CN118457721A - 角模块及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种角模块及车辆。角模块包括：行走单元；转向单元，安装于车架；悬架单元，包括转向节、转向臂、第一导向杆系和第二导向杆系，转向臂与转向单元连接，转向节与行走单元连接，第一导向杆系活动式地连接转向臂和转向节，第二导向杆系活动式地连接车架和转向节。本发明角模块及车辆可以提高结构承载可靠性和抗冲击可靠性。

Description

角模块及车辆

技术领域

本申请属于车辆技术领域，具体涉及一种角模块及车辆。

背景技术

随着科技的进步和互联网技术的发展，各行各业都在发生着剧变。汽车行业也经历着新一轮的技术革新。在这场技术革新中，角模块占据着重要地位。角模块集先进的动力、转向和悬挂技术于一体，能够减少大量的机械传动部件，优化整车布置空间，能够使每个车轮独立的转动，进而使车辆更灵活地转向、移动。

但是，在现有技术中，角模块和下车体之间依靠上部转向主销部分单一接口进行连接，结构承载和抗冲击可靠性变差，底盘稳定性和安全性面临挑战。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种角模块及车辆，旨在至少能够在一定程度上解决角模块和下车体之间依靠上部转向主销部分单一接口进行连接，结构承载和抗冲击可靠性变差的技术问题。

本发明的技术方案为：

一种角模块，其特殊之处在于，包括：行走单元；转向单元，安装于车架；悬架单元，包括转向节、转向臂、第一导向杆系和第二导向杆系，所述转向臂与所述转向单元连接，所述转向节与所述行走单元连接，所述第一导向杆系活动式地连接所述转向臂和所述转向节，所述第二导向杆系活动式地连接所述车架和所述转向节。

在一些实施方案中，所述第二导向杆系与所述转向节的连接处位于所述行走单元转向的转向轴线上。

在一些实施方案中，所述转向单元的输出轴与所述行走单元转向的转向轴线重叠。

在一些实施方案中，所述第二导向杆系的长度大于所述第一导向杆系的长度。

在一些实施方案中，所述第一导向杆系包括：第一导向杆组，活动式地连接于所述转向臂和所述转向节；第二导向杆组，与所述第一导向杆组间隔设置，并活动式地连接于所述转向臂和所述转向节；其中，所述第一导向杆组与所述第二导向杆组平行。

在一些实施方案中，所述第一导向杆组和所述第二导向杆组均包括：第一导向杆，活动式地连接于所述转向臂和所述转向节；第二导向杆，与所述第一导向杆间隔设置，并活动式地连接于所述转向臂和所述转向节；其中，所述第一导向杆与所述第二导向杆平行。

在一些实施方案中，所述第一导向杆组与所述第二导向杆组的长度相等。

在一些实施方案中，所述第二导向杆系包括：第三导向杆，活动式地与所述转向节连接；两个第四导向杆，一端与所述第三导向杆连接，另一端分别活动式地与所述车架的两个接口连接。

在一些实施方案中，所述第四导向杆与所述第三导向杆成角度设置，以形成避让槽，两个所述第四导向杆以所述第三导向杆为对称轴相对称。

在一些实施方案中，所述第三导向杆和所述第四导向杆上均设有加强件，所述第三导向杆背离所述转向节的端部开设有减重槽。

在一些实施方案中，所述悬架单元还包括：减震总成，活动式地连接于所述转向臂和所述转向节。

在一些实施方案中，所述减震总成与所述第一导向杆系和所述第二导向杆系均成角度设置。

在一些实施方案中，所述转向单元包括：支撑架，与所述车架连接；转向电机，与所述支撑架连接；转向减速机构，所述转向减速机构与所述转向电机传动连接，所述转向减速机构的输出轴与所述转向臂传动连接；其中，所述转向电机的输出轴与所述转向减速机构的输出轴平行或垂直。

在一些实施方案中，所述转向减速机构的输出轴与所述行走单元转向的转向轴线重叠。

在一些实施方案中，所述行走单元包括：驱动总成，所述驱动总成包括轮毂电机，所述轮毂电机包括内转子和与所述内转子电磁感应的外定子，所述内转子与车轮连接；制动总成，包括制动鼓和制动器底板，所述制动鼓与所述内转子连接，所述制动器底板与所述外定子连接；其中，所述转向节设于所述制动器底板。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种车辆，包括至少一个所述的角模块。

