CN102963543A - 一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置 - Google Patents

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Abstract

一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置，它涉及一种车载装置，具体涉及一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置。本发明为了解决现有行星探测车车载机构的可折叠悬架展开时需要多个驱动源，且展开关节结构复杂，可靠性差的问题。本发明的前折叠悬架机构的一端与传动机构的前端连接，前折叠机构的另一端与一个前轮连接，每个前轮的转动轴分别与一个驱动电机的输出轴连接，中轮立臂的一端与前折叠悬架机构连接，中轮立臂的另一端与一个中轮连接，每个中轮的转动轴分别与一个驱动电机的输出轴连接，差动机构安装在车厢内，差动机构的两端分别各与一个传动机构连接，差动机构用于控制两个折叠悬架系统的展开与折叠。本发明用于行星探测。

Description

一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置
技术领域
本发明涉及一种车载装置，具体涉及一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置。
背景技术
在目前空间运载技术和发射费用的限制下，具有折叠可展功能的行星探测车车载机构得到越来越多的应用，但目前已有的可折叠悬架的展开需要采用较多的驱动源，展开关节结构复杂，可靠性差。
发明内容
本发明为解决现有行星探测车车载机构的可折叠悬架展开时需要多个驱动源，且展开关节结构复杂，可靠性差的问题，进而提出一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括差动机构、车厢、两个折叠悬架系统、两个前轮、两个中轮、两个后轮和六个驱动电机，每个折叠悬架系统包括前折叠悬架机构、后折叠悬架机构、中轮立臂和传动机构，前折叠悬架机构的一端与传动机构的前端连接，前折叠机构的另一端与一个前轮连接，每个前轮的转动轴分别与一个驱动电机的输出轴连接，中轮立臂的一端与前折叠悬架机构连接，中轮立臂的另一端与一个中轮连接，每个中轮的转动轴分别与一个驱动电机的输出轴连接，后折叠悬架机构的一端与传动机构的后端连接，后折叠悬架机构的另一端与一个后轮连接，每个后轮的转动轴分别各与一个驱动电机的输出轴连接，差动机构安装在车厢内，差动机构的两端分别各与一个传动机构连接，差动机构用于控制两个折叠悬架系统的展开与折叠。
本发明的有益效果是：本发明可通过单电机驱动实现双侧摇臂悬架展开，并能够就位锁定行星探测车车载机构，本发明能够达到50％的折叠与展开比，在运载阶段将悬架折叠起来，到达行星后，在着陆器上通过单电机驱动实现双侧悬架的展开，展开关节结构简单，展开功能可靠性高。本发明车体完全展开后左右两悬架与车厢内部的差速器输入轴相连，重力在各车轮上分配均匀，能够发挥驱动传动装置中电机的最大驱动效率。通过折叠与展开状态的变化，可以减少发射时探测车的体积和质量，不仅降低了发射成本，而且提高了发射的可靠性，探测车底部受登陆器的支撑作用下，两侧的悬架可以通过一个电机驱动同步的实现三维度的展开，展开驱动源少，可靠性大、关节结构简单，展开至工作状态后，整体尺寸增大，提高了车体行驶的平稳性，本发明的折叠展开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，作为复杂地形移动车辆的车载移动机构。
附图说明
