CN109572346A - 一种具有自动稳定装置的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有自动稳定装置的车辆，包括底盘、车体、车轮和主动稳定装置，车体上设置有支撑滑轨，车轮通过车轮立柱和设置于车轮立柱顶端的支撑滑座孔与支撑滑轨配合，车体底部设置有底盘基座，底盘基座和底盘主轴旋转铰接，底盘主轴的两端还设置有底盘立柱，主动稳定装置包括车体平衡驱动系统和两套悬挂系统，车体平衡驱动系统设置于车体和底盘之间并与底盘主轴配合，车体平衡驱动系统包括平衡电机和减速传动装置，平衡电机的转轴与减速传动装置的转轴连接，减速传动装置设置于车体和底盘主轴之间，悬挂系统与车体和车轮立柱连接。本发明的车体和车轮可自动倾斜，使得车辆能够在拥有较窄的尺寸时仍能保证较高的整车稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种四轮交通工具，更具体地涉及一种具有自动稳定装置的车辆。
背景技术
随着城市汽车保有量的不断增加，道路上行驶的车辆也越来越多，交通形势日趋严峻，污染情况也日趋严重，一方面堵车已成为很多城市交通的痼疾，另一方面，密集的人口、有限的生活空间和日益增多的汽车保有量也使得停车越来越困难。传统的私家汽车通常具有四个甚至更多的乘客座位，驾驶舱通常包括并列的主驾驶位和副驾驶位，整车的宽度较宽，尺寸较大。然而，据统计，当前的交通出行情况中，尤其是城市日常通勤中，一大部分为个人短途出行，一辆汽车中通常只有一至两个乘员，对于四座或四座以上的车型而言，存在极大的出行资源浪费。对于这一大部分交通出行需求而言，交通工具的空间尺寸要求较小，单座或双座的微型化汽车设计足以满足个人短途交通出行的需求。同时，微型化的汽车设计不仅能够有效减缓拥堵，方便停车，实现停车位共享，而且能够节省空间，减少排放，为节能环保贡献力量。
对于只有两个座位的微型化汽车，当其座位采用纵列式而非并列式的布局，此时由于车身横向尺寸变窄，更有利于节省空间，便于行车和停车。然而，需要注意的是，对于四座或者四座以上的汽车，由于横向尺寸较宽，弯道行驶时较宽的轮间距使得汽车转弯时能够保持相对稳定，不易翻车。对于纵列式布局的微型化汽车，由于其横向宽度较窄，其横向车轮间距甚至只有普通汽车的一半，转弯时由于离心力的作用很容易翻车。
针对以上问题，现有技术中借鉴两轮摩托车的原理，在转弯时由驾驶者主动改变身体重心以使摩托车倾斜，该种倾斜状态在驾驶者的熟练操控下能够很好地克服离心力，从而使摩托车始终保持平衡。类似于两轮摩托车的平衡原理，近年来现有技术中的一些三轮或四轮摩托车的设计也采用车身倾斜技术以提高车辆行驶的稳定性。然而，这类车辆的悬挂系统通常直接与车体相连接，易于受到每个车轮来自地面的直接冲击，同时为了实现倾斜控制，其驱动装置也比较复杂而且分散，导致了此类车辆的车体设计复杂，横向稳定性也不佳，安全性不高，尤其是弯道行驶时，也极易翻车。另外，这类车辆通常还需要移动驾驶员的重心或通过复杂的操作来保持车辆的稳定，难以达到传统汽车驾驶时的舒适感与稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有自动稳定装置的车辆，从而解决现有技术中微型车辆的稳定性不佳且不易操控的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种具有自动稳定装置的车辆，所述车辆包括底盘、车体和车轮，所述底盘安装于所述车体下方，所述底盘包括沿平行于车辆纵向轴线方向延伸的底盘主轴，所述车体上设置有关于车辆纵向轴线对称布置的支撑滑轨，所述车轮通过车轮立柱和设置于所述车轮立柱顶端的支撑滑座孔与所述支撑滑轨配合，或者所述车体上设置有关于车辆纵向轴线对称布置的支撑滑座孔，所述支撑滑座孔与所述车轮立柱顶端设置的支撑滑轨相配合；所述车体底部设置有底盘基座，所述底盘