拉索传动四连杆悬架线控独立转向系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种拉索传动四连杆悬架线控独立转向系统，包括车架、车轮及车轴、主销、悬架连杆导向机构、转向电机及减速器和拉索传动机构，所述主销为双主销结构，即主主销和副主销；所述拉索传动机构通过采用两根拉索，两个拉索带轮和两根软管的形式，传递转向电机及其减速器的动力，实现车轮转向。本实用新型专利技术的优点是通过采用双主销结构和拉索传动机构，使车轮上下跳动时所引起的附加转向足够微小，甚至消除这种附加转向；车轮独立转向角度范围大、结构紧凑、工作可靠、装配方便、成本低廉。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及线控转向车辆领域，特别涉及一种采用拉索传动、用于四连杆悬架的线控独立转向系统。
技术介绍
传统转向系统通过转向机构将驾驶员操纵方向盘的转向动作传给转向车轮，同时转向梯形机构保证转向时内外轮转角之间一定的函数关系。线控独立转向系统用控制信号代替方向盘与转向车轮之间原有的机械连接，由各自的控制信号独立地控制内外轮的转向动作。线控独立转向系统的优势在于，通过计算机控制，可以实现各个转向轮独立转向，进而改善汽车的机动性和操纵稳定性。该系统主要由方向盘总成、转向执行总成和主控制器组成。方向盘总成将驾驶员的转向意图转换成数字信号，传递给主控制器；同时接受主控制器送来的力矩信号，产生方向盘回正力矩，以提供路感信息；转向执行机构接受主控制器的命令，控制转向车轮转动，实现驾驶员的转向意图。四连杆独立悬架因其优异的性能而广泛用于现代汽车中，将线控转向系统应用于此种悬架将进一步改善汽车的操纵稳定性，形成四连杆悬架线控独立转向系统的技术平台。机电一体化线控独立转向机构系统结构方案及其控制策略是实现这一技术平台的关键技术。
技术实现思路
本实用所要解决的技术问题是要提供一种拉索传动四连杆悬架线控独立转向系统，能使车轮上下跳动时所引起的附加转向足够微小，甚至消除这种附加转向。为了解决 以上的技术问题，本技术提供了一种拉索传动四连杆悬架线控独立转向系统，主要包括车轮及车轴、主销、悬架连杆导向机构、转向电机及减速器、拉索传动机构；其中车轮及车轴包括车轮和车轴；主销为双主销结构，即主主销和副主销；所述拉索传动机构通过采用两根拉索，两个拉索带轮和两根软管的形式，传递转向电机及其减速器的动力，实现车轮转向。所述双主销结构中的主主销两端各有一个转动铰，主主销通过这两个转动铰与悬架连杆导向机构中的副主销相铰接，其中悬架连杆导向机构满足自由度为I的条件，即车轮上下跳动自由度。所述拉索传动机构的两根拉索分别穿过软管，并固定在拉索带轮轮槽内，软管两端部分别通过软管卡箍固定在副主销和车架上，传递转向动力，通过闭环控制方法补偿拉索弹性变形带来的附加转向，使车轮上下跳动时所引起的附加转向足够微小，消除附加转向。转向电机及减速器包括转向电机和电机减速器。所述车轮与车轴联接，车轴与主主销固联，主主销两端分别各有一个转动铰，主主销通过转动铰与悬架连杆导向机构中的副主销铰接；四个铰分别固联在副主销上，这些铰为球铰，或为转动铰，即副主销通过这四个铰分别与四根连杆的一端相铰接；这四根连杆的另一端也是分别通过四个铰分别与车架相铰接，组成双主销结构的四连杆转向悬架机构系统，该机构系统满足两个自由度要求，即:一个是主主销轴线的转动自由度，即车轮转向；另一个是悬架连杆导向机构的上下跳动自由度，即车轮的上下跳动。这里以具有七个球铰和一个转动铰的悬架连杆导向机构为例:分为两种情况:第一种是副主销上具有四个球铰，即副主销分别通过四个球铰分别与四根连杆的一端相铰接，四根连杆中的三根连杆的另一端分别通过球铰与车架相铰接，另外一根连杆的另一端通过转动铰与车架相铰接；第二种是副主销上具有三个球铰和一个转动铰，即副主销分别通过这三个球铰和一个转动铰与四根连杆的一端相铰接，这四根连杆的另一端通过球铰与车架相铰接。转向电机壳体与车架固联，电机减速器壳体与车架固联，电机减速器输入端与转向电机轴固联，电机减速器输出端与一个拉索带轮固联，另一个拉索带轮固联在主主销上，两个软管卡箍安装在导向连杆机构中的副主销上，另外两个软管卡箍固定在车架上，两根软管分别安装在位于副主销和车架之间的软管卡箍之间，两根拉索分别穿过拉索软管，两端分别固定在位于主主销和电机减速器输出端上的拉索带轮的轮槽内，从而实现转向电机无论朝那个方向旋转，拉索都是拉着位于主主销上的拉索带轮旋转，实现转向。