一种冗余电动转向双横臂独立悬挂组件的制作方法

1.本实用新型涉及一种汽车悬挂组件，尤其涉及一种冗余电动转向双横臂独立悬挂组件。


背景技术：

2.纯电动转向器具有节能和环保等优点，已经成为商用车转向器的发展趋势。但该类型转向器受制于机械循环球结构和减速机构的强度和寿命不足，目前一般仅应用于轻卡领域。适用于电动客车、重型卡车和特种车辆的重型车辆纯电动转向技术仍处于空白状态，市场需求迫切，前景广阔。
3.为满足无人驾驶的高安全性、高可靠性的需求，目前采用冗余电动转向系统。中国申请/专利号：cn202110845677.5公布了一种双助力机构循环球转向器，该双电机助力转向器布置于传统转向器的安装位置。
4.由于商用车转向桥轴荷大，其电动转向器的输出扭矩是乘用车电动转向器的10倍左右，而丝杠及轴承的承载能力与其尺寸成正比，导致商用车电动转向器零件组件尺寸大。当具有双电机的转向器布置于传统转向器的安装位置，由于转向器尺寸非常大，安装布置较为困难。同时，双电机转向器为减小外形尺寸，选用的丝杠和轴承承载能力往往不足，导致商用车电动转向器寿命低、可靠性差的问题，阻碍了电动转向器在商用车领域的应用。