基座和所述底盘主轴旋转铰接，所述底盘主轴的两端还设置有底盘立柱，所述底盘立柱沿竖向设置；所述车辆还包括主动稳定装置，所述主动稳定装置包括：车体平衡驱动系统，所述车体平衡驱动系统设置于所述车体和底盘之间并与所述底盘主轴配合，所述车体平衡驱动系统包括平衡电机和减速传动装置，所述减速传动装置固定于所述车体上，所述平衡电机的转轴与所述减速传动装置的转轴连接，所述平衡电机固定于所述车体上，所述减速传动装置设置于所述车体和所述底盘主轴之间；以及两套悬挂系统，所述悬挂系统分别设置于所述底盘主轴的两端，所述悬挂系统与所述车体和所述车轮立柱连接。
根据本发明的一个实施例，所述底盘基座有两个，分别相对的设置于所述车体底部的两端，所述底盘基座通过销套或轴承与所述底盘主轴旋转铰接。
根据本发明的一个实施例，两套所述车体平衡驱动系统对称的布置于所述车体的前部与尾部，所述车体平衡驱动系统分别与所述底盘主轴配合，所述平衡电机的转轴通过同步传动轴分别和两套所述车体平衡驱动系统中的两套所述减速传动装置的转轴连接。
根据本发明的一个实施例，所述的减速传动装置包括减速器、车体齿轮和底盘齿轮，所述平衡电机和所述减速器安装于所述车体上，所述平衡电机和所述减速器的转轴通过所述同步传动轴和联轴器连接，所述车体齿轮与所述减速器的输出轴连接，所述底盘齿轮通过直接焊接或连接盘螺接的方式固定于所述底盘主轴的两端，所述车体齿轮与所述底盘齿轮相互耦合。
根据本发明的一个实施例，所述悬挂系统包括底盘立柱、两根下连杆、两根滑座连杆以及两个减震器，所述底盘立柱沿竖向设置于所述底盘主轴的端部，两根所述下连杆均沿水平方向设置且垂直于所述底盘主轴，所述下连杆的一端铰接于所述底盘主轴的末端，所述下连杆的另一端与所述滑座连杆的底端铰接，所述滑座连杆的顶端与所述车轮立柱的顶端铰接，所述减震器的一端与所述底盘立柱的顶端铰接，所述减震器的另一端在靠近所述滑座连杆处与所述下连杆铰接。
根据本发明的一个实施例，所述悬挂系统包括底盘立柱、两根下连杆以及两个减震器，所述底盘立柱沿竖向设置于底盘主轴的端部，两根所述下连杆均沿水平方向设置且垂直于所述底盘主轴，所述下连杆的一端铰接于所述底盘主轴的末端；所述下连杆的另一端形成有导向槽，所述导向槽的延伸方向与所述下连杆的延伸方向相同，所述车轮立柱的底端铰接有立柱滑块，所述立柱滑块插入所述导向槽内并与所述导向槽配合，或者所述车轮立柱上形成有导向槽，所述导向槽与设置于所述下连杆末端的导向滑块配合；所述减震器的一端与所述底盘立柱的顶端铰接，所述减震器的另一端在远离所述底盘立柱处与所述下连杆铰接。
根据本发明的一个实施例，每套所述悬挂系统包括底盘横梁、两根底盘立柱、两根滑座连杆、两个摇臂以及两个减震器，所述底盘横梁沿水平方向设置且垂直于所述底盘主轴，所述底盘横梁的中部固定在所述底盘主轴上，所述底盘横梁远离所述底盘主轴的两端设置有竖向延伸的底盘立柱，所述摇臂的一端在靠近所述底盘横梁处与所述底盘横梁铰接，所述摇臂的另一端与所述滑座连杆的底端连接，所述滑座连杆的顶端与所述车轮立柱的顶端连接，所述减震器的一端与所述底盘立柱的顶端铰接，所述减震器的另一端在靠近所述滑座连杆处与所述摇臂铰接。
根据本发明的一个实施例，每套所述悬挂系统包括底盘横梁、两根底盘立柱、两个摇臂以及两个减震器，所述底盘横梁沿水平方向设置且垂直于所述底盘主轴，所述底盘横梁的中部固定在所述底盘主轴上，所述底盘横梁远离所述底盘主轴的两端设置有竖向延伸的底盘立柱，所述摇臂的一端在靠近所述底盘横梁处与所述下连杆铰接，所述摇臂的另一端形成有摇臂导向槽，所述摇臂导向槽的延伸方向与所述摇臂的延伸方向相同，所述车轮立柱的底端设置有立柱滑块，所述立柱滑块安装于所述摇臂导向槽内并与所述摇臂导向槽配合，或者所述车轮立柱上形成有导向槽，所述导向槽与设置于所述摇臂末端的导向滑块配合；所述减震器的一端与所述底盘立柱的顶端铰接，所述减震器的另一端在远离所述底盘立柱处与所述摇臂铰接。
