CN112368160A - 用于交通工具的轮内三臂悬架 - Google Patents

Abstract

一种轮内悬架系统包括一个组件，该组件具有主臂、第一连杆单元以及第二连杆单元，该主臂在主臂上的连接点处枢转地连接到轮的轴点，第一连杆单元在一端处枢转地连接到主臂的第一端，第二连杆单元在一端处枢转地连接到主臂的第二端。未连接到主臂的第一连杆单元的至少一个第二端和第二连杆单元的至少一个第二端各自以其之间的界定距离可枢转地连接到基准框架，从而形成大致“Z”形的形状。

Description

用于交通工具的轮内三臂悬架

发明的技术领域

本发明总体上涉及交通工具的悬架系统，更具体地说，涉及交通工具的轮内悬架系统(in-wheel suspension systems)。

发明背景

悬架系统是构造成将交通工具底盘悬挂在交通工具的轮上方的系统，以保持对道路的良好抓地力，同时将交通工具系统与道路震动和冲击隔离开来。这些可能是需要妥协的矛盾要求。常用的悬架系统，无论是前悬挂还是后悬挂，都包括：弹簧、减震器以及交通工具的底盘和轮之间的连杆，所有这些都在轮外部。

轮内悬架系统有几个优点，也有一些必须克服的挑战。这种悬架系统可以减轻交通工具的重量，并允许分别对每个轮进行柔性阻尼。有几个轮内悬架系统的例子，这些系统需要与交通工具底盘进行复杂的连接，或者需要使用与电动马达连接的昂贵的电动悬架系统。这种系统不可以实施于所有交通工具。

瓦特连杆(Watt’s linkage)(也称为平行连杆)是一种众所周知的机械连杆，由三个臂组成，呈“Z”形构造，其中中心臂的中心移动点被构造为沿大体直线移动。这种机构可以用在交通工具悬架系统中，允许交通工具的轴竖直地移动，同时防止侧向运动。当用于交通工具悬架系统时，瓦特连杆组装在轮外部。

以前从未有人试图将瓦特连杆结合到轮内悬架系统中使得整个瓦特连杆位于轮的内轮辋中。

发明概述

本发明的一些方面涉及一种轮内悬架系统，其包括组件，该组件可以包括：主臂、至少第一连杆单元以及至少第二连杆单元，主臂在主臂上的连接点(例如，中点)处可枢转地连接到轮的轴点(例如，包括在轮的轮毂轴、轮的轴承、轮的轴中等)，第一连杆单元在第一端处枢转地连接到主臂的第一端，第二连杆单元在第一端处枢转地连接到主臂的第二端，其中未连接到主臂的第一连杆单元的至少一个第二端和第二连杆单元的至少一个第二端可以各自以其之间的界定距离可枢转地连接到基准框架(reference frame)，从而形成大体上“Z”形的形状。

在一些实施方案中，组件还包括至少第三连杆单元，该第三连杆单元具有在界定位置枢转地连接到主臂的第一端和枢转地连接到基准框架的第二端。

在一些实施方案中，第三连杆单元的第一端和第二端中的至少一个可以经由球形接头枢转地连接。

在一些实施方案中，在主臂的第一端处枢转地连接的第一连杆单元的第一端和在主臂的第二端处枢转地连接的第二连杆单元的第一端中的至少一个经由球形接头枢转地连接。

在一些实施方案中，第一连杆单元的至少一个第二端和第二连杆单元的至少一个第二端连接，以允许相应的单元分别轴向地绕第一轴线和第二轴线枢转。

在一些实施方案中，第一轴线和第二轴线可以彼此不平行。

在一些实施方案中，每个连杆单元包括一个或更多个连接元件和两个或更多个枢转连接部。

在一些实施方案中，一个或更多个连接元件可以选自由以下组成的组：臂、杆、杠杆和轴。

在一些实施方案中，两个或更多个枢转连接部选自由以下组成的组：轴承、铰链和球形接头。

在一些实施方案中，组件可以被构造成限制连接点相对于第一和第二连杆单元的第二端沿着大体上直的线的移动。

在一些实施方案中，组件的总宽度超过轮的内轮辋的深度。

在一些实施方案中，组件的总宽度最多可以是轮的内轮辋的深度。

在一些实施方案中，悬架系统还包括：减震单元。在一些实施方案中，减震单元可以在两个连接点之间连接到组件，这两个连接点被构造成允许减震单元响应于主臂以及第一连杆单元和第二连杆单元中的至少一个的位置变化而改变其长度。在一些实施方案中，旋转减震单元可以连接到主臂以及第一连杆单元和第二连杆单元中的至少一者的枢转连接部中的一个。在一些实施方案中，减震单元可以连接在主臂的第一端和第二连杆单元的至少一个第二端中的一者之间。