图1是本发明的悬架机构原理图，图2是本发明的差动系统机构原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置包括差动机构2、车厢3、两个折叠悬架系统、两个前轮7、两个中轮8、两个后轮9和六个驱动电机10，每个折叠悬架系统包括前折叠悬架机构1、后折叠悬架机构4、中轮立臂5和传动机构6，前折叠悬架机构1的一端与传动机构6的前端连接，前折叠机构1的另一端与一个前轮7连接，每个前轮7的转动轴分别与一个驱动电机10的输出轴连接，中轮立臂5的一端与前折叠悬架机构1连接，中轮立臂5的另一端与一个中轮8连接，每个中轮8的转动轴分别与一个驱动电机10的输出轴连接，后折叠悬架机构4的一端与传动机构6的后端连接，后折叠悬架机构4的另一端与一个后轮9连接，每个后轮9的转动轴分别各与一个驱动电机10的输出轴连接，差动机构2安装在车厢3内，差动机构2的两端分别各与一个传动机构6连接，差动机构2用于控制两个折叠悬架系统的展开与折叠。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置的每个前折叠悬架机构1包括前副摇臂组件1-1、前主摇臂组件1-2、绳索1-3、第一导向滑轮1-4、第二导向滑轮1-5、第三导向滑轮1-6和前副摇臂立臂1-7，前主摇臂组件1-2通过前副摇臂立臂1-7与前副摇臂组件1-1连接，第一导向滑轮1-4和第二导向滑轮1-5由上至下依次固定安装在前副摇臂立臂1-7上，第三导向滑轮1-6固定安装在前副摇臂组件1-1上，绳索1-3的一端固定连接在前主摇臂组件1-2上，绳索1-3的另一端经由第一导向滑轮1-4、第二导向滑轮1-5、第三导向滑轮1-6与前副摇臂组件1-1固定连接。
本实施方式的技术效果是：前主摇臂组件1-2在传动机构6的作用下展开时，通过前副摇臂立臂1-7带动前副摇臂组件1-1及中轮立臂5同步展开，前副摇臂组件1-1向前移动，固定安装在前副摇臂组件1-1上的第三导向滑轮1-6拉动绳索1-3移动，绳索1-3的一端固定连接在前主摇臂组件1-2上，另一端通过前副摇臂连接销1-1-1拉动前副摇臂伸出杆1-1-2移动，从而实现前副摇臂组件的展开。
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和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置的每个前副摇臂组件1-1包括前副摇臂连接销1-1-1、前副摇臂伸出杆1-1-2、前副摇臂壳体1-1-3和前轮立臂1-1-4，前副摇臂伸出杆1-1-2插装在前副摇臂壳体1-1-3内，前副摇臂伸出杆1-1-2的一端通过前轮立臂1-1-4与一个前轮7连接，前副摇臂伸出杆1-1-2的另一端与前副摇臂连接销1-1-1的一端固定连接，前副摇臂连接销1-1-1的另一端与绳索1-3的另一端固定连接。
本实施方式的技术效果是：前副摇臂连接销1-1-1能够在绳索1-3的拉动下，在前副摇臂壳体1-1-3的导向槽内滑动，带动与其固定连接的前副摇臂伸出杆1-1-2移动，并通过前轮立臂1-1-4带动一个前轮7移动展开。
其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置的每个前主摇臂组件1-2包括前主摇臂导向销1-2-1、前主摇臂壳体1-2-2和前主摇臂丝杠套1-2-3，前主摇臂丝杠套1-2-3安装在前主摇臂壳体1-2-2内，前主摇臂丝杠套1-2-3的一端与前副摇臂立臂1-7的连接，前主摇臂丝杠套1-2-3的另一端与传动机构6连接，前主摇臂导向销1-2-1固定安装在前主摇臂丝杠套1-2-3上，绳索1-3的一端与前主摇臂壳体1-2-2固定连接。
本实施方式的技术效果是：传动机构6带动前主摇臂丝杠套1-2-3移动，固定安装在前主摇臂丝杠套1-2-3上的前主摇臂导向销1-2-1在前主摇臂壳体1-2-2上的导向槽内滑动，从而控制前主摇臂丝杠套1-2-3在移动的同时做规定的转动，并带动前副摇臂立臂1-7做展开运动。
其它组成及连接关系与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置的每个后折叠悬架机构4包括后摇臂组件4-1和后轮立臂4-2，后摇臂组件4-1通过后轮立臂4-2与一个后轮9连接。
本实施方式的技术效果是：
