一种四轮驱动车辆底盘制造技术

本实用新型专利技术涉及一种通过驱动向量控制的四轮驱动车辆底盘。智能化车辆和交通体系有利于提高交通效率，降低事故率，而自动驾驶车辆网络技术应用于传统车辆底盘在机动性和行驶性主动控制方面存在大限制。因此本实用新型专利技术克服以上技术局限，通过铰接式前、后副车架总成，利用力矩向量控制实现前、后副车架整体转动，从而控制整个底盘转向和平移的。本实用新型专利技术适用于对机动性和行驶性要求高的军用车辆、自动驾驶车辆以及机器人底盘系统。

【技术实现步骤摘要】


本技术属于车辆底盘领域，具体涉及通过对每个车轮的驱动的矢量控制而实现转向和平移的车辆底盘。

技术介绍

智能化车辆和交通系统已经成为车辆研发和交通体系设计的重要课题。智能化车辆和交通体系有利于提高交通效率，降低事故率和增强机动车辆的行驶能力。军用交通设备和民用交通系统将大量采用自动驾驶和车联网技术。这些技术的应用对车辆的机动性和行驶性也提出更高要求。传统的转向机构和集中式动力系统是以驾驶员为核心的设计，而自动驾驶和车辆网络技术将更关注智能车辆和交通体系本身。在这种情况下，传统车辆底盘在机动性和行驶性主动控制方面，给自动驾驶车辆的实现带来很大限制。因此本技术克服以上技术局限，是一种通过力矩矢量控制实现转向的四轮驱动车辆底盘。本技术非常适用于对机动性和行驶性要求高的军用车辆、自动驾驶车辆以及机器人底盘系统。

