車輛的轉向機構及具有該轉向機構的車輛的制作方法

本發明涉及車輛轉向技術領域，具體而言，涉及一種車輛的轉向機構以及具有該轉向機構的車輛。

背景技術：

轉向器是車輛轉向的關鍵零部件，是實現轉向的執行機構之一，轉向器帶橫拉桿總成與轉向節相連，進而連接到兩個轉向輪上，轉向橫拉桿的內、外球頭和轉向器軸線以及轉向節鉸接軸線形成梯形結構，汽車轉向時就是依據轉向梯形來調整轉角的大小。

相關技術中，由于轉向器安裝位置一定(固定在副車架上)，前輪前束等參數一定，再加上轉向器行程、圈數等參數一旦定型，那么該車型的安裝點就定型，汽車轉向只能在相應的范圍內隨著轉向梯形的變化來改變轉動角度和轉彎半徑，該種結構，兩轉向輪始終處于平行狀態，轉彎半徑不可能做得很小，轉向功能單一，在狹小空間內轉向或掉頭都很困難，存在改進空間。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明提出一種可使一對轉向輪實現相對偏轉的車輛的轉向機構。

根據本發明第一方面實施例的車輛的轉向機構包括轉向器；兩個轉向橫拉桿，所述轉向器連接在所述兩個轉向橫拉桿之間；兩個轉向節，所述兩個轉向節分別位于所述轉向器的兩側，其中每個所述轉向節的一端均適于與同側的車輛的轉向輪相連，所述轉向節的另一端均與同側的轉向橫拉桿相連；安裝支架，所述轉向器安裝在所述安裝支架上，且所述安裝支架設置成沿所述車輛的前后方向可移動以使所述轉向機構在第一狀態和第二狀態之間切換，所述轉向機構位于第一狀態時，兩側的轉向輪同向偏轉，所述轉向機構位于所述第二狀態時，兩側的轉向輪相對偏轉并偏轉至所述兩側的轉向輪之間的距離從前向后或者從后向前逐漸增大。

根據本發明實施例的車輛的轉向機構，通過調整轉向梯形的一個底邊在前后方向上的位置，實現轉向機構在第一狀態與第二狀態之間的切換,結構簡單，且可使轉向輪實現相對偏轉。

根據本發明的一個實施例，所述車輛的轉向機構還包括：驅動結構，所述驅動結構驅動所述安裝支架沿所述車輛的前后方向移動。

根據本發明的一個實施例，所述驅動結構包括：絲杠螺母副，所述絲杠螺母副的絲杠和螺母中的一個與所述安裝支架相連以驅動所述安裝支架沿所述車輛的前后方向移動；電機，所述電機驅動所述絲杠和所述螺母中的另一個。

根據本發明的一個實施例，所述車輛的轉向機構還包括：位移檢測裝置，所述位移檢測裝置安裝在所述電機上用于檢測所述絲杠和所述螺母中的所述另一個的位移。

根據本發明的一個實施例，所述車輛的轉向機構還包括：控制器，所述控制器分別與所述位移檢測裝置和所述電機相連以根據所述位移檢測裝置的檢測值控制所述電機工作。

根據本發明的一個實施例，所述位移檢測裝置為位移傳感器。

根據本發明的一個實施例，所述控制器為所述車輛的ECU。

根據本發明的一個實施例，所述車輛的轉向機構還包括：導軌，所述導軌包括固定部分和移動部分，所述移動部分相對所述固定部分沿所述車輛的前后方向可移動，所述移動部分設在所述安裝支架上，所述固定部分設在所述車輛的副車架上。

根據本發明的一個實施例，所述導軌為多個，多個所述導軌沿所述車輛的寬度方向間隔設置。

根據本發明第二方面實施例的車輛包括第一方面所述的車輛的轉向機構。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的車輛的轉向機構的結構示意圖；

圖2是根據本發明實施例的車輛的轉向機構的工作時的結構示意圖；

圖3是根據本發明實施例的車輛的結構示意圖。

附圖標記：

車輛1000、車輛的轉向機構100、轉向器1、轉向橫拉桿2、轉向節3、安裝支架4、驅動結構5、絲杠51、螺母52、電機53、位移檢測裝置6、控制器7、導軌8、轉向輪9、副車架10、非轉向輪11。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