在一些实施方案中，减震单元可以选自由以下组成的组：弹簧、单管减震器、双管减震器、绞牙避震减震器(Coilover shock absorber)、旋转减震器、空气减震器、磁性减震器、能量收集减震器和液压气动减震器。

在一些实施方案中，基准框架可以是以下中的一个：交通工具底盘、可连接到交通工具底盘的元件、连接到输送机的元件、连接到飞机起落架的元件及类似物。

在一些实施方案中，第一连杆单元的至少一个第二端或第二连杆单元的至少一个第二端相对于主臂的连接点的最大允许移动量可以小于轮的内轮辋的半径。

在一些实施方案中，可以提供轮，该轮包括内轮辋和根据以上描述的轮内悬架系统，该轮内悬架系统被组装在内轮辋中。

在一些实施方案中，公开了一种在交通工具中组装根据以上描述的轮内悬架系统的方法，包括提供至少一个轮内悬架组件和减震单元。在一些实施方案中，减震单元可以在两个连接点之间连接到组件，这两个连接点被构造成允许减震单元响应于主臂以及第一连杆单元和第二连杆单元中的至少一个的位置变化而改变其长度。在一些实施方案中，减震单元可以连接到主臂以及第一连杆单元和第二连杆单元的枢转连接部中的一个。在一些实施方案中，该方法可以进一步包括将轮内悬架系统放置在轮的内轮辋内，将主臂的连接点(例如，在中点处)枢转地连接到轮的轴点(例如，在轮的轮毂轴、轴承、轴等的轴线上的点)，并且将至少一个第一连杆单元的至少一个第二端和第二连杆单元的至少一个第二端以其之间的界定距离枢转地连接到基准框架，从而形成大体上“Z”形的形状。

在一些实施方案中，基准框架可以是以下中的一个：交通工具底盘和可连接到交通工具底盘的元件。

在一些实施方案中，减震单元可以选自由以下组成的组：弹簧、单管减震器、双管减震器、绞牙避震减震器、旋转减震器、空气减震器、磁性减震器、能量收集减震器和液压气动减震器。

在一些实施方案中，相对于第一连杆单元和第二连杆单元的第二端的连接点可以被限制为沿着单一的大体上直的线移动。

在一些实施方案中，至少一个第一连杆单元的至少一个第二端或至少一个第二连杆的至少一个第二端相对于主臂的连接点的最大允许移动量可以小于轮的内轮辋的半径。

附图简述

被考虑为本发明的主题在说明书的结论部分中被特别指出并被清楚地主张。然而，本发明关于组织以及操作方法两者连同其目的、特征和优点可以通过在与附图共同地阅读时参照以下的详细描述被最好地理解，在附图中：

图1A是根据本发明一些实施方案的组装在道路上行驶的轮中的轮内悬架系统的示意图；

图1B是根据本发明的一些实施方案的组装在道路上各种阻碍物处的轮中的轮内悬架系统的示意图；

图2A-2D是根据本发明的一些实施方案的轮内悬架组件的图示；

图3A和图3B是根据本发明的一些实施方案的包括轮内悬架系统的轮的图示；

图4A是根据本发明的一些实施方案的轮内悬架组件的图示；

图4B是根据本发明一些实施方案的组装在轮的内轮辋内并连接到基准框架的轮内悬架系统的图示；

图5A-5C是根据本发明一些实施方案的轮内悬架系统的臂在轮和基准框架的3个不同位置处的位置的图示；

图6是根据本发明的一些实施方案的在输送机中的轮内悬架系统的组件的图示；

图7A是根据本发明一些实施方案的飞机起落架中的轮内悬架系统的组件的图示；

图7B是用于与图7A的飞机起落架进行比较的常用飞机起落架的图示；和

图8是根据本发明的一些实施方案的将轮内悬架系统组装在交通工具或机械系统中的方法的流程图。

应理解，为了说明的简单和清楚，在附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外，在被考虑为适当的情况下，参考标记可在附图当中重复以指示相对应的或类似的元件。

发明的详细描述

在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域中的技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其他实例中，没有详细描述公知的方法、过程和部件，以便不使本发明模糊。

