一种四轮独立驱动和独立全向转向的电动车系统.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CN107215386A(43)申请公布日2017.09.29(21)申请号201710313647.3(22)申请日2017.05.05(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人高政坤李博鑫赵雪轩李奇钟朱子霖施炯明杨昊光郑钢铁(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人廖元秋(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)B60G3/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种四轮独立驱动和独立全向转向的电动车系统(57)摘要本发明提供的一种四轮独立驱动和独立全向转向的电动车系统，属于四轮独立驱动电动车领域，包括车架分系统、能源分系统、工作站、操作分系统、4个相同的车轮单元、4个相同且相互独立的转向分系统、4个相同且相互独立的单边悬架分系统，各分系统均通过机械方式连接；4个转向分系统均匀固定在车架分系统的四角，1个单边悬架分系统与对应的1个车轮单元机械连接后，通过1个在竖直方向上机械连接的转向分系统与车架分系统固定，单边悬架分系统由转向分系统驱动转，车轮单元由固定在单边悬架分系统内的驱动电机驱动；本发明实现了车辆的四轮独立驱动、独立转向，进而可实现横向移动、原地转向等与人类行走模式相符的直觉驾驶模式。CN107215386ACN107215386A权利要求书1/2页1.一种四轮独立驱动和独立全向转向的电动车系统，该系统的车轮采用传统轴式驱动电机作为动力源，包括：车架分系统(1-7)、能源分系统(1-4)及操作分系统(1-6)，其特征在于，该电动车系统还包括工作站(1-4)、4个相同且相互独立的转向分系统(1-1)、4个相同且相互独立的的单边悬架分系统(1-2)以及4个相同的车轮单元(1-3)，各分系统均通过机械方式连接；其中，所述车架分系统(1-7)为框架结构，为各个部件提供连接接口；所述4个转向分系统均匀固定在车架分系统(1-7)的四角，且位于前后排的转向分系统对称布置，1个单边悬架分系统与对应的1个车轮单元(1-3)机械连接后，该单边悬架分系统通过1个在竖直方向上机械连接的转向分系统(1-1)与车架分系统(1-7)固定，单边悬架分系统由转向分系统驱动转，车轮单元由固定在单边悬架分系统内的驱动电机驱动；能源分系统(1-4)与车架分系统的接口连接，为各个分系统提供能源；所述工作站(1-5)为台式电脑主机，固定在车架分系统后部，通过导线与各分系统连接；所述操作分系统(1-6)按照与现有车辆相同的方式进行方向盘与踏板的布置，该操作分系统将机械信号转化为相应的电信号传输到工作站，并与车架分系统的机械接口连接。2.如权利要求1所述的电动车系统，其特征在于，所述车轮单元(1-3)包括：刹车底板、车轮轮轴、轮毂、轮胎、刹车总成、驱动电机；其中，所述驱动电机通过连接车轮轮轴，穿过刹车底板与轮毂、轮胎连接；所述刹车总成包括刹车盘与刹车钳两部分，刹车盘与轮毂同轴连接、随轮毂转动，刹车钳与刹车底板连接；所述车轮轮轴固定在轮毂上，车轮单元通过该车轮轮轴与传统轴式电机输出端连接，车轮轮轴的形状与轮毂上为了传统车辆设计的机械接口相适应，所述车轮轮轴是连接传统轴式电机输出端与车轮单元的轮毂部分，与轮毂上为了传统车辆设计的机械接口相适应。3.如权利要求2所述的电动车系统，其特征在于，所述转向分系统(1-1)包括：转向电机(2-1)、蜗轮蜗杆减速器(2-2)、编码器(2-3)、2个对置的锥形轴承(2-4)、4个角铁(2-5)、轴套(2-6)、连接管(2-7)及金属安装板(2-8)，该金属安装板由上部的平板和下部的圆管一体成型且上下部连接处开有圆通孔；其中，所述4个角铁(2-5)分别位于金属安装板(2-8)的四角且与金属安装板固定连接，各角铁(2-5)的两侧边均分别与所述车架分系统(1-7)固定连接，所述编码器(2-3)、蜗轮蜗杆减速器(2-2)、转向电机(2-1)均通过金属支架依次固定在金属安装板(2-8)的上部，所述2个锥形轴承(2-4)均穿过金属安装板(2-8)下部并通过过盈配合与金属安装板固定；所述编码器(2-3)的输出轴与蜗轮蜗杆减速器(2-2)的输出轴通过皮带轮连接；该蜗轮蜗杆减速器的输入轴和转向电机(2-1)的减速输出轴均通过过盈配合分别与轴套(2-6)一端连接；蜗轮蜗杆减速器(2-2)的输出轴通过连接管(2-7)与所述单边悬架分系统(1-2)连接。4.如权利要求3所述的电动车系统，其特征在于，所述金属安装板(2-8)，在与所述转向电机(2-1)、蜗轮蜗杆减速器(2-2)、编码器(2-3)机械连接的孔位处均设有垫圈和减震橡胶垫。5.如权利要求3所述的电动车系统，其特征在于