CN106904056A - 悬挂减震系统 - Google Patents

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CN106904056A CN201710206588.XA CN201710206588A CN106904056A CN 106904056 A CN106904056 A CN 106904056A CN 201710206588 A CN201710206588 A CN 201710206588A CN 106904056 A CN106904056 A CN 106904056A
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蒋胜建
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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    • B60G3/18—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram
    • B60G3/20—Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram all arms being rigid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
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    • B60G2202/10—Type of spring

Abstract

本发明提供了一种悬挂减震系统，所述悬挂减震系统设于底盘上，包括电机、电机支架、拉簧、第一控制臂、第二控制臂以及固定支架，所述电机横向设于所述电机支架上，所述第一控制臂和第二控制臂均呈V字形或A字形，所述第一控制臂的开口端与所述固定支架一端铰接，固定支架的另一端固定在底盘上，第一控制臂的另一端与所述电机支架的上端铰接，所述第二控制臂的开口端与底盘铰接，另一端与电机支架的下端铰接，所述拉簧的一端连接所述电机支架，另一端连接底盘。本发明提供一种悬挂减震系统，目的在于通过将电机的放置在双叉横臂的中间，利用固定电机的底板来作为双叉横臂的一个连杆，从而解决了空间的占用问题。

Description

悬挂减震系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种悬挂减震系统。
背景技术
随着科技的进步，实际生活中出现各种各样的机器人，它们一般都设置在一个可移动的底板上，而底板的性能将直接影响机器人的整体性能。现有的机器人大多数采用轮式机构驱动车轮进行运动，为了适应不同的地面，在底板上还会设置相应的悬挂减震机构，但是现有的悬挂机构在上下运动时，车轮的运行轨迹与地面存在偏移角度，导致整个机器人设备的运行轨迹偏差。现有较好的悬挂机构为汽车上使用的双叉横臂悬挂系统，但是该悬挂系统具有制造成本高，占用空间大，定位参数很难确定等缺陷，使其只能应用在一些高档的跑车上面。因此，需开发一种新的悬挂减震系统，使其适应于机器人设备上。
发明内容
本发明提供一种悬挂减震系统，目的在于通过将电机的放置在双叉横臂的中间，利用固定电机的底板来作为双叉横臂的一个连杆，从而解决了空间的占用问题。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种悬挂减震系统，所述悬挂减震系统设于底盘上，包括电机、电机支架、拉簧、第一控制臂、第二控制臂以及固定支架，所述电机横向设于所述电机支架上，所述第一控制臂和第二控制臂均呈V字形或A字形，所述第一控制臂的开口端与所述固定支架一端铰接，固定支架的另一端固定在底盘上，第一控制臂的另一端与所述电机支架的上端铰接，所述第二控制臂的开口端与底盘铰接，另一端与电机支架的下端铰接，所述拉簧的一端连接所述电机支架，另一端连接底盘。
作为一种实施方式，所述第一控制臂与第二控制臂的长度比为0.6至1。
优选的，所述第一控制臂与第二控制臂的长度比为0.65。
作为一种实施方式，当所述第二控制臂水平时，所述第一控制臂呈向上倾斜设置。
作为一种实施方式，所述第一控制臂的倾斜角度为3°至5°。
作为一种实施方式，所述第一控制臂和所述第二控制臂在轴向方向上呈弯曲设置。
作为一种实施方式，还包括固定座，所述第二控制臂的开口端与所述固定座铰接，所述固定座可拆卸连接在底盘上。
本发明相比于现有技术的有益效果在于：通过将电机放置在双叉横臂的中间，利用电机的固定板(即底板)来作为双叉横臂的一个连杆，从而解决了空间的占用问题；悬挂系统采用双叉独立悬挂系统，通过第一控制臂和第二控制臂控制车轮上下移动时，使安装在电机轴上的车轮与地面近似垂直，倾斜角度小，因此，使安装该悬挂减震系统的设备的运动轨迹偏差很小。