本发明的各方面可以涉及一种轮内悬架系统，该系统可以包括呈瓦特连杆构造的三个臂，所有这些臂都组装在轮的内轮辋内。这种悬架系统可以是紧凑的、重量轻的，并且可以进一步允许单独阻尼每个轮，使得一个轮下的道路上的凸起或坑洼完全不会影响其他轮的任何一个其他悬架系统。根据本发明一些实施方案的轮内悬架系统还可以包括减震单元，该减震单元用于阻尼和吸收由道路中的凸起或坑洼引起的震动。

为了更好地说明本发明的一般构思，现在参考图1A，其是根据本发明的一些实施方案的组装在轮(例如，在道路上行驶的轮)中的轮内悬架系统的示意图。可以组装轮内悬架系统100，使得其可以至少部分地容纳在轮10内并且可以连接到交通工具的基准框架8(例如，底盘)，如虚线所示。轮内悬架系统100可以包括悬架组件105和减震单元140。当悬架组件105组装在轮10中并连接到基准框架(例如，交通工具底盘)时，悬挂组件105可以具有大体上“Z”形的形状(如图所示)。大体上“Z”形的形状可以涉及直接的“Z”形的形状和“Z”形的形状的镜像。“Z”形的形状可以被界定在单个平面上(即，其两个平行或接近平行的部分的移动在同一平面上)，或者可以具有三维构造(即，其两个平行或接近平行的部分可以在公共平面之外运行)。因此，任何包括主臂的形状都在本发明的范围内，该主臂在其每一端部处连接到附加臂(或单元)，使得两个臂的另一端部指向大体相反的方向。

组件105的“Z”形的形状可允许连接点115(例如，中点)将组件105连接到轮10的轴点18，并允许连接点115沿大体直线移动，从而当轮10在道路50上时，允许沿图中的Z轴方向竖直移动。在一些实施方案中，轮10的轴点18可以是以下中的至少一个的轴线：轮10的轮毂轴、轴承、轴等。Z方向由穿过轮10接触道路50的点55并穿过连接点115的线界定。方向X和Y垂直于方向Z，其中方向X是轮10的滚动方向。在一些实施方案中，连接点115可以位于中点处，因此与道路50的距离大体上相同，而不管状况(例如道路50中的凸起或坑洼)如何，如图1B所示，组件105的“Z”形的形状可以允许连接点115相对于系统100的所有其他元件沿着Z轴方向或任何其他方向沿大体上直的线移动。因此，在一些实施方案中，当交通工具的底盘连接到组件105时，底盘(和交通工具的其他系统)可以被允许相对于道路50移动，这将在图5A-5B中详细示出和讨论。

现在参照图2A-2D，其是根据本发明的一些实施方案的轮内悬架组件的图示。悬架组件105可以包括主臂110(在本领域中也称为立柱)，该主臂110在主臂110的连接点115、115’或155”处可枢转地连接到轮10的轴点18，该轴点18可以在轮10的轮毂轴18、轴18或轴承18的轴线上(在图3A-3B中详细示出)。如本文所用，术语“枢转地连接”可以指任何枢转连接，直枢轴(straight pivot)(例如轴承)或者是球形接头。悬架组件105还可以包括至少第一连杆单元120以及至少第二连杆单元130，第一连杆单元120在第一端122处枢转地连接到主臂110的第一端，第二连杆单元130在第一端132处枢转地连接到主臂110的第二端。

在一些实施方案中，连接点可以位于主臂110的中点115处。连接点115可以位于距第一端122和第一端134处的连接部的均等距离处。在一些实施方案中，可以考虑连接点的其他位置，例如，位于距第一端122和第一端134不同距离处的不对称连接点115’和115”。例如，不对称的布置可以允许悬架系统100和减震单元(例如，图3A-4B所示的减震单元140)遇到凸起(例如，当轮相对于底盘向上移动时)，同时经受比遇到坑洼时更大的力。在一些实施方案中，不对称布置可以包括第一连杆单元120和第二连杆单元130的不同长度。

如本领域技术人员应该理解的，在图2-5中，在距第一端122和第一端134处的连接部的均等距离处示出的连接点115仅作为示例给出。在一些实施方案中，不对称位置115’和115”可以被认为是连接点115的可选替代物。

在一些实施方案中，第一连杆单元120的至少一个第二端124和第二连杆单元130的至少一个第二端134没有连接到主臂110，第二端124和第二端134可以各自以其之间的界定距离枢转地连接到基准框架8(在图3B中示出)，从而形成大体上“Z”形的形状。大体上“Z”形的形状可以允许主臂110和至少一个第一连杆单元120和至少一个第二连杆单元130形成并充当瓦特连杆构造。