本发明的有益效果至少包括：

由于转向单元安装于车架，所以，通过车架支撑转向单元，由于悬架单元包括转向节、转向臂、第一导向杆系和第二导向杆系，转向臂与转向单元连接，转向节与行走单元连接，第一导向杆系活动式地连接转向臂和转向节，第二导向杆系活动式地连接车架和转向节，所以，当要进行转向时，转向单元将动力传递给转向臂，转向臂通过第一导向杆系将动力传递给转向节，转向节带动行走单元动作，以使行走单元绕行走单元转向的转向轴线动作，实现转向，同时，转向节可以相对于第二导向杆系进行动作，第二导向杆系可以支撑转向节，并将承载力传递给车架，也就是说，行走单元不仅可以通过转向节、第一导向杆系、转向臂和转向单元实现与车架的连接，还可以通过转向节和第二导向杆系实现与车架的连接，提高了结构承载的可靠性和抗冲击的可靠性，可以有效缓冲各向路面冲击，尤其是相对于行走单元转向的转向轴线的径向冲击载荷，避免转向单元失效问题，保证了转向单元可以稳定运行，提升了底盘的稳定性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一些实施例的角模块的结构示意图；

图2为图1中角模块的转向单元的结构示意图；

图3为图1中角模块的悬架单元的结构示意图；

图4为图3中悬架单元的第二导向杆系的结构示意图；

图5为图1中角模块的行走单元的结构示意图；

图6为图5中角模块的行走单元的爆炸示意图。

附图中：

行走单元10，驱动总成101，内转子1011，外定子1012，制动总成102，制动鼓1021，制动器底板1022；

转向单元20，支撑架201，转向电机202，转向减速机构203，电机控制器204；

悬架单元30，转向节301，转向臂302，第一导向杆系303，第一导向杆组3031，第一导向杆30311，第二导向杆30312，第二导向杆组3032，第二导向杆系304，第三导向杆3041，第四导向杆3042，避让槽3043，加强件3044，减重槽3045，减震总成305，减震器3051，螺旋弹簧3052；

车架40；

车轮50；

转向轴线60。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：

角模块是将驱动、制动、悬架以及转向集成为一体化模块的总成，角模块能够减少大量的机械传动部件，优化整车布置空间，能够对每个车轮进行独立的驱动和独立的转向，进而使汽车灵活地转向和移动；还能够缓冲地面对车身的冲击力，减少由此引起的车身震动。由于采用轮毂电机驱动，车轮转角大小不在受限于传统万向节摆角大小的限制，可以实现较大的车轮转角；其次，由于同轴车轮间转向结构的物理解耦，因此能够实现各种行驶模式,且可以更好地分配四个车轮的转角大小,提高车辆行驶稳定性。但伴随着车轮转角的增加，悬架导向杆系对车轮运动自由度精准约束和车轮转角空间之间的矛盾越发明显。

在相关技术中，角模块增加悬架减振装置，解决了直立式角模块减振和越障能力差，车轮定位角很难改变，悬架的运动学特性、车身稳定性以及乘坐舒适度较差的问题；都采用了转向臂结构，转向臂上端集成转向动力源部件，动力输出轴及为转向主销轴线，转向动力源驱动转向臂绕转向主销旋转，从而通过悬架导向杆系带动车轮旋转，实现转向功能。但是，在车轮转向时，悬架系统随着车轮旋转而旋转，颠覆了传统的悬架设计结构，悬架导向杆系明显缩短，角模块和下车体之间依靠上部转向主销部分单一接口进行连接，结构承载和抗冲击可靠性变差，底盘稳定性和安全性面临挑战。

如中国专利CN112208673A悬架驱动系统包括：固定座，固定座连接于第一纵梁或第二纵梁；动力输出组件，动力输出组件固定安装于第一纵梁或第二纵梁，动力输出组件具有动力输出端轴；转向支架组件，转向支架组件具有支撑连接部和装配连接部，支撑连接部可转动地连接于固定座，动力输出端轴与支撑连接部驱动连接，装配连接部位于固定座的背离动力输出组件的一侧；减振装置，减振装置包括减振器、摆动臂和连接在减振器和摆动臂之间的装配板，减振器的第一端可转动地连接于装配连接部向靠近支撑连接部方向延伸的一端，摆动臂的第一端可转动地连接于装配连接部远离支撑连接部的一端，装配板的第一端与减振器的第二端可转动连接，装配板的第二端与摆动臂的第二端可转动连接，从减振器的第一端至第二端的方向上，减振器的中心轴线朝向远离装配连接部的方向倾斜。但是，其角模块和下车体之间依靠上部转向主销部分单一接口进行连接，结构承载和抗冲击可靠性变差，底盘稳定性和安全性面临挑战。