根据本发明的一个实施例，所述车辆前部的所述车轮立柱上套设有车轮基座，所述车轮基座与所述车轮立柱的位置相对固定，但可以绕车轮立柱的轴线相对转动，所述车轮通过转动轴固定于所述车轮基座上。
根据本发明的一个实施例，所述车辆还包括转向系统，所述转向系统包括方向盘、方向盘连杆组件、齿轮齿条箱组件、转向连杆以及车轮基座推杆，所述方向盘安装于所述方向盘连杆组件的顶端，所述方向盘连杆组件的底端与所述齿轮齿条箱组件中齿轮连接，所述齿轮齿条箱组件安装于所述底盘主轴上，所述转向连杆在水平面上大致沿着垂直于所述底盘主轴的方向设置，所述转向连杆的一端与所述齿轮齿条箱组件中的齿条连接，所述转向连杆的另一端与所述车轮基座推杆的一端连接，所述车轮基座推杆的另一端与所述车轮基座固定连接。
本发明提供的具有自动稳定装置的车辆，通过车体平衡驱动系统和悬挂系统使得车体和四轮可自动同步倾斜，进一步根据路况和实际驾驶的需要实时地自动调整车辆的姿态，从而使得整个车辆与三轮车等可倾斜车相比具有更高的稳定性和安全性；由于底盘与车体分离，简化了车体平衡系统驱动与控制的设计；四轮独立悬挂于底盘上，增加了车体的稳定性与驾乘人员的舒适性，同时由于单个车轮受到来自不平路面的冲击将会通过底盘被其它三个减震器同时吸收，从而有效减缓了跳动的车轮对车体的冲击；另外，通过车体平衡驱动系统和悬挂系统可使得车辆实现完全自动的横向稳定与平衡控制，简化了驾驶员的操作，驾驶员只需控制行驶方向和速度，便于驾驶。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的具有自动稳定装置的车辆的侧面示意图；
图2是根据图1的具有自动稳定装置的车辆的底盘的立体示意图；
图3是根据图1的具有自动稳定装置的车辆的车体基座的立体示意图；
图4是根据图1的具有自动稳定装置的车辆的底盘与车体的连接示意图；
图5是根据图1的具有自动稳定装置的车辆的底盘、前部悬挂系统、转向系统、车轮与车体的连接示意图；
图6是根据图5的具有自动稳定装置的车辆的车轮立柱的立体示意图；
图7是根据本发明另一个实施例的具有自动稳定装置的车辆的悬挂系统的立体示意图；
图8是根据本发明另一个实施例的具有自动稳定装置的车辆的悬挂系统的立体示意图；
图9是根据本发明另一个实施例的具有自动稳定装置的车辆的悬挂系统的立体示意图；
图10是根据本发明又一个实施例的具有自动稳定装置的车辆的悬挂系统的立体示意图；
图11是根据本发明的一个实施例的具有自动稳定装置的车辆正常行驶状态下的后视图；
图12是根据图11的具有自动稳定装置的车辆在转弯状态下的后视图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
图1为根据本发明一个实施例的具有自动稳定装置的车辆的侧面示意图，由图1可知，本发明提供的具有自动稳定装置的车辆，包括底盘10、车体20、车轮40和主动稳定装置，其中，底盘10位于车体20下方，车体20中设置有前后排纵向排列的座位30，主动稳定装置包括车体平衡驱动系统60和悬挂系统70(图4)，车体20通过车体基座50与底盘10连接，车体平衡驱动系统60安装于车体20底部并且与底盘10配合以使车体20可围绕底盘10转动，悬挂系统70安装于底盘10和车体20上，车轮40包括左前轮41、右前轮42、左后轮43和右后轮44，车轮40安装于悬挂系统70上。下面将结合附图详细介绍本发明的具有自动稳定装置的车辆的各个部件之间的连接关系及作用。
