本發明涉及電動汽車底盤與轉向領域，尤其是涉及一種轉向電機位于麥弗遜懸架下擺臂的線控四輪獨立轉向系統。

背景技術：

傳統車輛轉向系統通過轉向梯形機構保證轉向時內外車輪轉角之間有一定的函數關系，近似地滿足阿克曼轉向規律。但是由于轉向梯形的存在，必然會導致在車輪上下跳動時產生懸架導向機構和轉向桿系的運動干涉，也無法實現大角度的轉向。而線控四輪獨立轉向技術取消了傳統的梯形轉向機構，從根本上解決了該問題。線控四輪獨立轉向技術通過四套獨立可控的伺服電機傳動系統驅動車輪轉動，在結構允許的情況下轉角可以達到±90°，使車輛可以實現原地轉向、蟹行等多種模式。但現有的線控獨立轉向技術往往采用燭式懸架等簡單的懸架形式，難以在實現獨立轉向的同時兼顧到懸架的運動性能。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述問題提供一種轉向電機位于麥弗遜懸架下擺臂的線控四輪獨立轉向系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種轉向電機位于麥弗遜懸架下擺臂的線控四輪獨立轉向系統，包括車架、車輪、懸架和轉向電機總成，所述懸架分別與車輪和車架連接，所述懸架為包括下擺臂、轉向節和彈簧減振器的麥弗遜懸架，所述下擺臂和彈簧減振器均分別與車架和轉向節連接，所述轉向節與車輪連接，所述轉向電機總成固聯在下擺臂上，通過萬向傳動裝置與轉向節連接，驅動轉向節沿主銷軸線轉動。

所述轉向電機總成包括電機殼體和轉向電機，所述電機殼體固定于下擺臂上，所述轉向電機位于電機殼體內部，通過轉向電機通過萬向傳動裝置與轉向節連接。

所述轉向電機和萬向傳動裝置之間還設有錐齒輪組件，所述錐齒輪組件分別與轉向電機輸出軸、轉向電機從動軸和萬向傳動裝置連接。

所述錐齒輪組件包括主動錐齒輪和從動錐齒輪，所述主動錐齒輪安裝在轉向電機輸出軸上，所述從動錐齒輪安裝在轉向電機從動軸上，與萬向傳動裝置連接。

所述轉向電機從動軸還通過軸承安裝于下擺臂上。

所述彈簧減振器通過彈性橡膠鉸與車架連接。

所述主銷軸線為彈簧減振器與彈性橡膠鉸的運動中心和萬向傳動裝置的運動中心的連線。

所述轉向電機總成還包括帶有自鎖功能的減速機。

所述減速機包括渦輪蝸桿減速機。

所述萬向傳動裝置包括等速萬向節或不等速萬向節。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)將麥弗遜獨立懸架與線控四輪轉向系統進行了結合，實現了良好的懸架運動學特性的同時將轉向電機總成布置于懸架下擺臂處，實現了懸架和轉向系統的一體化，集成程度高，分布式轉向布置也節省了前艙的空間，實現了較高的系統集成度及模塊化程度。

(2)轉向電機總成布置于麥弗遜懸架的下擺臂處，轉向運動的傳動鏈短，轉向響應更加靈敏，效率更高，且無需占用輪邊空間，占用空間小。

(3)剔除了傳統轉向系統的轉向桿系，徹底避免了轉向桿系與懸架導向桿系之間的干涉，通過合理的布置可以增加車輪的極限轉向角。

(4)通過萬向傳動裝置實現轉向電機與轉向節的連接，同時萬向傳動裝置可以為等速萬向節也可以為不等速萬向節，實現方式靈活。

(5)轉向電機和萬向傳動裝置之間還設有錐齒輪組件，改變傳遞力矩的方向，便于力矩的傳遞。

(6)轉向電機總成還包括帶有自鎖功能的減速機，當回正力矩較大時，可以實現轉向電機總成的減速傳動。

附圖說明

圖1為本發明的結構原理圖；

圖2為本發明的結構示意圖；

其中，1為彈性橡膠鉸總成，2為彈簧減振器總成，3為轉向電機總成，4為下擺臂，5為錐齒輪對，6為萬向傳動裝置，7為轉向節，8為從動軸。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示為本實施例中提供的轉向電機位于麥弗遜懸架下擺臂的線控四輪獨立轉向系統，包括車架、車輪、懸架和轉向電機總成，所述懸架分別與車輪和車架連接，懸架為包括下擺臂、轉向節和彈簧減振器的麥弗遜懸架，、下擺臂和彈簧減振器均分別與車架和轉向節連接，轉向節與車輪連接，所轉向電機總成固聯在下擺臂上，通過萬向傳動裝置與轉向節連接，驅動轉向節沿主銷軸線轉動。

該系統的實現原理是在傳統的麥弗遜懸架結構的基礎上，將原麥弗遜懸架的下球鉸運動副拆分為一個受電機驅動的轉動副和一個虎克鉸(采用萬向傳動裝置實現)。在不轉向時電機不發生轉動，該結構可實現懸架跳動。不難從理論上證明，該運動副的拆分不影響機構自由度，該懸架結構成立。

具體的結構如圖2所示，該轉向電機位于麥弗遜懸架下擺臂的線控四輪獨立轉向系統主要由彈性橡膠鉸總成1、彈簧減振器總成2、轉向電機總成3、下擺臂4、錐齒輪對5、萬向傳動裝置6、轉向節7和從動軸8組成。

從圖中可以看出，轉向電機總成2中的電機殼體固定在麥弗遜懸架的下擺臂4上，電機的輸出端首先連接一對錐齒輪3，主動錐齒輪安裝在電機輸出軸上，從動錐齒輪安裝在從動軸8上，從動軸8同時通過軸承安裝在下擺臂4上。從動軸與轉向節7通過萬向傳動裝置6連接。按照所述布置，轉向電機輸出的轉矩依次通過錐齒輪對4和萬向傳動裝置6改變方向后，驅動轉向節7繞主銷發生轉動，實現轉向功能。其余構件之間的布置與傳統的麥弗遜懸架一致，彈簧減振器總成2通過彈性橡膠鉸總成1連接在車身或副車架上。內含軸承的彈性橡膠鉸總成1實現了兩者之間球鉸的運動關系。下擺臂4的內側和車身之間為轉動副運動關系(一般使用橡膠鉸實現，未畫出)，外側與轉向節通過球鉸連接。彈簧減振器上支座與車身為球鉸連接關系(具體通過含軸承的橡膠件總成實現)。彈簧減振器下支座與轉向節固定。該結構的主銷軸線為彈簧減振器上支座與車身的球鉸運動中心與萬向傳動裝置運動中心的連線。

轉向電機總成2中包含減速器(未畫出)，該減速器可采用渦輪蝸桿、行星齒輪等傳動形式，當回正力矩較大時建議采用渦輪蝸桿減速機實現自鎖。另外，在本實施例中，為便于布置，將電機橫臥于下擺臂4上，故采用錐齒輪對5只為了改變傳遞力矩的方向，不僅限于采用錐齒輪，實現相同功能的機構可以是渦輪蝸桿等。萬向傳動裝置6可以是各種等速或不等速的萬向節。