CN112739558A - 一种悬架结构、角模块系统及汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种悬架结构、角模块系统及汽车，该悬架结构包括支撑架、连接杆和固定件，使固定件和连接杆位于支撑架的一侧，支撑架用于与下车体的转向结构连接，固定件用于与车轮连接，并使连接杆的一端与支撑架铰接连接，连接杆的另一端与固定件铰接连接，即连接杆的两端相对固定件和支撑架可转动，这样就能够使车轮在水平和竖直方向上具有一定的可活动余量，从而实现车轮定位角的可调节，同时连接杆能够限定车轮在跳动过程中的轨迹，使车轮可以发生圆弧形跳动，从而保证了悬架结构的运动学特性，减小车身受力而发生的跳动，有效的提升车辆的稳定性和乘坐舒适度。

Description

一种悬架结构、角模块系统及汽车
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，特别涉及一种悬架结构、角模块系统及汽车。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，汽车已成为人们日常生活中不可或缺的交通工具之一。悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶，为满足乘坐人对乘坐或驾驶操作舒适性的需求，悬架结构特性已成为汽车重要特性之一。
目前，悬架系统主要由减速器、导向杆以及弹性元件组成，具体的，如现有的一种悬架，包括弹簧减震器总成、左导向杆、右导向杆以及左直线轴承座和右直线轴承座，左导向杆的下端可以沿着左直线轴承座上下滑动，右导向杆的下端可以沿右直线轴承座上下滑动，左导向杆的上端和右导向杆的上端分别通过轮上横板与汽车的导向结构连接，左直线轴承座和右直线轴承座之间具有直线轴承，弹簧减震器总成一端与直线轴承连接，另一端与轮下横板连接，左直线轴承座、右直线轴承座以及直线轴承均与车轮连接。当汽车车轮上下跳动时，减震器弹簧总成就会被压缩，且垂向力经减震器弹簧总成传递至轮上横板，再传递至车架上，减震器弹簧总成的减震作用可以减小汽车车身的上下跳动。
然而，在上述的悬架结构中，车轮定位角很难改变，悬架的运动学特性较差，降低车身稳定性以及汽车的乘坐舒适度。
发明内容
本申请提供了一种悬架结构、角模块系统及汽车，保证了悬架结构的运动学特性，有效的提升了车身的稳定性及乘坐舒适性。
第一方面，本申请实施例提供一种悬架结构，用于连接汽车的车轮和下车体，包括支撑架、连接杆和固定件；
所述固定件和所述连接杆位于所述支撑架的一侧，所述支撑架用于与所述下车体上的转向结构连接，所述连接杆一端与所述支撑架铰接连接，所述连接杆的另一端与所述固定件铰接连接，所述固定件用于与所述车轮转动连接。这样连接杆就可以传递车轮传来的侧向力，车轮受力后可以通过固定件、连接杆传递至支撑架，进而传递至下车体及车身。
而连接杆的一端与支撑架铰接连接，连接杆的另一端与固定件铰接连接，即连接杆一端可相对支撑架转动，连接杆的另一端可相对固定件转动，这样就能够使车轮在水平(垂直于车轮平面的方向)和竖直方向(平行与车轮平面的方向)上具有一定的可活动余量，从而实现车轮定位角的可调节。同时连接杆可以限定车轮在跳动过程中的跳动轨迹，使车轮可以发生圆弧跳动轨迹，保证了车辆悬架的运动学特性，可以减小车身受到力而发生跳动，从而有效的提升车身稳定性。另外，通过连接杆分别与固定件和支撑架的转动连接，即保证了悬架的运动学特性，结构简单，有助于降低成本，同时也能够提高安装的便捷性，悬架结构的占用空间也较小，有助于整车的空间布置，具有较好的通用性。
