CN110722944B - 一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置 - Google Patents

一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及承载车底盘技术领域,具体公开了一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,包括前轮,其特征在于,还包括前轮减震机构;前轮减震机构包括前悬安装盒、前减震器、前三角臂、前悬架和前悬架连接杆;前减震器的前壳体与前悬安装盒远离前轮的一侧转动连接;前活塞杆远离前壳体的一端与前三角臂一侧的下端转动连接;前三角臂与前活塞杆转动连接的同一侧的上端与前悬安装盒转动连接;前悬架远离前轮的一端与前悬安装盒转动连接;前悬架另一端与前轮转动连接;前悬架连接杆的一端与前三角臂的另一侧转动连接,前悬架连接杆的另一端与前悬架转动连接。采用本发明的技术方案能够躲避汽车雷达检测,保证试验安全的减震和缓冲装置。

Description

一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置
技术领域
本发明涉及承载车底盘技术领域,特别涉及一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置。
背景技术
目前在汽车的先进驾驶辅助系统(ADAS,Advanced Driver Assistant System)测试中,包括自动紧急制动系统(AEB,Autonomous Emergency Braking System)试验、自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control System,简称ACC)试验、车道偏离报警系统(Lane Departure Warning System,简称LDW)试验和前向碰撞预警系统(ForwardCollision Warning,FCW)试验等子试验,这些子试验需要一套专用的目标车承载机器人,以实现平稳高速移动,精确地路径控制、躲避被试车辆的雷达检测;同时保证车辆即使撞击到目标车也不会发生不可控制的危险情况。所以,这要求目标车承载平台需要被设计得足够低矮且具备一定的减震性能,能让被试车辆在高速状态下平稳的碾压通过,且不会对两者造成任何不可恢复的破坏。
国内生产的AGV小车整体结构与目标车承载平台类似,AGV小车的车架是用铝合金构件焊接而成框式结构,整体车身高度一般根据其功能不同高度布置各不相同,减震装置也只是为了满足负载均匀,增加轮子附着力,在轮端安装了简易的减震弹簧。这造成了AGV小车存在以下缺点:1、AGV小车的整体高度太高,在ADAS测试中会被被试车辆的雷达检测到,直接影响实验结果准确性。2、AGV小车没有设计缓冲装置,被试车辆在高速工况下驶过时,难以保证试验安全。3、AGV小车的减震装置伸缩量很小,当车辆驶过时,需要轮子承担所有的由被试车辆施加的压力,这必将导致轮子的使用寿命大大缩短,而且减震器使用立式布置,增加了小车的整体高度。
因此,AGV小车难以作为目标车承载平台。为了保证ADAS测试的顺利进行,需要一种能够躲避汽车雷达检测,保证试验安全的减震和缓冲装置。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置。
本发明技术方案如下:
一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,包括前轮,还包括前轮减震机构;前轮减震机构包括前悬安装盒、前减震器、前三角臂、前悬架和前悬架连接杆;