如中国专利CN112739558A的悬架结构，用于连接汽车的车轮和下车体，包括支撑架、连接杆和固定件；固定件和连接杆位于支撑架的一侧，支撑架用于与下车体上的转向结构连接，连接杆一端与支撑架铰接连接，连接杆的另一端与固定件铰接连接，固定件用于与车轮转动连接。这样连接杆就可以传递车轮传来的侧向力，车轮受力后可以通过固定件、连接杆传递至支撑架，进而传递至下车体及车身。连接杆的一端与支撑架铰接连接，连接杆的另一端与固定件铰接连接，即连接杆一端可相对支撑架转动，连接杆的另一端可相对固定件转动，这样就能够使车轮在水平(垂直于车轮平面的方向)和竖直方向(平行与车轮平面的方向)上具有一定的可活动余量，从而实现车轮定位角的可调节。同时连接杆可以限定车轮在跳动过程中的跳动轨迹，使车轮可以发生圆弧跳动轨迹，保证了车辆悬架的运动学特性，可以减小车身受到力而发生跳动，从而有效的提升车身稳定性。另外，通过连接杆分别与固定件和支撑架的转动连接，即保证了悬架的运动学特性，结构简单，有助于降低成本，同时也能够提高安装的便捷性，悬架结构的占用空间也较小，有助于整车的空间布置，具有较好的通用性。但是，其角模块和下车体之间依靠上部转向主销部分单一接口进行连接，结构承载和抗冲击可靠性变差，底盘稳定性和安全性面临挑战。

车辆行驶路况复杂多变，路面冲击来自各个方向，现有的角模块技术方如中国专利CN105083378A、CN101973307A，完全颠覆了传统的悬架设计结构，角模块通过转向减速机构与下车体连接，单一化接口虽然简化了装配工序，但结构的承载稳定性和抗冲击可靠性不高，高速使用工况下产品安全性面临挑战。

本实施例所提供的一种角模块及车辆，旨在至少能够在一定程度上解决角模块和下车体之间依靠上部转向主销部分单一接口进行连接，结构承载和抗冲击可靠性变差的技术问题。

图1为一些实施例的角模块的结构示意图。结合图1，本申请实施例的角模块包括：行走单元10、转向单元20和悬架单元30。转向单元20安装于车架40。悬架单元30包括转向节301、转向臂302、第一导向杆系303和第二导向杆系304，转向臂302与转向单元20连接，转向节301与行走单元10连接，第一导向杆系303活动式地连接转向臂302和转向节301，第二导向杆系304活动式地连接车架40和转向节301。

由于转向单元20安装于车架40，所以，通过车架40支撑转向单元20，由于悬架单元30包括转向节301、转向臂302、第一导向杆系303和第二导向杆系304，转向臂302与转向单元20连接，转向节301与行走单元10连接，第一导向杆系303活动式地连接转向臂302和转向节301，第二导向杆系304活动式地连接车架40和转向节301，所以，当要进行转向时，转向单元20将动力传递给转向臂302，转向臂302通过第一导向杆系303将动力传递给转向节301，转向节301带动行走单元10动作，以使行走单元10绕行走单元10转向的转向轴线60动作，实现转向，同时，转向节301可以相对于第二导向杆系304进行动作，第二导向杆系304可以支撑转向节301，并将承载力传递给车架40，也就是说，行走单元10不仅可以通过转向节301、第一导向杆系303、转向臂302和转向单元20实现与车架40的连接，还可以通过转向节301和第二导向杆系304实现与车架40的连接，提高了结构承载的可靠性和抗冲击的可靠性，可以有效缓冲各向路面冲击，尤其是相对于行走单元10转向的转向轴线60的径向冲击载荷，避免转向单元20失效问题，保证了转向单元20可以稳定运行，提升了底盘的稳定性和安全性。

结合图1，在一些实施方式中，角模块由行走单元10、转向单元20和悬架单元30组成，可以实现了转向、悬架、驱动、制动、行走的一体化集成设计，技术集成度高，利于整车大承载空间及低地板高度设计，而且行走单元10、转向单元20和悬架单元30功能相对独立，不仅便于局部故障维修处理，降低售后成本，其次也利于行走单元10、转向单元20和悬架单元30在车型和平台之间实现通用化。

在一些实施方式中，转向节301具有第一接口系和第二接口系，第一导向杆系303活动式地与第一接口系连接，第二导向杆系304活动式地与第二接口系连接，其中，第一接口系与第二接口系成角度设置，以使第一导向杆系303与转向节301的连接处和第二导向杆系304与转向节301的连接处成角度设置。

