CN108473019A - “afw-5”用于一种交通工具的悬吊装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及悬吊装置的设计。用于一种交通工具的悬吊装置包括附接有一对臂的四边形框架。所述悬吊装置包括两对臂—一对相同的横向臂和一对相同的纵向臂，所述纵向臂的末端被配置成连接到相应车轮的轮毂，其中每一臂借助其中心区通过橡胶‑金属接头可旋转地附接到四边形框架的对应侧的中心部分，其中臂接触表面是圆柱形的，所述接触表面适合于臂彼此的机械联接且如下定向：纵向的左臂和右臂使其接触表面向上定向，而横向的前臂和后臂使其接触表面向下定向，每一臂的接触表面与延伸通过所述臂的旋转轴线的平面成切线且定位于其一侧上，而所述四边形框架的每一侧通过对应臂搁置于两个车轮的轮毂上。本发明提供了在交通工具转弯时在悬吊装置中的机械应力的较低水平，并进一步增加悬吊装置的可靠性。

Description

“AFW-5”用于一种交通工具的悬吊装置

本发明涉及车辆的结构组件，且更具体地说，涉及常见汽车以及例如救护车、婴儿车和轮椅等特殊较高舒适度车辆的悬吊装置。所提出的悬吊装置被配置成取决于道路的条件、车辆的速度和正执行的操纵而实现自动的离地净空和车身倾斜调整。

AFW是如下短语的缩写：“始终在四个车轮上”。

净空或离地净空是从地面到陆地车辆的中心部分的最低点的距离。在某些道路速度和道路条件下，机动车辆可转向性取决于净空值。

地面车辆的悬吊装置或弹簧系统是在地面车辆车身与道路之间起到连接联系的作用的零件、组合件和机构的组合。

在本申请中，运动零件是地面车辆的车轮。

在若干基本特征方面，本发明的最接近类似是一种车辆悬吊装置，其包括附接有一对臂的四边形框架，其中所述臂的末端被配置成连接到相应车轮的轮毂[乌克兰第108091号实用新型专利，IPC(2016.01)B60G17/0165(2006.01)、B60G 21/05(2006.01)、B60G 11/00；公开24.06.2016,bul.#12]。为了在常见模式中操作，除以上特征之外，所描述的悬吊装置还含有用于改变旋转方向的机构，即具有差速器的变速箱。

所描述的悬吊装置确保无论道路曲率如何，车辆重量在全部四个车轮之间的恒定均匀分布(所有车轮的恒定牵引系数)，并且还使得车身能够在转弯的方向上倾斜以防止侧滑。其具有可调整的净空。

然而，此悬吊装置在用于改变旋转方向的机构中含有高度负载的零件，这降低了其可靠性且限制了例如在救护车中的应用。

所提出的本发明旨在提供车辆的更可靠的悬吊装置。此目标是通过产生其中用于改变旋转方向的机构的功能是由长度等于悬吊装置的宽度的横向臂执行的条件而减少悬吊装置机构中的机械应力水平来实现。

类似于现有技术的车辆悬吊装置，本发明的悬吊装置包括附接有一对臂的四边形框架，其中所述臂的末端被配置成连接到相应车轮的轮毂，且本发明的悬吊装置包括两对臂—一对相同的横向臂和一对相同的纵向臂，所述纵向臂的末端被配置成连接到相应车轮的轮毂，其中每一臂借助其中心区通过橡胶-金属接头可旋转地附接到四边形框架的对应侧的中心部分，其中臂接触表面是圆柱形的，所述接触表面适合于臂彼此的机械联接且如下定向：纵向的左臂和右臂使其接触表面向上定向，而横向的前臂和后臂使其接触表面向下定向，每一臂的接触表面与延伸通过所述臂的旋转轴线的平面成切线且定位于其一侧上，而所述四边形框架的每一侧通过对应臂搁置于两个车轮的轮毂上。

根据本发明的悬吊装置的特征在于使每一横向臂和每一纵向臂作为间隔开且由至少一个连接杆连接的一对臂，且每一此种隔开的臂具有平行四边形的形状。

并且，根据本发明的悬吊装置的特征在于每一连接杆配备有阻尼器和线性致动器。

并且，本发明的悬吊装置的特征在于所述四边形框架的至少一对平行侧具有配备有线性致动器的可移动嵌件。

本发明的悬吊装置由四边形框架、一对相同的纵向臂和一对相同的横向臂组成。轮毂附接到纵向臂的末端。纵向臂和横向臂具有在中心带有开口的对称设计，且通过橡胶-金属接头附接到四边形框架。臂定位于平行于道路的平面中，且它们具有圆柱形形状的接触表面以用于臂彼此的机械联接且如下定向：纵向的左臂和右臂使其接触表面向上定向，而横向的前臂和后臂使其接触表面向下定向。一个臂的接触表面与延伸通过所述臂的旋转轴线的平面成切线且定位于其一侧上。框架的每一侧通过对应臂搁置于两个车轮上。臂的此定向使得能够将车辆重量同时传递到四个车轮且当在崎岖地形上移动时监视车身的位置。