前轮位于前悬安装盒内,前减震器包括前壳体和前活塞杆,前减震器沿前轮轴向设置,前活塞杆能相对前壳体滑动;前减震器的前壳体与前悬安装盒远离前轮的一侧转动连接;前活塞杆远离前壳体的一端与前三角臂一侧的下端转动连接;前三角臂与前活塞杆转动连接的同一侧的上端与前悬安装盒转动连接;前悬架沿前轮轴向设置于前减震器下方,前悬架远离前轮的一端与前悬安装盒转动连接;前悬架另一端与前轮转动连接;前悬架连接杆在竖直方向上倾斜设置,前悬架连接杆的一端与前三角臂的另一侧转动连接,前悬架连接杆的另一端与前悬架转动连接。
基础方案原理及有益效果如下:
当前轮承载重物时,便会受到地面向上的反作用力;反作用力便会通过前轮带动前悬架向上运动,前悬架连接杆转动,带动前三角臂逆时针转动,前三角臂带动前减震器的前活塞杆收缩,这样便可以起到减震的作用。通过调节减震器的阻尼大小,这样便可以实现轮子负载能力的调节,阻尼越大轮子负载能力越强。
进一步,还包括后轮和后轮减震机构;后轮减震机构包括后悬安装盒、后悬架、后减震器、后悬架连接杆和后三角臂;
后轮设置在后悬安装盒内;后减震器设置在后轮的一侧且垂直于后轮轴线;后减震器包括后壳体和后活塞杆;后壳体远离后轮的一端与后悬安装盒转动连接;后活塞杆远离后壳体的一端与后三角臂的前侧的下端转动连接,后三角臂前侧的上端与后悬安装盒转动连接;
后悬架垂直于后轮轴线且位于后减震器的下方,后悬架的一端与后悬安装盒转动连接;后轮与后悬架另一端转动连接;
后悬架连接杆在竖直方向上倾斜设置;后悬架连接杆的一端与后三角臂的后侧转动连接,后悬架连接杆的另一端与后悬架转动连接。
当后轮受反作用力时便会带动后悬架向上运动,后悬架连接杆带动后三角臂转动,后减震器的后活塞杆收缩,实现减震。通过调节后减震器的阻尼大小,这样便可以实现对后轮负载能力的调节,阻尼越大左后轮负载能力越强。通过前轮、后轮负载的综合调节即可控制整个小车的负载能力,同时起到较好的减震效果。
进一步,所述前轮减震机构还包括第一安装座和第二安装座;前减震器的前壳体、前悬架远离前轮的一端均与第一安装座转动连接;第一安装座还与前悬安装盒远离前轮的一侧固定连接;前三角臂与前活塞杆转动连接的同一侧的上端与第二安装座转动连接;第二安装座还与前悬安装盒固定连接。
通过设置第一安装座和第二安装座,便于整体的组装与拆卸。
进一步,所述前悬架连接杆与前三角臂的转动连接处位于前活塞杆与前三角臂转动连接处的上方。
通过这样的设置,使前悬架向上运动时,前悬架连接杆带动前三角臂转动,前减震器的前活塞杆能收缩。
进一步,所述后轮减震机构还包括第三安装座和第四安装座;后悬架远离后轮的一端、后壳体远离后轮的一端均与第三安装座转动连接,第三安装座还与后悬安装盒固定连接;后三角臂前侧的上端与第四安装座转动连接;第四安装座还与后悬安装盒固定连接。
通过设置第三安装座和第四安装座,便于整体的组装与拆卸。
进一步,所述后悬架连接杆与后三角臂的转动连接处位于后活塞杆与后三角臂转动连接处的上方。
通过这样的设置,使后悬架向上运动时,后悬架连接杆带动后三角臂转动,后减震器的后活塞杆能收缩。
进一步,所述前悬安装盒包括第一矩形框和第一横梁;第一横梁沿前后方向设置,第一横梁的两端分别与第一矩形框的两侧壁固定连接;第一安装座固定连接在第一矩形框的一侧壁上,第二安装座固定连接在第一安装座正对的第一横梁的侧壁上。
通过设置第一横梁,便于第二安装座的固定。
进一步,所述后悬安装盒包括第二矩形框,第三安装座和第四安装座分别固定在第二矩形框两正对的侧壁上。
当后轮承受的反作用力超过设置的承载能力,后轮就会主动缩进后悬安装盒内。此时就由后悬安装盒来承受被试车辆的重力,能保护小车不受破坏。
进一步,前悬架连接杆的数量为二,分别位于前悬架的前后两侧。
能使前悬架保持稳定。
进一步,前减震器和后减震器均采用氮气弹簧减震器。
采用氮气弹簧减震器方便对阻尼进行调节。
附图说明
图1为实施例一前轮减震机构的整体俯视图;
图2为实施例一前减震机构的立体图;
图3为实施例一后轮减震机构的整体俯视图;
