一种基于多相电机驱动的线控独立转向执行机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110481632A(43)申请公布日2019.11.22(21)申请号201910606948.4(22)申请日2019.07.06(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园(72)发明人季学武吴昊伦刘玉龙刘贺(74)专利代理机构北京维正专利代理有限公司11508代理人刘乾帮(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称一种基于多相电机驱动的线控独立转向执行机构(57)摘要本发明公开了一种基于多相电机驱动的线控独立转向执行机构，包括用于线控独立转向执行机构支架、转向电机及控制器、减速器、力传感器、位置传感器、万向环、连接件及紧固装置；该线控独立转向执行机构支架包括向上连接减速器和向下连接转向电机及控制器的支架上部、集成转向电机及控制器的支架中部、分别连接车轮和车身的支架下部，所述的万向环为用于保护电机的万向环，该万向环分为内万向环和外万向环，内万向环和外万向环通过两个传力销相铰接，内万向环与线控独立转向执行机构支架相连接，外万向环通过与其十字交叉的另外两个传力销与车架（或承载式车身）相连接，当车轮在垂直路面方向上下跳动时，所述转向电机能够随着万向环的摆动而摆动。CN110481632ACN110481632A权利要求书1/2页1.一种基于多相电机驱动的线控独立转向执行机构，包括用于线控独立转向执行机构支架、转向电机及控制器、减速器、力传感器、位置传感器、万向环、连接件及紧固装置；所述线控独立转向执行机构支架包括向上连接减速器和向下连接转向电机及控制器的支架上部、集成转向电机及控制器的支架中部、分别连接车轮和车身的支架下部；所述转矩传感器、万向环、位置传感器从上至下顺序布设在所述支架上部的周围；所述转向电机及控制器通过驱动线控独立转向执行机构支架绕转向电机轴线转动，带动车轮偏转，使车辆转向；其特征在于：所述的万向环为用于保护电机的万向环，该万向环分为内万向环和外万向环，内万向环和外万向环通过两个传力销相铰接，内万向环与线控独立转向执行机构支架相连接，外万向环通过与其十字交叉的另外两个传力销与车架(或承载式车身)相连接，当车轮在垂直路面方向上下跳动时，所述转向电机能够随着万向环的摆动而摆动。2.根据权利要求1所述一种基于多相电机驱动的线控独立转向执行机构，其特征在于：所述线控独立转向执行机构支架的上部为圆台状连接机构，该圆台状连接机构中心处轴向开设有用于连接减速器的通孔；所述线控独立转向执行机构支架的中部为向下延伸的能够将电机及控制器容纳其中的电机外围保护装置，该电机外围保护装置包括两条向下延伸的立臂，所述线控独立转向执行机构的支架下部位于该两条立臂的下方且与两条立臂固接在一起，该支架下部为能够将主动轴或从动轴横向穿过或横向连接的轴连接机构，当该轴连接机构用于主动轮时，其中心处设有用于主动轴横向穿过的通孔；当该轴连接机构用于从动轮时，其中心处靠近车轮的一侧横向固接有从动轴短轴。3.根据权利要求1所述一种基于多相电机驱动的线控独立转向执行机构，其特征在于：所述的减速器为谐波减速器，该谐波减速器水平径向从内到外分别为减速器波发生器、减速器柔性轮、减速器刚性轮；位于内层的减速器波发生器纵向通过紧固装置和所述连接件连接；位于径向中间层的减速器柔性轮纵向通过紧固装置和线控独立转向执行机构的支架上部相连接；所述减速器波发生器为减速器的输入端，所述减速器柔性轮为减速器的输出端，该输出端连接线控独立转向执行机构支架，从而驱动线控独立转向执行机构支架绕转向电机轴线转动，带动车轮转向。4.根据权利要求1所述的一种基于多相电机驱动的线控独立转向执行机构，其特征在于，所述内万向环上对称设置有一对通孔，外万向环上同样设置有与其配合的一对通孔，内、外万向环通过通孔上的两个万向环内连接传力销铰接；外万向环上还十字交叉设有另一对通孔，用于外万向环通过两个万向环外连接传力销与车架(或承载式车身)或悬架控制臂铰接，内万向环通过其上端的力传感器和其下端的位置传感器与所述线控独立转向执行机构支架相连接，当车轮上下跳动时，所述线控独立转向执行机构支架将会随着万向环的摆动而摆动，从而保证转向电机轴不受径向力的影响。5.根据权利要求1和4所述的一种基于多相电机驱动的线控独立转向执行机构，其特征在于：所述的力传感器包括内外两圈，且内外两圈的位置均固定，其内圈的上端面与减速器刚性轮相连接，且其内圈和外圈的连接桥臂上设有应变片，该应变片用于测量减速器传给它的切向力和法向力；所述的位置传感器也称为转角传感器，该转角传感器水平径向从内到外包括齿环和检测头两部分，且齿环与检测头下端面齐平布置；其中齿环压套在支架上端，随支架的转动而转动，检