在一种可能的实现方式中，还包括减震器，所述减震器和所述固定件、所述连接杆位于所述支撑架的同一侧，所述减震器的一端与所述支撑架铰接连接，所述减震器的另一端与所述固定件铰接连接。减震器能够起到缓冲受力的作用，经过减震器减震作用后可以进一步减小车身受到的力，从而减小车身的跳动，保证了悬架结构的弹性运动特性，从而进一步提高汽车的车身稳定性。
在一种可能的实现方式中，还包括第一衬套和第二衬套，第一衬套和第二衬套为弹性件，所述第一衬套内固定套设有第一连接件，所述第二衬套内固定套设有第二连接件；
所述连接杆的一端具有第一安装座，所述第一安装座内具有第一安装孔，所述第一衬套固定套设在所述第一安装孔内，所述连接杆的一端通过所述第一连接件与所述支撑架铰接连接。即第一衬套套设在第一安装孔内，且与第一安装孔固定不会发生相对移动，第一连接件与连接杆之间具有第一衬套，连接杆的一端通过第一连接件实现与支撑架之间的转动连接。
所述连接杆的另一端具有第二安装座，所述第二安装座内具有第二安装孔，所述第二衬套固定套设在所述第二安装孔内，所述连接杆的另一端通过所述第二连接件与所述固定件铰接连接。即第二衬套套设在第二安装孔内，且与第二安装孔固定不会发生相对移动，第二连接件与连接杆之间具有第二衬套，连接杆的另一端通过第二连接件实现与固定件之间的转动连接。
这样当车轮发生跳动时，车轮受到地面激励，受到的力会从车轮经过固定件、连接杆传递至支撑架，弹性的第一衬套和第二衬套能够对该力起到一定的缓冲减震作用，衰减地面对车身的激励。同时第一衬套和第二衬套在受力作用下会发生变形，进而改变了车轮的姿态和轨迹，第一衬套和第二衬套与减震器的共同作用，能够进一步保证悬架的弹性运动特性，提升车身的稳定性。
在一种可能的实现方式中，所述固定件与所述支撑架相对的一侧上具有凸起的第三安装座，所述第三安装座上具有第三安装孔；
还包括装配件，所述第一连接件穿过所述第三安装孔后与所述装配件配合。
这样就使第一连接件与固定件连接，即通过第一连接件与凸起的第三安装座的连接实现连接杆与固定件的连接。由于支撑架位于固定件的一侧，连接杆用来连接支撑架和固定件，凸起的第三安装座可以便于实现连接杆与固定件的连接，从而便于侧向力的传递，提高悬架的刚度。
在一种可能的实现方式中，所述支撑架至少包括：与所述固定件相对的正面、与所述固定件相背的背面以及连接所述正面和所述背面的侧面；
所述侧面上具有第四安装孔，所述第二连接件与所述第四安装孔配合。
这样通过第二连接件与第四安装孔的配合实现了连接杆与支撑架的铰接连接。由于支撑架位于固定件的一侧，使连接杆通过第二连接件与支撑架的侧面连接，可以便于实现连接杆与支撑架之间的连接，便于侧向力的传递，有助于提高悬架的刚度。
在一种可能的实现方式中，所述连接杆为多个，多个所述连接杆分布在所述支撑架和所述固定件的两侧。
这样通过多个连接杆可以保证悬架结构具有较高的承受强度，保证悬架结构的稳定性，另外，使多个连接杆分布在支撑架和固定件的两侧，可以较为均匀的分散传递侧向力，进一步提高悬架的可承受强度。
在一种可能的实现方式中，还包括第三连接件、与所述第三连接件配合的第一配合件、第四连接件以及与所述第四连接件配合的第二配合件，所述减震器一端的端部具有第一装配孔，所述减震器另一端的端部具有第二装配孔；
所述支撑架相对所述固定件的一侧上具有凸起的第四安装座和第五安装座，所述第四安装座和所述第五安装座上分别开设有第三装配孔和第四装配孔，所述第四安装座和所述第五安装座之间具有第一间隙，所述减震器一端的端部位于所述第一间隙内，所述第三连接件的一端依次穿过所述第三装配孔、所述第一装配孔和所述第四装配孔后与所述第一配合件配合。这样就实现了减震器一端与第四安装座和第五安装座之间的转动连接，进而实现了减震器一端与支撑架之间的铰接连接。凸起的第四安装座和第五安装座可便于实现减震器与支撑架之间的连接，便于提高悬架结构的刚度。
