CN111114235A - 自适应悬挂底盘架、自适应底盘及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种自适应悬挂底盘架、自适应底盘及车辆，涉及底盘悬挂系统技术领域。自适应悬挂底盘架包括车架主体、悬挂摆臂和活塞缸。悬挂摆臂铰接于车架主体，活塞缸的一端与车架主体连接，活塞缸的另一端与悬挂摆臂连接，活塞缸能够驱使悬挂摆臂转动。悬挂摆臂分为前摆臂和后摆臂，前摆臂与前活塞缸连接，后摆臂与后活塞缸连接，前活塞缸的无杆腔与后活塞缸的无杆腔连通，前活塞缸的有杆腔与后活塞缸的有杆腔连通。自适应悬挂底盘架能够通过活塞缸将前后悬挂摆臂联动，安装车轮即可形成自适应底盘，既能够避免单独一个车轮悬空，也能够避免车轮倾斜而导致与地面摩擦力不足，保障驱动力和稳定性。车辆应用自适应底盘后，能够适应不同的路况。

Description

自适应悬挂底盘架、自适应底盘及车辆

技术领域

本申请涉及底盘悬挂系统技术领域，具体而言，涉及一种自适应悬挂底盘架、自适应底盘及车辆。

背景技术

底盘悬挂系统是连接底盘与轮系机构的一类装置的总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮与车架之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由于不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证车身的稳定性、减小车体本身的动载荷。

目前常见的悬挂主要分为独立悬挂以及半独立悬挂：独立悬挂的特点是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的，任何一个轮子受到路面冲击而跳动时不致影响另一个轮子的运作，这类悬挂弹性较佳，可吸收路面震动，高速时行驶稳定。常见的独立悬挂又横臂式、纵臂式、多连杆式以及麦弗逊悬挂等。非独立悬挂的特点是以一支车轴(或结构件)连结左右二轮的悬挂方式，因悬挂结构的不同，以及与车身连结方式的不同，使非独立悬挂系统有多种型式。常见的非独立悬挂系统有平行片状弹簧式、扭力梁车轴、扭力梁式三种。

综上，现有的独立悬挂结构在通过有较大落差的路面的时候，特别是单轮越过障碍的情况下都存在有某一个轮子无法着地的情况，这时无论是车身稳定性还是驱动力都严重不足；而非独立悬挂则由于横向两个轮子是联动的可能存在轮子接地时与地面不垂直摩擦力不足的情况。

也即是说，现有悬挂在翻越较大高度落差障碍时，会由于轮组悬空而造成动力不足的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种自适应悬挂底盘架，其能够改善由于轮组悬空而造成动力不足的问题。

本申请的另外一个目的在于提供一种自适应底盘，其包括上述自适应悬挂底盘架，其具有该自适应悬挂底盘架的全部特性。

本申请的另外一个目的在于提供一种车辆，其包括上述自适应底盘，其具有该自适应底盘的全部特性。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请的实施例提供了一种自适应悬挂底盘架，包括：车架主体、悬挂摆臂和活塞缸；

所述悬挂摆臂铰接于所述车架主体，所述活塞缸的一端与所述车架主体连接，所述活塞缸的另一端与所述悬挂摆臂连接，所述悬挂摆臂用于安装车轮，所述活塞缸能够驱使所述悬挂摆臂绕所述悬挂摆臂与所述车架主体的铰接点转动；

所述悬挂摆臂分为前摆臂和后摆臂，所述活塞缸分为前活塞缸和后活塞缸，所述前摆臂与所述前活塞缸连接，所述后摆臂与所述后活塞缸连接，在所述车架主体的左右方向上，位于同一侧的所述前活塞缸的无杆腔与所述后活塞缸的无杆腔连通，所述前活塞缸的有杆腔与所述后活塞缸的有杆腔连通。

自适应悬挂底盘架的前活塞缸和后活塞缸通过腔室的连通，使得前摆臂或后摆臂安装了车轮后，在其中一者遇到障碍时能够推动活塞缸，然后使得另一者被推动，避免所安装的车轮出现悬空。有利于避免因悬空而导致自适应悬挂底盘架所在的车辆的动力不足。

另外，根据本申请的实施例提供的自适应悬挂底盘架，还可以具有如下附加的技术特征：

在本申请的可选实施例中，所述活塞缸的一端与所述车架主体铰接，所述活塞缸的另一端与所述悬挂摆臂铰接。

通过铰接，活塞缸能够顺应悬挂摆臂的动作而被调整，避免悬挂摆臂与活塞缸出现损坏。

在本申请的可选实施例中，所述悬挂摆臂的中部铰接于所述车架主体，所述活塞缸的一端与所述悬挂摆臂的上部铰接，所述悬挂摆臂的下部用于安装车轮。

悬挂摆臂的中部铰接处相当于是支点，而活塞缸与悬挂摆臂的铰接位置相当于是杠杆的一端，悬挂摆臂的下部则相当于杠杆的另外一端，从而实现活塞缸在工作时，能够推动悬挂摆臂下部所安装的车轮，避免车轮悬空。

