[发明专利]车辆转向侧倾联动装置及主动侧倾车辆

摘要

本发明涉及车辆底盘技术领域，公开了一种车辆转向侧倾联动装置及主动侧倾车辆，车辆转向侧倾联动装置由侧倾机构和转向机构联动组成，侧倾机构包括车身、下拉杆、转向节主轴、上拉杆、减震器、摇杆、转向节、车轮、支撑杆及驱动杆，转向机构由连杆和左、右转向臂及车身形成转向梯形，侧倾机构和转向机构共用同一车身，由左、右平衡杆经球铰链联动，通过车辆转向和车身侧倾双自由度运动，实现了车辆转向与车身侧倾独立控制，车辆行驶过程中可以实现转向侧倾、独立侧倾或独立转向三种工况；应用于车辆转向时车身主动侧倾，以便车辆在过弯时或者驶过倾斜路面时自动倾斜一定角度来抵抗离心力或侧翻力，以保持稳定的行驶姿态。

主权项

1.车辆转向侧倾联动装置，由侧倾机构和转向机构联动组成，其特征在于：所述的侧倾机构包括：车身、下拉杆、转向节主轴、上拉杆依次顺序转动连接，连接点ABCD为平行四边形，下拉杆两连接点A、B转动轴线与下拉杆夹角δ，上拉杆两连接点C、D转动轴线与上拉杆夹角等于δ，连接点A、B、C、D转动轴线平行，下拉杆的E点位于平面ABCD外，过E点垂直于各连接点转动轴线形成另一平面Ω，平面ABCD与平面Ω夹角90°‑δ，在平面Ω内：减震器与下拉杆的E点转动连接，减震器另一端与摇杆转动连接，摇杆另一端与车身转动连接，各相对转动轴线平行且垂直于各构件相对运动平面Ω；转向节与转向节主轴绕其轴线BC转动连接，转向节联接车轮并控制其方向、车轮绕转向节轴线转动，由车身、下拉杆、转向节主轴、上拉杆、减震器、摇杆、转向节、车轮按以上方式联接形成一组车轮控制机构；两组几何参数、性能参数相同的车轮控制机构ABCDEFG和A′B′C′D′E′F′G′依据给定的轮距d以车身中央纵垂面左右对称布置、共用同一车身，车身中央纵垂面平行于平面Ω，驱动杆中点与车身在车身横垂面转动连接、转动轴线位于车身中央纵垂面内，支撑杆一端与驱动杆左端球铰链连接、另一端与左侧摇杆的Z点球铰链连接，另一支撑杆一端与驱动杆右端球铰链连接、另一端与右侧摇杆的Z′点球铰链连接，两支撑杆长度相等，两支撑杆与左、右侧摇杆连接点位置相同；其中：驱动杆与车身夹角为致动角α，当致动角α＝90°时、两侧下拉杆共面，此时车身侧倾角β＝0，侧倾机构关于车身中央纵垂面对称；当α≠90°时两车轮相对车身反向运动、沿AD方向移动距离h，车身水平面相对地面夹角为车身侧倾角β，tanβ＝h/d，致动角α改变时车身侧倾角β变化；所述的转向机构包括：转向梯形MSTN由左转向臂、连杆和右转向臂各端点顺序转动连接，以及由左转向臂的M点和右转向臂的N点分别与车身转动连接构成，各相对转动轴线平行且垂直于转向梯形MSTN所在的车身水平面，M、N分别位于侧倾机构中车身的AD及A′D′线上同一高度，左转向臂与右转向臂等长，MN＜ST；时，转向机构以车身中央纵垂面对称；所述的侧倾机构和转向机构共用同一车身、具有同一车身中央纵垂面和车身水平面，取转向机构中左转向臂的I点和右转向臂的J点、MI＝NJ、设侧倾机构中左侧的转向节与车轮和转向节主轴联接点分别为U、P，右侧的转向节与车轮和转向节主轴联接点分别为W、Q，AM＝BP＝A′N＝B′Q，取侧倾机构中左、右侧转向节的H、K点，PH＝QK＝MI，∠UPH＝∠WQK＝180°‑(90°‑δ)；左平衡杆一端与转向机构中左转向臂的I点球铰链连接、另一端与侧倾机构中左侧转向节的H点球铰链连接，右平衡杆一端与转向机构中右转向臂的J点球铰链连接、另一端与侧倾机构中右侧转向节的K点球铰链连接，左平衡杆与右平衡杆等长，IH＝MP＝JK＝NQ，形成车辆转向侧倾联动装置；其中：给定转向角θ＝0时，转向梯形MSTN两底角相等，车辆直线行驶，此时：当致动角α＝90°时，车身不侧倾直线行驶，当致动角α≠90°时，车身侧倾直线行驶；转向角θ≠0时，转向梯形MSTN两底角不相等，外车轮偏转角θ_e和内车轮偏转角θ_i满足阿克曼转向条件，车辆转向行驶，此时：当致动角α＝90°时，车身不侧倾转向行驶，当致动角α≠90°时，车身侧倾转向行驶。