如这里所使用的，大体上“Z”形的形状可以不一定在单个平面上，而是可以具有稍微三维的移动，只要瓦特连杆构造的原理可以被维持。因此，在一些实施方案中，组件105可以被构造成限制连接点115相对于第一连杆单元120的第二端124和第二连杆单元130的第二端134沿着大体直线的移动。

在一些实施方案中，组件105可以进一步包括至少第三连杆单元160，如图2C和2D所示。第三连杆单元160可以具有在界定位置处枢转地连接到主臂110的第一端162和枢转地连接到基准框架8(如图3B所示)的第二端164。在一些实施方案中，第三连杆单元160的第一端162和第二端164中的至少一个可以通过球形接头枢转地连接，如图所示。

在一些实施方案中，每个连杆单元120、130或160可以包括一个或更多个连接元件和两个或更多个枢转连接部。根据本发明实施方案的连接元件可以包括可以枢转地连接到主臂110和基准框架8(如图4B所示)的任何结构元件。例如，连接元件可以包括一个或更多个臂、一个或更多个杆、杠杆、轴和/或轮廓，如图2A-2D所示。例如，图2A所示的第一连杆单元120可以包括两个连接元件121和122(例如，臂或杆)，每个连杆元件在两个第一端122处枢转地连接到主臂110，并且还可以在另外两个第二端124处连接到基准框架8。

在另一个例子中，如图2B所示，第一连杆单元120可以包括单个“H”形连杆元件125，其在两个第一端122处连接到主臂110，并且在另外两个第二端124处连接到基准框架8(如图4B所示)。在一些实施方案中，“H”形连杆元件125可以通过两个轴枢转地连接到主臂和/或框架8。在一些实施方案中，连杆元件125可以不包括“H”形的形状，并且可以仅通过在其每个端部处经由单个轴连接来界定，第一轴在端部122中，第二轴在端部124中。在一些实施方案中，“H”形连杆元件125可以由脊形轮廓制成(如图所示)，或者可以包括刚性或枢转连接的任何其他元件。

在图2C所示的又一示例中，第一连杆单元120可以包括单个“V”形连杆元件126，该连杆元件126在单个第一端122处连接到主臂110，并且可以在另外两个第二端124处连接到基准框架8。在一些实施方案中，“V”形连杆元件126可以在一端(例如，端部122)经由球形接头枢转地连接并且在另一端(例如，端部124)经由一个轴枢转地连接。在一些实施方案中，连杆元件126可以不包括“V”形的形状，并且可以进一步仅由在其两端处的两个不同的枢轴连接部界定。

在图2D所示的第四示例中，第一连杆单元120可以包括两个连杆元件128和129，每个连杆元件都是在第一端122处枢转地连接(例如，经由球形接头)到主臂110并且在两个第二端124处枢转地连接到基准框架(例如，图4B所示的框架8)的杆。图2D的连杆单元130可以包括两个连杆元件138和139，每个连杆元件是在第一端132处枢转地连接(例如，经由球形接头)到主臂110并且在两个第二端134处枢转地连接到基准框架(例如，图4B中示出的框架8)的杆，并且连杆单元160可以包括在第一端162处枢转地连接(例如，经由球形接头)到主臂110并且在第二端162处枢转地连接到基准框架的单个连杆元件161。

在又一个示例中，第二连杆单元130可以包括“V”形连杆元件131，如图2A-2C所示，并且该“V”形连杆元件131被构造为在单个第一端132处连接到主臂110，并且可以在另外两个第二端134处连接到基准框架8(如图4B所示)。在图2D所示的另一个例子中，第二连杆单元130可以包括两个连杆元件138和139，每个连杆元件是在第一端132处枢转地连接(例如，经由球形接头)到主臂110并且在两个第二端134处枢转地连接到基准框架的杆。在图2C所示的实施方案中，第三连杆单元160可以包括单个连杆元件161，该单个连杆元件161在第一端162处枢转地连接(例如，经由球形接头)到主臂110，并且在第二端164处枢转地连接到基准框架。在图3-4中给出了连杆单元和连杆元件的另外的例子。

