CN101407163A - 四轮探测车梭式摇臂悬架机构 - Google Patents
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Abstract
四轮探测车梭式摇臂悬架机构，它涉及一种四轮探测车悬架机构。针对被动摇臂式菱形四轮月球车移动系统存在前、左和右轮所在的地形对车体姿态的影响耦合，车体稳定性不好，运动方向受到限制问题。纵杆位于第一、三车轮的正上方，纵杆的两端与第一、三转向装置固接，第一、三转向装置分别与第一、三车轮的轮轴铰接，横杆的两端位于第二、四车轮的正上方且位于纵杆的下方，横杆的两端与第二、四转向装置固接，第二、四转向装置分别与第二、四车轮的轮轴铰接，横、纵杆分别与底盘铰接。本发明具有各向同性特点，且消除了各车轮所在地形对车体姿态的耦合影响，车体稳定性好，其既可用于行星探测车，也适于恶劣环境下的无人探测车，还可用于高级玩具车。
Description
技术领域
本发明涉及一种四轮探测车悬架机构。
背景技术
用于行星表面或其它恶劣环境的探测车，要求具有较强的地形适应性、灵活的转向能力、较好的避障能力、平稳的车体姿态，并且结构紧凑，能耗少，轻量化。目前应用较多的探测车为六轮探测车，其原因在于传统的地面两轴四轮车地形自适应能力差、越障通过性不好，但是四轮车具有结构紧凑、能耗少，控制简单等优点，为使四轮车能完成复杂的探测任务，需为其配置合适的悬架机构。
公开号为CN 101214783A、公开日为2008年7月9日的发明专利申请公开了一种“被动摇臂式菱形四轮月球车移动系统”，四个车轮呈菱形分布，只有前轮和后轮独立转向，前轮、左轮和右轮直接与车体铰接，后轮与后支架铰接，后支架可与车体相对转动。这种结构提高了月球车的越障能力和地形被动适应性，但前轮、左轮和右轮所在的地形对车体姿态的影响耦合，车体的稳定性不好，月球车运动方向受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种四轮探测车梭式摇臂悬架机构，以解决现有的被动摇臂式菱形四轮月球车移动系统存在前轮、左轮和右轮所在的地形对车体姿态的影响耦合，车体的稳定性不好，月球车的运动方向受到限制的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述悬架机构包括四个车轮、四个转向装置、横杆、纵杆和底盘；所述四个车轮呈菱形设置且位于菱形的四个顶点上，四个车轮分别是第一车轮、第二车轮、第三车轮和第四车轮，所述第一车轮和第三车轮相对应，第二车轮与第四车轮相对应，所述四个转向装置分别是第一转向装置、第二转向装置、第三转向装置和第四转向装置；所述纵杆位于第一车轮和第三车轮的正上方，纵杆的两端分别与第一转向装置的第一壳体和第三转向装置的第三壳体固接，所述第一转向装置的第一连接架和第三转向装置的第三连接架分别与第一车轮的轮轴和第三车轮的轮轴铰接，所述横杆的两端位于第二车轮和第四车轮的正上方且位于纵杆的下方，横杆的两端分别与第二转向装置的第二壳体和第四转向装置的第四壳体固接，所述第二转向装置的第二连接架和第四转向装置的第四连接架分别与第二车轮的轮轴和第四车轮的轮轴铰接，横杆和纵杆分别与底盘铰接。
本发明具有以下优点：一、本发明应用范围广，既可用于行星探测车，也适于恶劣环境下的无人探测车，还可用于高级玩具车；二、本发明杆件少，运动副少，使探测车结构紧凑，可靠性高、所占包络空间小；三、本发明提高了探测车的转向灵活性，可实时做任意角度的调整，有利于随时避障，并且能实现原地转向；四、本发明相对的两个车轮均与底盘铰接，消除了各车轮所在地形对车体姿态的耦合影响，提高探测车的平稳性和地形适应性；五、本发明的四个车轮独立驱动和转向，提高了车体的灵活性。六、本发明四个车轮的运动能力对称，探测车的运动方向具有各向同性的特点，有利于探测车的控制。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，图2是四个车轮布置的示意图，图3是第一转向装置5的主视图，图4是第二转向装置6的主视图，图5是第三转向装置7的主视图，图6是第四转向装置8的主视图。