在一些实施方式中，第一接口系和第二接口系垂直，但是，第一接口系和第二接口系之间的垂直关系并不是几何意义上的绝对垂直，第一接口系和第二接口系之间的角度关系可在90±3°的范围。其中，第一接口系可以位于水平面上，第二接口系可以位于铅垂面上。

为了保障转向电机模块提供稳定的工作环境和较高的力矩传递效率，转向主销沿滑柱轴线且位置固定，现有的角模块技术方案如中国专利CN113460156A，提供一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构。既能像烛式悬架一样为转向电机模块提供稳定的工作环境和较高的力矩传递效率；同时在受到车轮侧向力冲击的时候，也能像麦弗逊悬架一样具有良好的横向和纵向减震能力，提高了产品的使用寿命。其采用的技术方案是：一种与线控四轮90度转向系统匹配使用的汽车悬架结构，包括转向电机，所述转向电机通过行星齿轮与主销滑柱上端传动连接，所述主销滑柱下端与转向节之间刚性连接，所述主销滑柱上端和下端分别与减震器上摆臂、减震器下摆臂的一端铰接，所述减震器上摆臂、减震器下摆臂另一端之间相互铰接；所述减震器上摆臂、减震器下摆臂与主销滑柱铰接的一端之间铰接减震器。主销滑柱外套设减震弹簧，减震弹簧上端与主销滑柱限位连接，下端与转向节接触连接。转向电机固定在车架上的电机固定板上，主销滑柱与电机固定板之间设有调心轴承，主销滑柱内设有无油轴承，无油轴承位于转向节与主销滑柱之间。下摆臂一端与转向节球铰链连接，另一端与车架阻尼连接。转向节连接车轮，车轮通过轮毂电机驱动。主销滑柱上端套设有上连接环，主销滑柱通过上连接环与减震器上摆臂的一端铰接，主销滑柱下端套设有下连接环，主销滑柱通过下连接环与减震器下摆臂的一端铰接。主销滑柱位置固定，转向电机模块固定在主销滑柱上端，在运动过程中状态稳定，电机工作稳定性高，扭矩传递效率高。主销滑柱上固定点位置增加调心轴承，能对轻微的倾角进行修正，避免转向运动卡死，提高了转向系统工作的稳定性。通过增加了下摆臂，车轮所受的侧向力通过转向节大部分由下摆臂承受，其余小部分部分由减振器承受，这样增加整体悬架的稳定性，提高了悬架的使用寿命。但是，其车轮上下跳动时只能沿着转向主销轴线上下运动；为了提高车轮受到侧向力冲击时，悬架良好的横向和纵向减震能力，采用了下摆臂结构，然而受下摆臂的约束车轮跳动时主销轴线会产生一定的摆角，而受滑柱轴线的约束转向主销轴线又不能摆动，该技术方案并未实现轮跳和转向运动的解耦设计，因此产品的可靠性和耐久性仍面临问题。

结合图1，在一些实施方式中，为了保证行走单元10转向时不会对第二导向杆系304的位姿产生影响，第二导向杆系304与转向节301的连接处位于行走单元10转向的转向轴线60上，也就是说，在行走单元10进行转向时，第二导向杆系304的活动中心不会发生变化，避免行走单元10与第二导向杆系304之间出现运动干涉，保证行走单元10转向的稳定性，也保证了第二导向杆系304的位姿的稳定性，同时，在行走单元10出现轮跳状况时，通过第二导向杆系在竖直方向上对行走单元10进行约束，不会对行走单元10的转向造成影响，实现了行走单元10的转向和轮跳的解耦，保证了角模块的运动稳定性，提高了角模块的可靠性和耐久性。

结合图1，在一些实施方式中，为了降低安装难度，转向单元20的输出轴与行走单元10转向的转向轴线60重叠，在转向单元20安装到车架40时，不需要重新设计参数，保留了现有麦弗逊悬架车轮的定位参数特性，有利于在现有麦弗逊悬架车型上搭载使用，以便于转向单元20的安装，提高了工作效率，降低了成本。

在一些实施方式中，为了保证行走单元10运动的稳定性，第二导向杆系304的长度大于第一导向杆系303的长度，以使第二导向杆系303能够对行走单元10的轮跳进行有效约束，在行走单元10出现轮跳状况时，保证了行走单元10转向的转向轴线60的变化在合理范围内，以使行走单元10的接地点的位移变化量较小，继而，使得行走单元10的转向与轮跳的干涉较小，实现了行走单元10的转向和轮跳的解耦，保证了角模块的运动稳定性。