图4为实施例一后轮减震机构的立体图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的附图标记包括:
前悬安装盒1、第一安装座2、前减震器3、前三角臂4、第二安装座5、前悬架6、前第一横梁7、后悬安装盒8、后悬架9、后减震器10、后悬架连接杆11、后三角臂12、第三安装座13、第四安装座14。
实施例一
一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,包括底盘、前轮、后轮、前轮减震机构和后轮减震机构。
如图1所示,前轮和后轮的数量均为二,为描述方便,本实施例中分别标记为左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。左前轮和右前轮均设置有对应的前轮减震机构,本实施例中以左前轮对应的前轮减震机构进行举例说明。
如图2所示,前轮减震机构包括第一安装座2、前悬安装盒1、前减震器3、前三角臂4、第二安装座5、前悬架6、前悬架连接杆(图2中未画出)。
本实施例中,前悬安装盒1包括第一矩形框和第一横梁7;第一横梁7沿前后方向设置。第一横梁7的两端分别与第一矩形框的前后两侧壁焊接。
第一矩形框的顶部通过螺栓固定在底盘的底部,左前轮位于第一横梁7的左侧,第一安装座2通过螺栓固定在第一矩形框右侧的侧板上;前减震器3包括前壳体和前活塞杆,前减震器3沿左右方向设置,换句话说前减震器3的轴向为左右方向;前活塞杆能相对前壳体左右滑动,前减震器3的阻尼大小可调,对前减震器3的阻尼大小调节属于现有技术,这里不再赘述。前减震器3前壳体的封闭端与第一安装座2铰接。铰接后前减震器3的转动方向为上下方向,也就是纵向;前活塞杆的左端与前三角臂4左侧的下端铰接;前三角臂4左侧上端与第二安装座5的右侧铰接,第二安装座5左侧通过螺栓固定在第一横梁7上。前悬架6横向设置于前减震器3下方,前悬架6的右端与第一安装座2铰接,铰接后,前悬架6在上下方向上摆动;前悬架6的左端与左前轮铰接;铰接后左前轮的在水平面上转动。
前悬架连接杆的数量为二,分别位于前悬架6的前后两侧;前悬架连接杆的上端与前三角臂4右侧的一端通过转轴转动连接,前悬架连接杆的下端与前悬架6通过转轴转动连接;前悬架连接杆在上下方向上,也就是纵向上,处于倾斜状态。前三角臂4的纵截面为三角形,左侧的上端、左侧的下端以及右侧的一端分别位于三角形的三个端点上。
当左前轮承载重物时,便会受到地面向上的反作用力;反作用力便会通过左前轮带动前悬架6向上运动,前悬架连接杆转动,带动前三角臂4逆时针转动,前三角臂4带动前减震器3的前活塞杆收缩,这样便可以起到减震的作用。而减震器的阻尼大小是可以灵活调节的,这样便可以实现轮子负载能力的调节,阻尼越大轮子负载能力越强。
右前轮及对应的前轮减震机构与左前轮及对应前轮减震机构镜像对称,这里不再赘述。
左后轮和右后轮均设置有对应的后轮减震机构,本实施例中以左后轮对应的后轮减震机构进行举例说明。
如图3和图4所示,后轮减震机构包括后悬安装盒8、后悬架9、后减震器10、后悬架连接杆11、后三角臂12、第三安装座13和第四安装座14。
左后轮设置在后悬安装盒8内。后悬安装盒8包括第二矩形框。
第三安装座13的后端与第二矩形框的后侧壁螺栓连接;后减震器10沿前后方向设置在左后轮的右侧;后减震器10包括后壳体和后活塞杆。后壳体的后端与第三安装座13的前端铰接;后活塞杆的前端与后三角臂12前端的下侧铰接,后三角臂12的前端的上侧与第四安装座14的后端铰接,第四安装座14的前端与第二矩形框的前侧壁螺栓连接。
后悬架9位于后减震器10的下方,后悬架9的后端与第三安装座13的前端铰接;左后轮与后悬架9前端的左侧转动连接。本实施例中具体的转动连接方式为,左后轮轴向焊接有转动轴,后悬架9前端沿左右方向开设有通孔;转动轴穿过通孔。
