CN100372702C - 八轮差动-扭杆弹簧悬架式车载机构 - Google Patents

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Abstract

八轮差动—扭杆弹簧悬架式车载机构，它涉及一种悬架式车载机构。针对现有八轮扭杆弹簧悬架式车载机构，存在受力不均匀，平衡性差，整体稳定性差问题。本发明的差动装置(40)固设在主车体(30)的内部，差动装置(40)由第一锥齿轮(40-1)、第二锥齿轮(40-2)、第三锥齿轮(40-3)、第四锥齿轮(40-4)、壳体(40-5)、第一伸出轴(40-6)和第二伸出轴(40-7)、第一短轴(40-8)和第二短轴(40-9)组成；固装在第一伸出轴(40-6)上的第一锥齿轮(40-1)和固装在第二伸出轴(40-7)上的第二锥齿轮(40-2)分别与固装在第一短轴(40-8)上的第三锥齿轮(40-3)和固装在第二短轴(40-9)上的第四锥齿轮(40-4)相啮合，第一伸出轴(40-6)和第二伸出轴(40-7)与两个单侧独立悬架机构(20)相连接。本发明具有整体协调性好和稳定性好，自适应地形变化能力强，越障性能好的优点。

Description

八轮差动—扭杆弹簧悬架式车载机构
技术领域
本发明涉及一种悬架式车载机构。
背景技术
用于月球、行星探测用的车载机构，需要具有移动姿态平稳，越障能力和适应地形能力强的特点。而专利申请公开号为CN1600587A、公开日为2005年3月30日的发明专利申请公开了一种八轮扭杆弹簧悬架式车载机构，该车载机构由于没设置差动装置，车载机构在凹凸崎岖的地表上移动时，使位于主车体两侧的独立悬架机构受力不均匀，难以达到平衡状态，导致整体稳定性差，越障能力也较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种八轮差动—扭杆弹簧悬架式车载机构，该车载机构可解决现有八轮扭杆弹簧悬架式车载机构，存在两个独立悬架机构受力不均匀，难以达到平衡状态，整体稳定性差，越障能力差的问题。
本发明包括主车体和分别设置在主车体两侧的两个单侧独立悬架机构20；本发明还包括差动装置；差动装置设置在主车体的内部；所述的差动装置由第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮、壳体、第一伸出轴、第二伸出轴、第一短轴和第二短轴组成；装在壳体内并与第一伸出轴里端固定连接的第一锥齿轮分别与第三锥齿轮和第四锥齿轮同时啮合，第三锥齿轮与第一短轴的里端固定连接，第四锥齿轮与第二短轴的里端固定连接，第一短轴的外端和第二短轴的外端分别空套在壳体上，装在壳体内并与第二伸出轴里端固定连接的第二锥齿轮分别与第三锥齿轮和第四锥齿轮同时啮合，第一伸出轴和第二伸出轴分别空套在壳体上，第一伸出轴的外端和第二伸出轴的外端分别与两个单侧独立悬架机构相连接，壳体与主车体固定连接。
本发明具有以下有益效果：一、本发明在原有的八轮扭杆弹簧悬架式车载机构的基础上增加了差动装置，差动装置的两个伸出轴分别与位于差动装置两侧的两个单侧独立悬架机构相连接，这样，可保证两侧悬架的车轮在车体移动过程中能完全着地，还可保证车体的平稳性，即车体的俯仰角为两侧独立悬架俯仰角的平均值。二、本发明具有结构简单、工作可靠、整体协调性和整体稳定性好，自适应地形变化能力强，越障性能好，可使该车载机构在凹凸崎岖的地表上平稳移动。
附图说明
图1是本发明的主视图，图2是图1的俯视图，图3是前扭杆弹簧6的主视图，图4是图3的A向视图，图5是后扭杆弹簧7的主视图，图6是图5的B向视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式由主车体30、分别设置在主车体30两侧的两个单侧独立悬架机构20及差动装置40组成；差动装置40设置在主车体30的内部；所述的差动装置40由第一锥齿轮40-1、第二锥齿轮40-2、第三锥齿轮40-3、第四锥齿轮40-4、壳体40-5、第一伸出轴40-6、第二伸出轴40-7、第一短轴40-8和第二短轴40-9组成；装在壳体40-5内并与第一伸出轴40-6里端固定连接的第一锥齿轮40-1分别与第三锥齿轮40-3和第四锥齿轮40-4同时啮合，第三锥齿轮40-3与第一短轴40-8的里端固定连接，第四锥齿轮40-4与第二短轴40-9的里端固定连接，第一短轴40-8的外端和第二短轴40-9的外端分别空套在壳体40-5上，装在壳体40-5内并与第二伸出轴40-7里端固定连接的第二锥齿轮40-2分别与第三锥齿轮40-3和第四锥齿轮40-4同时啮合，第一伸出轴40-6和第二伸出轴40-7分别空套在壳体40-5上，第一伸出轴40-6的外