CN111923675A - 一种超平机器人的前独立悬架系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及悬架系统和超平机器人，具体是一种超平机器人的前独立悬架系统，包括：前独立悬架，所述前独立悬架包括三角形臂、连杆臂和连接件，所述连杆臂的两端分别通过连接件连接轮毂和车架，所述三角形臂具有呈三角形排列的三个连接孔；以及弹性减振装置，所述弹性减振装置的一端与远离轮毂一侧的连接孔连接，另一端连接与车架连接的连接件，靠近轮毂一侧的两个所述连接孔分别连接连杆臂顶部的车架和连杆臂的中部。本发明的有益效果是：通过前独立悬架和弹性减振装置将轮毂的垂直方向上的受力以及跳动转换为超平机器人的横向力及跳动；从而使得超平机器人在不良路况状况时的整车高度变化范围减小；改善超平机器人的转向和操纵稳定性。

Description

一种超平机器人的前独立悬架系统

技术领域

本发明涉及悬架系统和超平机器人，具体是一种超平机器人的前独立悬架系统。

背景技术

汽车前悬架（Front Suspension）把车架（或车身）与前车轮弹性的连接起来，其主要任务是传递作用在车架（或车身）和前车轮之间的一切力和力矩，并且缓和不平路面对车架（车身）的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的振动，保证车辆在不平路面和载荷变化时有较理想的运动特性，保证汽车在高速行驶下仍具有良好的操纵稳定性。另一方面，汽车前悬架还要保证车辆在固定的角度内活动，使得汽车在转弯行驶情况下，保证车辆的稳定性。一般由弹性元件，减振器和导向机构组成。一般前悬架系统既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定。

随着汽车技术的不断发展，悬架一般又分为独立悬架和非独立悬架。独立悬架特点是左右车轮不连在一根车轴上，是单独通过悬架与车架（车身）相连，每个车轮能独立的上下运动。其优点在于，非簧载质量小，有利于行驶平顺性，同时，车轮接地性较好，有利于操纵稳定性；用于转向时，左右车轮由于不是连在一根轴上，合理布置后，使得悬架与转向杆的运动干涉减少，不易发生跳摆；由于没有连接左右车轮的车轴，可以降低整车高度。

如今，超平机器人因其特殊的结构和功能而越来越被市场和科研事业需求。超平机器人一般可用于承载，搬运，以及进行一些试验（用于试验场）。超平机器人一般由电动机驱动，其控制系统可以精准地引导试验车以设定的速度沿着预定的路线行驶以达到测试目的。超平机器人自带转向和刹车机构，可以通过控制系统实现刹车和转向动作。

由于超平机器人的高度要求和平顺性要求，需要一种将垂向轮跳转为横向跳动，可应用于超平机器人的前独立悬架系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超平机器人的前独立悬架系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超平机器人的前独立悬架系统，包括：前独立悬架，所述前独立悬架包括三角形臂、连杆臂和连接件，所述连杆臂的两端分别通过连接件连接轮毂和车架，所述三角形臂具有呈三角形排列的三个连接孔；以及弹性减振装置，所述弹性减振装置的一端与远离轮毂一侧的连接孔连接，另一端连接与车架连接的连接件，靠近轮毂一侧的两个所述连接孔分别连接连杆臂顶部的车架和连杆臂的中部。

作为本发明进一步的方案：所述连接件包括固定安装件一和转向节，所述连杆臂的两端分别通过转向节、固定安装件一连接轮毂和车架。

作为本发明再进一步的方案：所述连接件包括连接臂和销，所述三角形臂分别通过连接臂、销连接连杆臂的中部和弹性减振装置。

作为本发明再进一步的方案：所述连接件还包括固定安装件二，所述三角形臂的连接孔通过固定安装件二连接连杆臂顶部的车架。

作为本发明再进一步的方案：所述连接臂与三角形臂之间设有垫圈。

作为本发明再进一步的方案：所述弹性减振装置的几何中心轴与水平方向的夹角小于30°。

作为本发明再进一步的方案：所述弹性减振装置包括一体安装的弹性元件和减振器。

作为本发明再进一步的方案：所述减振器通过减振器套筒连接三角形臂。

作为本发明再进一步的方案：所述弹性元件通过弹性元件套筒连接连接件。

作为本发明再进一步的方案：还包括制动器，所述制动器用于制动轮毂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过前独立悬架和弹性减振装置将轮毂的垂直方向上的受力以及跳动转换为超平机器人的横向的力以及跳动，并通过弹性减振装置进行缓冲和减振；从而使得超平机器人在遇到路面不平或者载荷变化等状况时的整车高度变化范围减小；同时改善发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向的状况，改善超平机器人的转向和操纵稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例中超平机器人的前独立悬架系统的结构示意图。