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1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置的每个后摇臂组件4-1包括后摇臂导向销4-1-1、后摇臂壳体4-1-2和后摇臂丝杠套4-1-3，后摇臂丝杠套4-1-3安装在后摇臂壳体4-1-2内，后摇臂丝杠套4-1-3的一端与后轮立臂4-2连接，后摇臂丝杠套4-1-3的另一端与传动机构6连接，后摇臂导向销4-1-1固定安装在后摇臂丝杠套4-1-3上。
本实施方式的技术效果是：后摇臂丝杠套4-1-3在传动机构6的带动移动，固定安装在后摇臂丝杠套4-1-3上的后摇臂导向销4-1-1在后摇臂壳体4-1-2上的导向槽内滑动，从而控制后摇臂丝杠套4-1-3在移动的同时做规定的转动，并带动后轮立臂4-2做展开运动。
其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置的每个传动机构6包括前丝杠6-1、后丝杠6-2、前锥齿轮6-3和后锥齿轮6-4，前丝杠6-1的一端与前主摇臂丝杠套1-2-3的另一端连接，前丝杠6-1的另一端与前锥齿轮6-3连接，后丝杠6-2的一端与后摇臂丝杠套4-1-3的另一端连接，后丝杠6-2的另一端与后锥齿轮6-4连接。
本实施方式的技术效果是：同时驱动前锥齿轮6-3及后锥齿轮6-4转动，能够通过与其固连的前丝杠6-1、后丝杠6-2带动前主摇臂丝杠套1-2-3及后摇臂丝杠套4-1-3同步转动，从而实现前主摇臂组件1-1与后摇臂组件4-1同步展开。
其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置的差动机构2包括展开电机2-1、蜗杆2-2、涡轮2-3、差速器支架安装轮2-4、差速器支架2-5、内离合器2-6、两个差速中心锥齿轮2-7、两个差速行星锥齿轮2-8和两个差速驱动组件2-9，展开电机2-1固定安装在车厢3上，蜗杆2-2的一端与展开电机2-1的输出轴连接，蜗杆2-2的另一端与涡轮2-3啮合，涡轮2-3安装在差速器支架2-5上，差速器支架2-5与差速器支架安装轮2-4连接，两个差速行星锥齿轮2-8分别安装在差速器支架2-5的前端和后端，每个差速行星锥齿轮2-8分别与两个差速中心锥齿轮2-7啮合，每个差速中心锥齿轮2-7分别各与一个差速驱动组件2-9连接，内离合器2-6的两端分别各与一个差速驱动组件2-9连接，每个差速驱动组件2-9分别各与一个传动机构6连接。
本实施方式的技术效果是：展开时，内离合器2-6保持接合状态，展开电机2-1驱动蜗杆2-2带动蜗轮2-3转动，蜗轮2-3带动固结的差速器支架2-5绕蜗轮2-3轴线转动，安装在差速器支架2-5上的差速行星锥齿轮2-8带动与其啮合的差速中心锥齿轮2-7转动，内离合器2-6保证两侧的两个差速中心锥齿轮2-7同步转动，并通过两侧的差速驱动组件2-9将运动传递到两侧的传动机构6。展开完成后，差速器驱动组件2-9相对运动，内离合器2-6解除啮合状态，实现分离，差速器得以实施差速功能。
其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置的每个差速驱动组件2-9包括差速器锥齿轮轴2-9-1、外离合器2-9-2和驱动锥齿轮2-9-3，差速器锥齿轮轴2-9-1的一端与内离合器2-6连接，差速器锥齿轮轴2-9-1的另一端通过外离合器2-9-2与驱动锥齿轮2-9-3连接。
本实施方式的技术效果是：展开时，外离合器2-9-2接合，差速器锥齿轮轴2-9-1通过外离合器2-9-2将运动传递到驱动锥齿轮2-9-3；展开完成后，两侧的两个差速器锥齿轮轴2-9-1相向运动，实现内离合器2-6、外离合器2-9-2分离，差速器锥齿轮轴2-9-1通过定位销与悬架芯轴固连，从而将两侧悬架的俯仰运动传递给差速装置，完成差速功能。保证车厢3的平稳。
其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。
工作原理