下面參照圖1-圖3描述根據本發明實施例的車輛1000的轉向機構100。如圖1-圖3 所示，根據本發明實施例的車輛1000的轉向機構100包括轉向器1、兩個轉向橫拉桿2、兩個轉向節3和安裝支架4。

如圖1-圖3所示，轉向器1連接在兩個轉向橫拉桿2之間，兩個轉向節3分別位于轉向器1的左右兩側，其中每個轉向節3的一端適于與同側的車輛1000的轉向輪9相連，每個轉向節3的另一端均與同側的轉向橫拉桿2相連。

如圖1-圖3所示，左側的轉向節3的左端與左側的轉向輪9鉸接相連，左側的轉向節3的右端與左側的轉向橫拉桿2的左端相連，左側的轉向橫拉桿2的右端與轉向器1鉸接相連；右側的轉向節3的右端與右側的轉向輪9鉸接相連，右側的轉向節3的左端與右側的轉向橫拉桿2的右端相連，右側的轉向橫拉桿2的左端與轉向器1鉸接相連。兩個轉向橫拉桿2、轉向器1的軸線即兩個轉向橫拉桿2與轉向器1的兩個鉸接點的連線、轉向節鉸接軸線即兩個轉向橫拉桿2與轉向節3的兩個鉸接點的連線形成梯形結構，具體地，轉向器1的軸線構成梯形結構的一個底邊，轉向節鉸接軸線構成梯形結構的另一個底邊，兩個轉向橫拉桿2構成梯形結構的兩個腰。

如圖1-圖3所示，轉向器1安裝在安裝支架4上，安裝支架4設置成沿車輛1000的前后方向可移動，也就是說，轉向器1可以沿車輛1000的前后方向移動，具體地，梯形結構的一個底邊可以沿車輛1000的前后方向移動，由于轉向器1的硬點(例如，轉向器1的球銷)的限制，該推動轉向器1沿前后移動的推力就會改變兩轉向輪9的角度，使轉向機構100在第一狀態和第二狀態之間切換。

根據本發明實施例的車輛1000的轉向機構100通過調整轉向梯形的一個底邊在前后方向上的位置，實現轉向機構100在第一狀態與第二狀態之間的切換,結構簡單，且可使轉向輪9實現不同的偏轉狀態。

具體地，當車輛1000正常行駛時，轉向機構100位于第一狀態，兩側的轉向輪9，即左側的轉向輪9和右側的轉向輪9可以同向偏轉，也就是說，車輛1000左轉時，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9均向左偏轉，車輛1000右轉時，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9均向右偏轉。

可以理解的是，轉向機構100位于第一狀態時，也就是普通車輛1000的常用轉向模式，如圖1所示，當車輛1000正常行駛時，轉向機構100由相應的自鎖機構阻止安裝支架4的滑動，以保證固有的轉向梯形的曲線，需要車輛1000轉向時，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9同向偏轉。

當車輛1000需要很小的轉彎半徑的情況下，可以驅動安裝支架4沿前后方向移動，從而帶動轉向器1沿前后方向移動，由于轉向器1的硬點的限制，該推動轉向器1沿前后方向移動的推力就會改變兩轉向輪9的角度，例如形成“內八字”或“外八字”形，如圖2 和圖3所示，此時在轉動方向盤時，轉彎半徑將大幅減小。

具體地，如圖2和圖3所示，轉向機構100位于第二狀態時，兩側的轉向輪9，即左側的轉向輪9和右側的轉向輪9相對偏轉，也就是說，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9的偏轉方向相反，例如當左側的轉向輪9和右側的轉向輪9均為車輛1000的一對前輪時，左側的轉向輪9向右偏轉且右側的轉向輪9向左偏轉，當左側的轉向輪9和右側的轉向輪9均為車輛1000的一對后輪時，則左側的轉向輪9向左偏轉且右側的轉向輪9向右偏轉。

可以理解的是，如圖3所示，當左側的轉向輪9和右側的轉向輪9均為車輛1000的一對前輪時，車輛1000的一對后輪可以為一對非轉向輪11。

進一步地，轉向機構100位于第二狀態時，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9可以相對偏轉至對稱設置在車輛1000的左右兩側，且偏轉至左側的轉向輪9和右側的轉向輪9之間的距離從前端向后端逐漸增大，或者偏轉至左側的轉向輪9和右側的轉向輪9之間的距離從后端向前端逐漸增大。