图2为本发明实施例中超平机器人的前独立悬架系统的正视图。

图3为本发明实施例中超平机器人的前独立悬架系统的俯视图。

图4为本发明实施例中连杆臂的结构示意图。

图5为本发明实施例中固定安装件一的结构示意图。

图6为本发明实施例中固定安装件二的结构示意图。

图7为本发明实施例中弹性元件和减振器的结构示意图。

图8为本发明实施例中连接臂的结构示意图。

图9为本发明实施例中三角形臂的结构示意图。

附图中：1、固定安装件一；2、连杆臂；3、弹性元件；4、减振器；5、连接臂I；6、连接臂II；7、销；8、固定安装件二；9、垫圈I；10、垫圈II；11、轮毂；12、转向节；13、制动器；14、三角形臂；15、弹性元件线圈套；16、弹性元件套筒；17、弹性元件套筒盖；18、减振器体；19、减振器套筒；20、减振器套筒盖。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种超平机器人的前独立悬架系统，包括：前独立悬架，所述前独立悬架包括三角形臂14、连杆臂2和连接件，所述连杆臂2的两端分别通过连接件连接轮毂11和车架，如图9所示，所述三角形臂14具有呈三角形排列的三个连接孔；以及弹性减振装置，所述弹性减振装置的一端与远离轮毂11一侧的连接孔连接，另一端连接与车架连接的连接件，靠近轮毂11一侧的两个所述连接孔分别连接连杆臂2顶部的车架和连杆臂2的中部。

当超平机器人遇到路面不平或者载荷变化等状况时，超平机器人的车轮和轮毂在竖直方向的力会同步变化，影响到超平机器人的平稳，通过前独立悬架将产生的作用在车轮上竖直方向上的力和位移传递给与轮毂11相连的连杆臂2，连杆臂2远离轮毂的一端通过连接件连接车架，这一路连接的受力为水平方向上的受力；另一方面再由与连杆臂2连接的三角形臂14分两路，一路连接弹性减振装置，另一路连接支架；两路将车轮上竖直方向上的力以及跳动转换为超平机器人的横向（或者与水平方向有小夹角的斜向）的力以及跳动。经过弹性减振装置的缓冲作用和衰减振动作用，使得超平机器人在遇到路面不平或者载荷变化等状况时的整车高度变化范围减小。当超平机器人加速减速时，也会改善发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向的状况，改善超平机器人的转向和操纵稳定性。

请参阅图1-3，本发明的另一个实施例中，所述连接件包括固定安装件一1和转向节12，所述连杆臂2的两端分别通过转向节12、固定安装件一1连接轮毂11和车架。

如图5所示，所述固定安装件一1设有与连杆臂2、弹性减振装置连接的挂耳；进一步的，所述连接件包括连接臂和销7，所述三角形臂14分别通过连接臂5、销7连接连杆臂2的中部和弹性减振装置；如图4、8所示，所述连接臂5的两端开设有用于连接的光滑通孔，所述连杆臂2呈X型，在连杆臂2中部的交叉处的侧面开设与连接臂5连接的光滑通孔。

两个连接臂作为连接臂I5、连接臂II6连接三角形臂14与连杆臂2，轮毂受力变化时，连杆臂2将通过连接臂I5、连接臂II6使得三角形臂14转动，进而将运动和受力传递给在超平机器人上横向布置的弹性减振装置，经过弹性减振装置的缓冲作用和衰减振动作用，使得轮毂的垂直方向上的受力以及跳动转换为超平机器人的横向力以及跳动，从而使得超平机器人在遇到路面不平或者载荷变化等状况时的整车高度变化范围减小。当超平机器人加速减速时，也会改善发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向的状况，改善超平机器人的转向和操纵稳定性。

请参阅图6，本发明的一个优选实施例中，所述连接件还包括固定安装件二8，所述三角形臂的连接孔通过固定安装件二8连接连杆臂2顶部的车架。

所述三角形臂的连接孔与固定安装件二8通过螺栓连接，且所述螺栓与固定安装件二8及连接孔的连接处光滑无螺纹，避免固定安装件二8在转动时，被螺栓损坏。

请参阅图6，本发明的另一个实施例中，所述连接臂5与三角形臂14之间设有垫圈。

两个垫圈分别作为垫圈I9和垫圈II10设置在三角形臂两侧与连接臂I5、连接臂II6的连接处保持所述连接臂I5、连接臂II6平行设置，避免连接臂I5、连接臂II6在连接三角形臂14与连杆臂2发生倾斜；起支撑调节作用，也保持力的均匀分布。

请参阅图6，本发明的另一个实施例中，所述弹性减振装置的几何中心轴与水平方向的夹角小于30°。

所述弹性减振装置的几何中心轴与水平方向的夹角为5°，使得轮毂的垂直方向上的受力以及跳动大部分转换为超平机器人的横向力以及跳动，仅少量的垂直方向上的受力通过弹性减振装置传递至车架；从而使得超平机器人在遇到路面不平或者载荷变化等状况时的整车高度变化范围减小。

