一种用于滑板式底盘的自动轮模块

1.本发明涉及电动汽车车轮模块技术领域，具体是一种用于滑板式底盘的自动轮模块。


背景技术：

2.滑板式底盘是智能底盘的一个重要环节。滑板式底盘与车身相互分离，形成相对独立的两个部分，可以各自更新迭代并不断适配彼此。
3.轮毂电机驱动的线控底盘是滑板式底盘的主要构型之一，其包含线控转向系统、线控制动系统、线控悬架系统、动力电池以及底盘域控制器，集成度高，可根据实际需要定制化配置车身，以满足人们的多种出行需求和生活需求。
4.自动轮模块应用于滑板式底盘，可以发挥其集成度高，占用空间体积小的优势，并且自动轮模块可以实现侧向泊车以及原地转向等多种功能，具有很高的研究价值。因此自动轮模块在滑板式底盘上的应用，有着广阔的应用前景。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于滑板式底盘的自动轮模块，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种用于滑板式底盘的自动轮模块，包括：
8.行驶机构；
9.制动机构，安装在所述行驶机构上，用于对行驶机构进行制动；
10.转向机构，与所述行驶机构相连，用于对行驶机构进行转向；
11.悬架机构，与所述转向机构相连。
12.作为本发明的进一步技术方案，所述转向机构包括：
13.转向节，固定安装在所述行驶机构上，连接悬架机构，用于车轮转向；
14.减速电机座，与悬架机构相连，用于安装转向减速器；
15.转向电机，用于驱动；
16.转向减速器，一端与所述转向电机相连，另一端贯穿所述减速电机座并与转向节相配合。
17.作为本发明的更进一步技术方案，所述转向减速器包括：
18.机体；
19.一级锥齿轮传动件，安装在所述机体内，所述一级锥齿轮传动件通过联轴器与转向电机相连；
20.二级行星齿轮传动件，安装在所述机体内，所述二级行星齿轮传动件一端与一级锥齿轮传动件相连；
21.三级行星齿轮传动件，安装在所述机体内，所述三级行星齿轮传动件一端与二级
行星齿轮传动件远离一级锥齿轮传动件的一端相连；
22.输出轴，一端安装在所述机体内并与三级行星齿轮传动件远离二级行星齿轮传动件的一端相连，另一端延伸至机体外部。
23.作为本发明的再进一步技术方案，所述二级行星齿轮传动件和三级行星齿轮传动件均包括：
24.行星架；
25.行星齿轮，安装在所述行星架内；
26.第一圆锥滚子轴承，安装在行星齿轮内部；
27.行星齿轮轴，穿过所述行星齿轮并与所述第一圆锥滚子轴承相配合；
28.齿圈，固定安装在所述机体上并与行星齿轮相配合；
29.太阳轮，转动安装在所述行星架上并与行星齿轮相配合。
30.作为本发明的再进一步技术方案，所述输出轴上安装有平键，所述转向节内开设有与平键相配合的平键槽。
31.作为本发明的再进一步技术方案，所述输出轴通过第二圆锥滚子轴承与减速电机座相连，所述输出轴外部套设有用于将其与转向节连接固定的第一螺母，所述第一螺母与转向节之间安装有弹性垫圈。
32.作为本发明的再进一步技术方案，所述减速电机座通过螺钉与转向减速器固定连接。
33.作为本发明的再进一步技术方案，所述悬架机构包括：
34.上横臂；
35.螺栓，一端贯穿所述上横臂；
36.螺母，安装在所述螺栓一端并与其螺纹连接；
37.衬套，设在所述螺栓外部，所述衬套安装在减速电机座内；
38.下横臂，一端通过球铰与所述转向节远离减速电机座的一端相连，另一端通过销与车体相连。
39.与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供了一种自动轮模块设计方法和布置方案，将轮毂电机驱动的行驶机构、制动机构、悬架机构、转向机构进行集成，对各个机构进行合理布置，合理利用空间，同时满足了滑板式底盘的自动轮模块的使用要求。
附图说明
40.图1为用于滑板式底盘的自动轮模块的结构示意图；
41.图2为用于滑板式底盘的自动轮模块的局部结构爆炸图；
42.图3为用于滑板式底盘的自动轮模块中上横臂与减速电机座的连接结构示意图；
43.图4为用于滑板式底盘的自动轮模块中转向减速器的传动结构示意图；