图2为根据图1的具有自动稳定装置的车辆的底盘的立体示意图，由图2可知，本发明中的底盘10包括底盘主轴11以及两个底盘立柱12，底盘主轴11为一设置于车体20下方且平行于车身纵向轴线方向延伸的圆柱体，两个底盘立柱12对称的设置于底盘主轴11的两端。底盘立柱12沿竖直方向延伸，每个底盘立柱12远离底盘主轴11的末端设置有两个底盘安装孔121。底盘主轴11两端靠近底盘立柱12处还分别设置有两个对称的销套14，两个销套14分别套设于底盘主轴11上。销套14和临近的底盘立柱12之间的底盘主轴11上还设置有对称布置的连接盘13，连接盘13呈圆盘状且固定于底盘主轴11上，连接盘13所在的平面垂直于底盘主轴11的延伸方向，连接盘13上还设置有连接孔131，连接孔131的数量可根据实际需要设置，在此不再赘述。底盘主轴11的两端还设置有沿着底盘主轴11的轴线方向向外延伸的下连杆轴销15，下连杆轴销15与底盘主轴11分别位于底盘立柱12的两侧。
图3为根据图1的具有自动稳定装置的车辆的车体基座的立体示意图，由图3可知，车体基座50包括基座板51、基座套52、基座通孔53和基座安装孔54，其中，基座板51为一矩形平板，基座板51的四角处分别设置四个基座安装孔54，基座套52基本上呈圆环状且固定于基座板51上，基座套52中心形成有截面为圆形的基座通孔53，结合图1和图2可知，两个基座通孔53分别穿过底盘主轴11连接于销套14上，车体基座50通过螺栓(图中未示)和基座安装孔54配合而固定于车体20下方，从而进一步使得车体20与底盘10固定连接并且车体20可在基座通孔53和销套14的配合下围绕底盘主轴11转动。车体基座50还可直接焊接于车体20上，也可与车体20一体成型。
图4为根据图1的具有自动稳定装置的车辆的底盘10与车体20的连接示意图，由图4可知，底盘10上还设置有两个对称布置的底盘齿轮16，在图4的实施例中，底盘齿轮16为半圆形，底盘齿轮16通过螺栓与连接孔131的配合而固定于底盘10的连接盘13上，底盘齿轮16具有啮合齿的一侧面向车体20。需要注意的是，根据本发明另外的实施例，底盘齿轮16还可以为满齿，底盘齿轮16还可直接通过焊接固定于底盘主轴11上而无需设置连接盘14。车体20的下方还设置有车体平衡驱动系统60(图1)，车体平衡驱动系统60包括同步轴61、平衡电机62、两个减速器63以及两个车体齿轮64，同步轴61位于车体20内靠近底部的位置且平行于底盘主轴11设置，同步轴61同时穿过纵向排列的座位30(图1)，同步轴61的两端分别与平衡电机62的输出轴以及减速器63连接，减速器63固定于车体20上，平衡电机62的转动经过减速器63进行变换后，输出转速变小，输出力矩放大。减速器63的末端安装有车体齿轮64，车体齿轮64所在的平面垂直于同步轴61的轴线方向，车体齿轮64在车体20的前后两端分别与底盘齿轮16啮合，从而使得当平衡电机62输出动力时，通过同步轴61两端的减速器63带动两个车体齿轮64同步转动，车体齿轮64与底盘齿轮16啮合以带动车体20围绕底盘主轴11转动。
根据本发明的另一个实施例，车体平衡驱动系统60的平衡电机62还可设置成两个，此时，两个平衡电机62可分别驱动两个减速器63，另外两个平衡电机的转轴还可通过同步轴进一步连接以保证两个平衡电机能够同步转动，通过两个平衡电机同步驱动两个减速器63，对应的减速器63和车体齿轮64的安装方式不变，在此不再赘述。
图5为根据图1的具有自动稳定装置的车辆的底盘、车辆前部的悬挂系统、转向系统、车轮与车体的连接示意图，由图5可知，车体20的前端和尾部还分别设置有向底盘10方向延伸的两根支撑滑轨21，前端的两根支撑滑轨21和后端的两根支撑滑轨21均关于车辆的纵向轴线对称布置，支撑滑轨21为沿竖直方向设置的柱体。车体20的前端还设置有方向盘安装孔，方向盘连杆组件92通过方向盘安装孔固定于车体20上。图6为根据图5的具有自动稳定装置的车辆的车轮立柱的立体示意图，由图5结合图6可知，主动稳定装置的悬挂系统70为多连杆结构，悬挂系统70分别对称的设置于底盘主轴11的两端，每个悬挂系统70包括两根下连杆71、两根滑座连杆72以及两个减震器73，其中，两根下连杆71沿着水平方向设置且垂直于底盘主轴11的轴线方向，两根下连杆71彼此通过铰链铰接于下连杆轴销15处；两个滑座连杆72关于车辆的纵向轴线对称的布置于两个下连杆71的末端，滑座连杆72的一端与下连杆71之间铰接；两个减震器73也关于车辆的纵向轴线对称的布置，两个减震器73的一端分别对应的铰接于底盘立柱12上的底盘安装孔121处，两个减震器73的另一端分别在靠近滑座连杆72处与下连杆71铰接，从而使得底盘立柱12、下连杆71以及减震器73大致形成三角形结构。