进一步的，所述弹性减振装置的几何中心轴与水平方向的夹角为0°，使得轮毂的垂直方向上的受力以及跳动转换为超平机器人的横向力以及跳动，无垂直方向上的受力通过弹性减振装置传递至车架；从而使得超平机器人在遇到路面不平或者载荷变化等状况时的整车高度变化范围减小。

请参阅图7，本发明的另一个实施例中，所述弹性减振装置包括一体安装的弹性元件3和减振器4。

具体的，所述减振器4通过减振器套筒19连接三角形臂14；所述弹性元件3通过弹性元件套筒16连接连接件包括的固定安装件一1。

所述减振器4的减振器体18设有减振器套筒19，减振器套筒19侧部安装减振器套筒盖20，减振器套筒19和减振器套筒盖20的安装约束了减振器体18的几何轴向位移，但不约束其转动，避免了三角形臂14转动时发生卡滞。减振器套筒19通过销7连接三角形臂14。弹性元件3与固定安装件一1连接的一端设有弹性元件线圈套15、弹性元件套筒16及弹性元件套筒盖17，所述弹性元件线圈套15及设置在弹性元件线圈套15内的线圈弹簧起缓冲减振的作用，减少了超平机器人在遇到路面不平或者载荷变化等状况时的车架所受的垂直方向的力。弹性元件套筒16及弹性元件套筒盖17与固定安装件一1，使得弹性元件3和减振器4在运动时与三角形臂14的转动向适应，避免弹性元件3和减振器4受力折断。

请参阅图1，本发明的另一个实施例中，还包括制动器13，所述制动器13用于制动轮毂11。

所述制动器13安装在车架上，超平机器人的制动系统通过所述制动器13制动轮毂11。

本发明的工作原理：当超平机器人遇到路面不平或者载荷变化等状况时，超平机器人的车轮和轮毂在竖直方向的力会同步变化，影响到超平机器人的平稳，通过前独立悬架将产生的作用在车轮上竖直方向上的力和位移传递给与轮毂11相连的连杆臂2，连杆臂2远离轮毂的一端通过连接件连接车架，这一路连接的受力为水平方向上的受力；另一方面再由与连杆臂2连接的三角形臂14分两路，一路连接弹性减振装置，另一路连接支架；两路将车轮上竖直方向上的力以及跳动转换为超平机器人的横向（或者与水平方向有小夹角的斜向）的力以及跳动。经过弹性减振装置的缓冲作用和衰减振动作用，使得超平机器人在遇到路面不平或者载荷变化等状况时的整车高度变化范围减小。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种超平机器人的前独立悬架系统，其特征在于，包括：

前独立悬架，所述前独立悬架包括三角形臂、连杆臂和连接件，所述连杆臂的两端分别通过连接件连接轮毂和车架，所述三角形臂具有呈三角形排列的三个连接孔；

以及弹性减振装置，所述弹性减振装置的一端与远离轮毂一侧的连接孔连接，另一端连接与车架连接的连接件，靠近轮毂一侧的两个所述连接孔分别连接连杆臂顶部的车架和连杆臂的中部。

2.根据权利要求1所述的超平机器人的前独立悬架系统，其特征在于，所述连接件包括固定安装件一和转向节，所述连杆臂的两端分别通过转向节、固定安装件一连接轮毂和车架。

3.根据权利要求1所述的超平机器人的前独立悬架系统，其特征在于，所述连接件包括连接臂和销，所述三角形臂分别通过连接臂、销连接连杆臂的中部和弹性减振装置。

4.根据权利要求3所述的超平机器人的前独立悬架系统，其特征在于，所述连接件还包括固定安装件二，所述三角形臂的连接孔通过固定安装件二连接连杆臂顶部的车架。

5.根据权利要求3所述的超平机器人的前独立悬架系统，其特征在于，所述连接臂与三角形臂之间设有垫圈。

6.根据权利要求1所述的超平机器人的前独立悬架系统，其特征在于，所述弹性减振装置的几何中心轴与水平方向的夹角小于30°。

7.根据权利要求1所述的超平机器人的前独立悬架系统，其特征在于，所述弹性减振装置包括一体安装的弹性元件和减振器。

8.根据权利要求7所述的超平机器人的前独立悬架系统，其特征在于，所述减振器通过减振器套筒连接三角形臂。

9.根据权利要求7所述的超平机器人的前独立悬架系统，其特征在于，所述弹性元件通过弹性元件套筒连接连接件。

10.根据权利要求1-9任一所述的超平机器人的前独立悬架系统，其特征在于，还包括制动器，所述制动器用于制动轮毂。

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