图3为图1中角模块的悬架单元的结构示意图。结合图1和图3，在一些实施方式中，为了保证导向的稳定性，第一导向杆系303包括：第一导向杆组3031和第二导向杆组3032。第一导向杆组3031活动式地连接于转向臂302和转向节301。第二导向杆组3032与第一导向杆组3031间隔设置，并活动式地连接于转向臂302和转向节301。其中，沿车辆的高度方向，第二导向杆组3032与第一导向杆组3031间隔设置。

在一些实施方式中，当要进行转向时，转向单元20将动力传递给转向臂302，转向臂302通过第一导向杆组3031和第二导向杆组3032将动力传递给转向节301，通过第一导向杆组3031和第二导向杆组3032将传递动力，可以将动力稳定传递给转向节301，以使转向节301可以带动行走单元10动作，保证了导向稳定性，以使行走单元10绕行走单元10转向的转向轴线60动作，实现转向，保证行走单元10动作的稳定性。

结合图1和图3，在一些实施方式中，为了保证第一导向杆组3031与第二导向杆组3032动作的稳定性，第一导向杆组3031与第二导向杆组3032平行，在行走单元10出现轮跳状况时，避免第一导向杆组3031与第二导向杆组3032之间出现干涉，使得第一导向杆组3031与第二导向杆组3032可以充分的将动力传递给转向节301，保证了角模块的运动稳定性。

结合图1和图3，在一些实施方式中，为了保证第一导向杆组3031与第二导向杆组3032动作的稳定性，第一导向杆组3031与第二导向杆组3032的长度相等，在行走单元10出现轮跳状况时，避免第一导向杆组3031与第二导向杆组3032之间出现干涉，使得第一导向杆组3031与第二导向杆组3032可以充分的将动力传递给转向节301，保证了角模块的运动稳定性。

结合图1和图3，在一些实施方式中，为了将转向单元20的驱动力传递给转向节301，第一导向杆组3031和第二导向杆组3032均包括：第一导向杆30311和第二导向杆30312。第一导向杆30311活动式地连接于转向臂302和转向节301。第二导向杆30312与第一导向杆30311间隔设置，并活动式地连接于转向臂302和转向节301。其中，第一导向杆30311与第二导向杆30312平行，第一导向杆30311与第二导向杆30312位于同一平面。

在一些实施方式中，当要进行转向时，转向单元20将动力传递给转向臂302，转向臂302通过第一导向杆组3031的第一导向杆30311和第二导向杆30312和第二导向杆组3032的第一导向杆30311和第二导向杆30312将动力传递给转向节301，通过第一导向杆组3031和第二导向杆组3032将传递动力，可以将动力稳定传递给转向节301，以使转向节301可以带动行走单元10动作，保证了导向稳定性，以使行走单元10绕行走单元10转向的转向轴线60动作，实现转向，保证行走单元10动作的稳定性。

在一些实施方式中，第一导向杆30311可通过衬套与转向臂302连接，以实现第一导向杆30311与转向臂302的铰接。第一导向杆30311可通过衬套与转向节301连接，以实现第一导向杆30311与转向臂302的铰接。

在一些实施方式中，第二导向杆30312可通过衬套与转向臂302连接，以实现第一导向杆30311与转向臂302的铰接。第二导向杆30312可通过衬套与转向节301连接，以实现第一导向杆30311与转向臂302的铰接。

在一些实施方式中，第一导向杆30311和第二导向杆30312均为独立的部件，第一导向杆30311和第二导向杆30312之间没有连接关系，也就是说，第一导向杆组3031和第二导向杆组3032采用的是分体式的两根连杆机构。

当然，在其它一些实施例中，第一导向杆组3031和第二导向杆组3032可以采用一体式的三角臂，三角臂可通过球销与转向节301连接，以实现三角臂与转向节301的铰接，三角臂可通过衬套与转向臂302连接，以实现三角臂与转向臂302的铰接。

图4为图3中悬架单元的第二导向杆系的结构示意图。结合图1、图3和图4，在一些实施方式中，为了便于第二导向杆系304与车架40连接，第二导向杆系304包括：第三导向杆3041和两个第四导向杆3042。第三导向杆3041活动式地与转向节301连接。两个第四导向杆3042一端与第三导向杆3041连接，另一端分别活动式地与车架40的两个接口连接。

在一些实施方式中，一般麦弗逊悬架下摆臂接口为两个，通过两个第四导向杆3042直接与车架40连接，保证了第二导向杆系304与麦弗逊悬架的延续性，不需要对车架40进行额外的调整以适配第二导向杆系304，降低了加工成本，提高了安装效率。

在一些实施方式中，第三导向杆3041可通过球头销与转向节301连接，以实现第三导向杆3041与转向节301的铰接。两个第四导向杆3042均可通过衬套与车架40连接，以实现第四导向杆3042与车架40的铰接。