在本申请的可选实施例中，所述活塞缸为气缸。

在本申请的可选实施例中，所述活塞缸为液压缸。

在本申请的可选实施例中，所述自适应悬挂底盘架还包括阻尼器，所述阻尼器的一端连接于所述车架主体，所述阻尼器的另一端连接于所述悬挂摆臂。

阻尼器可以吸收震动，使得自适应悬挂底盘架所处的车辆不会过于颠簸，能够保持较好的平衡。

在本申请的可选实施例中，连接于同一个所述悬挂摆臂的所述阻尼器与所述活塞缸并排设置。

由于颠簸是通过车轮传递给悬挂摆臂，悬挂摆臂又会将地面的力反馈给活塞缸和车架主体，因此，将阻尼器和活塞缸并排布设有助于顺着地面作用力的方向对作用力进行吸收，有助于提升吸震效果。

在本申请的可选实施例中，所述活塞缸的缸体与所述车架主体连接，所述活塞缸的活塞杆与所述悬挂摆臂连接。

本申请的实施例提供了一种自适应底盘，包括车轮和上述任一项所述的自适应悬挂底盘架，所述车轮安装于所述悬挂摆臂。

自适应底盘通过应用自适应悬挂底盘架，可以在越障时，依靠自适应悬挂底盘架避免车轮悬空，避免整体失去动力或者动力降低。

本申请的实施例提供了一种车辆，包括车体和上述自适应底盘，所述车体安装于所述自适应底盘上。

车辆使用了上述自适应底盘后，能够在行进时保持较好的平衡，在越障时也能够依靠活塞缸和悬挂摆臂的配合而避免车轮悬空，保障越障时的动力，顺利越过障碍物。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请的实施例提供的自适应悬挂底盘架安装了车轮后的示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1所示安装了车轮后的自适应悬挂底盘架在越障时的示意图。

图标：10-车架主体；21-前摆臂；22-后摆臂；31-前活塞缸；32-后活塞缸；33-活塞杆；34-缸体；41-前轮；42-后轮；51-第一气口；52-第二气口；53-第三气口；54-第四气口；60-阻尼器；101-障碍物。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”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，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，本申请的实施例提供了一种自适应悬挂底盘架，包括：车架主体10、悬挂摆臂和活塞缸；

悬挂摆臂铰接于车架主体10，活塞缸的一端与车架主体10连接，活塞缸的另一端与悬挂摆臂连接，悬挂摆臂用于安装车轮，活塞缸能够驱使悬挂摆臂绕悬挂摆臂与车架主体10的铰接点转动；

悬挂摆臂分为前摆臂21和后摆臂22，活塞缸分为前活塞缸31和后活塞缸32，前摆臂21与前活塞缸31连接，后摆臂22与后活塞缸32连接，在车架主体10的左右方向上，位于同一侧的前活塞缸31的无杆腔与后活塞缸32的无杆腔连通，前活塞缸31的有杆腔与后活塞缸32的有杆腔连通。

其中，需要说明的是，此处的方向，是以运用了该自适应悬挂底盘架的底盘或车辆的前进方向为前，相对的另一侧则为后。

其中，需要说明的是，图中未示出上述前活塞缸31的无杆腔与后活塞缸32的无杆腔连通所用的管道、前活塞缸31的有杆腔与后活塞缸32的有杆腔连通所用的管道。但是本领域人员可以根据图2中示出的气口来选用管道进行连接。如，第一气口51与第四气口54通过管道相连，第二气口52和第三气口53通过管道相连。

具体的，在本实施例中，活塞缸的一端与车架主体10铰接，活塞缸的另一端与悬挂摆臂铰接。通过铰接，活塞缸能够顺应悬挂摆臂的动作而被调整，避免悬挂摆臂与活塞缸出现损坏。

更为具体的是，活塞缸的缸体34与车架主体10连接，活塞缸的活塞杆33与悬挂摆臂连接。如此在使得前摆臂21和后摆臂22联动时，主要是活塞杆33运动，而缸体34的摆动则更小，避免连接所用的管道的运动幅度过大而影响管道寿命或者影响管道与缸体34之间连接的密封性。此外，也可以减少管道的用量，也避免管道过长而影响在车架主体10上安装更多的满足车辆使用的零部件。

