。下臂具有布置成枢转地联接到电动机安装板的下部的第一端和相对于彼此间隔开的两个第二端,其中下臂的每个第二端布置成分别连接到第三和第四悬架安装点;第一联接构件具有在下臂的第一端和第二端之间枢转地联接到下臂的第一端,并且第一联接构件的第二端枢转地联接到第二联接元件的第一端,其中第二第二联接构件的端部布置成在上臂的第一端和下臂的第一端之间的位置处枢转地联接到电动机安装板。

其技术缺点在于结构复杂,使用的零部件较多,同时现有技术普遍将转向机构设置在角单元的上部,导致底盘上部的空间利用率不高。

发明内容

本发明提供了一种传动装置、转向系统及整车,以实现节省整车底盘空间,并提高底盘上部空间利用率。

根据本发明的第一方面,提供了一种传动装置,包括转向电机、第一级蜗杆、第一级蜗轮、第二级蜗杆、第一级蜗轮轴及角单元;

所述转向电机的第一端与所述第一级蜗杆的第二端转动连接;

所述第一级蜗杆的传动区域与所述第一级蜗轮的传动区域镶嵌传动连接;

所述第一级蜗轮的中心通孔部位穿过所述第一级蜗轮轴,所述第二级蜗杆的第一端连接所述第一级蜗轮轴的第二端;

所述第二级蜗杆的传动区域与所述角单元传动连接。

可选的,所述角单元包括角度传感器、转轴、第二级蜗轮、第二级蜗轮盖、传感器连杆及轴承座;

所述角度传感器通过联轴器与所述传感器连杆的第一端转动连接,且与所述转轴的第一面固定连接;

所述第二级蜗轮盖位于所述角单元的最低端,所述转轴、所述第二级蜗轮、所述轴承座、所述第二级蜗轮盖均设有中心通孔,以使得所述传感器连杆能穿过所述转轴、所述第二级蜗轮、所述轴承座插入所述第二级蜗轮盖的通孔位置,并与所述第二级蜗轮盖相固定;

所述第二级蜗轮盖固定在所述轴承座的第二面;

所述转轴的第二面与所述第二级蜗轮的第一面通过花键固定连接,且所述转轴与所述第二级蜗轮作为一个整体与所述轴承座的第一面转动连接。

可选的,所述传感器连杆上设有铣扁结构,通过安装在所述第二级蜗轮盖上的螺栓及螺母压紧所述铣扁结构的平面使所述传感器连杆与所述第二级蜗轮盖不产生相对转动。

可选的,所述角单元、第一级蜗杆、第一级蜗轮、第二级蜗杆及第一级蜗轮轴都固定于蜗轮蜗杆传动箱内;

所述第一级蜗轮轴的第一端连有第一级蜗轮盖,所述第一级蜗轮盖通过螺栓及螺母与所述蜗轮蜗杆传动箱固定;

所述第一级蜗杆的第一端通过螺栓及螺母与所述蜗轮蜗杆传动箱转动连接;

所述转轴通过锁紧螺母和锁紧垫片转动安装在所述蜗轮蜗杆传动箱内,所述锁紧螺母和锁紧垫片位于所述第二级蜗轮盖与所述轴承座之间。

可选的,所述第一级蜗轮盖与所述第一级蜗轮轴的第一端之间、所述第一级蜗杆的第一端与所述蜗轮蜗杆传动箱之间、所述第一级蜗杆的第二端与所述转向电机之间、所述第二级蜗轮盖与所述轴承座之间、所述第二级蜗杆的第二端与所述蜗轮蜗杆传动箱之间、所述转轴与所述第二级蜗轮之间及所述第一级蜗轮轴的第二端与所述第二级蜗杆的第一端之间均设有轴承。

可选的,所述转轴与所述轴承座之间、所述轴承座与所述第二级蜗轮盖之间、所述第一级蜗轮盖与所述第一级蜗轮轴之间、所述转轴与所述第二级蜗轮之间均设有密封圈。

可选的,所述转轴与所述第二级蜗轮之间及所述轴承座与所述第二级蜗轮盖之间均设有隔套;

所述隔套用于对相连器件进行支撑。

可选的,所述传动装置还包括转向臂;所述转向电机通过螺栓及螺母和其上的定位稍固定于所述转向臂的第一端。

可选的,所述轴承座与所述第二级蜗轮盖之间还设有涡轮调整垫片;所述涡轮调整垫片用于调整所述轴承座与所述第二级蜗轮盖之间轴承的间隙。

根据本发明的第二方面,提供了一种转向系统,包含了本发明第一方面及可选方案所提供的传动装置、下纵臂总成及驱动总成;

所述驱动总成设有轮毂电机;所述轮毂电机设置在车轮内;

