CN102303497B - 一种具有调整地隙与轮距功能的h型动力底盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有调整地隙与轮距功能的H型动力底盘，包括底盘以及安装在底盘上的发动机、离合器、变速箱、差速器、分动箱、链轮传动机构与车轮。其中，发动机动力经变速箱后到达差速器，通过差速器的左输出轴与右输出轴分别将动力经底盘两侧的分动箱传递给两侧的链轮传动机构，从而，将动力传递给与两侧的链轮传动机构相连的车轮。本发明优点在于：同侧前后车轮传动比相同，当同侧车轮只有一个车轮打滑，另个车轮未打滑时，可使转矩传给不打滑的车轮，并利用不打滑车轮的附着力产生驱动力，使汽车顺利起步或继续行驶，提高了车辆在崎岖路面条件下的通过性能。且底盘地隙和轮距可调，适应山地，丘陵等崎岖路面的行驶，具有高通过性和良好的平顺性、越障能力和稳定性。

Description

一种具有调整地隙与轮距功能的H型动力底盘

技术领域

本发明涉及一种动力底盘，属于车辆工程领域，具体来说是一种具有调整地隙与轮距功能的H型动力底盘。

背景技术

现有汽车底盘通常由发动机、离合器、变速箱、差速器、车轮构成，其中，发送机的动力经离合器、变速箱、传动轴，最后传送到差速器，由差速器将动力分配给左右半轴从而驱动左右车轮。

其中，当差速器安装在汽车两前轮间，将动力通过左右半轴分配给汽车两前轮时，称之为前轮驱动。当差速器安装在汽车两后轮间，将动力通过左右半轴分配给汽车两后轮时，称之为后轮驱动。也有在汽车前后轮均安装有差速器，通过两个差速器将动力分别通过左右半轴分配给两个前轮与两个后轮，此种称之为四轮驱动(全轮驱动)。

前轮驱动由于前轮是驱动轮，越障能力高。目前大多数中、小型轿车都采用了这种驱动形式。机械结构简单、引擎散热条件好，车内空间大、易布置，减轻了整车重量，比较节约汽油，维修起来也很方便。其缺点是：由于前轮同时承担转向和驱动的工作，高速稳定性较差，上坡时驱动轮易打滑，高速下坡时易翻车。在过弯时前部重心因惯性而往前，离心力较大，于是就沿切线方向被甩出去，容易突破前轮的地面附着力，发生侧滑。并具有明显的不足转向。

后轮驱动的方式是前后轮各司其职，转向和驱动分开，因此高速稳定性好，车辆爬坡能力强。这种驱动形式的缺点是：后桥负荷重，使汽车具有过多转向的倾向，前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，且相对前轮驱动更高的装配和制造成本，更多的故障，相对狭小的室内空间等等。

全轮驱动汽车由全部车轮都是驱动轮，充分利用了汽车的全部附着质量，因此汽车有较大的驱动力和克服障碍、防止打滑的能力。所以，越野汽车一般都采用这种总布置形式。而且，由于全轮驱动的汽车有较大的驱动力，加速性好，20世纪80年代以来一些轿车和旅行轿车也纷纷采用全轮驱动，成为所谓的“多用途运动车(SUV)”，受到不少美国年轻人的喜爱，形成了″4WD″热潮。但是，全轮驱动的结构复杂，成本高，在好路上行驶时燃料消耗大，轮胎和机件的磨损大。

上述三种驱动方式对于，当一侧车轮发生打滑时，由于差速器的存在，打滑的车轮越转越快，另一侧车轮越转越慢，使驱动桥丧失驱动力，导致车辆无法行驶。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有调整地隙与轮距功能的H型动力底盘，提高了车辆在崎岖路面条件下的通过性能，能够在崎岖的路面行驶时保证四个车轮同时着地，可以更好的适应地面，保持车身的稳定。

