专利摘要

一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，包括用于与方向盘总成相连的转向机、用于调整转向机位置的调节式支撑装置以及用于与车前轮安装轴相连的伸缩式横拉杆，转向机包括转向壳体、支撑管以及齿轮齿条传动组件，转向壳体设有横向安装通孔和可与横向安装通孔连通的纵向安装孔，保持横向安装通孔的中心轴与纵向安装孔的中心轴垂直，且横向安装通孔的两端部分别沿自身轴向向外延伸形成用于与同侧的支撑管相接的接口；每个所述接口对应安装一根支撑管，支撑管通过同侧的调节式支撑装置水平架装在FSAE赛车前车架内。本实用新型的有益效果是：转向机的前置距离可调节，梯形底角可通过调节横拉杆上的鱼眼轴承来调节，减少轮胎磨损，提高赛车操纵稳定性。

权利要求

1.一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，其特征在于：包括用于与方向盘总成相连的转向机、用于调整转向机位置的调节式支撑装置以及用于与车前轮安装轴相连的伸缩式横拉杆，所述转向机包括转向壳体、支撑管以及齿轮齿条传动组件，所述转向壳体设有横向安装通孔和可与横向安装通孔连通的纵向安装孔，保持横向安装通孔的中心轴与纵向安装孔的中心轴垂直，且横向安装通孔的两端部分别沿自身轴向向外延伸形成用于与同侧的支撑管相接的接口；每个所述接口对应安装一根支撑管，支撑管通过同侧的调节式支撑装置水平架装在FSAE赛车前车架内；所述齿轮齿条传动组件包括贯穿横向安装通孔的齿条以及与齿条啮合的齿轮轴，所述齿条插入横向安装通孔后，两端分别从支撑管端部伸出后与伸缩式横拉杆铰接；齿轮轴的齿轮端置于纵向安装孔的内腔后与齿条啮合，齿轮轴的连接轴端从纵向安装孔伸出后与方向盘总成底部的连杆铰接。

2.如权利要求1所述的一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，其特征在于：所述调节式支撑装置包括支撑座和支撑座安装吊耳，所述支撑座上设有用于架装支撑管的安装孔以及用于与支撑座安装吊耳锁定连接的螺栓孔；所述支撑座安装吊耳上设有用于调节支撑座位置的条形调节孔；所述支撑座通过插入螺栓孔内的螺栓以及与螺栓配套的螺母安装在支撑座安装吊耳的条形调节孔处，用于调控转向机的前置距离。

3.如权利要求2所述的一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，其特征在于：所述条形调节孔沿FSAE赛车前车架轴向设置。

4.如权利要求1所述的一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，其特征在于：所述伸缩式横拉杆包括伸缩式杆体以及设置在端部的螺母，所述伸缩式杆体的拉动端各螺接一个用于调节伸缩式杆体轴向长度的螺母，并且螺母的螺帽处固接一鱼眼轴承，所述伸缩式横拉杆通过端部的鱼眼轴承分别与同侧的齿条端部、车前轮安装轴相连。

5.如权利要求2所述的一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，其特征在于：所述前置距离范围为10-30mm。

6.如权利要求3所述的一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，其特征在于：所述条形调节孔由中间的矩形孔和两端部的半圆形孔组成，并且两端部的半圆形孔的圆心之间距离为20mm。

7.如权利要求2所述的一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，其特征在于：所述支撑座包括底部的座体以及顶端的固定片，所述座体顶部设有凹腔，固定片向上凸起，二者通过螺栓螺母拼合成用于固定支撑管的安装孔。

8.如权利要求1所述的一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，其特征在于：所述转向壳体的前端带有凸起，并且凸起处设有可与安装通孔连通的锁定螺纹孔，锁定螺纹孔处配装用于锁定齿条表面的压紧螺栓，其中压紧螺栓从外向内插入锁定螺纹孔内，并与之螺接，压压紧螺栓的端部抵在齿条背面，用于实现齿条的轴向定位。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种FSAE赛车可调节参数的转向系统。

背景技术

转向系统是车手对车辆起控制作用的核心系统，车辆的操控稳定性都取决于转向系统设计的合理性、可靠性和科学性。由于国外大学生方程式赛车比赛以及娱乐级的赛车早已普及，对转向系统的设计制造已经相当成熟，并且已经掌握大量专利技术。在国外赛车文化的影响下，国内的各类业余赛事正蓬勃兴起，但易于改装，便于布置且参数可调节转向系统的技术尚未成熟。FSAE(中国大学生方程式大赛)赛车的转向系统是连接车手与赛车的最重要的桥梁，转向系统需要与悬架、轮边以及动力源协同工作，才能保证在各种工况下转向的灵敏性与精准性。车手通过手握方向盘，根据实际车况和路况，对转向系统进行操控，实现对赛车的行驶控制。因此，转向系统的设计对赛车性能至关重要。而转向系统的设计关键在于转向梯形参数的设计，转向梯形参数包括断开点长度、梯形底角、转向器前置距离(齿条轴线到前轮轴线的距离)、梯形臂长度。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种转向机的前置距离可调，梯形底角可通过伸缩式横拉杆上的鱼眼轴承来调节，调节转向梯形参数使该转向系统能在不同的工况下发挥优良的性能，减少轮胎磨损，提高赛车操纵稳定性的FSAE赛车可调节参数的转向系统。