附图说明
图1为本发明的悬挂减震系统的结构图；
图2为本发明的悬挂减震系统的侧视图；
图3为本发明的悬挂减震系统的俯视图；
图4为本发明的悬挂减震系统的运动特性图；
图5为本发明的悬挂减震系统的运动状态对比图。
附图标注：1、电机；2、电机支架；3、第一控制臂；4、第二控制臂；5、固定支架；6、拉簧；7、固定座。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
如图1至3所示，一种悬挂减震系统，包括电机1、电机1支架、拉簧6、第一控制臂3、第二控制臂4以及固定支架5。第一控制臂3和第二控制臂4均呈V字形或A字形，其中，第一控制臂3的开口端与固定支架5一端铰接，具体的，第一控制臂3的开口端与固定支架5的上端竖直侧壁铰接，第一控制臂3的另一端与电机1支架的上端铰接；第二控制臂4的开口端与底盘铰接，第二控制臂4的另一端与电机1支架的下端铰接。固定支架5的下端通过螺丝固定在底盘上。拉簧6的一端连接电机1支架，另一端连接底盘。电机1横向设于电机1支架上，电机1的输出轴上可以设置车轮，一个悬挂减震系统对应一个车轮。
在一实施例中，第一控制臂3和第二控制臂4在轴向方向上呈弯曲设置，弯曲设置的控制臂可承受更大的横向作用力。
在一实施例中，还设置有固定座7，第二控制臂4的开口端与固定座7的竖直侧壁铰接，固定座7通过螺丝可拆卸连接在底盘上。
如图4所示，当第一控制臂3与第二控制臂4的长度比分别为0.4、0.6、0.8、1.0、1.2时计算得到的悬挂的运动特性。图中，Z—By曲线表示为车轮接地点在横向平面内随车轮跳动的特性曲线，其中，Z轴表示轮胎上下跳动的位移，By表示为1/2轮距。从图中可以看出，当第一控制臂3和第二控制臂4的长度比为0.6时，曲线的变化最为平缓，当设计悬挂时，希望轮距的变化越小，越可以减少轮胎磨损，提高轮胎的使用寿命，因此，选择第一控制臂3与第二控制臂4的长度比为0.6左右。为了保证机器有良好的操作性，希望前轮定位角度的变化要小，根据图中的Z—δ曲线和Z—γ曲线，Z—δ曲线表示车轮外倾角随车路跳动的特征曲线，Z—γ曲线表示车轮内倾角随车路跳动的特征曲线，应当选择选择第一控制臂3与第二控制臂4的长度比为1.0左右，综合以上的分析，选择第一控制臂3与第二控制臂4的长度比选择0.65时为最优方案。
如图5所示，本发明的悬挂减震系统的其中一种实施例共有两个极限状态和一个中间状态。装配本系统的机器人的初始状态为最低点状态，即机器人能承受最大的凹面程度，此时，拉簧6处于原始状态，整个悬挂减震系统向下倾斜，向下倾斜的最大距离大约为5mm左右；当将该机器人置于地面，机器人重量使悬挂减震系统处于中间状态，此时，拉簧6处于拉伸状态，第二控制臂4处于水平位置时，第一控制臂3呈向上倾斜3°至5°左右；当机器人过凸面地面时，拉簧6处于拉伸状态，整个悬挂减震系统向上倾斜，向上倾斜的最大距离大约为15mm左右。
本发明通过将电机放置在双叉横臂的中间，利用电机的固定板(即底板)来作为双叉横臂的一个连杆，从而解决了空间的占用问题；悬挂系统采用双叉独立悬挂系统，通过第一控制臂和第二控制臂控制车轮上下移动时，使安装在电机轴上的车轮与地面近似垂直，倾斜角度小，因此，使安装该悬挂减震系统的设备的运动轨迹偏差很小。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种悬挂减震系统，所述悬挂减震系统设于底盘上，其特征在于，包括电机、电机支架、拉簧、第一控制臂、第二控制臂以及固定支架，所述电机横向设于所述电机支架上，所述第一控制臂和第二控制臂均呈V字形或A字形，所述第一控制臂的开口端与所述固定支架一端铰接，固定支架的另一端固定在底盘上，第一控制臂的另一端与所述电机支架的上端铰接，所述第二控制臂的开口端与底盘铰接，另一端与电机支架的下端铰接，所述拉簧的一端连接所述电机支架，另一端连接底盘。
2.根据权利要求1中所述的悬挂减震系统，其特征在于，所述第一控制臂与第二控制臂的长度比为0.6至1。
3.根据权利要求2中所述的悬挂减震系统，其特征在于，所述第一控制臂与第二控制臂的长度比为0.65。
4.根据权利要求1中所述的悬挂减震系统，其特征在于，当所述第二控制臂水平时，所述第一控制臂呈向上倾斜设置。
5.根据权利要求4中所述的悬挂减震系统，其特征在于，所述第一控制臂的倾斜角度为3°至5°。
6.根据权利要求1中所述的悬挂减震系统，其特征在于，所述第一控制臂和所述第二控制臂在轴向方向上呈弯曲设置。
7.根据权利要求1中所述的悬挂减震系统，其特征在于，还包括固定座，所述第二控制臂的开口端与所述固定座铰接，所述固定座可拆卸连接在底盘上。
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