CN107985441A - 电动车及其行走机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆行走机构及采用该行走机构的电动车，该车辆行走机构包括车轮和油气弹簧，油气弹簧包括油缸、弹性阻尼单元和油路单元，油缸包括活塞杆和逐级嵌套的多级缸筒；每相邻两级缸筒围设形成一环形油室；活塞杆嵌装滑设于最内层缸筒中，且与该最内层缸筒内壁围设形成一环形油室；最外层缸筒的上部开设有弹性阻尼接口，最外层缸筒的上部以及各环形油室均开设有油路接口；杆部底端连接有轮轴座，轮轴座上设有与车轮装配的轮轴。本发明提供的电动车及其行走机构，采用的油气弹簧能根据各种行驶状况的需要调整各轮中心的位置高低、动行程的大小、弹性系数等的大小，从而满足不同行驶条件的需求，具有高通过性、高机动性等优点。

Description

电动车及其行走机构

技术领域

本发明属于汽车技术领域，更具体地说，是涉及一种车辆行走机构及采用该行走机构的电动车。

背景技术

在现有高通过性电动车的底盘设计中，一般分履带式和轮式两大类。

前者履带式车辆越野性能好，能过较宽壕沟，能爬一定台阶，但在公路上车速不高；转向靠左右履带速度差来实现，行驶中对路面破坏较大；不能侧向、斜向平移，限制了机动性。

后者轮式车辆在公路上行驶车速高，行驶中对路面没破坏。但现有轮式车辆受悬架系统和转向系统设计方案的影响而越野性能较差，由于现有的轮式车辆的车轮不能自行提起离开地面，也不能自行往下伸去接触下面的地面，故它能爬上的台阶高度一般不超过车轮的半径。对于深度超过车轮半径的壕沟的跨越宽度也就受到一定的限制。同时由于现有的轮式车辆的左右转向轮之间均采用转向横拉杆机械连接以便形成所谓“转向梯形”，再加上现有的轮式车辆的悬架系统的导向机构的制约，从而也就不能实现各轮绕车辆中心纯滚动的原地转向，也不能实现侧向平移和斜向平移，限制了机动性。

车辆在良好公路上行驶时为获得良好的平顺性和操稳性，希望车辆离地间隙小一些，重心低一些，悬架系统刚度小一些、阻尼小一些，这时悬架系统的动行程也可小一些。而在越野行驶时则希望车辆离地间隙大一些，悬架系统刚度大一些、阻尼也大一些，这时悬架系统的动行程也要大一些才能在越野行驶时提高平均车速。在转向行驶时，由于离心力的作用外轮负荷增加、内轮负荷减小，导致车辆车体都会向外侧倾一个侧倾角，给乘员添加不适感也影响操稳性。在侧坡路上行驶时，也会造成车体侧倾。而上述这些情况是现有车辆无法克服的。

发明内容

本发明提供一种车辆行走机构及采用该行走机构的电动车，至少可解决现有技术的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种车辆行走机构，包括车轮和油气弹簧，所述油气弹簧包括油缸、弹性阻尼单元和油路单元，

所述油缸包括活塞杆和自外而内逐级嵌套的多级缸筒；

每相邻两级缸筒中，内层缸筒外壁呈上宽下窄的阶梯轴结构，该内层缸筒的大直径段嵌装滑设于外层缸筒内且顶端开设有与该外层缸筒内腔导通的通油孔，该内层缸筒的小直径段穿设于外层缸筒的底端且与该外层缸筒内壁围设形成一环形油室；所述活塞杆包括活塞部和连接于所述活塞部底端的杆部，所述活塞部嵌装滑设于最内层缸筒中，所述杆部穿设于该最内层缸筒的底端且与该最内层缸筒内壁围设形成一环形油室；

最外层缸筒的上部开设有弹性阻尼接口且与所述弹性阻尼单元连接，最外层缸筒的上部以及各所述环形油室均开设有油路接口，各所述油路接口均与所述油路单元连接；

所述杆部底端连接有轮轴座，所述轮轴座上设有轴向为水平向的轮轴，所述车轮装配于所述轮轴上。

作为实施例之一，所述弹性阻尼单元包括高阻尼管路、低阻尼管路及弹性气囊结构，所述高阻尼管路与所述低阻尼管路并联且均与所述弹性阻尼接口及所述弹性气囊结构连接，所述高阻尼管路与所述低阻尼管路上均设有阻尼器和第一控制阀，且所述高阻尼管路上的阻尼器的阻尼值高于所述低阻尼管路上的阻尼器的阻尼值。