每个车轮处还分别设置有沿竖向布置的车轮立柱81，车轮立柱81的顶端设置有支撑滑座82，支撑滑座82上设置有支撑滑座孔821，支撑滑座孔821的形状和尺寸与支撑滑轨21相匹配，从而使得支撑滑轨21可以穿过支撑滑座孔821并且可以在支撑滑座孔821的约束下上下滑动；支撑滑座82上还设置有沿垂直于车轮立柱81方向延伸的支撑销座822，支撑销座822上设置有销座孔，滑座连杆72的另一端铰接于支撑销座822上的销座孔处；车轮立柱81的底端设置有止位部83；车轮立柱81上还套设有车轮基座45，车轮基座45上设置有转动轴安装孔451，车轮基座45通过转动轴安装孔451与车轮40的转动轴铰接固定，从而使得车轮40可以围绕转动轴旋转，车轮基座45与车轮立柱81的位置保持相对固定，但是车轮基座45可围绕车轮立柱81进行一定角度的转动。
进一步地，在图5、图6中，本发明提供的具有自动稳定装置的车辆还包括转向系统90，转向系统90包括方向盘91、方向盘连杆组件92、齿轮齿条箱组件93、转向连杆94以及车轮基座推杆95，其中，方向盘91安装于方向盘连杆组件92的顶端，齿轮齿条箱组件93安装于方向盘连杆组件92的底端，齿轮齿条箱组件93中的齿轮通过方向盘连杆组件92以及旋转接头(图中未示)与方向盘91连接，齿轮齿条箱组件93固定于底盘主轴11上并且其中的齿条与两个转向连杆94连接，两个转向连杆组件94在水平方向上沿着大致垂直于底盘主轴11的轴线方向设置，两个车轮基座推杆95的一端通过万向旋转接头分别与转向连杆94的末端连接，车轮基座推杆95的另一端与车轮基座45固定连接，车轮基座推杆95在水平面内大致沿着平行于底盘主轴11的轴线方向延伸，整体而言，车轮基座推杆95垂直于车轮立柱81，车轮立柱81垂直于下连杆71，下连杆71垂直于底盘主轴11。通过以上结构，转动方向盘91可通过方向盘连杆组件92以及齿轮齿条箱组件93的传动使得转向连杆94推动车轮基座推杆95，从而进一步推动左前轮41和右前轮42同步转向。
根据本发明的一个实施例，减震器73采用弹簧减震器，弹簧减震器包括弹簧和阻尼器，通过弹簧减震器的伸缩，使得当车轮受到地面冲击时，弹簧减震器可以吸收地面对车轮的冲击，减缓车轮的上下弹跳，起到缓冲作用。
图7为根据图1的具有自动稳定装置的车辆的底盘、尾部悬挂系统、车轮与车体的连接示意图，由图7可知，车辆尾部的悬挂系统70也包括两根下连杆71、两根滑座连杆72以及两个减震器73，其中，两根下连杆71彼此通过铰链铰接于车辆尾部的下连杆轴销15处，两个减震器73的一端分别铰接于车辆尾部的底盘立柱12的底盘安装孔121(图2)处，减震器73的另一端分别与下连杆71远离底盘主轴11的一端铰接；值得注意的是，车辆尾部的悬挂系统70中车轮立柱81直接与后轮43、44的转动轴铰接固定，无需设置车辆基座，同时，车辆尾部不设置转向系统，悬挂系统70的其他部分均与车辆前部的悬挂系统相同，在此不再赘述。
图8为根据本发明另一个实施例具有自动稳定装置的车辆的悬挂系统的立体示意图，车辆前部和后部的悬挂系统对称布置，在此仅以车辆后部的悬挂系统为例进行说明，由图8可知，该悬挂系统70包括两根下连杆71以及两个减震器73，其中，两根下连杆71沿着水平方向设置且垂直于底盘主轴11的轴线方向，两根下连杆71彼此通过铰链铰接于下连杆轴销15处，两个下连杆71远离底盘主轴11的一端形成有导向槽711，该导向槽711的延伸方向与下连杆71的延伸方向相同；两个减震器73关于车辆的纵向轴线对称的布置，两个减震器73的一端分别铰接于底盘立柱12上的底盘安装孔121处，两个减震器73的另一端分别在远离底盘主轴11处与下连杆71铰接，从而使得底盘立柱12、下连杆71以及减震器73大致形成三角形结构。