在一些实施方式中，为了保证第三导向杆3041和两个第四导向杆3042连接的稳定性，第三导向杆3041和两个第四导向杆3042可以一体成型，也降低了加工成本。

结合图1、图3和图4，在一些实施方式中，为了保证第二导向杆系304的结构强度，第四导向杆3042与第三导向杆3041成角度设置，以形成避让槽3043，两个第四导向杆3042以第三导向杆3041为对称轴相对称，以形成“人”字形下摆臂结构，保证了两个第四导向杆3042与第三导向杆3041连接的稳定性，提高了结构承载的可靠性和抗冲击的可靠性。

在一些实施方式中，由于避让槽3043的存在，可以为行走单元10的转向提供避让空间，以避免第二导向杆系304干涉行走单元10的转向，同时，也提高的行走单元10的转向角度，可以实现行走单元10的转向角度大于90°，提高了线控底盘的运动灵活性，为车辆驾驶灵活性提供了更多可能性。

结合图1、图3和图4，在一些实施方式中，为了保证第三导向杆3041和第四导向杆3042的结构强度，第三导向杆3041和第四导向杆3042上均设有加强件3044，保证了两个第四导向杆3042与第三导向杆3041承载的稳定性，提高了结构承载的可靠性和抗冲击的可靠性。其中，加强件3044可以为加强筋。

结合图4，在一些实施方式中，为了实现减重，第三导向杆3041背离转向节301的端部开设有减重槽3045，可以降低成本，同时，也降低整车质量，提高了车辆行驶的经济性，也提高汽车的行驶性能，包括加速、制动和转弯时的表现。

结合图1和图3，在一些实施方式中，为了实现减震，悬架单元30还包括：减震总成305。减震总成305活动式地连接于转向臂302和转向节301。

在一些实施方式中，当出现路面垂向激励时，减震总成305压缩贮存冲击能量，减震总成305可以将贮存的能量以热量形式消耗，有效衰减了路面传递至转向臂302的垂向冲击，提高了用户的驾驶体验。

结合图1和图3，在一些实施方式中，为了避免第一导向杆系303和第二导向杆系304干涉减震总成305的减震动作，减震总成305与第一导向杆系303和第二导向杆系304均成角度设置，使得减震总成305、第一导向杆系303和第二导向杆系304互相独立存在，保证减震总成305减震的稳定性，同时，第一导向杆系303不仅可以实现转向转向单元20向转向节301之间的传动，还能够使第一导向杆系303兼具一定的导向功能，可以在一定程度上避免行走单元10自由度过多引起的对行走单元10位置约束力不足，以在一定程度上避免角模块运动容易失效的风险。

结合图1和图3，在一些实施方式中，为了实现减震，减震总成305包括：减震器3051和螺旋弹簧3052。减震器3051活动式地连接于转向臂302和转向节301。螺旋弹簧3052套设于减震器3051外。其中，减震器3051可以为液压减震器。

在一些实施方式中，当出现路面垂向激励时，螺旋弹簧3052压缩贮存冲击能量，减震总器3051通过液压阻尼可以贮存的能量以热量形式消耗，有效衰减了路面传递至转向臂302的垂向冲击，提高了用户的驾驶体验。

在一些实施方式中，为了便于螺旋弹簧3052套设于减震器3051外，减震器3051的两端均设有弹簧座，螺旋弹簧3052的两端分别与两个弹簧座连接，以保证螺旋弹簧3052安装的稳定性。

在一些实施方式中，为了保证减震器3051的安全，减震器3051外套设有防尘罩，以避免外界杂质进入减震器3051，保证了减震器3051的使用寿命。其中，螺旋弹簧3051套设于防尘罩外。

在一些实施方式中，减震器3051可通过吊环与转向节301连接，以实现减震器3051与转向节301的铰接。减震器3051可通过吊环与转向臂302连接，以实现减震器3051与转向臂302的铰接。

图2为图1中角模块的转向单元的结构示意图。结合图1和图2，在一些实施方式中，为了实现行走单元10的转向，转向单元20包括：支撑架201、转向电机202和转向减速机构203。支撑架201与车架40连接，通过车架40支撑支撑架201。转向电机202与支撑架201连接，通过支撑架201支撑转向电机202，保证转向电机202安装的稳定性。转向减速机构203转向减速机构203与转向电机202传动连接，转向减速机构203的输出轴与转向臂302传动连接。其中，转向电机202的输出轴与转向减速机构203的输出轴平行或垂直。