在一些实施方案中，包括在连杆单元120、130和/或160中的枢转连接部可以包括允许绕至少一个轴线枢转的任何连接部。例如，枢转连接部可以包括：轴承、衬套、铰链、球形接头(例如，球接头、海姆接头(Heim joints)等)及类似物。例如，第一连杆单元120的至少一个第一端122可以在主臂110的第一端处经由球形接头枢转地连接，如图2C和图2D所示。在一些实施方案中，第二连杆单元130的第一端132可以在主臂110的第二端处经由球形接头枢转地连接，如图2A-2D所示。在一些实施方案中，第一连杆单元120的第一端122和/或第二连杆单元130的第一端132可以经由轴承连接，如图3-5所示。

在一些实施方案中，第一连杆单元120的至少一个第二端124和第二连杆单元130的至少一个第二端134可以连接，以允许相应的单元分别绕第一轴线12和第二轴线13轴向地枢转，如图2A-2C和图3-5所示。这种连接可能需要使用一个或更多个轴承。在一些实施方案中，第一轴线12和第二轴线13可以彼此不平行，以允许轮10轻微外倾(slight camber)。

现在参考图3A-3B，其是根据本发明的一些实施方案的交通工具的轮内的轮内悬架系统的图示。轮内悬架100可以组装在机动交通工具的轮10中或非机动交通工具的轮10中。轮内悬架100可以包括组件205和减震单元140。轮10可以包括轮胎20、内轮辋16和轴点18。

在图4A中更详细地示出的组件105可以包括主臂110(在本领域中也称为立式臂)，该主臂110在主臂110的连接点115处可枢转地连接到轮10的轴点18(例如，位于轮毂轴、轮10的轴承、轮10的轴等中的一个的轴线上)，第一连杆单元220在第一端222处枢转地连接到主臂110的第一端，并且第二连杆单元230在第一端232处枢转地连接到主臂110的第二端。在一些实施方案中，第一连杆单元220的第二端224和第二连杆单元230的第二端234(未连接到主臂110)可枢转地连接到基准框架，例如图4B所示的基准框架8(例如底盘)。在一些实施方案中，第二端224和第二端234可以以它们之间的界定距离枢转地连接，从而形成瓦特连杆构造典型的“Z”形的形状。

在一些实施方案中，主臂110的连接点115可以被限制为相对于第一连杆单元120的第二端224和第二连杆单元130的第二端234沿着单一的大体上直的线移动，如参照图5A-5C所示和所讨论的。在一些实施方案中，在连接点115处，主臂110可以包括用于保持轴承的任何指定的孔，该轴承被构造成支承轮10的轮毂轴。在一些实施方案中，在端部222和232处，主臂110可以包括用于保持轴承的指定孔，该轴承被构造成支承枢轴，以允许主臂110枢转地连接到第一连杆单元220和第二连杆单元230。在一些实施方案中，指定的孔可以各自被构造成保持球形接头的第一部分，这可以允许主臂110和连杆单元220和230之间的连接部围绕多于一个的轴线枢转，如以上关于图2A-2D所公开和讨论的。

主臂110可以具有足以承受从轮毂轴和/或轮10的轴承以及连杆单元220和230中的一个施加在主臂110上的力和应力的轮廓和尺寸。主臂110还可以由减震单元140加载。主臂110可以由任何合适的材料制成，例如各种类型的钢和/或复合材料。例如，用于重量为1600千克、轮缘直径为17英寸的客车的主臂110可以被构造为保持800千克的载荷。这种臂110可以具有20毫米厚度的轮廓。

第一连杆单元220可以包括在端部222处的第一孔，用于保持轴承，以允许枢轴将第一连杆单元220枢转地连接到主臂110。在一些实施方案中，该孔可以保持球形接头的第二部分，以允许连杆单元220和主臂110绕多于一个的轴枢转。第一连杆单元220还可以包括在端部224处的第二孔，用于保持轴承，以允许枢轴将第一连杆单元220枢转地连接到基准框架8(如图4B所示)和减震单元140。

第一连杆单元220可以包括单个连杆元件，该连杆元件具有足以承受由主臂110、减震单元140和交通工具底盘(如图4B所示)施加的载荷和力的轮廓和尺寸。

第二连杆单元230可以包括在端部232处的第一孔，用于保持轴承，以允许枢轴将第二连杆单元230枢转地连接到主臂110。在一些实施方案中，该孔可以保持球形接头的第二部分，以允许连杆单元230和主臂110绕多于一个的轴枢转。第一连杆单元220还可以包括位于端部234处的第二孔，用于保持轴承，以允许枢轴将第二连杆单元230枢转地连接到基准框架8(如图4B所示)。