其中，差速器的左输出轴与右输出轴分别依次与制动器以及由主动齿轮、前从动齿轮与后从动齿轮组成的分动箱中的主动齿轮相连，每个分动箱中的前从动齿轮、后从动齿轮均与主动齿轮啮合，前从动齿轮、后从动齿轮分别与一个花键轴固连，两个花键轴位于底盘同侧；每个花键轴上分别套接有摇臂，两个摇臂位于底盘同侧，每一个摇臂内安装有由主动链轮、链条以及传动链轮组成的链轮传动机构；其中，主动链轮与传动链轮间通过链条传动连接；两个摇臂中的两个主动链轮轴向上开有内花键，与两个花键轴相配合，两个主动链轮分别套接在两个花键轴上，每个传动链轮分别通过车轮轴与车轮相连；两个花键轴将动力分别传递给两个主动链轮，两个主动链轮通过链条将动力分别传递给两个传动链轮，两个传动齿轮最终将动力分别传递给同侧的两个车轮。

两个摇臂相对的一端分别与齿轮A和齿轮B固连，齿轮A与齿轮B啮合；所述底盘同侧的两个花键轴之间的摇臂外侧设置有摇臂罩，摇臂罩与位于底盘同侧的两个摇臂相对一端处轴接，使两个摇臂相对于摇臂罩旋转。摇臂罩的顶部安装有液压缸，液压缸的伸缩端固定在同侧两摇臂中的一个摇臂上。在摇臂罩的外侧安装有丝杠螺母，丝杠螺母中的丝杠与电机相连。当汽车在崎岖路面上行进时，通过控制液压缸的伸缩端伸长或缩短来对同侧两个摇臂间夹角进行调节，根据地隙高低的要求，驱动同侧的摇臂相对旋转，起到调整地隙的作用。

在摇臂罩的外侧安装有丝杠螺母，丝杠螺母中的丝杠与电机相连，由此通过电机直接驱动丝杠旋转，丝杠相对于丝杠螺母旋转，丝杠旋转时，使丝杠螺母产生直线运动，从而通过摇臂罩带动两摇臂沿两花键轴轴向移动，实现底盘两侧车轮间距的改变，可使车辆能适应崎岖坑洼路面。

本发明的优点在于：

1、本发明H型动力底盘采用H型动力传动，位于同侧的车轮通过分动箱的从动齿轮传递转矩，前后轮传动比相同，当同侧车轮只有一个车轮发生打滑，另一个车轮未发生打滑现象时，本发明这种传动方式会使大部分甚至全部转矩传给不打滑的车轮，并充分利用这一车轮的附着力来产生足够的驱动力，使汽车顺利起步或继续行驶，提高了车辆在崎岖路面条件下的通过性能。

2、本发明H型动力底盘，由于左右摇臂可相对转动，能保证四个轮子在各种路面上均可同时着地，提高车辆在崎岖路面上的通过性。具有其它各式车辆无法比拟的优点，适应山地，丘陵等崎岖路面的行驶。

3、本发明H型动力底盘，通过各摇臂间夹角的变化，可以调整底盘的离地间隙，使车辆适应不同的工作环境和工作要求：路面条件良好，可以降低地隙，使车辆重心下降，提高车辆的平顺性和通过性；路面崎岖，有较大障碍时，提高地隙，使车辆具有良好的越障能力。

4、本发明H型动力底盘通过车身姿态调整连杆的作用，可以保证车身平面始终与两个摇臂夹角平分线垂直，起到车身姿态调整的作用，保持车身的稳定，防止车辆发生侧翻，提高车辆的通过性能。