端和第二伸出轴40-7的外端分别与两个单侧独立悬架机构20相连接，壳体40-5与主车体30固定连接；所述的两个单侧独立悬架机构20分别由前驱动轮1、中前驱动轮2、中后驱动轮3、后驱动轮4、前悬架杆5、前扭杆弹簧6、前摇臂11、差动摆杆9、后悬架杆8、后扭杆弹簧7、后摇臂12、前转向电机13和后转向电机14组成；所述的前摇臂11的前侧设有前转向电机13，前转向电机13的输出端与前驱动轮1铰接，前摇臂11的后侧下端与中前驱动轮2铰接，前悬架杆5的下端与前摇臂11铰接，后摇臂12的前侧下端与中后驱动轮3铰接，后摇臂12的后侧设有后转向电机14，后转向电机14的输出端与后驱动轮4铰接，后悬架杆8的下端与后摇臂12铰接，前悬架杆5的上端与前扭杆弹簧6的活动端固定连接，前扭杆弹簧6的固定端与差动摆杆9的前端固定连接，后悬架杆8的上端与后扭杆弹簧7的活动端固定连接，后扭杆弹簧7的固定端与差动摆杆9的后端固定连接，所述的第一伸出轴40-6的外端和第二伸出轴40-7的外端分别与相对应的差动摆杆9的中部固定连接。如此设置，具有以下优点：一、采用八驱动轮独立驱动、前后四个驱动轮独立转向的移动方式，轮系结构采用驱动、传动、轮体一体化的结构。主车体30的重量通过差动装置40作用在前、后两对摇臂上，并在各驱动轮上均匀分配，可使各驱动轮发挥最大的驱动效率。二、在崎岖的地形表面移动时，差动装置40与扭杆弹簧的综合作用使八个驱动轮都能完全着地，使各驱动轮具有较好的自适应地形变化能力和良好的越障性能。三、主车体30与两对摇臂之间由差动装置40和扭杆弹簧支撑，使车载机构在移动过程中始终保持姿态平稳。四、悬架机构具有良好的拓展性，不仅可作为月球或行星探测车的车载机构，也可通过改变其几何尺寸参数，作为车辆在复杂地形移动的车载移动机构或玩具车。
具体实施方式二：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的前扭杆弹簧6由前扭杆支架安装座6-1、前扭杆压板6-2、前扭杆6-3、前扭杆支架6-4、第一轴承6-5、前悬架杆压盖6-6、前轴承套筒6-7、第一弹性垫6-8和第二轴承6-9组成；前扭杆支架安装座6-1与前扭杆支架6-4的外壁固定连接，前扭杆6-3的左端装在前扭杆支架6-4的左端孔内，前扭杆压板6-2固定在前扭杆支架6-4的左端面上，前扭杆压板6-2与前扭杆6-3的左端头之间装有第一弹性垫6-8，前轴承套筒6-7固定在前扭杆支架6-4的右端内孔中，前悬架杆压盖6-6与前扭杆支架6-4的右端固定连接，前扭杆6-3的右端与前轴承套筒6-7的内壁之间装有第一轴承6-5，前悬架杆压盖6-6内装有第二轴承6-9，所述的前悬架杆5的上端装在前悬架杆压盖6-6的凹孔6-6-1内，装在凹孔6-6-1内的前悬架杆5的左端与前扭杆6-3的右端固定连接，装在凹孔6-6-1内的前悬架杆5的右端装在第二轴承6-9内。前扭杆弹簧6采用上述结构，具有结构简单，工作可靠的优点。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图5和图6说明本实施方式，本实施方式的后扭杆弹簧7由后扭杆支架安装座7-1、后扭杆压板7-2、后扭杆7-3、后扭杆支架7-4、第三轴承7-5、后悬架杆压盖7-6、后轴承套筒7-7、第二弹性垫7-8和第四轴承7-9组成；后扭杆支架安装座7-1与后扭杆支架7-4的外壁固定连接，后扭杆7-3的左端装在后扭杆支架7-4的左端孔内，后扭杆压板7-2固定在后扭杆支架7-4的左端面上，后扭杆压板7-2与后扭杆7-3的左端头之间装有第二弹性垫7-8，后轴承套筒7-7固定在后扭杆支架7-4的右端内孔中，后悬架杆压盖7-6与后扭杆支架7-4的右端固定连接，后扭杆7-3的右端与后轴承套筒7-7的内壁之间装有第三轴承7-5，后悬架杆压盖7-6内装有第四轴承7-9，所述的后悬架杆8的上端装在后悬架杆压盖7-6的凹槽7-6-1内，装在凹槽7-6-1内的后悬架杆8的左端与后扭杆7-3的右端固定连接，装在凹槽7-6-1内的后悬架杆8的右端装在第四轴承7-9内。后扭杆弹簧7采用上述结构，具有结构简单，工作可靠的优点。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
工作原理是：由于该车载机构引入了差动装置40及扭杆弹簧，当遇到障碍时，可通过扭杆弹簧的转动，并借助差动装置40来调整重力在各驱动轮上的分配，以提高车体的稳定性和越障能力。前驱动轮1和后驱动轮4可相对前摇臂11与后摇臂12作绕其回转轴的回转运动，并通过转向电机实现驱动轮垂直其回转轴的转向运动。该车载机构的八个驱动轮均独立驱动，前后四个驱动轮独立转向，可实现前进、后退和转向等多种运动功能。