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，本实施方式的悬架机构包括四个车轮、四个转向装置、横杆9、纵杆10和底盘11；所述四个车轮呈菱形设置且位于菱形的四个顶点上，四个车轮分别是第一车轮1、第二车轮2、第三车轮3和第四车轮4，所述第一车轮1和第三车轮3相对应，第二车轮2与第四车轮4相对应，所述四个转向装置分别是第一转向装置5、第二转向装置6、第三转向装置7和第四转向装置8；所述纵杆10位于第一车轮1和第三车轮3的正上方，纵杆10的两端分别与第一转向装置5的第一壳体5-4和第三转向装置7的第三壳体7-4固接，所述第一转向装置5的第一连接架5-9和第三转向装置7的第三连接架7-9分别与第一车轮1的轮轴和第三车轮3的轮轴铰接，所述横杆9的两端位于第二车轮2和第四车轮4的正上方且位于纵杆10的下方，横杆9的两端分别与第二转向装置6的第二壳体6-4和第四转向装置8的第四壳体8-4固接，所述第二转向装置6的第二连接架6-9和第四转向装置8的第四连接架8-9分别与第二车轮2的轮轴和第四车轮4的轮轴铰接，横杆9和纵杆10分别与底盘11铰接。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的纵杆10与底盘11的铰接点12位于横杆9与底盘11的铰接点13的正上方。如此设置，探测车车体具有较好的平衡性。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1说明本实施方式，本实施方式的每个车轮的轮心距四轮探测车的中心距离相等。如此设置，探测车具有同向性。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图3说明本实施方式，本实施方式的第一转向装置5由第一电机罩5-1、第一制动器5-2、第一转向电机5-3、第一壳体5-4、第一上滚动轴承5-5、第一隔垫5-6、第一下滚动轴承5-7、第一轴承盖5-8和第一连接架5-9组成；所述第一电机罩5-1的下端面与第一壳体5-4的上端面固接，第一转向电机5-3设置在第一电机罩5-1内部，第一转向电机5-3与第一壳体5-4上端面固接，第一转向电机5-3的输出轴与第一连接架5-9传动连接，第一连接架5-9与第一壳体5-4之间装有第一上滚动轴承5-5和第一下滚动轴承5-7，第一上滚动轴承5-5和第一下滚动轴承5-7通过第一隔垫5-6隔开，第一轴承盖5-8与第一壳体5-4的下端面固接。当第一车轮1需要转向时，接通第一转向电机5-3；当第一车轮1不需要转向时，关闭第一转向电机5-3，通过第一制动器5-2抱闸，第一车轮1转向被固定。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图4说明本实施方式，本实施方式的第二转向装置6由第二电机罩6-1、第二制动器6-2、第二转向电机6-3、第二壳体6-4、第二上滚动轴承6-5、第二隔垫6-6、第二下滚动轴承6-7、第二轴承盖6-8和第二连接架6-9组成；所述第二电机罩6-1的下端面与第二壳体6-4的上端面固接，第二转向电机6-3设置在第二电机罩6-1内部，第二转向电机6-3与第二壳体6-4上端面固接，第二转向电机6-3的输出轴与第二连接架6-9传动连接，第二连接架6-9与第二壳体6-4之间装有第二上滚动轴承6-5和第二下滚动轴承6-7，第二上滚动轴承6-5和第二下滚动轴承6-7通过第二隔垫6-6隔开，第二轴承盖6-8与第二壳体6-4的下端面固接。当第二车轮2需要转向时，接通第二转向电机6-3；当第二车轮2不需要转向时，关闭第二转向电机6-3，通过第二制动器6-2抱闸，第二车轮2转向被固定。