5、本发明H型动力底盘适用范围广，能够用于全地域军民用车辆、移动机器人和各种特殊装备移动平台的行走机构，如沙漠车、滩涂车等。

附图说明

图1为本发明H型动力底盘结构示意图；

图2为本发明中同侧两摇臂间连接示意图；

图3为本发明中同侧两摇臂间连接局部放大图；

图4为本发明中丝杠螺母连接示意图；

图5为本发明中连杆调整机构安装示意图；

图6为本发明中分动箱与连杆调整机构安装示意图；

图7为本发明中制动器与连杆调整机构安装示意图。

图中：

1-底盘          2-发动机        3-离合器          4-变速箱

5-差速器        6-分动箱        7-链轮传动机构    8-车轮

9-制动器        10-花键轴       11-导轨           12-挡板

13-支撑座       14-摇臂         15-摇臂罩         16-丝杠螺母

17-电机         18-齿轮A        19-齿轮B          20-调整连杆机构

21-液压缸       401-输入轴      402-输出轴        501-从动锥齿轮

502-左输出轴    503-右输出轴    601-主动齿轮      602-前从动齿轮

603-后从动齿轮  701-主动链轮    702-链条          703-传动链轮

16a-丝杠        20a-第一连杆    20b-第二连杆      20c-第三连杆

20d-第一球铰    20e-第二球铰    20f-第三球铰      20g-第四球铰

20h-第五球铰

具体实施方式

本发明一种H型动力底盘，包括底盘1以及设置在底盘1上的发动机2、离合器3、变速箱4、差速器5、分动箱6、链轮传动机构7与车轮8，如图1所示。其传动路线为：发动机2-变速箱4-差速器5-分动箱6-链轮传动机构7-车轮8。

其中，发动机2位于底盘1的前部，发动机2与离合器3连接，离合器3与变速箱4的输入轴401连接，变速箱4的输出轴402上主动锥齿轮403与差速器5的从动锥齿轮501啮合。发动机2将动力经变速箱4后到达差速器5。所述离合器3用来使发动机2与变速箱4暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机2向变速箱4输入的动力。差速器5的左输出轴502和右输出轴503分别将动力向底盘1左侧与右侧两个方向传出。

差速器5的左输出轴502与右输出轴503所连接的部件以及连接方式相同，下面以差速器5的右输出轴503所连接部件以及连接方式进行说明：差速器5的右输出轴503依次与制动器9的制动鼓以及分动箱6中的主动齿轮601固连，分动箱6中的前从动齿轮602与后从动齿轮603分别与主动齿轮601啮合，前从动齿轮602与后从动齿轮603分别固连有一个具有外花键的花键轴10，每个花键轴10套接在一条平行与底盘1的导轨11上，每条导轨11的两端均连接有挡板12，通过挡板12实现导轨11在花键轴10轴向上的定位，通过导轨对分动箱(包括分动箱中的前从动齿轮与后从动齿轮)、摇臂14以及链轮传动机构7中的主动链轮701起到支撑作用，且可实现分动箱6与摇臂14在导轨11两端挡板12间的定位。差速器5的右输出轴503将动力经主动齿轮601分别传递给前传动齿轮602与后传动齿轮603，从而经前传动齿轮602与后传动齿轮602传递给两个花键轴10。两个花键轴10上分别活动套接有一个摇臂14，两个摇臂14位于底盘1的右侧。

所述摇臂14内设置有由主动链轮701，链条702以及传动链轮703组成的链轮传动机构7。其中，主动链轮701与传动链轮703间通过链条702相连，主动链轮701通过链条702可带动传动链轮703转动。

位于底盘1同侧的两摇臂14之间固定连接并且位于同一条直线上。两个传动链轮703分别通过车轮轴801与车轮8相连。两个摇臂14中的主动链轮701具有轴向上的内花键结构，活动套接在花键轴上10，通过主动链轮701的内花键与花键轴10的外花键相互配合，使两个花键轴10将动力分别传递给两个主动链轮701，两个主动链轮701通过链条702将动力分别传递给两个传动链轮703，两个传动链轮703最终将动力分别传递给同侧的两个车轮8。通过上述结构实现了每个分动箱6中前从动齿轮602与后从动齿轮603向同侧的两侧车轮8传递转矩，使得前后车轮8传动比相同，当同侧车轮8一个发生打滑，另一个车轮8未发生打滑现象时，使大部分甚至全部转矩传给不打滑的车轮8，并充分利用这一车轮8的附着力来产生足够的驱动力，使汽车顺利起步或继续行驶，提高了车辆在崎岖路面条件下的通过性能。