44.图5为用于滑板式底盘的自动轮模块中二级行星齿轮传动件的剖视图；
45.图6为用于滑板式底盘的自动轮模块-45
°
转向时的结构示意图；
46.图7为用于滑板式底盘的自动轮模块90
°
转向时的结构示意图。
47.图中：1-行驶机构、2-制动机构、3-转向机构、31-转向电机、32-转向减速器、321-联轴器、322-一级锥齿轮传动件、323-二级行星齿轮传动件、3231-行星架、3232-第一圆锥
滚子轴承、3233-齿圈、3234-行星齿轮轴、3235-太阳轮、324-三级行星齿轮传动件、325-输出轴、33-平键、34-减速电机座、35-弹性垫圈、36-转向节、37-第二圆锥滚子轴承、38-螺钉、39-第一螺母、4-悬架机构、41-上横臂、42-衬套、43-下横臂、44-球铰、45-螺栓、46-第二螺母。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
49.本发明实施例是这样实现的，如图1所示的用于滑板式底盘的自动轮模块，包括:
50.行驶机构1；
51.制动机构2，安装在所述行驶机构1上，用于对行驶机构1进行制动；
52.转向机构3，与所述行驶机构1相连，用于对行驶机构1进行转向；
53.悬架机构4，与所述转向机构3相连。
54.本发明在实际应用时，集成了行驶机构1、制动机构2、转向机构3和悬架机构4，结构紧凑，空间利用率高，通过进行合理布置，合理利用了空间，满足了滑板式底盘的自动轮模块的使用要求。
55.如图2至图7所示，作为本发明一个优选的实施例，所述转向机构3包括：
56.转向节36，固定安装在所述行驶机构1上，连接悬架机构4，用于车轮转向；
57.减速电机座34，与悬架机构4相连，用于安装转向减速器32；
58.转向电机31，用于驱动；
59.转向减速器32，一端与所述转向电机31相连，另一端贯穿所述减速电机座34并与转向节36相配合；
60.所述转向减速器32包括：
61.机体；
62.一级锥齿轮传动件322，安装在所述机体内，所述一级锥齿轮传动件322通过联轴器321与转向电机31相连；
63.二级行星齿轮传动件323，安装在所述机体内，所述二级行星齿轮传动件323一端与一级锥齿轮传动件322相连；
64.三级行星齿轮传动件324，安装在所述机体内，所述三级行星齿轮传动件324一端与二级行星齿轮传动件323远离一级锥齿轮传动件322的一端相连；
65.输出轴325，一端安装在所述机体内并与三级行星齿轮传动件324远离二级行星齿轮传动件323的一端相连，另一端延伸至机体外部；
66.所述二级行星齿轮传动件323和三级行星齿轮传动件324均包括：
67.行星架3231；
68.行星齿轮，安装在所述行星架3231内；
69.第一圆锥滚子轴承3232，安装在行星齿轮内部；
70.行星齿轮轴3234，穿过所述行星齿轮并与所述第一圆锥滚子轴承3232相配合；
71.齿圈3233，固定安装在所述机体上并与行星齿轮相配合；
72.太阳轮3235，转动安装在所述行星架3231上并与行星齿轮相配合。
73.在本实施例的一种情况中，行驶机构和制动机构集成在车轮轮毂里面，转向节36的一端通过螺纹连接安装在轮毂内；转向减速器32分为三级传动：一级锥齿轮传动、二级行星齿轮传动、三级行星齿轮传动；动力由转向电机31的输出端传递给一级锥齿轮传动件322，一级锥齿轮传动件322的输出轴325将动力传递至二级行星齿轮传动件323中的太阳轮3235，二级行星齿轮传动件323的行星架3231作为输出端，将动力传递至三级行星齿轮传动件324的太阳轮3235，最终由三级行星齿轮传动件324的行星架3231输出转向动力；在二、三级行星齿轮传动中的行星齿轮轴线处设置一个的通孔，通孔中部有花键槽，用于安装行星齿轮轴3234；行星齿轮轴3234与行星齿轮内部通过花键相连接；根据行星齿轮轴3234的直径匹配合适的轴承，在行星齿轮的两端面开槽安装轴承，行星齿轮轴3234的两端分别与两端的行星架3231过盈配合，这样可以缩短行星架3231的厚度，减小转向减速器32的轴向尺寸；优选的，转向电机31和转向减速器32偏转一定角度进行布置，留出悬架机构4中减振器的空间，同时能保证车轮能够实现-45