在一些实施方式中，当行走单元10需要进行转向时，转向电机202与转向减速机构203传动连接，转向电机202向转向减速机构203传递动力，转向减速机构203用于调整转向单元20的输出转速，以适配行走单元10的转向速度，转向减速机构203将动力传递给转向臂302，转向臂302通过第一导向杆系303将动力传递给转向节301，转向节301带动行走单元10动作，以使行走单元10绕行走单元10转向的转向轴线60动作，实现转向。

在一些实施方式中，转向单元20还包括转向电机控制器204，转向电机控制器204与转向电机202电连接，用于控制转向电机202安装指令进行工作。

在一些实施方式中，转向减速机构203可以是封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动等所组成的独立部件，用于转向电机202与转向臂302之间的减速传动，在转向电机202与转向节301之间匹配转速和传递扭矩。

在一些实施方式中，转向减速机构203可以为蜗轮蜗杆单级减速机构。此外，转向减速机构203还可以采用蜗轮蜗杆加一级或两级行星齿轮减速机构，或者，转向减速机构203还可以采用平行轴式两级齿轮减速机构，转向减速机构203的具体结构可以根据具体车型转向输出扭矩的需求进行确定。

在一些实施方式中，根据整车实际布置空间情况，转向减速机构203也可以采用行星齿轮减速机构和斜齿圆柱齿轮副组成，转向电机202的输出轴与转向减速机构203的输出轴平行布置。

在一些实施方式中，转向电机202的输出轴与转向减速机构203传动连接，转向减速机构203的输出轴与转向臂302传动连接，转向减速机构203的输出轴即为转向单元20的输出轴。

在一些实施方式中，转向减速机构203可以具有减速输入轴和减速输出轴，减速输入轴可以与转向电机202传动连接，减速输出轴可以与转向臂302传动连接，减速输出轴可以设有外花键，转向臂302可以设有内花键，从而使减速输出轴与转向臂302通过花键实现传动连接。

在一些实施方案中，转向减速机构203的减速输出轴即为转向轴，在转向电机202的驱动下，作为转向轴的转向减速机构203的输出轴旋转，并通过花键副带动转向臂绕转向轴转动，同时使行走单元10绕行走单元10转向的转向轴线60动作，以实现行走单元10的转向功能。

在一些实施方式中，为了降低安装难度，转向减速机构203的输出轴与行走单元10转向的转向轴线60重叠，在转向单元20安装到车架40时，不需要重新设计参数，保留了现有麦弗逊悬架车轮的定位参数特性，有利于在现有麦弗逊悬架车型上搭载使用，以便于转向单元20的安装，提高了工作效率，降低了成本。

图5为图1中角模块的行走单元的结构示意图；图6为图5中角模块的行走单元的爆炸示意图。结合图1、图5和图6，在一些实施方式中，为了实现行走单元10的行走和制动，行走单元10包括：驱动总成101和制动总成102。驱动总成101包括轮毂电机，轮毂电机包括内转子1011和与内转子1011电磁感应的外定子1012，内转子1012与车轮50连接，以驱动车轮50行走，实现行走单元10的行走功能。制动总成102包括制动鼓1021和制动器底板1022，制动鼓1021与内转子1011连接，制动器底板1022与外定子1012连接，通过制动鼓1021与制动器底板1022的配合，实现行走单元10制动的功能。其中，转向节301设于制动器底板1022，通过制动器底板1022支撑转向节301。

在一些实施方式中，在电磁感应作用下，内转子1012可以与车轮50同步转动，实现车轮50的行走功能。其中，轮毂电机可以为永磁同步轮毂电机，永磁同步轮毂电机具有传动链路短响应快，传动效率高等优点。

在一些实施方式中，行走单元10还可以包括驱动减速机构，永磁同步轮毂电机的内转子与驱动减速机构传动连接，并通过驱动减速机构与车轮50传动连接。例如，在一些实施中，永磁同步轮毂电机的输出转速通过扭矩经行星齿轮减速器减速增扭后传递至车轮50，车辆能获得比较高的输出扭矩，从而得到较大的驱动力。

在一些实施方式中，行走单元10还可以包括轮毂电机控制器，轮毂电机控制器与永磁同步轮毂电机电连接，以控制永磁同步轮毂电机的动作。当驾驶员踩下油门踏板时，整车控制器发送信号给电机控制器，电机控制器控制轮毂电机的内转子1012带动车轮50一起旋转，在电磁感应作用下，内转子1012可以与车轮50同步转动，实现车轮50的行走功能。