本实用新型所述的一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，其特征在于：包括用于与方向盘总成相连的转向机、用于调整转向机位置的调节式支撑装置以及用于与车前轮安装轴相连的伸缩式横拉杆，所述转向机包括转向壳体、支撑管以及齿轮齿条传动组件，所述转向壳体设有横向安装通孔和可与横向安装通孔连通的纵向安装孔，保持横向安装通孔的中心轴与纵向安装孔的中心轴垂直，且横向安装通孔的两端部分别沿自身轴向向外延伸形成用于与同侧的支撑管相接的接口；每个所述接口对应安装一根支撑管，支撑管通过同侧的调节式支撑装置水平架装在FSAE赛车前车架内；所述齿轮齿条传动组件包括贯穿横向安装通孔的齿条以及与齿条啮合的齿轮轴，所述齿条插入横向安装通孔后，两端分别从支撑管端部伸出后与伸缩式横拉杆铰接；齿轮轴的齿轮端置于纵向安装孔的内腔后与齿条啮合，齿轮轴的连接轴端从纵向安装孔伸出后与方向盘总成底部的连杆铰接。

所述调节式支撑装置包括支撑座和支撑座安装吊耳，所述支撑座上设有用于架装支撑管的安装孔以及用于与支撑座安装吊耳锁定连接的螺栓孔；所述支撑座安装吊耳上设有用于调节支撑座位置的条形调节孔；所述支撑座通过插入螺栓孔内的螺栓以及与螺栓配套的螺母安装在支撑座安装吊耳的条形调节孔处，用于调控转向机的前置距离，其中定义齿条轴线位于赛车前轴之前称为转向机前置布置方式，齿条轴线相对于前轴的距离称为前置距离。

所述条形调节孔沿FSAE赛车前车架轴向设置。

所述伸缩式横拉杆包括伸缩式杆体以及设置在端部的螺母，所述伸缩式杆体的拉动端各螺接一个用于调节伸缩式杆体轴向长度的螺母，并且螺母的螺帽处固接一鱼眼轴承，所述伸缩横拉杆通过端部的鱼眼轴承分别与同侧的齿条端部、车前轮安装轴相连。

所述前置距离范围为10-30mm。

所述条形调节孔由中间的矩形孔和两端部的半圆形孔组成，并且两端部的半圆形孔的圆心之间距离为20mm。

所述支撑座包括底部的座体以及顶端的固定片，所述座体顶部设有凹腔，固定片向上凸起，二者通过螺栓螺母拼合成用于固定支撑管的安装孔。

所述转向壳体的前端带有凸起，并且凸起处设有可与安装通孔连通的锁定螺纹孔，锁定螺纹孔处配装用于锁定齿条表面的压紧螺栓，其中压紧螺栓从外向内插入锁定螺纹孔内，并与之螺接，压压紧螺栓的端部抵在齿条表面，用于实现齿条的轴向定位。

本实用新型的有益效果是：该转向系统设计转向器的前置距离可在10mm-30mm范围内调节，横拉杆与前轮相连的铰点与轮胎中心点的连线，与前轴线在水平面上的夹角，改变横拉杆的长度，梯形底角也随之改变，梯形底角可通过调节横拉杆上的鱼眼轴承来调节，调节转向梯形参数使该转向系统能在不同的工况下发挥优良的性能，减少轮胎磨损，提高赛车操纵稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的转向机壳体结构图。

图2是本实用新型的转向机支承座装配结构图。

图3是本实用新型的支承管结构图。

图4是本实用新型的伸缩式横拉杆结构图。

图5是本实用新型的鱼眼轴承结构图。

图6是本实用新型的支承座吊耳的结构图。

图7是本实用新型的安装示意图。

图8是前置距离为10mm的转向系统示意图。

图9是前置距离为30mm的转向系统示意图。

图10是本实用新型的齿轮齿条结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。

参照附图：

实施例1本实用新型所述的一种FSAE赛车可调节参数的转向系统，包括用于与方向盘总成相连的转向机1、用于调整转向机位置的调节式支撑装置2以及用于与车前轮安装轴相连的伸缩式横拉杆3，所述转向机1包括转向壳体11、支撑管12以及齿轮齿条传动组件13，所述转向壳体11设有横向安装通孔111和可与横向安装通孔连通的纵向安装孔112，保持横向安装通孔111的中心轴与纵向安装孔的中心轴垂直，且横向安装通孔111的两端部分别沿自身轴向向外延伸形成用于与同侧的支撑管相接的接口113；每个所述接口113对应安装一根支撑管12，支撑管12通过同侧的调节式支撑装置2水平架装在FSAE赛车前车架4内；所述齿轮齿条传动组件13包括贯穿横向安装通孔的齿条131以及与齿条啮合的齿轮轴132，所述齿条插入横向安装通孔后，两端分别从支撑管端部伸出后与伸缩式横拉杆铰接；齿轮轴的齿轮端置于纵向安装孔的内腔后与齿条啮合，齿轮轴的连接轴端从纵向安装孔伸出后与方向盘总成4底部的连杆铰接。