每个车轮处还分别设置有沿竖向布置的车轮立柱81，车轮立柱81的顶端设置有支撑滑座82，支撑滑座82上设置有支撑滑座孔821，支撑滑座孔821的形状和尺寸与支撑滑轨21相匹配，从而使得支撑滑轨21可以穿过支撑滑座孔821并且可以在支撑滑座孔821的约束下上下滑动；车轮立柱81的底端连接有立柱滑块，该立柱滑块安装于下连杆71的导向槽711内并与该导向槽711配合，使得车轮立柱81可沿着导向槽711小范围内自由滑动。需要注意的是，在该实施例中，车辆前部的悬挂系统70的车轮立柱81上同样套设有车轮基座45，车轮基座45分别与车轮40和转向系统的车轮基座推杆固定，在此不再赘述。另外，本领域技术人员应当理解，在实际设计时，立柱滑块和下连杆的导向槽可互换，即滑块可设置在下连杆上，导向槽设置在立柱上。
图9为根据本发明另一个实施例具有自动稳定装置的车辆的悬挂系统的立体示意图，车辆前部和后部的悬挂系统对称布置，在此仅以车辆后部的悬挂系统为例进行说明，由图9可知，在该实施例中，该悬挂系统70包括底盘下横梁71'、两个滑座连杆72'、两个减震器73'、两个摇臂74'以及两个底盘立柱75'，其中，底盘下横梁71'沿着水平方向设置且垂直于底盘主轴11的轴线方向，底盘下横梁71'的中部固定连接在底盘主轴11上，两个底盘立柱75'分别设置于底盘下横梁71'远离底盘主轴11的两端，底盘立柱75'沿竖向设置并与底盘下横梁71'的延伸方向垂直；两个摇臂74'的一端在靠近底盘立柱75'处与底盘下横梁71'铰接，两个摇臂74'的另一端与滑座连杆72'的底端通过万向接头连接，滑座连杆72'可围绕铰接点转动而不能相对移动，摇臂74'的延伸方向垂直于底盘下横梁71'的延伸方向；两个减震器73'关于车辆的纵向轴线对称的布置，两个减震器73'的一端分别铰接于底盘立柱75'的顶端，两个减震器73'的另一端分别在远离下底盘下横梁71'处与摇臂74'铰接，从而使得底盘立柱75'、摇臂74'以及减震器73'大致形成三角形结构。每个车轮处还分别设置有沿竖向布置的车轮立柱81，车轮立柱81的顶端设置有支撑滑座82，滑座连杆72'的顶端与支撑滑座82通过万向接头连接；支撑滑座82上设置有支撑滑座孔821，支撑滑座孔821的形状和尺寸与支撑滑轨21相匹配，从而使得支撑滑轨21可以穿过支撑滑座孔821并且可以在支撑滑座孔821的约束下上下滑动；需要注意的是，在该实施例中，车辆前部的悬挂系统70的车轮立柱81上同样套设有车轮基座45，车轮基座45分别与车轮40和转向系统的车轮基座推杆固定，在此不再赘述。
图10为根据本发明又一个实施例具有自动稳定装置的车辆的悬挂系统的立体示意图，车辆前部和后部的悬挂系统对称布置，在此仅以车辆后部的悬挂系统为例进行说明，由图10可知，在该实施例中，该悬挂系统70包括底盘下横梁71"、两个减震器73"、两个摇臂74"以及两个底盘立柱75"，其中，底盘下横梁71"沿着水平方向设置且垂直于底盘主轴11的轴线方向，底盘下横梁71"的中部固定于底盘主轴11上，两个底盘立柱75"分别设置于底盘下横梁71"远离底盘主轴11的两端，底盘立柱75"沿竖向设置并与底盘下横梁71"的延伸方向垂直；两个摇臂74"的一端在靠近底盘立柱75"处与底盘下横梁71"铰接，两个摇臂74"的另一端形成有摇臂导向槽741"，摇臂导向槽741"的延伸方向与摇臂74"的延伸方向相同，摇臂74"的延伸方向垂直于底盘下横梁71"的延伸方向；两个减震器73"关于车辆的纵向轴线对称的布置，两个减震器73"的一端分别铰接于底盘立柱75"的顶端，两个减震器73"的另一端分别在远离底盘下横梁71"处与摇臂74"铰接，从而使得底盘立柱75"、摇臂74"以及减震器73"大致形成三角形结构。