为了扩展悬吊装置应用，提出使用具有连接杆的分开的臂以及具有移动机构(即线性致动器)的可移动(前部和后部)框架嵌件。此解决方案能够使悬吊装置实际上适合于车辆框架的任何大小且调整净空和倾斜。使分开的臂呈平行四边形的形状以保留悬吊装置操作的原理且实现车轮轨道宽度的改变。纵向和横向分开的臂由角度元件连接，所述角度元件在臂位置的不同角度处在竖直位置中固持转向节。连接杆(连杆)配备有阻尼器和用于改变长度的机构，即线性致动器。连杆阻尼器用于通过悬吊装置吸收道路表面的微小崎岖度的震动，且线性致动器允许改变车辆车身的净空和倾斜。通过线性致动器移动附接有横向分开的臂的可移动(前部和后部)框架嵌件改变了一个轴线、即车轮轨道的车轮之间的距离。

在本申请准备的过程中执行专利信息研究时，作者未揭露拥有以上所提到的基本特征集合的任何车辆悬吊装置，这证明所要求的技术解决方案遵守“新颖性”专利性准则。

由于所提出的本发明的实施方案而获得的技术结果是由于在结构中使用分开的臂而使悬吊装置适于车轮轨道宽度的可能性，其中使所述臂中的每一个呈平行四边形的形状，这允许减少在车辆转弯、崎岖地形上的移动期间悬吊装置组件中的机械应力水平，且增加悬吊装置的可靠性。

作者未揭露所指示的技术导致现有技术的已知技术解决方案，因此所提出的悬吊装置可以视为遵守“创造性”专利性准则。

所提出的车辆悬吊装置由可以使用当前已知的技术方法、构件和材料制造的结构元件组成。其可以在不同经济部门中的地面车辆中使用，因此可能得出所提出的解决方案遵守“工业实用性”专利性准则的结论。

通过附图进一步阐释本发明的要素，其中：

图1和2是悬吊装置AFW-5的概略图，

图3图示悬吊装置臂的操作，

图4是具有分开的臂的悬吊装置的概略图，

图5示出分开的臂的结构，

图6、7示出车身倾斜，

图8、9示出净空改变，

图10、11示出车轮轨道宽度的改变，以及

图12、13示出针对不同运动方向的车轮旋转。

根据本发明的车辆悬吊装置AFW-5(图1、2、3)由矩形框架1、两个纵向臂2、两个横向臂3、车轮4以及橡胶-金属接头5组成(示意性地示出)。纵向臂2和横向臂3在接触区6中具有圆柱形形状。为了扩展悬吊装置应用，框架1由可移动嵌件7补充(图4)，且使每一纵向臂2和每一横向臂3作为间隔开的一对臂。每一隔开的臂由摇臂8、板9、杆10、角度元件11和转向节12组成(图5)。每一纵向和横向隔开的臂的摇臂8分别由连接杆13和14连接。阻尼器15和至少一个线性致动器16安装在每一连接杆13和14上。可移动嵌件7通过支撑件17可移动地附接到框架1且由线性致动器18驱动(图4)。悬吊装置还具备常规转向机构(未图示)、用于控制线性致动器16和18的控制系统(未图示)。所述控制系统含有机载计算机和传感器以感测速度、转向位置以及加速度和框架的倾斜(未图示)。速度、转向位置、加速度和框架倾斜传感器的输出连接到机载计算机的对应输入，且机载计算机的输出连接到线性致动器16和18的驱动器(未图示)。机载计算机可以是具有适当软件的常见工业控制器。

根据本发明的车辆悬吊装置AFW-5如下操作。

在组装阶段，为了悬吊装置的恰当操作，横向臂3安装在纵向臂2上方以确保它们的接触6。借助于改变线性致动器16的长度，根据经由机载计算机(未图示)获得的加速度和倾斜传感器的读数而调整连接杆13的长度。由于重力，车辆悬吊装置自对准且在作为四个支撑点的四个车轮之间均匀分布其重量(图1、2、3)。当轮轴中的一个的车轮4在障碍物上滚动时，纵向臂2和横向臂3可由于橡胶-金属接头5(示意性地示出)而在车辆的移动期间自由旋转。这导致纵向臂2和横向臂3的位置的改变，并且还导致框架1的空间位置的改变，这导致车辆悬吊装置通过重力的自对准以及其重量在四个车轮之间的均匀分布。在此情况下，框架1采取车轮4的四个接触点的平均平面的位置。在纵向臂2和横向臂3接触(接合)(接触区6在图3中示出)的同时，悬吊装置维持其操作能力。