后悬架连接杆11的数量为二,分别位于后悬架9的左右两侧;后悬架连接杆11的上端与后三角臂12后端通过转轴转动连接,后悬架连接杆11的下端与后悬架9通过转轴转动连接。后悬架连接杆11在上下方向上,也就是纵向上,处于倾斜状态。
当左后轮受反作用力时便会带动后悬架9向上运动,后悬架连接杆11带动后三角臂12转动,后减震器10的后活塞杆收缩,实现减震。由于后减震器10的阻尼大小是可以灵活调节的,这样便可以实现左后轮负载能力的调节,阻尼越大左后轮负载能力越强。通过前轮、后轮负载的综合调节即可控制整个小车的负载能力,同时起到较好的减震效果。
右后轮及对应的后轮减震机构与左后轮及对应后轮减震机构镜像对称,这里不再赘述。本实施例中,前减震器3和后减震器10均采用氮气弹簧减震器。
前轮减震机构和后轮减震机构将车轮受到的垂直方向的震动转换为水平方向的震动,有效的降低了空间布置的高度需求,使前轮减震机构和后轮减震机构能安装在高度有限的空间内。利用氮气弹簧减震器可以根据需要对减震和负载能力进行调节,使小车具备更广的适应性。
本实施例中,前轮和后轮均设计了独立的减震机构,它能够将竖直的力转换为几乎水平的力,这样就可以很大程度上减小减震机构布置所需高度,与传统的减震方案相比,所需要的空间高度更小,减震效果更好;能有效减小小车整体高度,在ADAS测试中能避免被被试车辆的雷达检测到,能提高实验结果准确性。减震机构可使前轮和后轮更好地贴合地面,增加附着力。减震器通过调节阻尼大小,从而实现负载可调的功能,可以改变轮子的最大承载能力,换句话说,可通过调节四个车轮的负载能力来设定整个小车的承载能力。比如通过前减震器和后减震器设定轮子最大承载能力为1000N,当地面反作用力超过1000N时,前轮和后轮承受的反作用力超过设置的承载能力,前轮和后轮就会主动缩进前悬安装盒和后悬安装盒内。此时就由前悬安装盒和后悬安装盒的整体框架来承受被试车辆的重力,能保护小车不受破坏。
实施例二
一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,与实施例一的区别在于,还包括检测机构,检测机构包括温度传感器、气压传感器、处理单元和报警单元;温度传感器的数量与前减震器3和后减震器1的总数量一致,气压传感器的数量与前减震器3和后减震器1的总数量一致;换句话说,前减震器3和后减震器1上均设置有温度传感器和气压传感器;为描述方便,本实施例中,前减震器3和后减震器1统称为减震器。温度传感器粘接在减震器的外壳上,用于检测减震器外壳处的温度;气压传感器粘接在减震器的内部,用于检测内部的气压。
处理单元与温度传感器和气压传感器信号连接,处理单元用于接收温度传感器的温度信号和气压传感器的气压信号。处理单元中预存有温度阈值和气压阈值;处理单元用于将温度信号与温度阈值进行对比,判断温度信号是否超过温度阈值,处理单元还用于将气压信号与气压阈值进行对不,判断气压信号是否超过气压阈值,当温度信号超过温度阈值且气压信号超过气压阈值时,处理单元用于向报警单元发出报警信号,报警单元用于在接收的报警信号时发出报警提醒。本实施例中,温度传感器采用TR-D145型温度传感器;气压传感器采用MIK-P300型扩散硅压力变送器,其最大测量气压可达60MPa;处理单元采用stm32系列处理芯片;报警单元采用蜂鸣器,报警提醒为鸣响。
由于减震器需要承受巨大的负载,长期使用后容易出现故障;现有技术中,通常是等故障已经出现时,才会进行维修;前减震器3和后减震器10均采用氮气弹簧减震器,氮气弹簧减震器内部的氮气被压缩做功,会出现温度的变化,本实施例中,可以对温度的变化进行检测,通过温度信号是否超过温度阈值,以及气压信号是否超过气压阈值共同表征目前氮气弹簧减震器的受力情况,如果受力过大,报警单元报警,及时提醒相关的工作人员,工作人员可以减少氮气弹簧减震器的受力以延长寿命,或者在使用后进行及时的维护。通过温度和气压两个维度进行检测,准确率更高,能有效降低误报。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,包括前轮,其特征在于,还包括前轮减震机构;前轮减震机构包括前悬安装盒、前减震器、前三角臂、前悬架和前悬架连接杆;