如图2、图3所示，本发明中，位于底盘1同侧的主动链轮701所在的一端的两个摇臂14分别与齿轮A18和齿轮B19固连，齿轮A18与齿轮B19啮合。底盘1同侧的两个花键轴10之间的摇臂14外侧设置有摇臂罩15，所述摇臂罩15由两个侧板15a和一个顶板15b组成，两个侧板15a分别与同侧的两个摇臂14的两侧活动连接，顶板15b位于同侧两个摇臂14上方，与两侧板15a间固连。顶板15b上安装有液压缸21，液压缸21的伸缩端固定在同侧两摇臂14中的一个摇臂14上，通过液压缸21的伸缩端对摇臂14的阻力使得齿轮A18与齿轮B19不产生转动，从而实现两摇臂14间相对固定。当汽车在崎岖路面上行进时，通过控制液压缸21的伸缩端伸长或缩短来对同侧两个摇臂14间夹角进行调节，根据地隙高低的要求，驱动同侧的两个摇臂14相对旋转，起到调整地隙的作用。可以调整汽车底盘的离地间隙，使车辆适应不同的工作环境和工作要求：路面条件良好，可以降低地隙，使车辆重心下降，提高车辆的平顺性和通过性；路面崎岖，有较大障碍时，提高地隙，使车辆具有良好的越障能力。由此可见，汽车在崎岖路面上行进时可以始终保持四轮同时着地，兼具在崎岖地面上的高通过性和硬路面上的良好平顺性，具有其它各式车辆无法比拟的优点，适应山地，丘陵等崎岖路面的行驶。

优选的，本发明中在摇臂罩15的外侧还安装有丝杠螺母16，如图4所示，丝杠螺母16中的丝杠16a与的电机17相连，电机17通过支撑座13固定在底盘1上，由此通过电机17直接驱动丝杠16a旋转，丝杠16a相对于丝杠螺母16旋转，丝杠16a旋转时，使丝杠螺母16产生直线运动，从而通过摇臂罩15带动两摇臂14沿两花键轴10轴向移动，实现底盘1两侧车轮8间距的改变，可使车辆能适应崎岖坑洼路面。本发明动力底盘还可满足农业机械工作时，不同农作物垄宽需要的不同轮距要求，同时，增大轮距可提高车辆的支撑面积，改善了车辆工作时的稳定性，防止车辆发生倾覆。

车辆在坑洼路面上行驶时，由于同侧两摇臂14间相对固定，同侧摇臂14会相对花键轴10周向方向上产生一定摆动，使得花键轴10会带动分动箱6中的前从动齿轮602与后从动齿轮603相对主动齿轮601转动，由此分动箱6和车身都会绕着差速器5的输出轴转动，影响车身的稳定性，因此，在本发明中位于底盘1左右两侧的分动箱6与底盘1间安装有调整连杆机构20，实现车身姿态的调整，保持车身稳定。如图5、图6所示，所述调整连杆机构20包括第一连杆20a、第二连杆20b、第三连杆20c、第一球铰20d、第二球铰20e、第三球铰20f、第四球铰20g、第五球铰20h。其中，第一球铰20d与第二球铰20e分别对称安装在两个分动箱6上，第一球铰20d、第二球铰21e分别通过第一连杆20a、第二连杆20b与第三球铰20f、第四球铰20g相连，第三球铰20f与第四球铰20g间通过第三连杆20c相连。在第三连杆20c的中心处通过第五球铰21h与底盘1相连。采用球铰进行连接，可保证各个连杆间具有两个旋转的自由度，当左右摇臂相对旋转时，带动第一连杆20a、第二连杆20b运动，使第三球铰20f和第四球铰20g产生空间运动，运动轨迹与第三连杆20c的两端的运动轨迹重合，不发生运动干涉。由此当底盘1左右两侧的摇臂10间产生相对运动时，可通过调整连杆机构20限制分动箱6相对底盘1的转动，使底盘1所在平面始终保持与同侧两摇臂14夹角平分线相垂直，由此保持车身的稳定，防止车辆发生侧翻，提高车辆的通过性能。