悬吊装置克服由于纵向悬吊装置臂2和横向悬吊装置臂3以及金属-橡胶接头5(图1、5)的弹簧性质带来的小障碍。

悬吊装置的隔开的纵向臂2和横向臂3、摇臂8、板9、杆10的使用(图5)使得有可能维持摇臂8的轴线和板9的轴线在其任何相互位置处的空间平行性(图5)。一个固定在框架1上且另一个附接到嵌件7的两个隔开的复合臂由角度元件11连接，且维持转向节12的轴线与框架1的平面成恒定角度，这使得能够增加车辆可转向性，减少在车辆转弯、在崎岖地形上的移动期间悬吊装置组件中的机械应力水平，且增加悬吊装置的可靠性。

通过改变嵌件7相对于框架1的位置，即通过使用线性致动器18减少支撑件17的长度，定义一个轴线、即车轮轨道的车轮4之间的距离(图10、11)。

当车辆水平位置在中时观察连接杆13的标称长度的同时，从连接分开的臂2和3的纵向连接杆13的所述标称长度的偏离(右杆长度的减小和左杆长度的相等增加，反之亦然)允许车辆框架1向右或向左倾斜以便补偿道路的斜率，从而允许乘客从车辆退出或通过转弯。在此情形中，为了向右倾斜，必须减少右杆长度且增加左杆13长度相等的量，反之亦然，为了向左倾斜，必须减少左杆长度且增加右杆13长度相同的量。

本发明的车辆悬吊装置可改变道路净空。纵向和横向连杆13、14的线性致动器16的长度的同步且成对的相同改变增加或减小悬吊装置的净空。

车轮4安装使得有可能实现操纵中的额外可能性，例如如图12、13中所示。

基于悬吊装置AFW-5有可能设计：

—婴儿车和电动轮椅，

—具有用于舒适移动患者或沿着斜坡的移动的横向倾斜功能的医院轮椅和病床，

—具有常规内燃机(ICE)和电动机的客车。由于扁平轴承结构的使用，悬吊装置AFW-5在客车中的使用带来显着的材料节省(高达20％重量)。也容易实施以车身倾斜通过转弯(例如在摩托车的情况下)。

—四轮马车、高尔夫球车、台车、月球车和类似物。

不使用弹簧元件，但仅由于全部车轮4彼此的连接以及重力而实现在全部四个车轮上的支撑(均匀且恒定的重量分布)。

悬吊装置关于具有不同直径的四个车轮4完全操作。

附图中的项目的列表：

1—矩形框架，

2—纵向臂，

3—横向臂，

4—车轮，

5—橡胶-金属接头，

6—臂的接触区，

7—可移动嵌件，

8—摇臂，

9—板，

10—杆，

11—角度元件，

12—转向节，

13,14—连接杆，

15—阻尼器，

16—连接杆的线性致动器，

17—支撑件，

18—可移动嵌件的线性致动器。

Claims (4)

1.一种车辆悬吊装置，其包括附接有一对臂的四边形框架，其中所述臂的末端被配置成连接到相应车轮的轮毂，其中所述悬吊装置包括两对臂—一对相同的横向臂和一对相同的纵向臂，所述纵向臂的末端被配置成连接到相应车轮的轮毂，每一臂借助其中心区通过橡胶-金属接头可旋转地附接到四边形框架的对应侧的中心部分，臂接触表面是圆柱形的，所述接触表面适合于臂彼此的机械联接且如下定向：纵向的左臂和右臂使其接触表面向上定向，而横向的前臂和后臂使其接触表面向下定向，每一臂的接触表面与延伸通过所述臂的旋转轴线的平面成切线且定位于其一侧上，而所述四边形框架的每一侧通过对应臂搁置于两个车轮的轮毂上。

2.根据权利要求1所述的车辆悬吊装置，其中使每一横向臂和每一纵向臂作为间隔开且由至少一个连接杆连接的一对臂，且每一此种隔开的臂具有平行四边形的形状。

3.根据权利要求1、2所述的车辆悬吊装置，其中每一连接杆配备有阻尼器和线性致动器。

4.根据权利要求1所述的车辆悬吊装置，其中所述四边形框架的至少一对平行侧具有配备有线性致动器的可移动嵌件。