°
～90
°
的转角，与其他的机构运动不干涉，实现横向泊车以及原地转向；另外，为便于进行拆装，所述输出轴325上安装有平键33，所述转向节36上设有与平键33相配合的平键槽，所述输出轴325通过第二圆锥滚子轴承37与减速电机座34相连，所述输出轴325外部套设有用于将其与转向节36连接固定的第一螺母39，所述第一螺母39与转向节36之间安装有弹性垫圈35，所述减速电机座34通过螺钉38与转向减速器32固定连接；通过减小转向节36上部和下部之间的距离，节省材料，节省转向节36上部的空间，便于安装布置转向电机31和转向减速器32；上横臂41和下横臂43在整车高度方向上更靠近轮心布置，能够在满足悬架运动学特性的前提下减小上横臂41和下横臂43的长度，便于车轮模块的布置。
74.如图2、图3所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述悬架机构4包括：
75.上横臂41；
76.螺栓45，一端贯穿所述上横臂41；
77.螺母，安装在所述螺栓45一端并与其螺纹连接；
78.衬套42，设在所述螺栓45外部，所述衬套42安装在减速电机座34内；
79.下横臂43，一端通过球铰44与所述转向节36远离减速电机座34的一端相连。
80.在本实施例的一种情况中，上横臂41的一端与减速电机座34的一端通过螺栓45和第二螺母46相连接，衬套42安装在螺栓45和减速电机座34的一端的内孔之间，能够防止车轮摆振；下横臂43的一端通过球铰44与转向节36下部相连接；上横臂41和下横臂43的另一端通过销与车体相连接。
81.有益效果：当车辆紧急制动时，地面作用于轮胎的反力绕主销会产生一个很大的制动力矩，传统车辆上设置有转向横拉杆，可以很巧妙地将左右两车轮产生的相反方向的制动力矩相抵消；当滑板式底盘的车辆紧急制动时，由于没有转向横拉杆，且每个车轮模块都是独立的，制动力矩作用于自动轮模块会产生很大的冲击。为了减小紧急制动产生的力矩，本发明通过调节主销内倾角，优化主销偏移距，进一步降低紧急制动下的主销自转向力矩。
82.减小转向节36上部和下部之间的距离，节省材料，节省转向节36上部的空间，便于安装布置转向电机31，转向减速器32；上下横臂43在整车高度方向上更靠近轮心布置，能够在满足悬架运动学特性的前提下减小上下横臂43的长度，便于车轮模块的布置。
83.转向节36与上横臂41连接，采用螺栓45连接，能够防止车轮摆振。
84.转向电机31和转向减速器32偏转一定角度进行布置，留出悬架机构中减振器的空间，同时能保证车轮能够实现-45
°
～90
°
的转角，与自动轮模块中其他的机构运动不干涉，实现横向泊车以及原地转向。
85.转向机构3需要克服原地转向阻力矩，同时需要具备抗紧急制动冲击的能力。因此自动轮模块需要有很高的传动强度和紧凑的空间尺寸。本发明设计的三级减速器，一级为锥齿轮传动，二级为行星齿轮传动，三级为行星齿轮传动，采用行星齿轮传动能够有效缩小减速器径向尺寸。本发明提供了一种行星齿轮的安装方法。在行星齿轮轴3234线处设置一个的通孔，通孔中部有花键槽，用于安装行星齿轮轴3234。行星齿轮轴3234与行星齿轮内部通过花键相连接；根据行星齿轮轴3234的直径匹配合适的轴承，在行星齿轮的两端面开槽安装轴承，行星齿轮轴3234的两端分别与两端的行星架3231过盈配合。这样可以缩短行星架3231的厚度，减小转向减速器32的轴向尺寸。
86.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
87.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，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，各实施例中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。