菱形转向机构制造技术

本发明专利技术公开了一种新型车辆转向机构。特指采用双轮偏转转向的四轮车辆转向机构。根据现有普遍采用的梯形连杆转向机构的不足，提出了一种可从理论上完全消除转角误差的新型转向机构。并能适应大转角（大于45°）转向要求。该机构包含两部分：双摇杆机构和菱形机构。利用机构的特殊几何位置以及机构的特殊几何结构，可使四轮有同一瞬时转动中心。由于转向过程从理论上消除了转角误差，可使整车的机动性、通过性、操纵稳定性得到提高，并有助于减小磨损，从而提高车轮的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
菱形转向机构
本专利技术涉及车辆转向机构领域。具体来说，是应用了双轮偏转转向的四轮车辆转 向机构。
技术介绍
车辆的转向机构直接影响整车的机动性、通过性、操纵稳定性以及轮胎的使用寿 命。在艾克曼于19世纪末专利技术了梯形连杆转向机构后，汽车已普遍采用轮转向方式。在理 想状况下，转向过程中应保持所有车轮绕同一瞬时转向中心作圆周运动，从而保证全部车 轮任意瞬时均作纯滚动，而不产生相对滑移。以常见的四轮车辆为例，在采用双轮偏转转向 的情况下，如附图5所示，左右两转向轮转角α、β在理想状况下应满足 ： cot β -cot a =K/L 此时，可保证四轮均作纯运动。 梯形连杆转向机构，在一定角度范围内能近似满足上述条件，且结构形式较为简 单，因而在各种车辆上得到了普遍应用。但不可否认，由于梯形机构自身运动特性并不能与 所要求的运动特性完全符合，所以转角误差只可能通过各种优化方案尽量减小，而不可能 完全消除。并且常见的单梯形机构只能应用在转向轮最大转角在45°左右条件下。如果转 向轮转角更大，要改用结构更复杂的转向双梯形机构，设计计算过程更加繁琐。
技术实现思路
本专利技术基于梯形连杆转向机构的现有缺点，提出了一种新型转向机构，可以从理 论上完全消除车辆转向过程中的转角误差。并能适应大转向角情况。即对于大于45°转角 不需要改用新的机构。设计过程更加简单。车辆转向性能更好。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术中的菱形转向机构可分为两 部分：双摇杆机构与菱形机构。其中，菱形机构是本专利技术的核心。附图6中，双摇杆机构将 滑块19的位移输入转化为摇杆16、21的转角。摇杆21的转角直接输出到右转向轮。摇杆 16的转角再经菱形机构输出到摇杆13,带动左转向轮运动。 上述的双摇杆机构由滑块17、19、20，导杆18，摇杆16、21组成。 上述的菱形机构由连杆12、14,滑块11，导杆10,摇杆13、16组成。 采用上述技术方案后，如附图6所示，使用时，以滑块19的位移作为输入，通过铰 点D带动摇杆16、摇杆21转动。摇杆21带动右转向轮22转动。摇杆16通过菱形机构，带 动摇杆13、左转向轮15转动。 利用特殊几何位置与特殊几何机构，实现四轮有同一瞬时转动中心。本机构是基 于特定的几何条件而发挥作用的。分析原理时，忽略机构的具体外形尺寸，只保留几何位 置与几何结构。具体来说，就是只保留各铰点和支承点，同时将各杆件视作相应长度的线 段。附图7和附图8分别为滑块19在FB和BN上运动时菱形转向机构的几何模型(实线为 具体结构，虚线为本专利技术几何论证过程所需的辅助线)。运用相关的几何知识，容易证明四 轮有同一瞬时转向中心。并且，虽然菱形转向机构不像梯形转向机构一样关于车辆纵轴线 对称，但用几何知识可以证明菱形转向机构左、右转向时的转向性能同梯形转向机构一样， 也是对称的。 【附图说明】 附图1为本专利技术中菱形机构的轴测图。 附图2为本专利技术中菱形机构的正视图。 附图3为本专利技术中菱形机构的左视图。 附图4为本专利技术中菱形机构的俯视图。 附图5为两轴汽车转向轮理想内外转角关系图。 附图6为菱形转向机构机构图。 附图7为铰点D在FB上运动时的机构简图。 附图8为铰点D在BN上运动时的机构简图。 其中：1、4_连杆2-销轴滑块5、7-销轴3-导杆6、9_摇杆8-支承转轴。 【具体实施方式】 本专利技术中，双摇杆机构的作用在于通过滑块19沿导杆FN的运动，使摇杆16、21产 生满足使四轮有同一瞬时转向中心条件的理论偏转角α、β。而菱形机构则将摇杆16转 角α (或β)对称到摇杆13上并输出到左轮。菱形机构起到了对称转角的作用，是本转向 机构的核心部分。下面结合附图进一步说明本专利技术中菱形机构的具体实施。 附图1中，摇杆9的转角作为输入，通过连杆1，带动销轴滑块2在导杆3中移动。 销轴滑块再带动连杆4。最终使摇杆6转动。通过在设计中使两连杆长度和摇杆两铰点间 的距离相等（即前面提到的AH=HI=IJ=AJ)，从而最终实现菱形机构的转角对称输出功能。菱 形机构的实质可看做是对称布置的双曲柄滑块机构。事实上，普通对称布置的双曲柄滑块 机构（以单侧为例，AHHI)也能满足此处的转角对称输出功能。但是，以单侧曲柄滑块机构 为例，若HKAH，则最大转向角达不到90°。若HI>AH，机构又不够紧凑。本专利技术中设计成 菱形，恰好能保证最大转角为90°，且结构紧凑。 附图2与附图3中，销轴、连杆、摇杆的高度尺寸确定时避免在高度方向发生干 涉。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的车辆转向机构，其特征在于从理论上完全消除了转向过程中的转角误差，使四轮有同一瞬时转向中心，并能适应大转角（大于45°）转向要求。

【技术特征摘要】
1. 一种新型的车辆转向机构，其特征在于从理论上完全消除了转向过程中的转角误 差，使四轮有同一瞬时转向中心，并能适应大转角（大于45° )转向要求。2. 根据权利要求1所述的车辆转向机构，其特征在于：对照附图5与附图6,铰点A、C、 F即为车辆的三个支承点，铰点N在车架上，导杆10 -端固定在铰点A，另一端固定在车架 上，导杆18过AC中点B，导杆10沿A、C方向。3. 根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：童亮，
申请(专利权)人：童亮，
类型：发明
国别省市：湖北;42