每个车轮处还分别设置有沿竖向布置的车轮立柱81，车轮立柱81的顶端设置有支撑滑座82；支撑滑座82上设置有支撑滑座孔821，支撑滑座孔821的形状和尺寸与支撑滑轨21相匹配，从而使得支撑滑轨21可以穿过支撑滑座孔821并且可以在支撑滑座孔821的约束下上下滑动；车轮立柱81的底端通过万向接头设置有立柱滑块，该立柱轴滑块设置于摇臂导向槽741"内并与该摇臂导向槽741"配合，使得车轮立柱81下的立柱滑块可沿着摇臂导向槽741"来回小幅度自由滑动。需要注意的是，在该实施例中，车辆前部的悬挂系统70的车轮立柱81上同样套设有车轮基座45，车轮基座45分别与车轮40和转向系统的车轮基座推杆固定，在此不再赘述。另外，本领域技术人员应当理解，在实际设计时，立柱滑块和摇臂导向槽可互换，即滑块可设置在摇臂上，滑槽设置在立柱上。
图11为根据本发明的一个实施例的具有自动稳定装置的车辆正常行驶状态下的后视图，图12为根据图11的具有自动稳定装置的车辆转弯状态下的后视图，由图11结合图12可知，当转弯时，车体20可受控倾斜，若车体的离心力Fa和重力G的合力F始终通过左右车轮与地面支撑点P3、P4连线的中点P0时，车辆将如在水平地面上的直线行驶一样稳定。
另外需要注意的是，本发明所述的车辆的前后悬挂系统可在同一辆车上采用不同的悬挂系统方案。本发明的驱动系统可采用现有技术中的轮毂电机、轮边电机，或者主驱电机或燃油发动机和差速机构等，比如，采用轮毂电机分别驱动两个后轮，或者采用燃油发动机或电动机和差速机构驱动两个后轮，在此不再赘述。
本发明提供的具有自动稳定装置的车辆，通过车体平衡驱动系统和悬挂系统使得车体和四轮可自动同步倾斜，从而使得当车辆拥有很窄的尺寸时，整个车体与三轮车等可倾斜车相比具有较高的稳定性和安全性；由于底盘与车体分离，简化了车体平衡系统驱动与控制的设计；四轮独立悬挂于底盘上，增加了车体的稳定性，同时由于单个车轮受到来自不平路面的冲击将会通过底盘被其它三个减震器同时吸收，从而有效减缓了跳动的车轮对车体的冲击；另外，通过车体平衡驱动系统和悬挂系统可使得车辆实现完全自动的横向稳定与平衡控制，简化了驾驶员的操作，驾驶员只需控制行驶方向和速度，便于驾驶。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (10)
1.一种具有自动稳定装置的车辆，所述车辆包括底盘、车体和车轮，所述底盘安装于所述车体下方，所述底盘包括沿平行于车辆纵向轴线方向延伸的底盘主轴，其特征在于，
所述车体上设置有关于车辆纵向轴线对称布置的支撑滑轨，所述车轮通过车轮立柱和设置于所述车轮立柱顶端的支撑滑座孔与所述支撑滑轨配合，或者所述车体上设置有关于车辆纵向轴线对称布置的支撑滑座孔，所述支撑滑座孔与所述车轮立柱顶端设置的支撑滑轨相配合；
所述车体底部设置有底盘基座，所述底盘基座和所述底盘主轴旋转铰接；
所述车辆还包括主动稳定装置，所述主动稳定装置包括：
车体平衡驱动系统，所述车体平衡驱动系统设置于所述车体和底盘之间并与所述底盘主轴配合，所述车体平衡驱动系统包括平衡电机和减速传动装置，所述平衡电机的转轴与所述减速传动装置的转轴连接，所述减速传动装置设置于所述车体和所述底盘主轴之间；以及
两套悬挂系统，所述悬挂系统分别设置于所述底盘主轴的两端，所述悬挂系统与所述车体和所述车轮立柱连接。
2.根据权利要求1所述的具有自动稳定装置的车辆，其特征在于，所述底盘基座有两个，分别相对的设置于所述车体底部的两端，所述底盘基座通过销套或轴承与所述底盘主轴旋转铰接。
3.根据权利要求2所述的具有自动稳定装置的车辆，其特征在于，两套所述车体平衡驱动系统对称的布置于所述车体的前部与尾部，所述车体平衡驱动系统分别与所述底盘主轴配合，所述平衡电机的转轴通过同步传动轴分别和两套所述车体平衡驱动系统中的两套所述减速传动装置的转轴连接。