在一些实施方式中，行走单元10中的轮毂电机101可以与制动总成102的制动鼓1021和制动器底板1022进行模块化集成，可以实现驱制动的一体化高度集成。

在一些实施方式中，当要进行制动时，驾驶员采用刹车踏板，整车控制器发送信号以控制制动器底板1022向制动鼓1021传递制动力矩，由于制动鼓1021与内转子1011固定连接，因此制动鼓1021通过内转子1011向轮辋传递制动力矩，从而使得车轮50制动。

基于同样的发明构思，本申请还提出一种车辆，该车辆采用了至少一个所述角模块，该角模块的具体结构参照上述实施例，由于角模块采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在一些实施方式中，可以将四个角模块并分别置于车辆的四个角，可通过上述角模块，可实现各车轮50独立驱动和独立转向，例如可实现整车前轴转向、后轴转向、四轮同向转向、四轮异向转向、楔形转向、横移以及原地转向等功能，为车辆驾驶灵活性提供了更多可能性，可以实现车辆小半径转向、楔形变道、横移、原地转向等灵活转向功能，同时也可实现前轮转向、后轮转向、四轮同向转向、四轮异向转向等各种转向功能的灵活切换，为车辆驾驶灵活性提供了更多可能性。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种角模块，其特征在于，包括：

行走单元；

转向单元，安装于车架；

悬架单元，包括转向节、转向臂、第一导向杆系和第二导向杆系，所述转向臂与所述转向单元连接，所述转向节与所述行走单元连接，所述第一导向杆系活动式地连接所述转向臂和所述转向节，所述第二导向杆系活动式地连接所述车架和所述转向节。

2.根据权利要求1所述的角模块，其特征在于，所述第二导向杆系与所述转向节的连接处位于所述行走单元转向的转向轴线上。

3.根据权利要求1所述的角模块，其特征在于，所述转向单元的输出轴与所述行走单元转向的转向轴线重叠。

4.根据权利要求1-3任一项所述的角模块，其特征在于，所述第二导向杆系的长度大于所述第一导向杆系的长度。

5.根据权利要求1-3任一项所述的角模块，其特征在于，所述第一导向杆系包括：

第一导向杆组，活动式地连接于所述转向臂和所述转向节；

第二导向杆组，与所述第一导向杆组间隔设置，并活动式地连接于所述转向臂和所述转向节；

其中，所述第一导向杆组与所述第二导向杆组平行。

6.根据权利要求5所述的角模块，其特征在于，所述第一导向杆组和所述第二导向杆组均包括：

第一导向杆，活动式地连接于所述转向臂和所述转向节；

第二导向杆，与所述第一导向杆间隔设置，并活动式地连接于所述转向臂和所述转向节；

其中，所述第一导向杆与所述第二导向杆平行。

7.根据权利要求5所述的角模块，其特征在于，所述第一导向杆组与所述第二导向杆组的长度相等。

8.根据权利要求1-3任一项所述的角模块，其特征在于，所述第二导向杆系包括：

第三导向杆，活动式地与所述转向节连接；

两个第四导向杆，一端与所述第三导向杆连接，另一端分别活动式地与所述车架的两个接口连接。

9.根据权利要求8所述的角模块，其特征在于，所述第四导向杆与所述第三导向杆成角度设置，以形成避让槽，两个所述第四导向杆以所述第三导向杆为对称轴相对称。

10.根据权利要求8所述的角模块，其特征在于，所述第三导向杆和所述第四导向杆上均设有加强件，所述第三导向杆背离所述转向节的端部开设有减重槽。

11.根据权利要求1-3任一项所述的角模块，其特征在于，所述悬架单元还包括：

减震总成，活动式地连接于所述转向臂和所述转向节。

12.根据权利要求11所述的角模块，其特征在于，所述减震总成与所述第一导向杆系和所述第二导向杆系均成角度设置。

13.根据权利要求1-3任一项所述的角模块，其特征在于，所述转向单元包括：

支撑架，与所述车架连接；

转向电机，与所述支撑架连接；

转向减速机构，所述转向减速机构与所述转向电机传动连接，所述转向减速机构的输出轴与所述转向臂传动连接；其中，所述转向电机的输出轴与所述转向减速机构的输出轴平行或垂直。

14.根据权利要求13所述的角模块，其特征在于，所述转向减速机构的输出轴与所述行走单元转向的转向轴线重叠。

15.如权利要求1-3任一项所述的角模块，其特征在于，所述行走单元包括：

驱动总成，所述驱动总成包括轮毂电机，所述轮毂电机包括内转子和与所述内转子电磁感应的外定子，所述内转子与车轮连接；

制动总成，包括制动鼓和制动器底板，所述制动鼓与所述内转子连接，所述制动器底板与所述外定子连接；

其中，所述转向节设于所述制动器底板。

16.一种车辆，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-15任一项所述的角模块。