第二连杆单元230可具有足以承受由主臂110和交通工具底盘(如图4B所示)施加的载荷和力的轮廓和尺寸。

在一些实施方案中，减震单元140可以是可组装到组件105中的任何单元，该减震单元140被构造成吸收、阻尼、减少等由外力施加到组件105的震动。减震单元140可以是紧凑的单元，其可以允许悬架系统100组装在轮辋16中。在一些实施方案中，减震单元可以在两个连接点之间连接到组件，这两个连接点被构造成允许减震单元响应于主臂以及第一和第二连杆单元中的至少一个的位置变化而改变其长度。例如，这种更精简的减震单元140可以在一端处连接到第一连接单元120和第二连接单元130中的一个，并且在另一端处枢转地连接到基准框架(例如，图4B所示的框架8)。

在一些实施方案中，减震单元140可以是旋转减震单元，其被构造为根据轮移动而旋转。在一些实施方案中，旋转减震单元140可以例如在端部122/222、124/224、132/232和/或134/234连接到主臂和第一和第二连杆单元的枢转连接部中的一个。例如，减震单元140可以是旋转弹簧或旋转阻尼器。

减震单元140可包括任何机械、液压、磁、电、气动装置或其组合，其可被构造成通过将震动的动能转换成热、电流和/或磁通量来吸收和阻尼震动脉冲。减震单元140可包括以下至少一种：弹簧(如图1A所示)、单管减震器、双管减震器、绞牙避震减震器(如图1B所示)、旋转减震器、空气减震器、磁性减震器、能量收集减震器和液压气动减震器及类似物。

在一些实施方案中，组件205可进一步包括臂延伸部250，如图4A所示，用于延伸端点224和232之间的距离，以增加减震单元140的行程。在一些实施方案中，组件105可以进一步包括一个或更多个限制部260(也在图2A中示出)，用于防止端部132撞击端部224和/或防止端部222撞击端部234。

现在参考图4B，图4B是根据本发明的一些实施方案的组装在轮10的轮辋16内并连接到基准框架8(例如，连接到交通工具底盘)的轮内悬架100的图示。在一些实施方案中，第一连杆单元120或220的第二端124或224或第二连杆单元130或230的第二端134或234相对于主臂110的连接点115的最大允许移动量可以小于轮10的内轮辋16的内半径。这种构造可允许内轮辋16完全容纳轮内悬架100的组件105或205。在一些实施方案中，组件105或205的宽度可以小于轮的内轮辋的深度。在一些实施方案中，组件105或205的总宽度可以超过轮10的内轮辋16的深度，如图1B所示。在一些实施方案中，组件105或205的大部分宽度可以容纳在轮10的轮辋16的内部空间内，如图1A和图3A-3B所示。

现在参考图5A-5C，它们是根据本发明的一些实施方案的轮内悬架的臂在轮和底盘的3个不同位置处的位置的图示。两条虚线表示当交通工具在道路50上时交通工具底盘的位置。如上文所讨论的，这种组件可以允许连接点115连接到轮10的轴点18，以沿大体上直的线移动并形成瓦特连杆。因此，当轮10在道路50上行驶时，不管道路的状况如何，底盘(以虚线表示)大体上保持在相同的地方，并且只有连杆单元120/220和130/230以及减震单元140被配置为移动。例如，当轮在道路50中的凸起52上行驶时，如图5A所示，连杆单元120/220的端点124/224在减震单元140上施加力，使单元140压缩并吸收来自凸起52的震动，并进一步允许连接点115(例如，中点)向上移动，同时允许底盘相对于道路50保持在大体相同的位置。在另一个例子中，如图3B所示，当轮在平坦的道路50上行驶时，组件105/205在道路50上完全平衡，使得连接点115位于端部124/224和端部134/234之间的由预载设定确定的a点。然而，当轮在道路50中的坑洼54上行驶时，如图5C所示，端部124/224和134/234被向上推动，减震单元140伸展(例如，同时吸收震动)，允许连接点115向下移动，同时允许底盘相对于道路50保持在大体相同的位置。

从图5A-5C可以看出，根据本发明实施方案的轮内悬架系统可以允许交通工具在道路上保持大体平衡，而不管每个轮分别应对什么障碍物，从而允许交通工具中的乘客更舒适地乘坐。