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图5说明本实施方式，本实施方式的第三转向装置7由第三电机罩7-1、第三制动器7-2、第三转向电机7-3、第三壳体7-4、第三上滚动轴承7-5、第三隔垫7-6、第三下滚动轴承7-7、第三轴承盖7-8和第三连接架7-9组成；所述第三电机罩7-1的下端面与第三壳体7-4的上端面固接，第三转向电机7-3设置在第三电机罩7-1内部，第三转向电机7-3与第三壳体7-4上端面固接，第三转向电机7-3的输出轴与第三连接架7-9传动连接，第三连接架7-9与第三壳体7-4之间装有第三上滚动轴承7-5和第三下滚动轴承7-7，第三上滚动轴承7-5和第三下滚动轴承7-7通过第三隔垫7-6隔开，第三轴承盖7-8与第三壳体7-4的下端面固接。当第三车轮3需要转向时，接通第三转向电机7-3；当第三车轮3不需要转向时，关闭第三转向电机7-3，通过第三制动器7-2抱闸，第三车轮3转向被固定。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图6说明本实施方式，本实施方式的第四转向装置8由第四电机罩8-1、第四制动器8-2、第四转向电机8-3、第四壳体8-4、第四上滚动轴承8-5、第四隔垫8-6、第四下滚动轴承8-7、第四轴承盖8-8和第四连接架8-9组成；所述第四电机罩8-1的下端面与第四壳体8-4的上端面固接，第四转向电机8-3设置在第四电机罩8-1内部，第四转向电机8-3与第四壳体8-4上端面固接，第四转向电机8-3的输出轴与第四连接架8-9传动连接，第四连接架8-9与第四壳体8-4之间装有第四上滚动轴承8-5和第四下滚动轴承8-7，第四上滚动轴承8-5和第四下滚动轴承8-7通过第四隔垫8-6隔开，第四轴承盖8-8与第四壳体8-4的下端面固接。当第四车轮4需要转向时，接通第四转向电机8-3；当第四车轮4不需要转向时，关闭第四转向电机8-3，通过第四制动器8-2抱闸，第四车轮4转向被固定。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
工作原理：本发明通过第一车轮1、第二车轮2、第三车轮3和第四车轮4的梭式布置(菱形布置)及独立驱动和转向，可使四轮探测车在遇到障碍时，实时进行方向的调整，并能原地转向，达到避障的目的；当四轮探测车行驶在崎岖不平的路面上时，通过横杆9和纵杆10相对底盘11的转动，被动地适应地形变化，使各车轮与路面始终保持接触，提高探测车的自适应性。
Claims (7)
1、一种四轮探测车梭式摇臂悬架机构，所述悬架机构包括四个车轮、四个转向装置、横杆(9)、纵杆(10)和底盘(11)；所述四个车轮呈菱形设置且位于菱形的四个顶点上，四个车轮分别是第一车轮(1)、第二车轮(2)、第三车轮(3)和第四车轮(4)，所述第一车轮(1)和第三车轮(3)相对应，第二车轮(2)与第四车轮(4)相对应，所述四个转向装置分别是第一转向装置(5)、第二转向装置(6)、第三转向装置(7)和第四转向装置(8)；其特征在于：所述纵杆(10)位于第一车轮(1)和第三车轮(3)的正上方，纵杆(10)的两端分别与第一转向装置(5)的第一壳体(5-4)和第三转向装置(7)的第三壳体(7-4)固接，所述第一转向装置(5)的第一连接架(5-9)和第三转向装置(7)的第三连接架(7-9)分别与第一车轮(1)的轮轴和第三车轮(3)的轮轴铰接，所述横杆(9)的两端位于第二车轮(2)和第四车轮(4)的正上方且位于纵杆(10)的下方，横杆(9)的两端分别与第二转向装置(6)的第二壳体(6-4)和第四转向装置(8)的第四壳体(8-4)固接，所述第二转向装置(6)的第二连接架(6-9)和第四转向装置(8)的第四连接架(8-9)分别与第二车轮(2)的轮轴和第四车轮(4)的轮轴铰接，横杆(9)和纵杆(10)分别与底盘(11)铰接。
2、根据权利要求1所述的四轮探测车梭式摇臂悬架机构，其特征在于：所述纵杆(10)与底盘(11)的铰接点(12)位于横杆(9)与底盘(11)的铰接点(13)的正上方。