可以理解的是，轉向機構100位于第二狀態時，以左側的轉向輪9和右側的轉向輪9為車輛1000的一對前輪為例，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9相對偏轉至對稱設置在車輛1000的左右兩側，且如圖2和圖3所示，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9之間的距離從前端向后端逐漸增大，即若左側的轉向輪9和右側的轉向輪9為車輛1000的一對前輪且轉向機構100位于第二狀態時，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9呈“八”字形(或者說是“內八字形”)。

轉向機構100位于第二狀態時，以左側的轉向輪9和右側的轉向輪9為車輛1000的一對后輪為例，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9相對偏轉至對稱設置在車輛1000的左右兩側，且左側的轉向輪9和右側的轉向輪9之間的距離從后向前逐漸增大，即若左側的轉向輪9和右側的轉向輪9為車輛1000的一對后輪且轉向機構100位于第二狀態時，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9呈“外八”字形，即將“八”字形旋轉180度后得到的形狀。

也就是說，當轉向機構100處于第二狀態時，左側的轉向輪9和右側的轉向輪9偏轉至呈“內八”字形或“外八”字形。

在該狀態下，若轉向中心位于另一對車輪(若左側的轉向輪9和右側的轉向輪9為一對前輪，則另一對車輪為一對后輪；若左側的轉向輪9和右側的轉向輪9為一對后輪，則另一對車輪為一對前輪)的中心連線的中心處，則驅動左側的轉向輪9和右側的轉向輪9繞各自的軸線轉動，可以實現車輛1000的原地轉向，從而大大的減小了車輛1000的轉彎半徑。

簡言之，根據本發明實施例的車輛1000的轉向機構100，以兩個轉向輪9為一對前輪為例，通過使用安裝轉向器1的安裝支架4沿車輛1000的前后方向的移動，可以使兩個轉 向輪9相對偏轉至呈“八”字形或“外八字形”的狀態。

也就是說，根據本發明實施例的轉向機構100，通過使梯形機構的一個底邊沿車輛1000的前后方向移動，在轉向器1的硬點的限制下，使與梯形結構的轉向節3相連的兩個轉向輪9發生偏轉，實現兩個轉向輪9的相對偏轉，且可以偏轉至呈“外八字形”或“內八字形”，從而實現了轉向機構100的轉向模式的變化，使轉向機構100的適用范圍更廣。

根據本發明實施例的車輛1000的轉向機構100，通過沿前后方向平移的轉向器1，改變兩個轉向輪9的位置與角度，使兩個轉向輪9呈現“外八字形”或“內八字形”，在車輛1000轉向時可以減小轉彎半徑，甚至可以實現原地轉向功能。

下面參照圖1-圖3詳細描述根據本發明實施例的車輛1000的轉向機構100包括轉向器1、兩個轉向橫拉桿2、兩個轉向節3、安裝支架4、驅動結構5、位移檢測裝置6、控制器7和導軌8。

兩個轉向橫拉桿2分別連接在轉向器1的左右兩側，兩個轉向節3分別位于轉向器1的左右兩側，每個轉向橫拉桿2的一端與轉向器1相連，每個轉向橫拉桿2的另一端與同側的轉向節3的一端相連，每個轉向節3的另一端均與同側轉向輪9相連。

如圖1-圖3所示，轉向器1安裝在安裝支架4上，安裝支架4設置成可沿車輛1000的前后方向移動，從而轉向器1在安裝支架4的帶動下沿車輛1000的前后方向移動，根據轉向梯形的工作原理，由于轉向器1的硬點的限制，在轉向器1沿前后方向移動時，可以使左側的轉向輪9和右側的轉向輪9發生相對偏轉，且左側的轉向輪9和右側的轉向輪9可以偏轉至左側的轉向輪9和右側的轉向輪9呈“外八”字形和“內八”字形的狀態。

驅動結構5可以驅動安裝支架4沿車輛1000的前后方向移動。如圖1-圖3所示的一些實施例中，驅動結構5可以包括絲杠螺母副和電機53。絲杠螺母副的絲杠51和螺母52中的一個可以與安裝支架4相連以驅動安裝支架4沿車輛1000的前后方向移動，電機53驅動絲杠51和螺母52中的另一個。