作为实施例之一，所述弹性气囊结构包括并联设置的大气囊室和小气囊室，且两个气囊室所在支路上均设有第二控制阀。

作为实施例之一，所述油路单元包括储油室和高压油室，所述高压油室通过高压油泵与所述储油室连通，每一所述油路接口通过一分支进油管路与所述高压油室连通以及通过一排油管路与所述储油室连通，各所述分支进油管路上均设有进油控制阀，个所述排油管路上均设有排油控制阀。

作为实施例之一，各所述缸筒的底端穿设孔的孔壁上嵌设有下承压套；除最外层缸筒外的各所述缸筒的大直径段的外周面上以及所述活塞部的外周面上均嵌装有上承压套。

作为实施例之一，所述车轮中心偏离所述杆部的中轴线设置。

本发明还提供一种电动车，包括车体及多套如上所述的车辆行走机构，各所述油气弹簧的最外层缸筒均安装于所述车体上；

各所述车轮均配置有轮毂电机，所述轮毂电机的转子套装于对应的所述轮轴上且与对应的所述车轮连接。

作为实施例之一，该电动车为4车桥结构，包括有8个所述车轮，且为全驱车辆，整车重心在第二车桥与第三车桥之间。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的电动车及其行走机构，采用特殊的油气弹簧，基于多级缸筒与活塞杆逐级嵌套的结构，能根据各种行驶状况的需要调整各轮中心的位置高低、动行程的大小、弹性系数等的大小，从而满足不同行驶条件的需求，具有高通过性、高机动性等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车辆行走机构的结构示意图；

图2和图3为本发明实施例提供的车辆上、下台阶的示意图；

图4为本发明实施例提供的车辆转向行驶的示意图；

图5为本发明实施例提供的车辆在侧坡路上行驶的示意图；

图6为本发明实施例提供的车辆在扭曲路上行驶的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1，本发明实施例提供一种车辆行走机构，包括车轮27和油气弹簧，其中，该油气弹簧包括油缸、弹性阻尼单元和油路单元，所述油缸包括活塞杆3和自外而内逐级嵌套的多级缸筒；每相邻两级缸筒中，内层缸筒2外壁呈上宽下窄的阶梯轴结构，该内层缸筒2的大直径段（已图示，未标注）嵌装滑设于外层缸筒1内且顶端开设有与该外层缸筒1内腔导通的通油孔，该内层缸筒2的小直径段（已图示，未标注）穿设于外层缸筒1的底端且与该外层缸筒1内壁围设形成一环形油室4；所述活塞杆3包括活塞部（已图示，未标注）和连接于所述活塞部底端的杆部（已图示，未标注），所述活塞部嵌装滑设于最内层缸筒2中，所述杆部穿设于该最内层缸筒2的底端且与该最内层缸筒2内壁围设形成一环形油室5；最外层缸筒1的上部开设有弹性阻尼接口且与所述弹性阻尼单元连接，最外层缸筒1的上部以及各所述环形油室均开设有油路接口，各所述油路接口均与所述油路单元连接。所述杆部底端连接有轮轴座25，所述轮轴座25上设有轴向为水平向的轮轴26，所述车轮27装配于所述轮轴26上。

一般地，上述的各缸筒均是圆柱形缸筒，缸筒内腔均是圆柱形内腔；每相邻两级缸筒中，外层缸筒1的底端开设有穿设孔，该穿设孔的孔径与内层缸筒2的小直径段的外径基本相同，从而该内层缸筒2的小直径段可以紧密滑设在该穿设孔上，该内层缸筒2的大直径段嵌装滑设在该外层缸筒1的内腔中，从而构成该外层缸筒1的活塞。同样地，最内层的缸筒的底端也开设有供上述杆部紧密滑设的穿设孔，上述活塞部嵌装滑设在最内层缸筒2中从而构成该最内层缸筒2的活塞。

本发明提供的车辆行走机构，采用特殊的油气弹簧，基于多级缸筒与活塞杆3逐级嵌套的结构，能根据各种行驶状况的需要调整各轮中心的位置高低、动行程的大小、弹性系数等的大小，从而满足不同行驶条件的需求，具有高通过性、高机动性等优点。

进一步地，如图1，在各缸筒的底端穿设孔的孔壁上嵌设有低摩擦系数高耐磨的下承压套7，该下承压套7套装在对应穿设的小直径段缸筒外壁上或上述杆部的外壁上；除最外层缸筒1外，在各缸筒的大直径段的外周面上嵌装有低摩擦系数高耐磨的上承压套6，该上承压套6抵紧在对应滑设的外层缸筒1的内壁上；在上述活塞部的外周面上嵌装有低摩擦系数高耐磨的上承压套6，该上承压套6抵紧在对应滑设的最内层缸筒2的内壁上。在车轮27受到地面传来的纵向力和侧向力时，上述的各上承压套6及各下承压套7均承受径向力，保证设备的使用寿命及工作可靠性。