4.根据权利要求3所述的具有自动稳定装置的车辆，其特征在于，所述的减速传动装置包括减速器、车体齿轮和底盘齿轮，所述平衡电机和所述减速器安装于所述车体上，所述平衡电机和所述减速器的转轴通过所述同步传动轴和联轴器连接，所述车体齿轮与所述减速器的输出轴连接，所述底盘齿轮固定于所述底盘主轴的两端，所述车体齿轮与所述底盘齿轮相互耦合。
5.根据权利要求1所述的具有自动稳定装置的车辆，其特征在于，所述悬挂系统包括底盘立柱、两根下连杆、两根滑座连杆以及两个减震器，所述底盘立柱沿竖向设置于所述底盘主轴的端部，两根所述下连杆均沿水平方向设置且垂直于所述底盘主轴，所述下连杆的一端铰接于所述底盘主轴的末端，所述下连杆的另一端与所述滑座连杆的底端铰接，所述滑座连杆的顶端与所述车轮立柱的顶端铰接，所述减震器的一端与所述底盘立柱的顶端铰接，所述减震器的另一端在靠近所述滑座连杆处与所述下连杆铰接。
6.根据权利要求1所述的具有自动稳定装置的车辆，其特征在于，所述悬挂系统包括底盘立柱、两根下连杆以及两个减震器，所述底盘立柱沿竖向设置于底盘主轴的端部，两根所述下连杆均沿水平方向设置且垂直于所述底盘主轴，所述下连杆的一端铰接于所述底盘主轴的末端；所述下连杆的另一端形成有导向槽，所述导向槽的延伸方向与所述下连杆的延伸方向相同，所述车轮立柱的底端铰接有立柱滑块，所述立柱滑块插入所述导向槽内并与所述导向槽配合，或者所述车轮立柱上形成有导向槽，所述导向槽与设置于所述下连杆末端的导向滑块配合；所述减震器的一端与所述底盘立柱的顶端铰接，所述减震器的另一端在远离所述底盘立柱处与所述下连杆铰接。
7.根据权利要求1所述的具有自动稳定装置的车辆，其特征在于，所述悬挂系统包括底盘横梁、两根底盘立柱、两根滑座连杆、两个摇臂以及两个减震器，所述底盘横梁沿水平方向设置且垂直于所述底盘主轴，所述底盘横梁的中部固定在所述底盘主轴上，所述底盘横梁远离所述底盘主轴的两端设置有竖向延伸的底盘立柱，所述摇臂的一端在靠近所述底盘横梁处与所述底盘横梁铰接，所述摇臂的另一端与所述滑座连杆的底端连接，所述滑座连杆的顶端与所述车轮立柱的顶端连接，所述减震器的一端与所述底盘立柱的顶端铰接，所述减震器的另一端在靠近所述滑座连杆处与所述摇臂铰接。
8.根据权利要求1所述的具有自动稳定装置的车辆，其特征在于，所述悬挂系统包括底盘横梁、两根底盘立柱、两个摇臂以及两个减震器，所述底盘横梁沿水平方向设置且垂直于所述底盘主轴，所述底盘横梁的中部固定在所述底盘主轴上，所述底盘横梁远离所述底盘主轴的两端设置有竖向延伸的底盘立柱，所述摇臂的一端在靠近所述底盘横梁处与所述底盘横梁铰接，所述摇臂的另一端形成有摇臂导向槽，所述摇臂导向槽的延伸方向与所述摇臂的延伸方向相同，所述车轮立柱的底端设置有立柱滑块，所述立柱滑块安装于所述摇臂导向槽内并与所述摇臂导向槽配合，或者所述车轮立柱上形成有导向槽，所述导向槽与设置于所述摇臂末端的导向滑块配合；所述减震器的一端与所述底盘立柱的顶端铰接，所述减震器的另一端在远离所述底盘立柱处与所述摇臂铰接。
9.根据权利要求1所述的具有自动稳定装置的车辆，其特征在于，所述车辆前部的所述车轮立柱上套设有车轮基座，所述车轮基座与所述车轮立柱的位置相对固定，所述车轮通过转动轴固定于所述车轮基座上。
10.根据权利要求9所述的具有自动稳定装置的车辆，其特征在于，所述车辆还包括转向系统，所述转向系统包括方向盘、方向盘连杆组件、齿轮齿条箱组件、转向连杆以及车轮基座推杆，所述方向盘安装于所述方向盘连杆组件的顶端，所述方向盘连杆组件的底端与所述齿轮齿条箱组件中齿轮连接，所述齿轮齿条箱组件安装于所述底盘主轴上，所述转向连杆在水平面上沿着垂直于所述底盘主轴的方向设置，所述转向连杆的一端与所述齿轮齿条箱组件中的齿条连接，所述转向连杆的另一端与所述车轮基座推杆的一端连接，所述车轮基座推杆的另一端与所述车轮基座固定连接。
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