所述下纵臂总成第一端通过下纵臂T形套、螺栓及螺母与所述传动装置的转向臂的第二端连接;所述下纵臂总成的第二端通过转向节与所述轮毂电机连接;其中:

当所述传动装置的转向电机工作时,其带动所述蜗轮蜗杆传动箱内第一级蜗杆、第一级蜗轮、第二级蜗杆绕所述传动装置内的角单元的转轴的轴线转动,进而带动所述蜗轮蜗杆传动箱绕所述转轴的轴线转动;所述下纵臂总成及所述驱动总成通过所述转向臂跟随所述蜗轮蜗杆传动箱绕所述转轴的轴线转动,以实现所述车轮的360度旋转;且在所述车轮的旋转过程中,所述角单元的转轴与整车相连保持固定不动,以使得与所述转轴固定连接的第二级蜗轮及角度传感器保持不动,角单元的其他部件正常随所述蜗轮蜗杆传动箱转动;所述角单元通过角单元传感器采集所述角单元的转角数据,并将所述转角数据传递给整车的VCU,通过所述VCU对所述转向电机进行控制,进而实现对车轮转向的控制。

可选的,所述转轴的轴线相较于车轮的中心垂直线向内挪移并倾斜。

可选的,所述驱动总成包括轮毂电机、制动盘、制动卡钳、圆螺母、转向节;

所述制动盘通过螺栓及螺母固定在所述轮毂电机上;

所述转向节与所述轮毂电机相连,并通过铣扁结构对所述转向节与所述轮毂电机进行限位,以使得所述转向节与所述轮毂电机之间不发生相对转动,并通过所述圆螺母将所述转向节固定在所述轮毂电机上;

所述制动卡钳安装在所述转向节上。

可选的,所述转向系统还包括减振器及减振器支架;

所述减振器的第一端与所述减振器支架第二端相连,所述减振器的第二端与所述转向节相连;所述减振器支架的第一端与所述蜗轮蜗杆传动箱相连。

根据本发明的第三方面,提供了一种整车,包含了本发明第二方面及可选方案所提供的转向系统。

本发明提供的传动装置设置为倒置式,即所述传动装置的下端通过转向臂连接下纵臂总成,所述传动装置的上端为纯平无凸起的平面连接车架,从而车轮上方不再需要为转向驱动总成预留空间,能够使得车架和底盘设置为纯平,不仅车身内共载人或载物的空间变大的同时也变得规则,提高了底盘上部空间的利用率,降低底盘上载物的高度和质心,提升了载人、载物的便利性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的传动装置的结构图一;

图2为本发明实施例提供的传动装置的结构图二;

图3为本发明实施例提供的转向系统的结构图;

图4(a)为本发明实施例提供的转向系统的后视图;

图4(b)为本发明实施例提供的转向系统的左视图。

附图标记说明:

10-转向电机;

11-定位销;

20-第一级蜗杆;

30-第一级蜗轮;

40-第二级蜗杆;

50-第一级蜗轮轴;

60-角单元;

601-转轴;

602-第二级蜗轮;

603-轴承座;

604-第二级蜗轮盖;

605-锁紧垫片;

606-锁紧螺母;

607-涡轮调整垫片;

608-传感器连杆;

609-联轴器;

610-角度传感器;

70-转向臂;

701-转向臂头部;

702-转向臂体部;

703-转向臂尾部;

80-轴承;

90-油封;

100-隔套;

110-第一级蜗轮盖;

120-蜗轮蜗杆传动箱;

130-驱动总成;

131-圆螺母;

132-制动卡钳;

133-制动盘;

134-轮毂电机;

135-转向节;

136-减振器;

137-减振器支架;

140-下纵臂总成;

141-下纵臂T形套;

150-O型圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例中,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

参考图1,本发明实施例提供了一种传动装置,包括转向电机10、第一级蜗杆20、第一级蜗轮30、第一级蜗轮轴50、第二级蜗杆40及角单元60;

所述转向电机10的第一端与所述第一级蜗杆20的第二端转动连接;

所述第一级蜗杆20的传动区域与所述第一级蜗轮30的传动区域镶嵌传动连接;

所述第一级蜗轮30的中心通孔部位穿过所述第一级蜗轮轴50,所述第二级蜗杆40的第一端连接所述第一级蜗轮轴50的第二端;

所述第二级蜗杆40的传动区域与所述角单元60传动连接;其中:所述第一级蜗杆20包括圆柱形阿基米德蜗杆,该蜗杆的轴向齿廓是直线,轴向断面呈等腰梯形,与梯形螺纹相似,当然,所述第一级蜗杆20并不局限于阿基米德蜗杆,还可以是渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆等,在这里不做限定;所述第一级蜗轮30相当于斜齿圆柱齿轮,其轮齿分布在圆环面上,使齿轮能包住蜗杆,以改善接触状况。