进一步地，如图1，各缸筒的底端穿设孔的孔壁上、除最外层缸筒1外的各缸筒的大直径段的外周面上以及活塞部的外圆周面上均设有油封，以防止压力油泄漏，各油封优选为对应的/相邻的承压套的下方，进一步优选为紧邻该承压套设置。另外，各缸筒的底端穿设孔的孔壁上还设有防尘套，用以防止油缸外部泥水灰尘进入缸内，该防尘套优选为设置于对应的油封的下方。

接续上述的油气弹簧的结构，上述的油路单元包括储油室24、高压油泵17和高压油室16，具体地，每一油路接口连接有一进油管路和一排油管路，进油管路与排油管路并联设置且均与该储油室24连通，上述高压油泵17和高压油室16均布置于进油管路上，于进油管路上设有进油控制阀，于排油管路上设有排油控制阀，各进油控制阀及各排油控制阀均优选为采用电磁阀。上述高压油泵17优选为布置于高压油室16与储油室24之间，上述进油控制阀优选为布置于高压油室16与对应的油路接口之间。进一步优选地，各油路接口共用一个高压油室16，即高压油室16通过高压油泵17与储油室24连通，且该高压油室16的出口端通过多个分支进油管路与分别与各油路接口连通，每一分支油管上对应设置一个上述的进油控制阀。

接续上述的油气弹簧的结构，如图1，所述弹性阻尼单元包括高阻尼管路、低阻尼管路及弹性气囊结构，所述高阻尼管路与所述低阻尼管路并联且均与所述弹性阻尼接口及所述弹性气囊结构连接，所述高阻尼管路与所述低阻尼管路上均设有阻尼器和第一控制阀，且所述高阻尼管路上的阻尼器的阻尼值高于所述低阻尼管路上的阻尼器的阻尼值。上述的阻尼器是本领域常规技术，其具体结构此处不再赘述，高阻尼管路上的阻尼器为高阻尼器10，低阻尼管路上的阻尼器为低阻尼器8。上述的各第一控制阀均优选为采用电磁阀。进一步地，如图1，所述弹性气囊结构包括并联设置的大气囊室15和小气囊室14，且两个气囊室所在支路上均设有第二控制阀，两第二控制阀均优选为采用电磁阀。本实施例采用的弹性阻尼单元的具体实施效果将在后续的实施例中进一步说明，此处暂略。

进一步优化上述的车辆行走机构，如图1，所述车轮27中心偏离所述杆部的中轴线设置。一般地，该车轮27包括轮胎、轮毂、制动单元等，轮毂通过轮毂轴承可转动装配在上述轮轴26上；该车轮27的具体结构是本领域常规技术，此处不再一一赘述。

在本实施例中，如图1，采用两级所述的缸筒，可满足车辆离地间隙调整、悬架动行程匹配等需求。

实施例二

本实施例提供一种电动车，包括车体及多套上述实施例一所提供的车辆行走机构，其中，各所述油气弹簧的最外层缸筒均安装于所述车体上；各所述车轮27均配置有轮毂电机，所述轮毂电机的转子套装于对应的所述轮轴26上且与对应的所述车轮27连接。

作为优选地实施例，该电动车为4车桥结构，包括有8个所述车轮27，且为全驱车辆（即四车桥8×8），整车重心在第二车桥与第三车桥之间。

上述电动车的动力源可以是柴油机，由柴油机带动发电机发电给蓄电池充电，蓄电池为全车各电机、电器等供电。当然，采用汽油等能源作为动力源都适用于本实施例中。

实际驾驶中，车辆控制系统可根据驾驶员的指令或通过车载雷达/超声波扫描探测地形路况来确定各轮中心的位置高低、动行程的大小、悬架系统弹性系数和阻尼系数的大小等。

以下列举多个实施例对本发明提供的电动车的驾驶过程进行说明：

实施例五

此处以包括8个车轮27、每套车辆行走机构配置如图1所示的采用两级缸筒的油气弹簧的电动车为例：

定义外层缸筒1与内层缸筒2之间的环形油室为第一环形油室4，第二环形油室5为第二环形油室5；定义外层缸筒1上部所设置的油路接口为第一油路接口，第一环形油室4上设置的油路接口为第二油路接口，第二环形油室5上设置的油路接口为第三油路接口。