所述固定件与所述支撑架相对的一侧上具有凸起的第六安装座和第七安装座，所述第六安装座和所述第七安装座上分别开设有第五装配孔和第六装配孔，所述第六安装座和所述第七安装座之间具有第二间隙，所述减震器另一端的端部位于所述第二间隙内，所述第四连接件的一端依次穿过所述第五装配孔、所述第二装配孔和所述第六装配孔后与所述第二配合件配合。这样就实现了减震器另一端与第六安装座和第七安装座之间的转动连接，进而实现了减震器另一端与固定件之间的铰接连接。凸起的第六安装座和第七安装座可便于实现减震器与固定件的连接，便于侧向力的传递，提高悬架结构的刚度。
第二方面，本申请实施例提供一种角模块系统，用于汽车中，至少包括驱动结构、转向结构、制动结构以及上述所述的悬架结构；
所述转向结构用于设置在所述汽车下车体的下方，所述悬架结构的支撑架与所述转向结构固定连接，所述悬架结构的固定件与所述驱动结构转动连接，所述驱动结构用于与所述汽车的车轮固定连接。
这样通过包括有悬架结构，该悬架结构包括支撑架、连接杆和固定件，支撑架与车体相连，固定件与车轮相连，连接杆一端与支撑架铰接连接，连接杆另一端与车轮铰接连接，这样就使车轮在水平和竖直方向上具有可活动余量，在车轮发生跳动时，连接杆可以限制车轮的跳动轨迹，使其产生弧形跳动轨迹，从而保证了悬架结构的运动学特性，减小车身受力发生的跳动，有效的提升车辆的稳定性和舒适度。
另外，该角模块系统将悬架结构、驱动结构、转向结构以及制定结构集成到一起，形成一个具有高集成度的模块化系统，能够减少大量的机械传动部件，从而最大化整车布置空间。角模块系统还可以独立设置在各车轮上，实现车轮的独立作业从而实现汽车不同的特殊工作模式，使汽车能够适应不同的工作场景，满足不同的驾驶需求，有效的提高了汽车的机动性能。
在一种可能的实现方式中，所述转向结构包括转向电机、减速器和角度传感器；
所述转向电机和所述减速器通过蜗轮蜗杆连接，所述角度传感器与所述减速器连接，所述减速器与所述支撑架连接。这样，转向电机转动通过涡轮蜗杆以及减速器后带动支撑架转动，支撑架通过减震器、连接杆以及固定件带动车轮发生转动，实现汽车的转向。
在一种可能的实现方式中，所述制动结构包括制动电机、制动钳和制动盘，所述制动盘设置在所述驱动结构靠近所述固定件的一侧上，所述制动钳设置在所述固定件上，所述制动电机与所述制动钳连接。这样当需要制动时，制动电机可带动制动钳向制动盘移动，进而与制动盘接触，制动盘位于车轮驱动结构上并随着车轮转动，而制动钳设置在固定件上相对车轮固定不动，当制动钳与制动盘接触时，两者之间相互摩擦从而时车轮停止转动，实现车轮的制动。
第三方面，本申请实施例提供一种汽车，至少包括车轮、下车体和上述任一所述的角模块系统；
所述角模块系统的转向结构设置在所述下车体的下方；
所述车轮包括轮毂和轮胎，所述轮胎套设在所述轮毂的外周上，所述角模块系统的驱动结构与所述轮毂连接。
通过包括有角模块系统，该角模块系统包括有悬架结构，该悬架结构通过使连接杆一端与支撑架铰接连接，连接杆另一端与车轮铰接连接，这样就使车轮在水平和竖直方向上具有可活动余量，在车轮发生跳动时，连接杆可以限制车轮的跳动轨迹，使其产生弧形跳动轨迹，从而保证了悬架结构的运动学特性，减小车身受力发生的跳动，有效的提升车辆的稳定性和舒适度。
另外，该角模块系统将悬架结构、驱动结构、转向结构以及制定结构集成到一起，形成一个具有高集成度的模块化系统，能够减少大量的机械传动部件，从而最大化整车布置空间。角模块系统还可以独立设置在各车轮上，实现车轮的独立作业，从而实现汽车不同的特殊工作模式，使汽车能够适应不同的工作场景，满足不同的驾驶需求，有效的提高了汽车的机动性能。
在一种可能的实现方式中，包括多个所述车轮，每个所述车轮连接有一个所述角模块系统。
