一种基于行星轮系的车轮独立转向单元

本发明属于基于轮毂驱动的汽车转向领域，具体涉及一种基于行星轮系的车轮独立转向单元。

背景技术：

1、目前，由于具备优良的特性，轮毂电机驱动技术已越来越多地应用于新能源汽车上，带来传动系统的进一步简化，在未来，其将能取代汽车现有传动系统，大幅度简化传动系统，更有利于新能源汽车的发展。在轮毂电机支持下，车辆转向系统也会相应迎来调整，因此，需要研究新的悬架结构，将轮毂电机与车轮独立转向技术结合可使车辆每个车轮独立实现驱动、转向、制动功能，最大程度上提高车辆的性能，但现有轮毂电机簧下质量大、转动惯量大，传统悬架结构难以满足减震需求。

2、cn207790831u的专利申请文件中公开了一种四轮独立驱动与转向电动车轮毂电机驱动独立集成化结构，其包括车架焊接板、转向电机、行星齿轮减速器、悬架系统、轮毂电机组成；该方案集成了单个车轮驱动、转向、制动与悬架系统，为解决车辆在狭小空间内移动困难的问题，提供一种用于四轮独立驱动与转向电动车的轮毂电机驱动独立集成化结构及方案，但其减震系统只能解决垂直方向的冲击力，不能吸收水平方向的冲击，且悬架部分零件数量多，安装复杂，不利于现实的使用。

3、cn112622552b的专利申请文件中公开了一种轮毂电机驱动汽车悬架系统，其由减振器c、主悬架系统、副悬架系统以及v型连杆机构构成；通过悬置轮毂电机，能够使轮毂电机驱动车辆在行驶过程中有更好的抑制垂直振动效果；其轮毂电机悬置的方式节省了轮毂内部空间；同时，能够实现车辆对侧面冲击的缓冲效果。但其悬臂部分采取杆件连接，强度较整体构件差，安装复杂，长时间使用易发生故障，且不能实现车轮的独立转向。

技术实现思路

1、本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种集成动力和独立转向的基于行星轮系的车轮独立转向单元，省去大量传统汽车所需的传动部件，通过将齿圈部分置于转向支架，以极大地节约纵向空间，通过设置主、副减震器获得良好的减震效果，其整体安装简单，以期获得良好的应用前景。

2、本发明为实现上述目的采用如下技术方案：

3、本发明基于行星轮系的车轮独立转向单元的特点是：由独立转向部分、减震悬架部分和车轮动力单元构成；

4、所述独立转向部分，其为：转向电机通过联轴器与齿轮轴相连，所述齿轮轴与行星轮外啮合，所述行星轮与含齿圈的转向支架内啮合，行星架与所述行星轮形成转动副，所述行星架与悬臂通过螺栓固连，珐琅盘与所述转向支架通过螺栓固连，所述行星轮通过轴环在所述行星架实现轴向固定，轴环通过套筒、轴承抵于与所述珐琅盘下端，组成竖向支撑结构，通过轴承保证行星架转动；

5、所述减震悬架部分，其为：悬架爪盘与固定轴通过爪盘螺母采用螺纹方式固连，所述悬臂的下端与所述悬架爪盘的下端使用悬臂下销轴通过间隙配合连接，主减震器、副减震器与所述悬架爪盘的上端使用爪盘销轴通过间隙配合连接，所述主减震器与所述悬臂的上端使用悬臂上销轴通过间隙配合连接，所述副减震器与所述悬臂的中部通过悬臂中销轴连接；

6、所述车轮动力单元，其为：轮毂电机的定子与所述固定轴使用键采取过盈配合固连，刹车盘与所述轮毂电机的外壳通过螺栓固连，所述轮毂电机的外壳与轮辋通过螺栓固连，轮胎嵌入在所述轮辋中。

7、本发明一种基于行星轮系的车轮独立转向单元的特点也在于：所述行星架采取转臂式行星架，所述行星架上的所述行星轮采用轴环实现轴向固定，所述悬臂通过轴承为所述齿轮轴下端提供支撑，所述珐琅盘与所述行星架之间，由上至下依次通过轴承、套筒与轴环实现垂直方向定位与支承，通过轴承保证所述行星架实现转向。

8、本发明一种基于行星轮系的车轮独立转向单元的特点也在于：所述减震悬架部分中，所述主减震器与所述副减震器具有不同的弹簧阻尼系数，为限制所述副减震器最大行程范围，悬架运动过程中，所述爪盘销轴中心点不得越过所述悬臂上销轴的中心与所述悬臂下销轴的中心的连线。

9、与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

10、1、本发明通过在转向支架上加工内齿圈，为整体的行星轮系节约整体空间。行星轮与固定的转向支架上的内齿圈啮合，使纵向空间的占用减小的同时，机构的运行更加稳定，通过行星架可进行大比例减速，传递较大转向力，也可以保证车轮进行大角度转向。

11、2、本发明采用主、副减震器，通过在悬臂上的布置，主减震器主要吸收来自地面的垂直冲击，副减震器主要吸收水平方向上的冲击，同时，悬臂作为一个整体，具有更好的稳定性，二者相结合可以极大地提升车辆行驶过程中的舒适性。

12、3、本发明包含车轮动力、减震与转向多个部分，通过集成使整体结构上的占用空间大幅降低，兼顾车轮的驱动、制动与转向功能，相较传统汽车省去了离合器、变速箱等大量部件，灵活性更高，具有较高的实用价值。

技术特征：

1.一种基于行星轮系的车轮独立转向单元，其特征是：由独立转向部分、减震悬架部分和车轮动力单元构成；

2.根据权利要求1所述的基于行星轮系的车轮独立转向单元，其特征是：

3.根据权利要求1所述的基于行星轮系的车轮独立转向单元，其特征是：

技术总结
本发明公开了一种基于行星轮系的车轮独立转向单元，由转向电机、联轴器、齿轮轴、行星轮、行星架、轮胎、轮辋、轮毂电机、刹车盘、爪盘销轴、爪盘螺母、固定轴、悬架爪盘、悬臂下销轴、悬臂中销轴、副减震器、主减震器、悬臂上销轴、悬臂、转向支架、珐琅盘组成。其中转向电机与齿轮轴相连，齿轮轴与行星轮啮合，行星架与悬臂通过螺栓固连，珐琅盘与转向支架通过螺栓固连，悬架各部分通过销轴连接，悬架爪盘通过爪盘螺母与固定轴螺纹连接。本发明中在转向支架上加工内齿圈，使整体结构更加紧凑，采用行星轮系传递转向力矩，实现大角度独立转向。针对现有独立转向机构悬架单一现状，提出新的设计方案，可为车轮独立转向机构设计提供有益参考。

技术研发人员：陈奇,刘泽之,王君元,宋彭玥,蒋隽冬,周保明
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15