定义外层缸筒1上部所连接的进油管路上的电磁阀为第一电磁阀18，所连接的排油管路上的电磁阀为第二电磁阀19；所述第一环形油室4所连接的进油管路和排油管路上的电磁阀分别为第三电磁阀20和第四电磁阀21；所述第二环形油室5所连接的进油管路和排油管路上的电磁阀分别为第五电磁阀22和第六电磁阀23；定义低阻尼管路上的电磁阀为第七电磁阀9，高阻尼管路上的电磁阀为第八电磁阀11；定义小气囊室14所在弹性气囊支路上的电磁阀为第九电磁阀12，定义大气囊室15所在弹性气囊支路上的电磁阀为第十电磁阀13。

在良好公路上行驶时，这时希望车辆离地间隙减小、重心降低、悬架系统处于刚度较小、阻尼也较小的弹性状态以便获得良好的平顺性，悬架系统所需的动行程也较小。驾驶员只需选择“好路”模式，按下“降”按钮。

在车辆控制系统的协调下，打开第七电磁阀9、第九电磁阀12、第十电磁阀13、第二电磁阀19及第三电磁阀20，关闭第八电磁阀11、第一电磁阀18及第四电磁阀21。各油气弹簧通过第八电磁阀11关闭高阻尼器10，通过第七电磁阀9打开低阻尼器8，使各油气弹簧处于低阻尼工况。外层缸筒1内位于内层缸筒2大直径段上方空间以及内层缸筒2内位于活塞杆3上方空间内的油可通过第七电磁阀9、低阻尼器8、第十电磁阀13与大气囊室15连通，还可通过第七电磁阀9、低阻尼器8、第九电磁阀12与小气囊室14连通，使各油气弹簧处于刚度较小、阻尼也较小的弹性状态。

通过第一电磁阀18关闭油气弹簧的第一油路接口与高压油室16的连接，通过第二电磁阀19打开油气弹簧的第一油路接口与储油室24的连接，使外层缸筒1内位于内层缸筒2大直径段上方空间以及内层缸筒2内位于活塞杆3上方空间内的压力油的油压下降，油可被挤流向储油室24。

同时通过第四电磁阀21关闭油气弹簧的第二油路接口与储油室24的连接，通过第三电磁阀20打开油气弹簧的第二油路接口与高压油室16的连接，这时高压油室16的高压油经第二油路接口流入第一环形油室4，高压油则对该第一环形油室4的上表面产生推力推着内层缸筒2上行，同时也带动活塞杆3和整个车轮27上行。车轮27相对车体上行，则离地间隙减小、重心降低。车轮27相对车体上行距离取决于内层缸筒2上行距离，可根据需要确定，但所调整的距离正是悬架系统动行程的减小量。内层缸筒2可一直调整上行到外层缸筒1的顶部，若所调整的距离还不够，可用类似方法动用活塞杆3的上动行程用于调整；也就是再通过第六电磁阀23关闭油气弹簧的第三油路接口与储油室24的连接，通过第五电磁阀22打开该轮油气弹簧的第三油路接口与高压油室16的连接，高压油室16的高压油经第三油路接口流入第二环形油室5室，高压油对该第二环形油室5的上表面产生推力推着活塞杆3上行，活塞杆3则带动轮轴座25和整个车轮27上行；当然必须留足行驶所需的动行程。一般在良好公路上行驶时所需的动行程较小，而希望离地间隙减小、重心降低。在车体高低调整完成后，也即车轮27中心位置调整完成后，松开“降”按钮；至于在良好公路上行驶究竟确定车体多高、离地间隙多大一般是由调试员确定，控制系统具备记忆功能，驾驶员只需选择“好路”模式即可；若驾驶员不满意想调整，则在“好路”模式下再按“升”按钮可升高车体；再按“降”按钮可降低车体；控制系统具备记忆功能，下次驾驶员选择“好路”模式即按上次确定的车体高度调整。