3、根据权利要求1或2所述的四轮探测车梭式摇臂悬架机构，其特征在于：所述每个车轮的轮心距四轮探测车的中心距离相等。
4、根据权利要求1所述的四轮探测车梭式摇臂悬架机构，其特征在于：所述第一转向装置(5)由第一电机罩(5-1)、第一制动器(5-2)、第一转向电机(5-3)、第一壳体(5-4)、第一上滚动轴承(5-5)、第一隔垫(5-6)、第一下滚动轴承(5-7)、第一轴承盖(5-8)和第一连接架(5-9)组成；所述第一电机罩(5-1)的下端面与第一壳体(5-4)的上端面固接，第一转向电机(5-3)设置在第一电机罩(5-1)内部，第一转向电机(5-3)与第一壳体(5-4)上端面固接，第一转向电机(5-3)的输出轴与第一连接架(5-9)传动连接，第一连接架(5-9)与第一壳体(5-4)之间装有第一上滚动轴承(5-5)和第一下滚动轴承(5-7)，第一上滚动轴承(5-5)和第一下滚动轴承(5-7)通过第一隔垫(5-6)隔开，第一轴承盖(5-8)与第一壳体(5-4)的下端面固接。
5、根据权利要求1所述的四轮探测车梭式摇臂悬架机构，其特征在于：所述第二转向装置(6)由第二电机罩(6-1)、第二制动器(6-2)、第二转向电机(6-3)、第二壳体(6-4)、第二上滚动轴承(6-5)、第二隔垫(6-6)、第二下滚动轴承(6-7)、第二轴承盖(6-8)和第二连接架(6-9)组成；所述第二电机罩(6-1)的下端面与第二壳体(6-4)的上端面固接，第二转向电机(6-3)设置在第二电机罩(6-1)内部，第二转向电机(6-3)与第二壳体(6-4)上端面固接，第二转向电机(6-3)的输出轴与第二连接架(6-9)传动连接，第二连接架(6-9)与第二壳体(6-4)之间装有第二上滚动轴承(6-5)和第二下滚动轴承(6-7)，第二上滚动轴承(6-5)和第二下滚动轴承(6-7)通过第二隔垫(6-6)隔开，第二轴承盖(6-8)与第二壳体(6-4)的下端面固接。
6、根据权利要求1所述的四轮探测车梭式摇臂悬架机构，其特征在于：所述第三转向装置(7)由第三电机罩(7-1)、第三制动器(7-2)、第三转向电机(7-3)、第三壳体(7-4)、第三上滚动轴承(7-5)、第三隔垫(7-6)、第三下滚动轴承(7-7)、第三轴承盖(7-8)和第三连接架(7-9)组成；所述第三电机罩(7-1)的下端面与第三壳体(7-4)的上端面固接，第三转向电机(7-3)设置在第三电机罩(7-1)内部，第三转向电机(7-3)与第三壳体(7-4)上端面固接，第三转向电机(7-3)的输出轴与第三连接架(7-9)传动连接，第三连接架(7-9)与第三壳体(7-4)之间装有第三上滚动轴承(7-5)和第三下滚动轴承(7-7)，第三上滚动轴承(7-5)和第三下滚动轴承(7-7)通过第三隔垫(7-6)隔开，第三轴承盖(7-8)与第三壳体(7-4)的下端面固接。
7、根据权利要求1所述的四轮探测车梭式摇臂悬架机构，其特征在于：所述第四转向装置(8)由第四电机罩(8-1)、第四制动器(8-2)、第四转向电机(8-3)、第四壳体(8-4)、第四上滚动轴承(8-5)、第四隔垫(8-6)、第四下滚动轴承(8-7)、第四轴承盖(8-8)和第四连接架(8-9)组成；所述第四电机罩(8-1)的下端面与第四壳体(8-4)的上端面固接，第四转向电机(8-3)设置在第四电机罩(8-1)内部，第四转向电机(8-3)与第四壳体(8-4)上端面固接，第四转向电机(8-3)的输出轴与第四连接架(8-9)传动连接，第四连接架(8-9)与第四壳体(8-4)之间装有第四上滚动轴承(8-5)和第四下滚动轴承(8-7)，第四上滚动轴承(8-5)和第四下滚动轴承(8-7)通过第四隔垫(8-6)隔开，第四轴承盖(8-8)与第四壳体(8-4)的下端面固接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101215 |