Claims (4)

1.一种八轮差动-扭杆弹簧悬架式车载机构，它包括主车体(30)和分别设置在主车体(30)两侧的两个单侧独立悬架机构(20)；其特征在于它还包括差动装置(40)；差动装置(40)设置在主车体(30)的内部；所述的差动装置(40)由第一锥齿轮(40-1)、第二锥齿轮(40-2)、第三锥齿轮(40-3)、第四锥齿轮(40-4)、壳体(40-5)、第一伸出轴(40-6)、第二伸出轴(40-7)、第一短轴(40-8)和第二短轴(40-9)组成；装在壳体(40-5)内并与第一伸出轴(40-6)里端固定连接的第一锥齿轮(40-1)分别与第三锥齿轮(40-3)和第四锥齿轮(40-4)同时啮合，第三锥齿轮(40-3)与第一短轴(40-8)的里端固定连接，第四锥齿轮(40-4)与第二短轴(40-9)的里端固定连接，第一短轴(40-8)的外端和第二短轴(40-9)的外端分别空套在壳体(40-5)上，装在壳体(40-5)内并与第二伸出轴(40-7)里端固定连接的第二锥齿轮(40-2)分别与第三锥齿轮(40-3)和第四锥齿轮(40-4)同时啮合，第一伸出轴(40-6)和第二伸出轴(40-7)分别空套在壳体(40-5)上，第一伸出轴(40-6)的外端和第二伸出轴(40-7)的外端分别与两个单侧独立悬架机构(20)相连接，壳体(40-5)与主车体(30)固定连接。
2.根据权利要求1所述的八轮差动一扭杆弹簧悬架式车载机构，其特征在于所述的两个单侧独立悬架机构(20)分别由前驱动轮(1)、中前驱动轮(2)、中后驱动轮(3)、后驱动轮(4)、前悬架杆(5)、前扭杆弹簧(6)、前摇臂(11)、差动摆杆(9)、后悬架杆(8)、后扭杆弹簧(7)、后摇臂(12)、前转向电机(13)和后转向电机(14)组成；所述的前摇臂(11)的前侧设有前转向电机(13)，前转向电机(13)的输出端与前驱动轮(1)铰接，前摇臂(11)的后侧下端与中前驱动轮(2)铰接，前悬架杆(5)的下端与前摇臂(11)铰接，后摇臂(12)的前侧下端与中后驱动轮(3)铰接，后摇臂(12)的后侧设有后转向电机(14)，后转向电机(14)的输出端与后驱动轮(4)铰接，后悬架杆(8)的下端与后摇臂(12)铰接，前悬架杆(5)的上端与前扭杆弹簧(6)的活动端固定连接，前扭杆弹簧(6)的固定端与差动摆杆(9)的前端固定连接，后悬架杆(8)的上端与后扭杆弹簧(7)的活动端固定连接，后扭杆弹簧(7)的固定端与差动摆杆(9)的后端固定连接，所述的第一伸出轴(40-6)的外端和第二伸出轴(40-7)的外端分别与相对应的差动摆杆(9)的中部固定连接。
3.根据权利要求2所述的八轮差动-扭杆弹簧悬架式车载机构，其特征在于所述的前扭杆弹簧(6)由前扭杆支架安装座(6-1)、前扭杆压板(6-2)、前扭杆(6-3)、前扭杆支架(6-4)、第一轴承(6-5)、前悬架杆压盖(6-6)、前轴承套筒(6-7)、第一弹性垫(6-8)和第二轴承(6-9)组成；前扭杆支架安装座(6-1)与前扭杆支架(6-4)的外壁固定连接，前扭杆(6-3)的左端装在前扭杆支架(6-4)的左端孔内，前扭杆压板(6-2)固定在前扭杆支架(6-4)的左端面上，前扭