在车轮27中心位置调整完成后第一电磁阀18仍然关闭各轮油气弹簧的第一油路接口与高压油室16的连接，再通过第二电磁阀19也关闭各轮油气弹簧的第一油路接口与储油室24连接，也即第一油路接口完全关闭，使各轮外层缸筒1上部空间里的总油量保持不变，只能经弹性阻尼接口、第七电磁阀9、低阻尼器8、第九电磁阀12与小气囊室14中流通，还能经弹性阻尼接口、第七电磁阀9、低阻尼器8、第十电磁阀13与大气囊室15中流通，这时各轮中心的平衡位置已定。而活塞杆3上方空间的油压又使大气囊室15和小气囊室14中氮气体积压缩，温度不变时大小气囊的体积与油压成反比。在车轮27中心位置调整完成后还要通过第三电磁阀20关闭油气弹簧的第二油路接口与高压油室16的连接，通过第四电磁阀21关闭油气弹簧的第二油路接口与储油室24的连接，使油气弹簧的第二油路接口完全封闭，这时内层缸筒2在外层缸筒1中的位置完全相对固定，外层缸筒1只起调节调整各轮中心的位置高低的作用而没有动行程作用。而是通过第五电磁阀22关闭第三油路接口与高压油室16的连接，通过第六电磁阀23打开油气弹簧的第三油路接口与储油室24的连接；当车轮27遇到路面凸起而升高时，带动活塞杆3上行推动压力油经弹性阻尼接口、第七电磁阀9、低阻尼器8、第九电磁阀12向小气囊室14中流动，经弹性阻尼接口、第七电磁阀9、低阻尼器8、第十电磁阀13向大气囊室15中流动，此时油压升高，大小气囊中氮气体积被压缩。当车轮27遇到路面凹坑而下伸时，带动活塞杆3下行吸引压力油经弹性阻尼接口、第七电磁阀9、低阻尼器8、第九电磁阀12从小气囊室14中流出，经弹性阻尼接口、第七电磁阀9、低阻尼器8、第十电磁阀13从大气囊室15中流出；此时油压下降，大小气囊中氮气体积膨胀。在这过程中各轮所受地面反力与活塞杆3上方空间油压和活塞杆3头部面积之乘积平衡。

车辆要在越野路上行驶时，希望车辆离地间隙增大、重心升高，悬架系统处于刚度较大、阻尼也较大的弹性状态，悬架系统所需的动行程也较大。此时驾驶员只需选择“越野”模式，按下“升”按钮。

此时在控制系统的协调下，打开第八电磁阀11、第十电磁阀13、第一电磁阀18及第四电磁阀21，关闭第七电磁阀9、第九电磁阀12、第二电磁阀19及第三电磁阀20。各油气弹簧通过第八电磁阀11打开高阻尼器10，通过第七电磁阀9关闭低阻尼器8，使各油气弹簧处于高阻尼工况。外层缸筒1内位于内层缸筒2大直径段上方空间以及内层缸筒2内位于活塞杆3上方空间内的油可通过弹性阻尼接口、第八电磁阀11、高阻尼器10、第十电磁阀13向大气囊室15中流动，使各油气弹簧处于弹性状态。比之上述在良好公路上行驶时的情况，第九电磁阀12没打开，小气囊室14中的氮气没参加弹性作用，因而悬架系统的刚度随之增大一些；如果还嫌刚度不够，可再通过打开第九电磁阀12关闭第十电磁阀13，将参加弹性作用的大气囊室15改成小气囊室14，悬架系统的刚度随之又增大，车轮27抓地力增大、操控性提高。

通过第一电磁阀18打开了油气弹簧的第一油路接口与高压油室16的连接，再通过第二电磁阀19关闭油气弹簧的第一油路接口与储油室24的连接，使高压油室16的油流向外层缸筒1的上部空间里推动内层缸筒2与活塞杆3向下运动。高压油泵17与第一电磁阀18联动，高压油泵17把油从储油室24泵入高压油室16随时进行补充。各轮内层缸筒2大直径段上方空间内以及活塞部上方空间内的压力油的油压为P，该内层缸筒2大直径段上端面与活塞部上端面面积之和为S，P与S的乘积与对应车轮27所受地面反力平衡。通过第四电磁阀21打开油气弹簧的第二油路接口与储油室24的连接，通过第三电磁阀20关闭油气弹簧的第二油路接口与高压油室16的连接，这时第一环形油室4的油通过第四电磁阀21、油气弹簧的第二油路接口被挤出流入储油室24，随着内层缸筒2与活塞杆3向下运动带动活塞杆3、轮轴座25和整个车轮27下行，车轮27相对车体下行，则离地间隙增加、重心升高；车轮27相对车体下行距离取决于内层缸筒2下行距离，而且它所调整的距离正是内层缸筒2上动行程的增加量。内层缸筒2可一直下行到外层缸筒1的中部，内层缸筒2上动行程与下动行程相等。临时先关闭第四电磁阀21，再通过第六电磁阀23打开油气弹簧的第三油路接口与储油室24的连接，通过第五电磁阀22关闭油气弹簧的第三油路接口与高压油室16的连接，在活塞杆3向下运动时第二环形油室5室的油被挤出流入储油室24，在活塞杆3向下运动、离地间隙升高到希望的状态后车轮27中心位置调整完成。驾驶员松开“升”按钮。