技术实现思路

本技术是一种全新的四轮驱动底盘，采用铰接前、后副车架总成，通过对四个驱动轮转速和扭矩，以及制动力矩的控制，使前、后副车架总成分别根据需要绕各自的铰接主销转动，从而实现转向和平移。本技术取代了传统的转向系统，具有控制灵活，结构简单，通用性高等优点，可用于军用车辆、自动驾驶车辆以及机器人底盘系统。
本技术由前副车架总成，后副车架总成，组合轴承，弹性回正装置，车架，动力单元和电子控制系统组成。前、后副车架总成分别通过一对组合轴承铰接于车架前后两端；每对组合轴承的上、下组合轴承的轴线构成铰接主销；弹性回正装置联接车架和副车架总成；副车架总成包括副车架、车轮、制动机构和悬架系统；动力单元有四组，安装在车架上，分别驱动四个车轮；电子控制系统精确控制四个动力单元的转速和扭矩，以及制动力矩。
前、后副车架总成的特征在于前副车架总成和后副车架总成具有相同的结构和组成；前、后副车架总成都包括副车架、车轮、制动机构和悬架系统；所述副车架上有两个用于安装组合轴承的轴承座，通过组合轴承与车架铰接。
组合轴承的特征在于组合轴承有前、后两对，每对组合轴承有上下两个组合轴承，每个组合轴承由轴承和橡胶衬套组成；每对组合轴承的轴线在一条直线上，该直线即铰接主销轴线。前、后副车架总成分别绕各自的铰接主销轴线转动；铰接主销轴线在纵向对称面上，并且与竖直方向有夹角，在重力的可产生使前、后副车架总成自动回正的回正力矩。
车架的特征在于前、后两端均有安装组合轴承的轴承座，分别通过一对组合轴承和所述前、后副车架总成铰接。
弹性回正装置的特征在于弹性回正装置具有弹性元件，每个回正弹性装置分别联接前、后副车架总成和车架。当副车架总成相对于车架位于中间平衡位置时，弹性回正装置不提供回正力矩；当副车架总成相对于车架偏离中间平衡位置时，弹性回正装置产生使副车架位总成回到中间平衡位置的回正力矩。
动力单元的特征在动力单元有四组，独立驱动四个车轮；动力单元安装于车架上，不随前、后副车架总成转动。
电子控制系统的特征在于电子控制系统精确控制驱动电机的转速和扭矩，以及制动器力矩，使两侧车轮上产生设定的力矩差，从而使前、后副车架总成分别绕铰接主销朝同向或反向转动设定的角度，实现底盘转向和平移。
附图说明
图1：底盘整体布局示意图
图2：底盘前部侧视剖面图
图3：前副车架总成示意图
图4：副车架示意图
图5：回正装置剖面图
图6：回正装置部分结构示意图（一）
图7：回正装置部分结构示意图（二）
图8：组合轴承剖面图
图9：车架示意图
图10：车架局部放大图
图11：车架及动力单元示意图
图12：电子控制系统示意图
图13：底盘转向示意图
图14：底盘平移示意图
编号及名称：1、前副车架总成；2、后副车车架总成；3、车架；4、左前动力单元；5、右前动力单元；6、左后动力单元；7、右后动力单元；8、弹性回正装置（前）；9、弹性回正装置（后）10、电子控制系统；11、下组合轴承；12、上组合轴承；13、下组合轴承止推件；14、上组合轴承止推件；A、铰接主销；α、铰接主销倾角；15、左前车轮；16、右前车轮；17、左前悬架系统；18、右前悬架系统；19、左前制动机构；20、右前制动机构；21、前副车架；22、下轴承座；23、上轴承座；24、万向节球面滚子滑槽；25、弹性回正装置底座；26、弹性回正装置外壳；27、限位弹簧；28、万向节筒形壳；29、衬套；30、反向回正弹簧；31、正向回正弹簧；32、万向节横销；33、球面滚子；34、回正传动轴；35、回正摆臂；36、回正摆销；37、正向回正弹簧限位柱；38、正向回正弹簧固定端；39；回正装置底座安装孔；40、反向回正弹簧限位柱；41、万向节球面滚子滑槽；42、反向回正弹簧固定端；43、回正装置外壳安装孔；44、滚动轴承；45、橡胶衬套部分；46.滚动轴承内圈；47、滚动体；48、滚动轴承外圈既橡胶衬套内圈；49、橡胶；50、橡胶衬套外圈；51、安装法兰；52、法兰安装孔；53、车架前端上轴承座；54、车架前端下轴承座；55.车架后端上轴承座；56、车架后端下轴承座；57、车架后端组合轴承安装座安装孔；58、车架后端组合轴承安装座安装孔；59、动力源；60、驱动机；61、减速装置；62、半轴；63、外端等速万向节；64、内端等速万向节。
具体实施方式
基于以上
技术实现思路
，本技术可以按照如下方式实施。
本技术由前副车架总成1，后副车架总成2，组合轴承11、12，弹性回正机构8、9，车架3，动力单元4、5、6、7，和电子控制系统10组成。
如图1所示，前副车架总成1、后副车架总成2分别位于车架3的前后两端。左前动力单元4和右前动力单元5制成一体化结构，位于车架3前部；左后动力单元6和右后动力单元7制成一体化结构，位于车架3后部。
如图2所示为底盘前部侧视剖面图，底盘后部具有相同的结构。组合轴承11和组合轴承12为一对组合轴承，它们的轴线在一条直线上，构成铰接主销A；在纵向对称面上，铰接主销A与竖直方向有夹角α；组合轴承11的内圈46与副车架21（图3）上的下轴承座22（图4）配合，下组合轴承止推件13将组合轴承11的内圈固定；组合轴承11的外圈50与车架前端下轴承座54（图9）配合，通过法兰51和安装孔52（图8）、58（图10）固定。组合轴承12的内圈46与副车架21（图3）上的上轴承座23（图4）配合，上组合轴承止推件14将组合轴承12的内圈固定；组合轴承11的外圈50与车架前端下轴承座54（图9）配合，通过法兰51和安装孔52（图8）、58（图10）固定。回正装置8，其外壳26和底座25（图5）利用安装孔39（图6）、43（图7）安装到车架前端上轴承座53（图9）上；其回正传动轴34（图5）的下端，伸入到中空的副车架上安装座23（图4）中，球面滚子33（图5）滑入球面滚子滑槽24（图4）中。
如图3所示为前副车架总成，后副车架总成具有相同结构和组成。副车架21上安装有左前悬架系统17和右前悬架系统18。左前制动机构19和左前轮15安装到左前悬架17上；右前制动机构20和右前轮16安装到右前悬架18上。
如图5所示回正装置剖面图，在回正传动轴34的两端横向穿过两个横销32，通过过盈配合固定，在每个横本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四轮驱动车辆底盘包括前副车架总成，后副车架总成，组合轴承，弹性回正装置，车架，动力单元和电子控制系统，其特征在于前副车架总成和后副车架总成分别通过一对组合轴承铰接于车架前后两端；每对组合轴承的上、下组合轴承的轴线构成铰接主销；弹性回正装置联接车架和副车架总成；动力单元有四组，安装在车架上，分别驱动四个车轮；电子控制系统精确控制四个车轮转速和扭矩，以及制动力矩。

【技术特征摘要】
1.一种四轮驱动车辆底盘包括前副车架总成，后副车架总成，组合轴承，弹性回正装置，车架，动力单元和电子控制系统，其特征在于前副车架总成和后副车架总成分别通过一对组合轴承铰接于车架前后两端；每对组合轴承的上、下组合轴承的轴线构成铰接主销；弹性回正装置联接车架和副车架总成；动力单元有四组，安装在车架上，分别驱动四个车轮；电子控制系统精确控制四个车轮转速和扭矩，以及制动力矩。
2.根据权利要求1所述一种四轮驱动车辆底盘，其特征在于所述前副车架总成和所述后副车架总成具有相同的结构和组成，包括副车架、车轮、制动机构和悬架系统。
3.根据权利要求2所述一种四轮驱动车辆底盘，其特征在于所述副车架上有两个同轴的用于安装所述组合轴承的轴承座。
4.根据权利要求1所述一种四轮驱动车辆底盘，其特征在于所述组合轴承有前、后两对，每对组合轴承包括上下两个组合轴承，每个组合轴承由同轴的轴承和橡胶衬套组成，每对组合轴承的轴线在一条直线上，该直线即铰接主销轴线，铰接主销轴线在所述一种四轮驱动车辆底盘纵向对称平面上。
5.根据权利要求1所述一种四轮驱动车辆底盘，其特征在于所述车架...

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