杆压板(6-2)与前扭杆(6-3)的左端头之间装有第一弹性垫(6-8)，前轴承套筒(6-7)固定在前扭杆支架(6-4)的右端内孔中，前悬架杆压盖(6-6)与前扭杆支架(6-4)的右端固定连接，前扭杆(6-3)的右端与前轴承套筒(6-7)的内壁之间装有第一轴承(6-5)，前悬架杆压盖(6-6)内装有第二轴承(6-9)，所述的前悬架杆(5)的上端装在前悬架杆压盖(6-6)的凹孔(6-6-1)内，装在凹孔(6-6-1)内的前悬架杆(5)的左端与前扭杆(6-3)的右端固定连接，装在凹孔(6-6-1)内的前悬架杆(5)的右端装在第二轴承(6-9)内。
4.根据权利要求2所述的八轮差动-扭杆弹簧悬架式车载机构，其特征在于所述的后扭杆弹簧(7)由后扭杆支架安装座(7-1)、后扭杆压板(7-2)、后扭杆(7-3)、后扭杆支架(7-4)、第三轴承(7-5)、后悬架杆压盖(7-6)、后轴承套筒(7-7)、第二弹性垫(7-8)和第四轴承(7-9)组成；后扭杆支架安装座(7-1)与后扭杆支架(7-4)的外壁固定连接，后扭杆(7-3)的左端装在后扭杆支架(7-4)的左端孔内，后扭杆压板(7-2)固定在后扭杆支架(7-4)的左端面上，后扭杆压板(7-2)与后扭杆(7-3)的左端头之间装有第二弹性垫(7-8)，后轴承套筒(7-7)固定在后扭杆支架(7-4)的右端内孔中，后悬架杆压盖(7-6)与后扭杆支架(7-4)的右端固定连接，后扭杆(7-3)的右端与后轴承套筒(7-7)的内壁之间装有第三轴承(7-5)，后悬架杆压盖(7-6)内装有第四轴承(7-9)，所述的后悬架杆(8)的上端装在后悬架杆压盖(7-6)的凹槽(7-6-1)内，装在凹槽(7-6-1)内的后悬架杆(8)的左端与后扭杆(7-3)的右端固定连接，装在凹槽(7-6-1)内的后悬架杆(8)的右端装在第四轴承(7-9)内。
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Address after: 414002 Fourth Floor, Building 2, Xindeng Incubation Building, Yungang Road Military-Civil Integration Industrial Park, Chenglingji New Port District, Yueyang City, Hunan Province

Patentee after: Harbin University of Technology Robot (Yueyang) Research Institute Co., Ltd.

Address before: 414002 room 538, Yungang Road Customs Service building, Chenglingji new port, Yueyang, Hunan

Patentee before: Hakda robotics group Yueyang Co., Ltd.

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