此后打开第四电磁阀21，关闭第六电磁阀23，第一电磁阀18、第二电磁阀19、第三电磁阀20和第五电磁阀22仍然关闭，此时各轮油气弹簧的第一油路接口及第三油路接口完全关闭，油气弹簧的第二油路接口与储油室24连接，这样一来，第二环形油室5被封闭，内层缸筒2与活塞杆3之间的位置相对固定成为一体，而内层缸筒2与外层缸筒1之间可以相对运动。在车轮27遇到路面不平而颠簸时内层缸筒2与外层缸筒1之间发生相对运动，内层缸筒2与活塞杆3上部空间的压力油可通过弹性阻尼接口、第八电磁阀11、高阻尼器10、第十电磁阀13与大气囊室15中的油相互流动。由于内层缸筒2大直径段上端面与活塞部上端面面积之和大于活塞部上端面面积，仅此一条也使车辆在越野路上行驶时悬架系统的刚度大于车辆在良好公路上行驶时悬架系统的刚度。如果还嫌刚度不够，可再通过打开第九电磁阀12关闭并第十电磁阀13，将参加弹性作用的大气囊室15改成小气囊室14，悬架系统的刚度随之又增大。如上所述，本发明能够实现车辆在越野路上行驶时，车辆离地间隙增大、重心升高，悬架系统处于刚度较大、阻尼也较大的弹性状态，悬架系统所需的动行程也较大的状态。

如图2所示，车辆遇到高度超过车轮27半径的台阶时，如果台阶较高则驾驶员先按下“升”按钮。通过第一电磁阀18打开第一油路接口与高压油室16的连接，通过第二电磁阀19关闭第一油路接口与储油室24的连接，使高压油室16的油流向外层缸筒1的上部空间里，推动内层缸筒2与活塞杆3向下运动。高压油泵17与第一电磁阀18联动，高压油泵17把油从储油室24泵入高压油室16随时进行补充；内层缸筒2与活塞杆3上部空间油压为P，内层缸筒2与活塞杆3头部面积之和为S，P与S之乘积与对应的车轮27所受地面反力平衡。同时通过第四电磁阀21打开第二油路接口与储油室24的连接，通过第三电磁阀20关闭第二油路接口与高压油室16的连接；这时第一环形油室4的油通过第四电磁阀21、第二油路接口被挤出流入储油室24，随着内层缸筒2与活塞杆3向下运动带动活塞杆3、轮轴座25和整个车轮27下行。车轮27相对车体下行，则离地间隙增加，车体升高为各桥车轮27提升离开地面创造更多的空间。驾驶员再依次选择某桥上台阶模式即可依次使各桥车轮27登上台阶。这时车辆控制系统先通过该桥油气弹簧的第七电磁阀9和第八电磁阀11关闭该桥油气弹簧的弹性阻尼接口，使该桥油气弹簧失去弹性；再通过第一电磁阀18关闭该桥第一油路接口与高压油室16的连接；再通过第二电磁阀19打开该桥第一油路接口与储油室24的连接，使油缸中内层缸筒2与活塞杆3上部空间里的油压下降油被挤流向储油室24；同时通过第四电磁阀21关闭该桥第二油路接口与储油室24的连接；通过第三电磁阀20打开该桥第二油路接口与高压油室16的连接；同时通过第六电磁阀23关闭该桥第三油路接口与储油室24的连接，通过第五电磁阀22打开该桥第三油路接口与高压油室16的连接。这样一来，该桥高压油室16的高压油经第二油路接口流入第一环形油室4，经第三油路接口流入第二环形油室5，高压油泵17与第五电磁阀22、第三电磁阀20联动，高压油泵17把油从储油室24泵入高压油室16随时进行补充。高压油则对这两个环形油室的上表面产生推力推着内层缸筒2与活塞杆3上行，活塞杆3则带动轮轴座25和该车轮27上行离开地面。这时第二环形油室5中的油压和该环形油室上面积之乘积是与轮轴座25和该车轮27的重力之和相平衡的。由于整车重心在2、3桥之间，所以任何一个桥的车轮27上行离开地面，该桥原承载的负荷均能转移到其它桥来承载而整车不会失去平衡。当某桥已登上台阶后，车辆控制系统先通过该桥油气弹簧的第七电磁阀9打开油气弹簧的弹性阻尼接口，使该油气弹簧恢复弹性；通过第一电磁阀18打开该桥第一油路接口与高压油室16的连接，通过第二电磁阀19关闭该轮第一油路接口与储油室24的连接；通过第四电磁阀21打开该轮第二油路接口与储油室24的连接。通过第三电磁阀20关闭该轮第二油路接口与高压油室16的连接；通过第六电磁阀23打开该轮第三油路接口与储油室24的连接，通过第五电磁阀22关闭该轮第三油路接口与高压油室16的连接，使高压油室16的高压油经第一油路接口流入外层缸筒1上部空间压迫内层缸筒2与活塞杆3下行，使第一环形油室4和第二环形油室5中的油分别从第二油路接口、第三油路接口流入储油室24，活塞杆3下行带动轮轴座25和该车轮27下行到台阶地面并承受地面对该桥的反力。该反力将与活塞杆3上部空间的油压与活塞杆3上表面积之乘积相平衡。至此车辆该桥车轮27登越高度超过车轮27半径台阶的过程完成，车辆其它桥车轮27登越高度超过车轮27半径台阶的过程与此相同。全部车轮27登越台阶后，驾驶员取消某桥上台阶模式，选择“越野”模式或“好路”模式。在控制系统的协调下，根据行驶工况的需要调整各轮中心的位置高低、动行程的大小、弹性系数和阻尼系数的大小。