展开过程中，内离合器2-6、外离合器2-9-2保持接合状态。展开电机2-1驱动蜗杆2-2带动蜗轮2-3转动，蜗轮2-3带动固连的差速器支架2-5绕蜗轮2-3轴线转动，安装在差速器支架2-5上的差速行星锥齿轮2-8带动与其啮合的差速中心锥齿轮2-7转动，接合的内离合器2-6保证两侧的两个差速中心锥齿轮2-7同步转动，差速中心锥齿轮2-7带动差速器锥齿轮轴2-9-1转动，差速器锥齿轮轴2-9-1通过外离合器2-9-2带动驱动锥齿轮2-9-3转动，本实施方式中的驱动锥齿轮2-9-3与相对应的一个传动机构6的前锥齿轮6-3和后锥齿轮6-4啮合，驱动锥齿轮2-9-3带动与其啮合的前锥齿轮6-3和后锥齿轮6-4转动，前锥齿轮6-3和后锥齿轮6-4分别带动前丝杠6-1和后丝杠6-2转动，从而驱动前主摇臂丝杠套1-2-3、后摇臂丝杠套4-1-3移动，固定安装在前主摇臂丝杠套1-2-3及后摇臂丝杠套4-1-3上的前主摇臂导向销1-2-1、后摇臂导向销4-1-1分别在前主摇臂壳体1-2-2、后摇臂壳体4-1-2上的导向槽内滑动，从而控制前主摇臂丝杠套1-2-3及后摇臂丝杠套4-1-3在移动的同时做规定的转动，带动前副摇臂立臂1-7、后轮立臂4-2在纵向和横向同时运动，从而实现主摇臂在三个维度的展开。
前副摇臂立臂1-7带动前摇臂组件1-1及中轮立臂5做展开运动的同时，固定安装在前副摇臂组件1-1上的第三导向轮1-6拉动绳索1-3移动，绳索1-3一端固定连接在前主摇臂壳体1-2-2上，另一端拉动前副摇臂连接销1-1-1在前副摇臂壳体1-1-3的导向槽内滑动，并带动前副摇臂伸出杆1-1-2移动，前副摇臂伸出杆1-1-2带动前轮立臂1-1-4实现二次展开。
展开完成后，两侧的两个差速器锥齿轮轴2-9-1在驱动拉索的拉动下相向运动，实现内离合器2-6、外离合器2-9-2分离，差速器锥齿轮轴2-9-1通过定位销与悬架芯轴固连，从而将两侧悬架的俯仰运动传递给差速装置，实现差速功能，保证在车体运动过程中车厢3的平稳。

Claims (9)

1.一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置，其特征在于：所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置包括差动机构(2)、车厢(3)、两个折叠悬架系统、两个前轮(7)、两个中轮(8)、两个后轮(9)和六个驱动电机(10)，每个折叠悬架系统包括前折叠悬架机构(1)、后折叠悬架机构(4)、中轮立臂(5)和传动机构(6)，前折叠悬架机构(1)的一端与传动机构(6)的前端连接，前折叠机构(1)的另一端与一个前轮(7)连接，每个前轮(7)的转动轴分别与一个驱动电机(10)的输出轴连接，中轮立臂(5)的一端与前折叠悬架机构(1)连接，中轮立臂(5)的另一端与一个中轮(8)连接，每个中轮(8)的转动轴分别与一个驱动电机(10)的输出轴连接，后折叠悬架机构(4)的一端与传动机构(6)的后端连接，后折叠悬架机构(4)的另一端与一个后轮(9)连接，每个后轮(9)的转动轴分别各与一个驱动电机(10)的输出轴连接，差动机构(2)安装在车厢(3)内，差动机构(2)的两端分别各与一个传动机构(6)连接，差动机构(2)用于控制两个折叠悬架系统的展开与折叠。
2.根据权利要求1所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置，其特征在于：每个前折叠悬架机构(1)包括前副摇臂组件(1-1)、前主摇臂组件(1-2)、绳索(1-3)、第一导向滑轮(1-4)、第二导向滑轮(1-5)、第三导向滑轮(1-6)和前副摇臂立臂(1-7)，前主摇臂组件(1-2)通过前副摇臂立臂(1-7)与前副摇臂组件(1-1)连接，第一导向滑轮(1-4)和第二导向滑轮(1-5)由上至下依次固定安装在前副摇臂立臂(1-7)上，第三导向滑轮(1-6)固定安装在前副摇臂组件(1-1)上，绳索(1-3)的一端固定连接在前主摇臂组件(1-2)上，绳索(1-3)的另一端经由第一导向滑轮(1-4)、第二导向滑轮(1-5)、第三导向滑轮(1-6)与前副摇臂组件(1-1)固定连接。