这样通过角模块系统就能够实现车轮的独立作业，从而实现汽车不同的特殊工作模式，使汽车能够适应不同的工作场景，满足不同的驾驶需求，有效的提高了汽车的机动性能。且车轮为多个时，设置在下车体下方的角模块系统较多，可以提高下车体的灵活性以及承重性。
在一种可能的实现方式中，还包括电控单元和电控系统，所述电控系统与所述电控单元连接，所述电控单元与所述驱动结构连接，所述电控系统分别与所述转向结构的转向电机、以及所述制动结构的制动电机连接。这样通过电控系统就能够实现对汽车驱动结构、制动结构以及转向结构的全线控，使汽车可以通过电控系统控制运行，实现汽车的可自动驾驶。
在一种可能的实现方式中，还包括电控单元、转向件、驱动踏板和制动踏板；
所述转向件与所述转向结构的转向电机连接，所述驱动踏板与所述电控单元连接，所述电控单元与所述驱动结构连接，所述制动踏板与所述制动结构的制动电机连接。这样驾驶员就可以通过转向件、驱动踏板以及制动踏板下发指令，使汽车可适用于人工驾驶。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种悬架结构与车轮的装配示意图；
图2是本申请实施例提供的一种角模块系统的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种角模块系统的侧视示意图；
图4是本申请实施例提供的一种角模块系统在车轮跳动时的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种角模块系统的另一侧视结构示意图；
图6是本申请实施例提供的一种汽车在过障碍物时的示意图；
图7是本申请实施例提供的一种汽车在转弯时的示意图；
图8是本申请实施例提供的一种角模块系统的拆分结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种汽车的俯视结构示意图；
图10是本申请实施例提供的一种汽车的结构示意图；
图11a是本申请实施例提供的一种汽车车轮蟹形转向的示意图；
图11b是本申请实施例提供的一种汽车车轮原地转向的示意图；
图11c是本申请实施例提供的一种汽车车轮四轮转向的示意图；
图11d是本申请实施例提供的一种汽车车轮斜形转向的示意图；
图11e是本申请实施例提供的一种汽车车轮前轮转向的示意图；
图11f是本申请实施例提供的一种汽车车轮后轮转向的示意图；
图12是本申请实施例提供的一种汽车各结构之间的联动方式示意图。
附图标记说明：
100-汽车； 10-车轮； 11-轮毂；
12-轮胎； 20-车身； 21-下车体；
30-角模块系统； 31-悬架结构； 311-支撑架；
312-连接杆； 3121-第一安装座； 3122-第二安装座；
313-固定件； 3131-第三安装座； 3132-第三安装孔；
3133-第六安装座； 3134-第七安装座； 314-减震器；
3141-第一装配孔； 3142-第二装配孔； 315-第一衬套；
316-第二衬套； 32-驱动结构； 33-转向结构；
331-转向电机； 332-减速器； 333-角度传感器；
334-蜗轮蜗杆； 34-制动结构； 341-制动钳；
342-制动盘； 40-电控系统； 50-电控单元；
60-转向件； 70-驱动踏板； 80-制动踏板；
200-障碍物。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。
汽车已经成为人们日常生活中不可缺失的交通工具之一，而汽车的悬架是汽车的车架与车桥或车轮直径的连接装置，用于传递车轮与车架之间的力，并主要起到缓冲路面传递给车身的冲击的作用，从而减小路面不平对车身引起的震动，进而使汽车能够平稳的行驶。