由于本发明提供的车辆的行走系统为四车桥8×8，整车重心在2、3桥之间因此车辆所能跨越的深壕沟宽度取决于1、2桥和3、4桥的轴距加一个轮胎直径。如果壕沟深度小于悬架系统的总行程则车辆所能跨越的壕沟宽度就不受限了。问题变成先下台阶后爬台阶了。如图3，当某个车桥驶到壕沟边缘时，驾驶员先按“降”按钮，这时车辆控制系统先让整车车体下降到最低。也即通过第一电磁阀18关闭第一油路接口与高压油室16的连接，通过第二电磁阀19打开第一油路接口与储油室24的连接，使外层缸筒1上部空间里的油压下降，油可被挤流向储油室24。同时通过第四电磁阀21关闭第二油路接口与储油室24的连接，通过第三电磁阀20打开第二油路接口与高压油室16的连接；再通过第六电磁阀23关闭第三油路接口与储油室24的连接，通过第五电磁阀22打开第三油路接口与高压油室16的连接，这时高压油室16的高压油经第二油路接口流入第一环形油室4，经第三油路接口流入第二环形油室5。高压油对这两个环形油室的上表面产生推力推着内层缸筒2与活塞杆3上行。内层缸筒2一直上行到外层缸筒1的顶部，活塞杆3则一直上行到内层缸筒2的内孔上止口面，活塞杆3则带动轮轴座25和整个车轮27上行到相对车体的最高处。这时车体最低，离地间隙最小，重心最低。驾驶员再选择“前桥下台阶”模式，车辆遂前行至前桥车轮27驶入壕沟，悬空失去承载能力，整车重量由其它车轮27承载。这时车辆控制系统通过第一电磁阀18打开前桥第一油路接口与高压油室16的连接，通过第二电磁阀19关闭该轮第一油路接口与储油室24的连接；通过第四电磁阀21打开该轮第二油路接口与储油室24的连接，通过第三电磁阀20关闭该轮第二油路接口与高压油室16的连接；通过第六电磁阀23打开该轮第三油路接口与储油室24的连接，通过第五电磁阀22关闭该轮第三油路接口与高压油室16的连接；使高压油室16的高压油经第一油路接口流入外层缸筒1上部空间压迫内层缸筒2与活塞杆3下行，使第一环形油室4和第二环形油室5中的油被挤分别从第二油路接口、第三油路接口流入储油室24。活塞杆3下行带动轮轴座25和前桥车轮27下行到壕沟底部地面并承受地面对该轮的反力；该反力将与活塞杆3上部空间的油压与活塞杆3上表面积之乘积相平衡。至此车辆前桥车轮27下壕沟并在沟底继续前行过程完成，2桥又驶到壕沟边缘，驾驶员再选择“2桥下台阶”模式，在车辆控制系统协调下重复如上过程让2桥车轮27下到壕沟底部并在沟底继续前行。其它3、4桥车轮27下壕沟的过程也与此相同。全部车轮下壕沟后驾驶员取消某桥下台阶模式，车辆继续前行，当壕沟底部的车轮27驶到壕沟边缘碰到壕沟壁时问题就变成爬台阶了，这在前面已详细表述过了。