请参考图2,作为一种优选实施方式,所述角单元60包括角度传感器610、转轴601、第二级蜗轮602、第二级蜗轮盖604、传感器连杆608及轴承座603;

所述角度传感器610通过联轴器609与所述传感器连杆608的第一端转动连接,且与所述转轴601的第一面固定连接;

所述第二级蜗轮盖604位于所述角单元60的最低端,所述转轴601、所述第二级蜗轮602、所述轴承座603、所述第二级蜗轮盖604均设有中心通孔,以使得所述传感器连杆608能穿过所述转轴601、所述第二级蜗轮602、所述轴承座603插入所述第二级蜗轮盖604的通孔位置,并与所述第二级蜗轮盖604相固定,其具体固定方式为:所述传感器连杆608上设有铣扁结构,并在所述第二级蜗轮盖604上安装螺栓,通过螺栓压紧铣扁结构的平面使所述传感器连杆608和所述第二级蜗轮盖604不产生相对移动,即所述传感器连杆608与所述角单元60不产生相对转动;

所述第二级蜗轮盖604固定在所述轴承座603的第二面;

所述转轴601的第二面与所述第二级蜗轮602的第一面通过花键固定连接,且所述转轴601与所述第二级蜗轮602作为一个整体与所述轴承座603的第一面转动连接;其中:所述转轴601与所述第二级蜗轮602通过外花键固定连接,并所述转轴601固定于所述整车的底盘;当所述传动装置控制车轮进行转动时,所述角单元60会绕着所述转轴601的轴线进行旋转,而所述转轴601和所述第二级蜗轮602作为一个整体保持不动,此时所述角度传感器610通过检测所述传感器连杆608的转动角度,可得到所述角单元60的转动角度。

作为一种具体实施方式,所述角单元60、第一级蜗杆20、第一级蜗轮30、第二级蜗杆40及第一级蜗轮轴50都固定于蜗轮蜗杆传动箱120内;

所述第一级蜗轮轴50的第一端连有第一级蜗轮盖110,所述第一级蜗轮盖110通过螺栓及螺母与所述蜗轮蜗杆传动箱120固定;

所述第一级蜗杆20的第一端通过螺栓及螺母与所述蜗轮蜗杆传动箱120转动连接;

所述转轴601通过锁紧螺母606和锁紧垫片605转动安装在所述蜗轮蜗杆传动箱120内,所述锁紧螺母606和锁紧垫片605位于所述第二级蜗轮盖604与所述轴承座603之间。

作为一种优选实施方式,所述第一级蜗轮盖110与所述第一级蜗轮轴50的第一端之间、所述第一级蜗杆20的第一端与所述蜗轮蜗杆传动箱120之间、所述第一级蜗杆20的第二端与所述转向电机10之间、所述第二级蜗轮盖604与所述轴承座603之间、所述第二级蜗杆40的第二端与所述蜗轮蜗杆传动箱120之间、所述转轴601与所述第二级蜗轮602之间及所述第一级蜗轮轴50的第二端与所述第二级蜗杆40的第一端之间均设有轴承80;目的是在所述转向电机10驱动所述第一级蜗杆20转动,进而通过所述第一级蜗轮30带动所述第二级蜗杆40围绕所述第二级蜗轮602进行转动的过程中,支撑各个旋转体进行转动,降低其运动过程中的摩擦系数,并保证其回转精度;因为各个旋转体在工作过程中可能向任何方向运动,所以需要轴承80确保各个旋转体只能做转动。

作为一种具体实施方式,所述603通过螺栓及螺母与所述蜗轮蜗杆传动箱120固定连接;所述轴承座603用于支撑所述转轴601与所述第二级蜗轮602之间的轴承80,固定轴承80的外圈,仅仅让内圈转动,外圈保持不动,始终与传动的方向保持一致,并且保持所述轴承80的平衡。

作为一种优选实施方式,所述转轴601与所述轴承座603之间、所述轴承座603与所述第二级蜗轮盖604之间及所述第一级蜗轮盖110与所述第一级蜗轮轴50之间均设有O形圈150;

所述转轴601与所述第二级蜗轮602之间设有油封90;所述O形圈150和所述油封90均适用于器件之间的旋转运动、轴向往复运动或组合运动,具有自密封作用;其中,所述油封90常用于密封油脂,所述油脂通常为润滑油;这里对于所述O型圈150和所述油封90的材质并不做限定。

作为一种具体实施方式,所述转轴601与所述第二级蜗轮602之间及所述轴承座603与所述第二级蜗轮盖604之间均设有隔套100;所述隔套100用于辅助所述轴承80对所述转轴601起到支撑作用。