更为具体的是，悬挂摆臂的中部铰接于车架主体10，活塞缸的一端与悬挂摆臂的上部铰接，悬挂摆臂的下部用于安装车轮。可以理解的是，悬挂摆臂的中部铰接处相当于是支点，而活塞缸与悬挂摆臂的铰接位置相当于是杠杆的一端，悬挂摆臂的下部则相当于杠杆的另外一端，从而实现活塞缸在工作时，能够推动悬挂摆臂下部所安装的车轮，使车轮接触地面，避免车轮悬空。

可以选择的是，活塞缸为气缸或者液压缸。两种类型的活塞缸都能够通过上述布置来调整车轮，以便于越障。在本实施例中，以气缸作为活塞缸，在装配完成后，可以根据自适应悬挂底盘架所应用到的车辆整体的重量来充入合适压力的气体。

详细的，气体的压力足以使得活塞缸能够驱动悬挂摆臂。比如，如图3所示，当前摆臂21被障碍物101抬起时，前活塞缸31的无杆腔的气体被挤入到后活塞缸32的无杆腔中。此时，需要气体的压力足够进一步推动后活塞缸32的活塞杆33，以使得后摆臂22被推动，并使得车轮被调整，最终使得车轮与地面接触，避免悬空而失去动力。如车辆较重时，就需要充入压力更足的气体来保障上述举例动作能够实现，避免气压不足而使得后摆臂22不能被推动或者推动的量不足以使得车轮接触地面。

当然，也不应充入压力过高的气体，避免活塞缸的缸体34或者各腔室间连接的气管被气压过高的气体损坏。

总体而言，自适应悬挂底盘架的前活塞缸31和后活塞缸32通过腔室的连通，使得前摆臂21或后摆臂22安装了车轮后，在其中一者遇到障碍时能够推动活塞缸，然后使得另一者被推动，避免所安装的车轮出现悬空。有利于避免因悬空而导致自适应悬挂底盘架所在的车辆的动力不足。

具体的，本申请的自适应悬挂底盘架还包括阻尼器60，阻尼器60的一端连接于车架主体10，阻尼器60的另一端连接于悬挂摆臂。进一步的，在本实施例中，连接于同一个悬挂摆臂的阻尼器60与活塞缸并排设置。

阻尼器60可以吸收震动，使得自适应悬挂底盘架所属的车辆不会过于颠簸，能够保持较好的平衡。由于颠簸是通过车轮传递给悬挂摆臂，悬挂摆臂又会将地面的力反馈给活塞缸和车架主体10，因此，将阻尼器60和活塞缸并排布设有助于顺着地面作用力的方向对作用力进行吸收，有助于提升吸震效果。在本实施例中，选用的是弹簧阻尼器，当应用了自适应悬挂底盘架的车辆在路况较好的路面上运行时，并列放置的弹簧阻尼器起到支撑自适应悬挂底盘架平衡的作用，使得自适应悬挂底盘架不会因为气体流动而产生晃动。

以上可知，本申请的实施例还提供了一种自适应底盘，包括车轮和上述自适应悬挂底盘架，车轮安装于悬挂摆臂。自适应底盘的结构可以直接参阅图1至图3所示的自适应悬挂底盘架安装了车轮后的结构。自适应底盘通过应用自适应悬挂底盘架，可以在越障时，依靠自适应悬挂底盘架避免车轮悬空，避免整体失去动力或者动力降低。

进一步可以选择的是，上述自适应底盘可以应用于车辆，车辆包括车体和上述自适应底盘，车体安装于自适应底盘上。车辆使用了上述自适应底盘后，能够在行进时保持较好的平衡，在越障时也能够依靠活塞缸和悬挂摆臂的配合而避免车轮悬空，保障越障时的动力，顺利越过障碍物101。

车辆可安装定位装置如GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、激光雷达等。以应用到室外恶劣路况下的工地巡警、轻载自主导航运输、公路道路巡警、小区复杂路面巡警、乃至远程的轻载物流运输等情景中。

本实施例的原理是：

将自适应悬挂底盘架与车轮装配组成上述自适应底盘，以下通过自适应底盘的运动来具体介绍本申请的方案原理。

请结合图2和图3，图中示出的是左侧的前摆臂21和后摆臂22。在本实施例中，前摆臂21和后摆臂22各自的无杆腔中气压总体与各自的有杆腔中的气压总体是保持一致。

在平路上行进时，自适应底盘的姿态如图2所示，当行进过程中遇到落差较大的障碍物101时，前轮41爬上障碍物101的同时在自适应底盘自重的作用下前摆臂21以中部与车架主体10的铰接轴为轴顺时针转动，前轮41抬起。此时前活塞缸31的活塞杆33回缩，使得前活塞缸31的无杆腔的气体从第二气口52流出经由第三气口53进入后活塞缸32的无杆腔，从而将后活塞缸32的活塞杆33推出，并使得后摆臂22以中部与车架主体10的铰接轴为轴顺时针转动，后摆臂22带动后轮42下压触地，解决了普通悬挂越障时轮组悬空丧失动力的问题。

