[发明专利]一种空间多连杆闭链转向机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于各轮独立转向车辆的转向机构，尤其适合于使用全电的轻小型无人平台。

背景技术

轻小型无人平台为了提高行驶灵活性，提高行驶效率，往往会加装转向装置。传统的车辆转向系统采用左右车轮联动的系统设计，不利于平台实现中心转向、斜向行驶等特殊功能。同时，由于轻小型无人平台一般具有悬架系统，使转向机构的设计更加复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种独立转向机构，使该机构可以适用于具有悬架系统的独立转向车辆，每套系统具有独立驱动、反向自锁、过载缓冲的特点，在车辆直线形式时，悬架上下大行程运动过程中车轮转向角基本保持不变，满足车辆在各种复杂路况下的行驶需要。

本发明的技术方案为：一种空间多连杆闭链转向机构，其特征在于：包括驱动电机及减速器、涡轮蜗杆2、过载缓冲器3、转向羊角4、悬架下摆臂6和悬架上摆臂7；其中，驱动电机通过减速器和涡轮蜗杆2固定在一起，驱动电机及减速器和涡轮蜗杆一起固定在车体上；涡轮蜗杆的涡轮输出轴连接转向摆臂，转向摆臂通过球铰和转向拉杆一端连接，转向拉杆中间安装有过载缓冲器；转向拉杆的另一端通过球铰和转向羊角4连接；转向羊角一端安装有车轮5，另一端引出的两个分支通过球铰分别和悬架下摆臂6、悬架上摆臂7连接；悬架下摆臂6和悬架上摆臂7各通过一个转动副和车体连接。

悬架上摆臂7和悬架下摆臂8在安装位置保持平行，且上下摆臂保持等长，转向拉臂和悬架上、下摆臂在车轮不转向时保持平行。

所述过载缓冲器包括缓冲器滑动杆11、缓冲弹簧12、限位销13、缓冲器滑动套14、滑动杆连接螺孔15和滑动套连接螺孔18；其中，限位销13固定于缓冲器滑动杆11上，缓冲器滑动套14上设置有滑动导引槽16和与其相平行的滑动工作槽17，上述两个槽之间通过一个弧形槽相连通；缓冲器滑动杆11伸入缓冲器滑动套14内，限位销13通过滑动导引槽16进入滑动工作槽17，有一定预紧力的缓冲弹簧12设置在缓冲器滑动杆11和缓冲期滑动套14两端盖之间，缓冲器滑动杆11和缓冲器滑动套14分别通过其端盖上的螺孔与转向拉臂连接。

有益效果：本发明总体上运用空间多连杆设计理论，采用反向自锁装置、空间多连杆机构、过载缓冲装置等技术，其转向动力输出采用涡轮蜗杆的结构形式，使转向机构的反向输入锁止，依靠过载缓冲器的初始刚度和机械结构保证运动过程中转向角稳定，依靠过载缓冲器的过载能力保护涡轮蜗杆不受到太大冲击。使车辆在高速行驶、通过障碍、受到撞击等情况下转向系统都有很好的工作效果。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是过载缓冲器结构原理图。

图中：1.驱动电机及减速器，2.涡轮蜗杆，3.过载缓冲器，4.转向羊角，5.车轮，6.悬架下摆臂，7.悬架上摆臂；

11.缓冲器滑动杆，12.缓冲弹簧，13.限位销，14.缓冲器滑动套，15.滑动杆连接螺孔，16.滑动导引槽，17.滑动工作槽，18.滑动套连接螺孔

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示的空间多连杆闭链转向机构，包括驱动电机及减速器1、涡轮蜗杆2、过载缓冲器3、转向羊角4、悬架下摆臂6和悬架上摆臂7；

驱动电机及减速器1和涡轮蜗杆2通过连接装置固定在一起，驱动电机及减速器1和涡轮蜗杆2一起固定在车体上；涡轮蜗杆2的涡轮输出轴A连接转向摆臂AB，转向摆臂AB通过球铰接和转向拉杆BC连接，转向拉杆中间安装有过载缓冲器，用以缓冲车辆在受到冲击时的冲击力；转向拉杆的末端C通过球铰接和转向羊角4连接；转向羊角一端安装在车轮5上，车轮可以绕其转动，转向羊角另一端引出的两个分支分别通过球铰和悬架下摆臂6、悬架上摆臂7连接；悬架下摆臂6和悬架上摆臂7通过转动副F、G和车体连接。

在设计和安装过程中，每个车轮各连接一个本发明的转向机构，并且为了达到车轮上下运动转向角保持基本不变，需要达到以下两个要求：悬架上摆臂7和下摆臂8在安装位置保持平行，转向拉臂BC和悬架摆臂在车轮不转向时保持平行。

驱动电机固定在车辆本体上，驱动电机通过减速机构和涡轮蜗杆连接，涡轮蜗杆起到减速和反向自锁的功能，涡轮蜗杆输出端通过摆臂上的球铰连接空间转向拉杆，空间转向拉杆上通过加装过载缓冲装置后连接车轮转向羊角。车轮转向羊角通过球铰接和悬架下摆臂连接。