技术实现要素：

5.为解决上述商用车上转向器难于安装布置及使用寿命低、可靠性差的缺陷，本实用新型的目的是提供一种便于安装布置且使用寿命长、可靠性高的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件。
6.本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，包括两组双横臂独立悬挂，每组双横臂独立悬挂包括转向节、设于转向节外侧的轮边总成、设于转向节顶端的上销座、一端与上销座铰接的上横臂、设于转向节底端的下销座、一端与下销座铰接的下横臂、底端设于下横臂上的减振器，所述转向节的底端可转动地设于下销座上，每组上横臂独立悬挂还包括电动转向器，电动转向器的机体固设于所述上销座上，电动转向器的输出轴穿过所述上销座并与转向节键连接。
7.本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，采用双电动转向器实现了系统转向驱动功能的冗余，减小了组件对单个电动转向器输出扭矩的需求，使得单个电动转向器能够具有较小的外形尺寸，这为电动转向器的使用寿命及可靠性提供了空间上的保证。
8.同时，冗余电动转向双横臂独立悬挂组件通过将电动转向器与独立悬架结构集成在一起，并通过花键连接转向节，从而使其直接驱动转向节摆动，进而减少了双电动转向器系统占用的空间，减轻了双电动转向器系统的总重量。
9.进一步的，本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，其中一组双横臂独立悬挂的电动转向器输入端连接转向传动机构，转向传动机构包括第一转向传动轴、角转
向器及第二转向传动轴，第一转向转动轴的一端连接角转向器，角转向器还连接第二转向传动轴，第二转向传动轴的另一端连接电动转向器的输入轴。
10.转向转动机构的设置实现了电动转向器与驾驶室内方向盘的连接。
11.具体的，第一转向传动轴的一端与方向盘的输出端连接，从而将方向盘的输出经第一转向传动轴、角转向器、第二转向传动轴传动至电动转向器。
12.其中角转向器用于连接相互垂直的两根轴。
13.进一步的，本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，所述转向节的顶端设有上主销孔，上主销孔为花键孔，所述电动转向器的输出轴通过花键轴与花键孔适配。
14.花键孔及花键轴的设置实现了电动转向器与转向节的连接。
15.进一步的，本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，所述下销座上设有主销轴，所述转向节可转动地设于主销轴上。
16.主销轴的设置实现了对转向节的安装。
17.进一步的，本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，所述转向节的底端设有下主销孔，下主销孔内设有轴承，所述主销轴的顶端穿过轴承并与锁紧螺母连接。
18.进一步的，本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，所述下横臂上设有气囊。
19.进一步的，本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，两组双横臂独立悬挂之间设有转向梯形机构，转向梯形机构包括中间连杆、位于中间连杆两侧的两根传动杆、位于传动杆一侧的驱动杆，传动杆的一端铰接于下横臂的端部，另一端与驱动杆的端部铰接，驱动杆的另一端铰接于转向节臂上，中间连杆的两端分别铰接于相邻传动杆的中部。
20.转向梯形机构的设置实现了两组双横臂独立悬挂之间的联动。
21.进一步的，本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，所述上销座的表面设有轴承孔，轴承孔内设有推力轴承，所述电动转向器的输出轴穿过推力轴承后与转向节连接。
22.进一步的，本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，所述上销座及下销座上均设有销轴孔。
23.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段，并依照说明书的内容予以具体实施，以下以本实用新型的实施例对其进行详细说明。
附图说明
24.图1是冗余电动转向双横臂独立悬挂组件的立体图；
25.图2是具有转向传动机构的单个双横臂独立悬挂的立体图，其中部分部件未示出；
26.图3是包含转向节、上销座、下销座及电动转向器等部件的组件图；
27.图4是图3中a-a向剖视图。
28.其中，转向节1，轮边总成2，上销座3，上横臂4，下销座5，下横臂6，电动转向器7，推力轴承8，第一转向传动轴9，角转向器10，第二转向传动轴11，上主销孔12，主销轴中轴线13，下主销孔14，轴承15，转向节臂16，轴承孔17，销轴孔18，主销轴19，锁紧螺母20，气囊21，减振器22，中间连杆23，传动杆24，驱动杆25。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
30.参见图1至图4，本实施例的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，包括两组双横臂独立悬挂，每组双横臂独立悬挂包括转向节1、设于转向节外侧的轮边总成2、设于转向节顶端的上销座3、一端与上销座铰接的上横臂4、设于转向节底端的下销座5、一端与下销座铰接的下横臂6、底端设于下横臂上的减振器，转向节的底端可转动地设于下销座上，每组上横臂独立悬挂还包括电动转向器7，电动转向器的机体固设于上销座上，电动转向器的输出轴穿过上销座并与转向节键连接。
31.本实用新型的冗余电动转向双横臂独立悬挂组件，采用双电动转向器实现了系统转向驱动功能的冗余，减小了组件对单个电动转向器输出扭矩的需求，使得单个电动转向器能够具有较小的外形尺寸，这为电动转向器的使用寿命及可靠性提供了空间上的保证。
32.同时，冗余电动转向双横臂独立悬挂组件通过将电动转向器与独立悬架结构集成在一起，并通过花键连接转向节，从而使其直接驱动转向节摆动，进而减少了双电动转向器系统占用的空间，减轻了双电动转向器系统的总重量。
33.其中，电动转向器为转向执行机构，其由转向电机、减速机、转向输入轴、齿轮输出轴、扭杆、角度扭矩传感器、控制单元等部件构成。
34.在有人驾驶模式下，当驾驶人员转动方向盘，方向盘通过转向传动机构输入转向动作。此时，转向电机便在控制单元的控制下向转向节输出一定的扭矩，实现转向助力功能。转向节在该扭矩作用下，绕下销座上的主销轴转动，并带动与其连接的轮边总成转动，进而实现转向功能。
35.无人驾驶模式下，控制单元接收行车电脑的控制指令，控制电动转向器进行助力转向，从而实现汽车的自主转向。
36.电动转向器的输出轴由能承受较大推力的轴承支撑，该轴承可以在电动转向器内部，也可置于电动转向器外部。本实施例中，电动转向器输出轴有一段用于推力轴承8安装的轴段。
37.其中一组双横臂独立悬挂的电动转向器输入端连接转向输入轴，电动转向器的转向输入轴与驾驶室方向盘通过转向传动机构连接。
38.转向传动机构由第一转向传动轴9、角转向器10、第二转向传动轴11等组成。角转向器一端连接第一转向传动轴，一端连接第二转向传动轴。第一转向传动轴与驾驶室转向传动轴连接。第二转向传动轴一端连接角转向器，另一端与电动转向器的转向输入轴连接。转向输入经第一转向传动轴、角转向器、第二转向传动轴传至电动转向器输入端。其中，第二转向传动轴为可伸缩转向传动轴，以满足电动转向器随悬架跳动的位置移动。
39.转向节顶端内部开设的上主销孔12为花键孔，上主销孔轴线方向沿主销轴中轴线13；转向节底端内部开设的下主销孔14为轴承孔，轴承孔内安装有轴承15。转向节下部通过螺栓安装有转向节臂16。轮边总成安装在转向节靠近车轮的一侧。
40.上销座内部沿主销轴线方向有用于活动套接的轴承孔17；上销座内部沿车辆前后方向有用于铰接上横臂的销轴孔18；上销座上表面开设有用于安装电动转向器的电动转向器安装接口。
41.下销座沿主销轴线方向伸出有主销轴19，主销轴穿过转向节下主销孔内轴承，其用于连接的外螺纹段与锁紧螺母20配合拧紧；下销座内部沿车辆前后方向有用于铰接下横臂的销轴孔，销轴孔也可以是轴承孔；下销座上表面开设有用于安装气囊21的气囊安装接口。
42.上横臂用于连接车架，其一端与车架连接，另一端安装在上销座的销轴孔内。
43.类似的，下横臂用于连接车架，其一端与车架连接，另一端安装在下销座销轴孔内。下横臂上表面还开设有用于安装减振器22的减振器安装接口。
44.电动转向器安装在独立悬架组件的上销座表面。具体而言，电动转向器输出轴沿转向节主销轴中轴线伸出，其用于安装推力轴承的轴段穿过上销座的轴承位，其用于连接的花键段与转向节花键孔配合，其用于连接的外螺纹段与螺母配合拧紧；电动转向器底座与上销座通过转向器安装接口连接固定。电动转向器输出轴摆动时，通过花键带动轮边总成绕转向节主销轴中轴线摆动，从而实现转向。
45.单个电动转向器输出扭矩是整车转向扭矩需求的一半；左右两侧的双横臂独立悬挂可由转向梯形机构连接；此外，两组双横臂独立悬挂之间也可无转向梯形机构，而是单独连接车架，两个转向器各自单独驱动各自一侧的轮边总成。
46.转向梯形机构包括中间连杆23、位于中间连杆两侧的两根传动杆24、位于传动杆一侧的驱动杆25，传动杆的一端铰接于下横臂的端部，另一端与驱动杆的端部铰接，驱动杆的另一端铰接于转向节臂上，中间连杆的两端分别铰接于相邻传动杆的中部。工作时，一侧的转向节臂通过与其铰接的驱动臂驱动传动杆的端部绕其转轴转动，随着传动杆的转动，一端铰接于传动杆上的中间连接便反向驱动另一侧的传动杆、驱动杆及转向节臂转动，从而实现两侧转向节的联动功能。
47.以上仅是本实用新型优选的实施方式，用于辅助本领域技术人员实现相应的技术方案，而并不用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附权利要求限定。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型的技术方案基础上，可做出若干与其等同的改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。同时，应当理解，虽然本说明书按照上述实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。