由于主主销和副主销是通过转动铰铰接的，两者之间无相对位移；软管固定在车架与主销之间，车轮上下跳动时，由于软管和拉索是柔性结构，能够避免附加转向的产生。从而解决了传统转向系统的转向干涉问题，提高了车辆的操纵稳定性。同时，在实际应用拉索式线控转向时，由于拉索具有弹性，转向时会产生弹性变形，车辆高速行驶时，可能引起转向不稳定，这里需要引入伺服刚度解决这个问题。此处的伺服刚度即为通过传感器采集转向角度，如果是由于拉索变形，使转向角度与方向盘角度指令不一致，则通过电机转动，补偿转向角度偏差，形成一个闭环控制，从而保证转向角严格按照转向盘角度指令，保证汽车的转向性能。本技术的有益效果是:I)本技术完全消除由于车轮上下跳动引发的附加转向或使这种附加转向足够微小，且机构设计、制作与装配简便；2)本技术应用于四轮转向汽车，便于使前后轮采用完全相同的独立悬架-转向轮模块化结构，从而大幅度减少 关键零部件种类，降低批量化制造成本；3)具有车轮独立转向角度范围大、结构紧凑、工作可靠、装配方便、成本低廉的优点。附图说明图1是本技术第一种实施例拉索传动四连杆悬架线控独立转向系统原理图；图2是本技术第二种实施例拉索传动四连杆悬架线控独立转向系统原理图；图中标号说明:O—车架；I一车轮及车轴；101—车轮；102—车轴；2—主销；201—主主销；20A—转动铰；20B—转动铰；3—悬架连杆机构I ;301—连杆；302—连杆；303—连杆；304—连杆；305—副主销；30A—球铰；30B—球铰；30C—球铰；30D—球铰；30E—球铰；30F—球铰；30G—转动铰；30H—球铰；4一转向电机及减速器；401—转向电机；402—电机减速器；5—拉索机构；501—拉索；502—拉索带轮；503—拉索；504—软管卡箍；505—软管卡箍；506—软管；507—软管；508—拉索带轮；509—软管卡箍；510—软管卡箍；6—悬架连杆机构II ；601—连杆；602—连杆；603—连杆；604—连杆；605—副主销；60A—球铰；60B—球铰；60C—球铰；60D—球铰；60E—球铰；60F—球铰；60G—球铰；60H—转动铰。具体实施方式请参阅附图所示，对本技术作具体描述。拉索传动线控转向可适用于任何类型的四连杆独立悬架构成拉索传动四连杆线控转向系统，这里将以两种不同的四连杆悬架为例阐述该技术的具体实施方式。如图1所示，本技术提供了一种拉索传动四连杆悬架线控独立转向系统，主要包括车架O、车轮及车轴1、主销2、悬架连杆导向机构I 3、转向电机及减速器4和拉索传动机构5，其中车轮及车轴I包括车轮101和车轴102 ;主销2包括主主销201和转动铰20A、20B ;悬架连杆导向机构I 3包括副主销305，连杆301、302、303、304，转动铰30G，球铰30A、30B、30C、30D、30E、30F、30H ；转向电机及减速器4包括转向电机401和电机减速器402 ;拉索传动机构5包括拉索501、503，拉索带轮502、508，软管506、507，软管卡箍504、505、509、510。车轮101与车轴102联接，车轴102与主主销201固联，主主销201两端分别各与转动铰20A，20B的销轴固联，转动铰20A、20B外壳与悬架连杆导向机构I 3中的副主销305固联，即主主销201通过转动铰20A、20B与悬架连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉索传动四连杆悬架线控独立转向系统，包括车架、车轮及车轴、主销、悬架连杆导向机构、转向电机及减速器和拉索传动机构，其特征在于：所述主销为双主销结构，即主主销和副主销；所述拉索传动机构通过采用两根拉索，两个拉索带轮和两根软管的形式，传递转向电机及其减速器的动力，实现车轮转向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辛波，黄露，刘林晶，汪阳光，来鑫，武晓俊，梁栋，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：实用新型
国别省市：