可選地，絲杠螺母副為滾珠絲杠螺母副，由此驅動結構5的絲杠51和螺母52的摩擦力小、相對運動更順暢。

可以理解的是，在本發明的一些實施例中，絲杠51與安裝支架4相連，電機53驅動螺母52轉動，并通過限制螺母52的移動和絲杠51的轉動，從而使絲杠51沿前后方向移動，并通過絲杠51帶動安裝支架4沿前后方向移動，由此對安裝支架4的推力更平穩，使安裝支架4沿前后方向的移動更平穩，有利于保證轉向機構100的轉向的順利進行。

當然，在本發明的另一些實施例中，螺母52可以與安裝支架4相連，電機53驅動絲杠51轉動，并通過限制螺母52的轉動，可以實現螺母52沿前后方向的移動，通過螺母52推動安裝支架4沿前后方向移動，由此結構緊湊，絲杠51的剛性好。

進一步地，為了準確地控制轉向機構100處于第二狀態時，兩個轉向輪9的偏轉位置，電機53上可以安裝位移檢測裝置6，位移檢測裝置6用于檢測與安裝支架4相連的絲杠51或螺母52的位移。可選地，位移檢測裝置6為位移傳感器。

進一步地，位移檢測裝置6與控制器7相連，控制器7還與電機53相連，從而控制器7可以根據位移檢測裝置6檢測到的檢測值控制電機53工作，即控制電機53正轉、反轉、轉速和工作時間，從而控制與安裝支架4相連的絲杠51或螺母52的前后方向上的位移量，進而控制兩個轉向輪9的偏轉角度，使轉向機構100滿足車輛1000的不同路況需求。可選地，控制器7可以為車輛1000的ECU，從而集成程度高，節省部件。

為了使安裝支架4沿前后方向的移動更順暢，且更省力，如圖1-圖3所示，轉向機構100還可以包括導軌8，安裝支架4通過導軌8可移動地設在車輛1000的副車架10上。

具體而言，導軌8可以包括固定部分和移動部分，移動部分相對固定部分沿車輛1000的前后方向可移動，移動部分設在安裝支架4上，固定部分設在車輛1000的副車架10上。

進一步地，為了使轉向機構100的受力更均勻，導軌8可以為多個，多個導軌8可以沿車輛1000的寬度方向間隔設置，車輛1000的寬度方向即車輛1000的左右方向。如圖1-圖3所示的一個具體的示例中，導軌8為兩個。

下面參照圖1-圖3描述根據本發明實施例的轉向機構100的工作過程：

如圖1所示，當車輛1000正常行駛時，該轉向機構100處與第一狀態，即車輛1000需要轉向時，兩個轉向輪9同向偏轉，且電機53不工作，絲杠51(或螺母52)由相應的自鎖機構鎖止，從而阻止絲杠51前后移動，即轉向器1在固定位置不沿前后方向移動，從而保證固有的轉向梯形曲線。

當車輛1000需要很小的轉彎半徑的情況下，可以驅動電機53進行工作，絲杠51(或螺母52)帶動轉向器1前后移動，由于轉向器1的硬點的限制，該推力就會改變兩個轉向輪9的角度，為了使個轉向輪9的角度與車輛1000的工況匹配，控制器7可以根據位移檢測裝置6檢測到的檢測值控制電機53工作，當位移檢測裝置6檢測到與安裝支架4相連的絲杠51(或螺母52)的位移值達到預定位置時，控制器7可以控制電機53停止工作，使兩個轉向輪9偏轉至呈“內八字”或“外八字”形，如圖2和圖3所示，此時再轉動方向盤時，轉彎半徑將大幅減小。

簡言之，根據本發明實施例的車輛1000的轉向機構100，將轉向器1在車架的位置進行改變，由原來的不可動變為沿前后方向可移動，從而使轉向機構100在第一狀態與第二狀態之間切換，由單一的轉向模式改成可變的轉向模式，可以實現小角度轉向甚至原地轉向，且結構簡單，實現容易。

下面簡單描述一下根據本發明實施例的車輛1000，該車輛1000包括上述實施例的轉向 機構100，從而可以實現兩個轉向輪9呈“八”字形或“外八”字形的狀態，車輛1000的轉向模式可變，甚至可以實現原地轉向，滿足不同路況下的轉向需求。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“軸向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。