所述调节式支撑装置2包括支撑座21和支撑座安装吊耳22，所述支撑座21上设有用于架装支撑管12的安装孔以及用于与支撑座安装吊耳锁定连接的螺栓孔；所述支撑座安装吊耳22上设有用于调节支撑座位置的条形调节孔221；所述支撑座21通过插入螺栓孔内的螺栓211以及与螺栓配套的螺母212安装在支撑座安装吊耳22的条形调节孔221处，用于调控转向机的前置距离。

所述条形调节孔221沿FSAE赛车前车架轴向设置。

所述伸缩式横拉杆3包括伸缩式杆体31以及设置在端部的螺母32，所述伸缩式杆体31的拉动端各螺接一个用于调节伸缩式杆体轴向长度的螺母32，并且螺母32的螺帽处固接一鱼眼轴承33，所述伸缩横拉杆3通过端部的鱼眼轴承33分别与同侧的齿条端部、车前轮安装轴相连。

所述前置距离范围为10-30mm。

所述条形调节孔221由中间的矩形孔和两端部的半圆形孔组成，并且两端部的半圆形孔的圆心之间距离为20mm。

所述支撑座21包括底部的座体以及顶端的固定片，所述座体顶部设有凹腔，固定片向上凸起，二者通过螺栓螺母拼合成用于固定支撑管的安装孔。

所述转向壳体11的前端带有凸起，并且凸起处设有可与安装通孔连通的锁定螺纹孔，锁定螺纹孔处配装用于锁定齿条表面的压紧螺栓114，其中压紧螺栓114从外向内插入锁定螺纹孔内，并与之螺接，压紧螺栓的端部抵在齿条表面，用于实现齿条的轴向定位。

实施例2本实用新型中：转向系统基本参数设计

本转向系统采用转向机前轴前置，断开式转向梯形前置的布置形式，齿条直接与前轮相连称为整体式转向梯形，齿条通过横拉杆与前轮相连称为断开式转向梯形，齿条与横拉杆相连的两铰点间距离为断开点长度，断开式梯形布置可以保证转向系统与前轮采用的独立悬架相配合，能够保证一侧车轮上、下跳动时，不会影响另一侧车轮。在设计过程中，首先，主要考虑轮胎侧倾因素对转向性能的影响，利用购买的赛胎官方试验数据作拟合分析后，再考虑轮胎刚度、悬架刚度、空套影响以及车身侧倾刚度等，并分析比赛项目的多种工况，选取其中某种常用工况，经MATLAB程序仿真优化后，选取阿克曼校正系数为55％。

根据这一阿克曼校正系数，通过MATLAB程序对梯形参数进行优化，筛选出合理的转向梯形布置形式，并校核转向力矩和拟合阿克曼曲线进行比较分析。最终，转向系统参数如表2-1。

表2-1转向系统基本参数表

保持断开点长度和梯形臂长度不变，对比赛项目中其他工况进行分析，选取不同的阿克曼校正系数，同样经过MATLAB优化的到不同的转向机前置距离和梯形底角，确定前置距离变动范围在10mm-30mm之间，梯形底角的变化和前置距离相匹配。

转向机壳体设计：该转向机壳体的优点在于制造成本低，加工工艺简单，轻巧实用，定位精准，调试便捷，两端设有轴肩，可直接由支座支撑固定，同时与齿条安装的角度可变。

转向机支承座设计：转向机及齿轮齿条通过支承管安装在支承座上，其安装角度可随转向机前置距离的调节变化。支撑座的移动可实现转向机前置距离的调节。

伸缩式横拉杆设计及配合：调节不同工况下的转向机前置距离后，需要调节与之匹配的梯形底角，可以通过调节横拉杆的长度来实现。在已有的鱼眼轴承的基础上，安装上一枚螺母，横拉杆两端有内螺纹孔，与鱼眼轴承的外螺纹配合，拧动鱼眼轴承即可调节杆件长度，鱼眼轴承旋上一枚螺母是为了锁紧，防止松动。通过拧动螺母可调节鱼眼轴承与杆件的旋合长度来实现横拉杆的长度调节。

支承座吊耳设计：支承座吊耳孔内圆心距离为20mm，支承座吊耳带孔的一端与支承座通过螺栓螺母相连，另一端与车架焊接。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

一种FSAE赛车可调节参数的转向系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。