如图4所示，在转向行驶时，由于离心力的作用外轮负荷增加、内轮负荷减小，现有车辆车体都会向外侧倾一个侧倾角，给乘员添加不适感也影响操稳性。但本发明提供的车辆在控制系统的协调下，根据车速信息和转角信息计算出向心加速度从而发出指令给上述油气弹簧将使车辆内轮提升、外轮下降，使车体反而向内倾斜一个角度，使车内乘员或货物所受的地心引力和离心力的合力正好与车体地板的垂线重合，车内乘员或货物将似乎感觉不到此时离心力的存在，即使车内有一满杯水也不会洒出来。这将大大提高车辆的蛇行速度，并将大大提高乘坐舒适性和操稳性。

如图5所示，车辆在左低右高侧坡路上行驶时，造成车体也左低右高，为使车体趋平， 控制系统根据车载雷达或超声波扫描探测的路面坡度使车辆左侧车轮27往下降，右侧车轮27往上升，车体则左升右降趋于水平，因此车辆稳定性提高，乘坐也更舒适。

如图6所示，车辆要在扭曲路上行驶时，控制系统根据车载雷达或超声波扫描探测到的路面两侧波峰波谷高度与间距，计算参数给各轮油气弹簧发出指令让处于波峰的车轮27往上提、让处于波谷的车轮27往下伸，使车体保持平稳，减少倾斜颠簸，不仅提高了乘坐舒适性，还改善了车体和悬架系统的受力状况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车辆行走机构，包括车轮和油气弹簧，所述油气弹簧包括油缸、弹性阻尼单元和油路单元，其特征在于：

所述油缸包括活塞杆和自外而内逐级嵌套的多级缸筒；

每相邻两级缸筒中，内层缸筒外壁呈上宽下窄的阶梯轴结构，该内层缸筒的大直径段嵌装滑设于外层缸筒内且顶端开设有与该外层缸筒内腔导通的通油孔，该内层缸筒的小直径段穿设于外层缸筒的底端且与该外层缸筒内壁围设形成一环形油室；所述活塞杆包括活塞部和连接于所述活塞部底端的杆部，所述活塞部嵌装滑设于最内层缸筒中，所述杆部穿设于该最内层缸筒的底端且与该最内层缸筒内壁围设形成一环形油室；

最外层缸筒的上部开设有弹性阻尼接口且与所述弹性阻尼单元连接，最外层缸筒的上部以及各所述环形油室均开设有油路接口，各所述油路接口均与所述油路单元连接；

所述杆部底端连接有轮轴座，所述轮轴座上设有轴向为水平向的轮轴，所述车轮装配于所述轮轴上。

2.如权利要求1所述的车辆行走机构，其特征在于：所述弹性阻尼单元包括高阻尼管路、低阻尼管路及弹性气囊结构，所述高阻尼管路与所述低阻尼管路并联且均与所述弹性阻尼接口及所述弹性气囊结构连接，所述高阻尼管路与所述低阻尼管路上均设有阻尼器和第一控制阀，且所述高阻尼管路上的阻尼器的阻尼值高于所述低阻尼管路上的阻尼器的阻尼值。

3.如权利要求2所述的车辆行走机构，其特征在于：所述弹性气囊结构包括并联设置的大气囊室和小气囊室，且两个气囊室所在支路上均设有第二控制阀。

4.如权利要求1所述的车辆行走机构，其特征在于：所述油路单元包括储油室和高压油室，所述高压油室通过高压油泵与所述储油室连通，每一所述油路接口通过一分支进油管路与所述高压油室连通以及通过一排油管路与所述储油室连通，各所述分支进油管路上均设有进油控制阀，各所述排油管路上均设有排油控制阀。

5.如权利要求1所述的车辆行走机构，其特征在于：各所述缸筒的底端穿设孔的孔壁上嵌设有下承压套；除最外层缸筒外的各所述缸筒的大直径段的外周面上以及所述活塞部的外周面上均嵌装有上承压套。

6.如权利要求1所述的车辆行走机构，其特征在于：所述车轮中心偏离所述杆部的中轴线设置。

7.一种电动车，包括车体，其特征在于：还包括多套如权利要求1至6中任一项所述的车辆行走机构，各所述油气弹簧的最外层缸筒均安装于所述车体上；

各所述车轮均配置有轮毂电机，所述轮毂电机的转子套装于对应的所述轮轴上且与对应的所述车轮连接。

8.如权利要求7所述的电动车，其特征在于：其为4车桥结构，包括有8个所述车轮，且为全驱车辆，整车重心在第二车桥与第三车桥之间。