本申请将前后轮42联动起来一同工作，相较于常规的半独立悬挂而言，由于有气缸代替传统的两轮刚性连接，气体可压缩的特性使连接具有了类柔性的特点，从而得以保留了独立悬挂的优点。也即是说，本申请的自适应底盘能够避免由于轮组倾斜或悬空而造成动力不足的问题，又能够避免由于某个车轮无法着地而影响稳定性的问题。这就使得自适应底盘能够有更好的驱动力来穿越更加复杂的地形，可应用的范围广泛。不似普通家用车独立悬挂那般，由于悬挂行程的限制在跨越较大落差的时候容易产生一个轮子悬空或者打滑的情况，在驱动力不足的情况下，也易造成车身稳定性不佳；也不似多用于越野车上的多连杆悬挂那般，结构过于复杂，占用空间大，维护困难。

可以选择的是，左侧的前摆臂21和后摆臂22所配置的活塞缸内的气压与右侧的前摆臂21和后摆臂22所配置的活塞缸内的气压可以相同也可以不同。

比如在自适应底盘经常行驶的路面状况比较固定时，可以根据路面的障碍物101的高低落差等情况，对左右两边的活塞缸内的气压进行各自的选定。比如左侧车轮行进的路面经常是有高低落差较大的障碍物101，右侧车轮行进的路面路况更好，则右侧车轮需要调整的情况更少，可以在左侧活塞缸内充入比右侧活塞缸更高的气压的气体，不必要求左右两侧的活塞缸内的气压一致。

综上所述，本申请的自适应悬挂底盘架能够通过活塞缸将前后悬挂摆臂联动，安装车轮即可形成自适应底盘，既能够避免单独一个车轮悬空，也能够避免车轮倾斜而导致与地面摩擦力不足，保障驱动力和稳定性。车辆应用上述自适应底盘后，也能够保持良好的稳定性和驱动力，适应不同的路况，使用效果较佳。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应悬挂底盘架，其特征在于，包括：车架主体、悬挂摆臂和活塞缸；

所述悬挂摆臂铰接于所述车架主体，所述活塞缸的一端与所述车架主体连接，所述活塞缸的另一端与所述悬挂摆臂连接，所述悬挂摆臂用于安装车轮，所述活塞缸能够驱使所述悬挂摆臂绕所述悬挂摆臂与所述车架主体的铰接点转动；

所述悬挂摆臂分为前摆臂和后摆臂，所述活塞缸分为前活塞缸和后活塞缸，所述前摆臂与所述前活塞缸连接，所述后摆臂与所述后活塞缸连接，在所述车架主体的左右方向上，位于同一侧的所述前活塞缸的无杆腔与所述后活塞缸的无杆腔连通，所述前活塞缸的有杆腔与所述后活塞缸的有杆腔连通。

2.根据权利要求1所述的自适应悬挂底盘架，其特征在于，所述活塞缸的一端与所述车架主体铰接，所述活塞缸的另一端与所述悬挂摆臂铰接。

3.根据权利要求1所述的自适应悬挂底盘架，其特征在于，所述悬挂摆臂的中部铰接于所述车架主体，所述活塞缸的一端与所述悬挂摆臂的上部铰接，所述悬挂摆臂的下部用于安装车轮。

4.根据权利要求1-3任一项所述的自适应悬挂底盘架，其特征在于，所述活塞缸为气缸。

5.根据权利要求1-3任一项所述的自适应悬挂底盘架，其特征在于，所述活塞缸为液压缸。

6.根据权利要求1所述的自适应悬挂底盘架，其特征在于，所述自适应悬挂底盘架还包括阻尼器，所述阻尼器的一端连接于所述车架主体，所述阻尼器的另一端连接于所述悬挂摆臂。

7.根据权利要求6所述的自适应悬挂底盘架，其特征在于，连接于同一个所述悬挂摆臂的所述阻尼器与所述活塞缸并排设置。

8.根据权利要求1所述的自适应悬挂底盘架，其特征在于，所述活塞缸的缸体与所述车架主体连接，所述活塞缸的活塞杆与所述悬挂摆臂连接。

9.一种自适应底盘，其特征在于，包括车轮和权利要求1-8任一项所述的自适应悬挂底盘架，所述车轮安装于所述悬挂摆臂。

10.一种车辆，其特征在于，包括车体和权利要求9所述的自适应底盘，所述车体安装于所述自适应底盘上。

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