所述调整连杆机构20也可安装在位于底盘1左右两侧的制动器9上，如图7所示，其中，第一球铰20d与第二球铰20e分别对称安装在两个制动器9上，第一球铰20d、第二球铰21e分别通过第一连杆20a、第二连杆20b与第三球铰20f、第四球铰20g相连，第三球铰20f与第四球铰20g间通过第三连杆20c相连。在第三连杆20c的中心处通过第五球铰21h与底盘1相连。由此当底盘1左右两侧的摇臂10间产生相对运动时，由于制动器9与分动箱6中主动齿轮601均与差速器5的左输出轴或有输出轴固连，由此通过调整连杆机构20限制制动器9的转动，从而限制分动箱6相对底盘1的转动。

本发明H型汽车传动动力底盘适用范围广，能够用于全地域军民用车辆、移动机器人和各种特殊装备移动平台的行走机构，如沙漠车、滩涂车等。

Claims (4)

1.一种具有调整地隙与轮距功能的H型动力底盘，包括底盘以及设置在底盘上的发动机、离合器、变速箱、差速器以及车轮；其中，发动机动力经变速箱、离合器到达差速器，通过差速器的左输出轴和右输出轴分别将动力传递给四个车轮；其特征在于：还包括分动箱和链轮传动机构；

其中，差速器的左输出轴依次与第一制动器以及第一分动箱中的主动齿轮相连，差速器右输出轴依次与第二制动器以及第二分动箱中的主动齿轮相连，第一分动箱与第二分动箱均由主动齿轮、前从动齿轮与后从动齿轮组成，每个分动箱中的前从动齿轮、后从动齿轮均与主动齿轮啮合，前从动齿轮、后从动齿轮分别与一个花键轴固连，两个花键轴位于底盘同侧；每个花键轴上分别套接有摇臂，两个摇臂位于底盘同侧，每一个摇臂内安装有由主动链轮、链条以及传动链轮组成的链轮传动机构；其中，主动链轮与传动链轮间通过链条传动连接；两个摇臂中的两个主动链轮轴向上开有内花键，与两个花键轴相配合，两个主动链轮分别套接在两个花键轴上，每个传动链轮分别通过车轮轴与车轮相连；

两个摇臂相对的一端分别与齿轮A和齿轮B固连，齿轮A与齿轮B啮合；所述底盘同侧的两个花键轴之间的摇臂外侧设置有摇臂罩，摇臂罩与位于底盘同侧的两个摇臂相对一端处轴接，使两个摇臂相对于摇臂罩旋转；

摇臂罩的顶部安装有液压缸，液压缸的伸缩端固定在同侧两摇臂中的一个摇臂上；在摇臂罩的外侧安装有丝杠螺母，丝杠螺母中的丝杠与电机相连。

2.如权利要求1所述一种具有调整地隙与轮距功能的H型动力底盘，其特征在于：所述第一分动箱上安装有第一球铰、第二分动箱上安装有第二球铰，第一球铰通过第一连杆与第三球铰相连，第二球铰通过第二连杆与第四球铰相连，第三球铰与第四球铰间通过第三连杆相连；在第三连杆的中心处通过第五球铰与底盘相连。

3.如权利要求1所述一种具有调整地隙与轮距功能的H型动力底盘，其特征在于：所述第一制动器上安装有第一球铰、第二制动器上安装有第二球铰，第一球铰通过第一连杆与第三球铰相连，第二球铰通过第二连杆与第四球铰相连，第三球铰与第四球铰间通过第三连杆相连；在第三连杆的中心处通过第五球铰与底盘相连。

4.如权利要求1或2或3所述一种具有调整地隙与轮距功能的H型动力底盘，其特征在于：所述底盘同侧的两个摇臂间产生相对运动时，底盘所在平面与两侧摇臂夹角平分线相垂直。

Images