如本领域技术人员所理解的，结合图2-5示出和讨论的连杆单元、枢转连接部和连杆元件仅作为示例给出，并且本发明总体上不限于这些特定构造。

现在参照图6，其是根据本发明的一些实施方案的组装在输送机中的轮内悬架系统的图示。根据本发明的一些实施方案，输送机600可以包括带605和一个或更多个轮610，每个轮包括轮内悬架系统100。在一些实施方案中，组装的轮内悬架系统100可以允许阻尼由上传到输送机600的各种货物引起的震动，从而保护马达(未示出)和输送机600的其他传动系统和结构零件。在一些实施方案中，上传的货物可以在输送机600上大体上施加额定载荷(例如，输送机被设计成运送的平均载荷)。在这种情况下，悬架系统100可以吸收载荷，并且可以大体上保持在其额定(例如，中心)位置。在一些实施方案中，当输送机600装载有高于或低于额定载荷的载荷时，悬架系统100的主臂和连杆单元可以移动以允许减震和移动补偿。在载荷高于额定载荷的情况下，悬架系统100可以被压缩，而在载荷低于额定载荷的情况下，悬架系统100可以被伸展。

现在参照图7A，其是根据本发明的一些实施方案的飞机起落架的图示。起落架700可包括两个或更多个轮710，每个轮包括根据本发明的一些实施方案的轮内悬架系统100。相比之下，图7B所示的常用起落架包括两个或更多个轮750，每个轮都由外部减震器760阻尼。因此，通常使用的起落架的尺寸受轮750限制，因为必须为减震器760留出空间。此外，所有轮750被组装到单个刚性底盘，这迫使所有轮一起响应任何障碍物而起作用。

相比之下，将悬架系统100放置在轮710内可允许轮710的直径伸展，从而允许轮710有更好的附着摩擦力。在一些实施方案中，将悬架系统100放置在轮710内可以节省起落架700消耗的总体积。此外，起落架700可允许每个轮710分别应对障碍物，从而为飞机提供更好的减震。

在一些实施方案中，轮内悬架系统100可以组装在其他机械或机械式系统中，并且基准框架8可以包括在这样的机械或机械式系统中或连接到这样的机械或机械式系统。在一些实施方案中，当机动化工业系统包括需要可预测的动态响应的旋转轴的狭窄的占地面积时，根据本发明的一些实施方案的轮内悬架100可以提供必要的解决方案。例如，悬架100可以实施于各种纺织机械、机械压力机、工业打印机及类似物。本领域技术人员应该理解，交通工具、输送机和飞机起落架仅作为例子给出。

现在参考图8，其是根据本发明的一些实施方案的将轮内悬架组装在交通工具或其它机械系统中的方法的流程图。在框410中，可以提供至少一个轮内悬架系统，例如，图1-5所示的轮内悬架系统100之一。在一些实施方案中，第一对轮内悬架系统100可被设置成组装到交通工具的前轮，和/或第二对轮内悬架系统100可被设置成组装到交通工具的后轮。

在框420中，轮内悬架可以被放置在轮的内轮辋内。例如，轮内悬架系统100可以被放置在内轮辋16内，如图1A、图1B、图3A、图3B、图4A和图5A-5C所示。在框430中，主臂的连接点可以枢转地连接到轮的轴点。例如，中点115可以包括孔和轴承，以枢转地连接到轮10的轴点18。

在框440中，第一连杆单元的第二端和第二连杆单元的第二端可以以其之间的界定距离枢转地连接到基准框架(例如，基准框架8)，从而形成大致“Z”形的形状。例如，第一连接单元120的第二端124和第二连接单元130的第二端134可以以预定距离连接到基准框架8，基准框架8可以是例如交通工具的底盘或可连接到交通工具底盘的元件。在一些实施方案中，基准框架8可以被包括在任何机械系统中，例如图6-7所示的输送机600和起落架700。这种连接可以形成瓦特连杆，该瓦特连杆包括主臂110、第一连杆单元120和第二连杆单元130，从而允许连接点115相对于第一连杆单元和第二连杆单元的第二端(例如，端部124和134)沿着单一的大体上直的线(例如，当交通工具在道路上时，道路的法线)的移动受到限制。在一些实施方案中，当组装在内轮辋内时，第一连杆单元的第二端或第二连杆单元的第二端相对于主臂的连接点的最大允许移动量可以小于轮内轮辋的半径。

虽然在本文示出和描述了本发明的某些特征，但本领域中的普通技术人员现在将想到许多修改、替换、改变和等同物。因此应当理解，所附权利要求意欲涵盖落在本发明的真实精神内的所有这样的修改和改变。

Claims (20)