请参考作为一种优选实施方式,所述传动装置还包括转向臂70,所述转向臂70呈从上到下的“厂”字形,包括转向臂头部701、转向臂体部702、转向臂尾部703;所述转向臂头部701为长方形空腔,所述转向电机10通过自身侧壁的定位销11和螺栓及螺母固定在所述转向臂70的长方形空腔内,即所述转向臂70和所述蜗轮蜗杆传动箱120通过所述转向电机10和所述第一级蜗杆20建立连接关系;所述转向臂体部702为所述转向臂头部701依次相连的第一外侧壁、第二外侧壁、第三外侧壁向下延伸的结构,所述转向臂尾部703位于所述转向臂体部702的末端呈中空的圆柱体;所述转向臂70用于连接所述蜗轮蜗杆传动箱120和下方的悬架结构;所述悬架结构可为单纵臂结构,也可以为双纵臂结构,这里不做限定。

作为一种优选实施方式,所述轴承座603与所述第二级蜗轮盖604之间还设有涡轮调整垫片607;所述涡轮调整垫片607用于调整所述轴承座603与所述第二级蜗轮盖604之间轴承80的间隙。

请参考图3及图4,本发明实施例提供了一种转向系统,包括所述传动装置、下纵臂总成140及驱动总成130;

所述驱动总成130设有轮毂电机134;所述轮毂电机134设置在车轮内;

所述下纵臂总成140第一端通过下纵臂T形套141、螺栓及螺母与所述传动装置的转向臂70的转向臂尾部703连接;所述下纵臂总成140的第二端通过转向节135与所述轮毂电机134连接。

在实际应用过程中,驾驶员通过操纵机构(如转向盘)输入转动信号至整车控制器VCU;所述VCU在接收到转动信号后,会驱动所述传动装置内的转动电机工作;当所述传动装置的转向电机10工作时,所述转向电机10会带动所述蜗轮蜗杆传动箱120内的第一级蜗杆20、第一级蜗轮30、第二级蜗杆40绕所述传动装置内的角单元60的转轴601的轴线转动,进而带动所述蜗轮蜗杆传动箱120绕所述转轴601的轴线转动;所述下纵臂总成140及所述驱动总成130通过所述转向臂70跟随所述蜗轮蜗杆传动箱120绕所述转轴601的轴线转动,以实现所述车轮的90°转向;且在所述车轮的旋转过程中,所述转轴601与整车相连保持固定不动,以使得与所述转轴601固定连接的第二级蜗轮602及角度传感器610保持不动,角单元60的其他部件正常随所述蜗轮蜗杆传动箱120转动;所述角单元60通过角单元60传感器采集所述角单元60的转角数据,并将所述转角数据传递给所述VCU;经分析,若所述角单元60的转动角度没有达到预设角度,则向所述VCU输入修正信号,并通过所述VCU控制所述转向电机10对车轮转向进行修正。

作为一种优选实施方式,所述转轴601的轴线并非垂直,而是相较于车轮的中心垂直线向内挪移并倾斜,以得到一定的主销后倾角、主销内倾角、主销偏置距,使所述蜗轮蜗杆传动箱120与车轮轮胎跳动所需的空间错开;这样的设计可以降低所述蜗轮蜗杆传动箱120的高度,即降低所述角单元60的高度。

作为一种具体实施方式,所述驱动总成130包括轮毂电机134、制动盘133、制动卡钳132、圆螺母131、转向节135;

所述制动盘133通过螺栓及螺母固定在所述轮毂电机134上;

所述转向节135与所述轮毂电机134相连,并通过铣扁结构对所述转向节135与所述轮毂电机134进行限位,以使得所述转向节135与所述轮毂电机134之间不发生相对转动,并通过所述圆螺母131将所述转向节135固定在所述轮毂电机134上;所述制动卡钳132安装在所述转向节135上。

作为一种具体实施方式,所述转向系统还包括减振器136及减振器支架137;

所述减振器136的第一端与所述减振器支架137第二端相连,所述减振器136的第二端与所述转向节135相连;所述减振器支架137的第一端与所述蜗轮蜗杆传动箱120相连。

综合上述信息可知,本发明将车轮的转向功能和悬架功能集成在所述轮毂电机134附近,在所述传动装置和所述下纵臂总成140之间不需要设置传动转向的机构,节省了空间;由于所述传动装置的上端为所述蜗轮蜗杆传动箱120的箱体和所述转轴601,且所述转向臂70为倒置结构,其通过所述转动电机和所述第一级蜗杆20与所述蜗轮蜗杆传动箱120连接,所以所述传动装置与整车车架之间并无其他连接结构,能使整车底盘上平面纯平,以降低底盘上部载物平台的高度及质心位置,提高整车底盘上部空间利用率。

本发明实施例还提供了一种整车,包括本发明实施例提供的转向系统。

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。

技术分类

06120115638774