前轮位于前悬安装盒内,前减震器包括前壳体和前活塞杆,前减震器沿前轮轴向设置,前活塞杆能相对前壳体滑动;前减震器的前壳体与前悬安装盒远离前轮的一侧转动连接;前活塞杆远离前壳体的一端与前三角臂一侧的下端转动连接;前三角臂与前活塞杆转动连接的同一侧的上端与前悬安装盒转动连接;前悬架沿前轮轴向设置于前减震器下方,前悬架远离前轮的一端与前悬安装盒转动连接;前悬架另一端与前轮转动连接;前悬架连接杆在竖直方向上倾斜设置,前悬架连接杆的一端与前三角臂的另一侧转动连接,前悬架连接杆的另一端与前悬架转动连接;
还包括后轮和后轮减震机构;后轮减震机构包括后悬安装盒、后悬架、后减震器、后悬架连接杆和后三角臂;
后轮设置在后悬安装盒内;后减震器设置在后轮的一侧且垂直于后轮轴线;后减震器包括后壳体和后活塞杆;后壳体远离后轮的一端与后悬安装盒转动连接;后活塞杆远离后壳体的一端与后三角臂的前侧的下端转动连接,后三角臂前侧的上端与后悬安装盒转动连接;
后悬架垂直于后轮轴线且位于后减震器的下方,后悬架的一端与后悬安装盒转动连接;后轮与后悬架另一端转动连接;
后悬架连接杆在竖直方向上倾斜设置;后悬架连接杆的一端与后三角臂的后侧转动连接,后悬架连接杆的另一端与后悬架转动连接;
所述前轮减震机构还包括第一安装座和第二安装座;前减震器的前壳体、前悬架远离前轮的一端均与第一安装座转动连接;第一安装座还与前悬安装盒远离前轮的一侧固定连接;前三角臂与前活塞杆转动连接的同一侧的上端与第二安装座转动连接;第二安装座还与前悬安装盒固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,其特征在于:所述前悬架连接杆与前三角臂的转动连接处位于前活塞杆与前三角臂转动连接处的上方。
3.根据权利要求2所述的一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,其特征在于:所述后轮减震机构还包括第三安装座和第四安装座;后悬架远离后轮的一端、后壳体远离后轮的一端均与第三安装座转动连接,第三安装座还与后悬安装盒固定连接;后三角臂前侧的上端与第四安装座转动连接;第四安装座还与后悬安装盒固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,其特征在于:所述后悬架连接杆与后三角臂的转动连接处位于后活塞杆与后三角臂转动连接处的上方。
5.根据权利要求4所述的一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,其特征在于:所述前悬安装盒包括第一矩形框和第一横梁;第一横梁沿前后方向设置,第一横梁的两端分别与第一矩形框的两侧壁固定连接;第一安装座固定连接在第一矩形框的一侧壁上,第二安装座固定连接在第一安装座正对的第一横梁的侧壁上。
6.根据权利要求5所述的一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,其特征在于:所述后悬安装盒包括第二矩形框,第三安装座和第四安装座分别固定在第二矩形框两正对的侧壁上。
7.根据权利要求6所述的一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,其特征在于:前悬架连接杆的数量为二,分别位于前悬架的前后两侧。
8.根据权利要求7所述的一种承载车底盘小车的减震和缓冲装置,其特征在于:前减震器和后减震器均采用氮气弹簧减震器。
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