1.一种轮内悬架系统，包括：

组件，所述组件包括：

主臂，其能够在所述主臂的连接点处枢转地连接到轮的轴点；

至少第一连杆单元，其在第一端处枢转地连接到所述主臂的第一端；和

至少第二连杆单元，其在第一端处枢转地连接到所述主臂的第二端，

其中未连接到所述主臂的所述第一连杆单元的至少一个第二端和所述第二连杆单元的至少一个第二端各自能够以其之间的界定距离枢转地连接到基准框架，从而形成大致“Z”形的形状。

2.根据权利要求1所述的轮内悬架系统，其中，所述组件还包括：

至少第三连杆单元，其具有在界定位置处枢转地连接到所述主臂的第一端和枢转地连接到所述基准框架的第二端。

3.根据权利要求2所述的轮内悬架系统，其中，所述第三连杆单元的所述第一端和所述第二端中的至少一个经由球形接头枢转地连接。

4.根据权利要求1所述的轮内悬架系统，其中：

所述第一连杆单元的在所述主臂的所述第一端处枢转地连接的第一端；和

所述第二连杆单元的在所述主臂的所述第二端处枢转地连接的第一端中的至少一个，

经由球形接头枢转地连接。

5.根据权利要求1所述的轮内悬架系统，其中，所述第一连杆单元的所述至少一个第二端和所述第二连杆单元的所述至少一个第二端被连接，以允许相应的单元分别轴向地绕第一轴线和第二轴线枢转。

6.根据权利要求5所述的轮内悬架系统，其中，所述第一轴线和所述第一轴线彼此不平行。

7.根据权利要求1所述的轮内悬架系统，其中，每个连杆单元包括一个或更多个连接元件和两个或更多个枢转连接部。

8.根据权利要求7所述的轮内悬架系统，其中，所述一个或更多个连接元件选自由以下组成的组：臂、杆、杠杆和轴。

9.根据权利要求7所述的轮内悬架系统，其中，所述两个或更多个枢转连接部选自由以下组成的组：轴承、铰链和球形接头。

10.根据权利要求1所述的轮内悬架系统，其中，所述组件被构造为限制所述连接点相对于所述第一连杆单元的所述第二端和所述第二连杆单元的所述第二端沿着大体上直的线移动。

11.根据权利要求1所述的轮内悬架系统，其中，所述组件的总宽度超过所述轮的所述内轮辋的深度。

12.根据权利要求1所述的轮内悬架系统，其中，所述组件的总宽度至多为所述轮的所述内轮辋的深度。

13.根据权利要求1所述的轮内悬架系统，进一步包括：减震单元。

14.根据权利要求13所述的轮内悬架系统，其中，所述减震单元能够在两个连接点之间连接到所述组件，所述两个连接点被构造成允许所述减震单元响应于所述主臂以及所述第一连杆单元和所述第二连杆单元中的至少一个的位置变化而改变其长度。

15.根据权利要求13所述的轮内悬架系统，其中，所述减震单元连接到所述主臂以及所述第一连杆单元和所述第二连杆单元中的至少一个的枢转连接部中的一个。

16.根据权利要求13所述的轮内悬架系统，其中，所述减震单元选自由以下组成的组：弹簧、单管减震器、双管减震器、绞牙避震减震器、旋转减震器、空气减震器、磁性减震器、能量收集减震器和液压气动减震器。

17.根据权利要求1所述的轮内悬架系统，其中，所述基准框架是以下中的一个：交通工具的底盘和能够连接到所述交通工具的底盘的元件。

18.根据权利要求1所述的轮内悬架系统，其中，所述第一连杆单元的所述至少一个第二端或所述第二连杆单元的所述至少一个第二端相对于所述主臂的所述连接点的最大允许移动量小于所述轮的内轮辋的半径。

19.一种轮，包括：

内轮辋；和

根据权利要求1所述的轮内悬架系统，其被组装在所述内轮辋中。

20.一种在机械系统中组装轮内悬架系统的方法，包括：

提供至少一个轮内悬架系统，所述轮内悬架系统包括：

组件，所述组件包括：

主臂；

至少第一连杆单元，其在第一端处枢转地连接到所述主臂的第一端；和

至少第二连杆单元，其在第一端处枢转地连接到所述主臂的第二端；和

减震单元，其连接到所述组件；

将所述轮内悬架系统放置在所述轮的内轮辋内；

将所述主臂的连接点枢转地连接到所述轮的轴点；和

将所述至少一个第一连杆单元的至少一个第二端和所述第二连杆单元的至少一个第二端以其之间的界定距离枢转地连接到基准框架，从而形成大体上“Z”形的形状。

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