3.根据权利要求2所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置，其特征在于：每个前副摇臂组件(1-1)包括前副摇臂连接销(1-1-1)、前副摇臂伸出杆(1-1-2)、前副摇臂壳体(1-1-3)和前轮立臂(1-1-4)，前副摇臂伸出杆(1-1-2)插装在前副摇臂壳体(1-1-3)内，前副摇臂伸出杆(1-1-2)的一端通过前轮立臂(1-1-4)与一个前轮(7)连接，前副摇臂伸出杆(1-1-2)的另一端与前副摇臂连接销(1-1-1)的一端固定连接，前副摇臂连接销(1-1-1)的另一端与绳索(1-3)的另一端固定连接。
4.根据权利要求2或3所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置，其特征在于：每个前主摇臂组件(1-2)包括前主摇臂导向销(1-2-1)、前主摇臂壳体(1-2-2)和前主摇臂丝杠套(1-2-3)，前主摇臂丝杠套(1-2-3)安装在前主摇臂壳体(1-2-2)内，前主摇臂丝杠套(1-2-3)的一端与前副摇臂立臂(1-7)的连接，前主摇臂丝杠套(1-2-3)的另一端与传动机构(6)连接，前主摇臂导向销(1-2-1)固定安装在前主摇臂丝杠套(1-2-3)上，绳索(1-3)的一端与前主摇臂壳体(1-2-2)固定连接。
5.根据权利要求1所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置，其特征在于：每个后折叠悬架机构(4)包括后摇臂组件(4-1)和后轮立臂(4-2)，后摇臂组件(4-1)通过后轮立臂(4-2)与一个后轮(9)连接。
6.根据权利要求5所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置，其特征在于：每个后摇臂组件(4-1)包括后摇臂导向销(4-1-1)、后摇臂壳体(4-1-2)和后摇臂丝杠套(4-1-3)，后摇臂丝杠套(4-1-3)安装在后摇臂壳体(4-1-2)内，后摇臂丝杠套(4-1-3)的一端与后轮立臂(4-2)连接，后摇臂丝杠套(4-1-3)的另一端与传动机构(6)连接，后摇臂导向销(4-1-1)固定安装在后摇臂丝杠套(4-1-3)上。
7.根据权利要求4所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置，其特征在于：每个传动机构(6)包括前丝杠(6-1)、后丝杠(6-2)、前锥齿轮(6-3)和后锥齿轮(6-4)，前丝杠(6-1)的一端与前主摇臂丝杠套(1-2-3)的另一端连接，前丝杠(6-1)的另一端与前锥齿轮(6-3)连接，后丝杠(6-2)的一端与后摇臂丝杠套(4-1-3)的另一端连接，后丝杠(6-2)的另一端与后锥齿轮(6-4)连接。
8.根据权利要求1所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置，其特征在于：差动机构(2)包括展开电机(2-1)、蜗杆(2-2)、涡轮(2-3)、差速器支架安装轮(2-4)、差速器支架(2-5)、内离合器(2-6)、两个差速中心锥齿轮(2-7)、两个差速行星锥齿轮(2-8)和两个差速驱动组件(2-9)，展开电机(2-1)固定安装在车厢(3)上，蜗杆(2-2)的一端与展开电机(2-1)的输出轴连接，蜗杆(2-2)的另一端与涡轮(2-3)啮合，涡轮(2-3)安装在差速器支架(2-5)上，差速器支架(2-5)与差速器支架安装轮(2-4)连接，两个差速行星锥齿轮(2-8)分别安装在差速器支架(2-5)的前端和后端，每个差速行星锥齿轮(2-8)分别与两个差速中心锥齿轮(2-7)啮合，每个差速中心锥齿轮(2-7)分别各与一个差速驱动组件(2-9)连接，内离合器(2-6)的两端分别各与一个差速驱动组件(2-9)连接，每个差速驱动组件(2-9)分别各与一个传动机构(6)连接。
9.根据权利要求8所述一种六轮单驱动折叠可展摇臂式车载装置，其特征在于：每个差速驱动组件(2-9)包括差速器锥齿轮轴(2-9-1)、外离合器(2-9-2)和驱动锥齿轮(2-9-3)，差速器锥齿轮轴(2-9-1)的一端与内离合器(2-6)连接，差速器锥齿轮轴(2-9-1)的另一端通过外离合器(2-9-2)与驱动锥齿轮(2-9-3)连接。
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