因此，汽车悬架的特性关系着汽车驾驶的稳定性以及乘坐的舒适性，在对悬架特性进行研究时，主要针对悬架的运动学特性和弹性运动学特性，具体的，悬架的运动学特性(K特性，Kinematics)是指车轮在垂直方向上往复运动的过程中，由于悬架导向机构的作用而导致车轮平面(车轮所在平面)和轮心点产生角位移和线位移变化的特性。悬架的弹性运动学特性(C特性，Compliance)是指地面作用于轮胎上的力和力矩所导致的车轮平面和轮心产生角位移和线位移变化的特性。悬架所具有的K&C特性能够有效的保证车辆在运动过程中的稳定性。
随着对汽车功能性以及应用场景的多样性需求，独立性悬架逐渐得到广泛的研究，独立性悬架是每个车轮单独通过一套悬挂安装于车身上，车轮之间运动相干性较弱。如一种悬架主要由轮上横板、弹簧减震器总成、左导向杆、右导向杆、左直线轴承座和右直线轴承座构成，其中左导向杆的下端在左直线轴承座内上下滑动，左导向杆的上端和右导向杆的上端分别与轮上横板连接，轮上横板与车辆的导向结构连接。还包括直线轴承，直线轴承设置在左直线轴承座和右直线轴承座之间，弹簧减震器总成一端与直线轴承连接，另一端与轮下横板连接，左直线轴承座、右直线轴承座以及直线轴承均与车轮连接。当汽车经过不平的路面而使车轮上下跳动时，减震器弹簧总成的弹簧就会发生形变，车轮上下跳动的力由减震器弹簧总成传递至轮上横板，进而通过导向结构传递至车身，减震器弹簧总成的减震作用可以减小汽车车身的上下跳动，保证汽车车身的稳定性。
然而，在上述的悬架系统中，汽车在不平的路上行驶，或者是在路过障碍物时，车轮的跳动轨迹为上下跳动轨迹，车轮的定位角(车轮面与车轮中心线之间的夹角)很难发生改变，悬架的运动学特性较差，从而导致车身稳定性以及汽车乘坐舒适度的降低。
针对上述技术问题，本申请实施例提供一种悬架结构、角模块系统及汽车，该悬架结构通过包括有支撑架、连接杆和固定件，使固定件和连接杆位于支撑架的一侧，支撑架用于与下车体的转向结构连接，固定件用于与车轮连接，并使连接杆的一端与支撑架铰接连接，连接杆的另一端与固定件铰接连接，即连接杆的两端相对固定件和支撑架可转动，这样就能够使车轮在水平(垂直于车轮平面的方向)和竖直方向(平行与车轮平面的方向)上具有一定的可活动余量，从而实现车轮定位角的可调节，同时连接杆能够限定车轮在跳动过程中的轨迹，使车轮可以发生圆弧形跳动，从而保证了悬架结构的运动学特性，减小车身受力而发生的跳动，有效的提升车辆的稳定性和乘坐舒适度。
以下结合附图对本申请实施例提供的悬架结构、角模块系统及汽车进行详细的说明。
本申请实施例提供的一种悬架结构，可以适用于电动车/电动汽车(ElectricVehicle，简称EV)、纯电动汽车(Pure Electric Vehicle/Battery Electric Vehicle，简称：PEV/BEV)、混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，简称：HEV)、增程式电动汽车(Range Extended Electric Vehicle，简称REEV)、插电式混合动力汽车(Plug-in HybridElectric Vehicle，简称：PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)等任何具有悬架的车辆中。
具体的，本申请实施例中，以电动汽车为例，汽车可以包括有车身和车轮，其中，车身可以包括有下车体和盖设在下车体上的上车体，下车体与上车体围成用于容纳乘客的空间，车轮位于下车体的下方。该悬架结构用于连接汽车的车轮和下车体，将车轮受到的力传递到下车体，进而传递至整个车身。
图1是本申请实施例提供的一种悬架结构与车轮的装配示意图，图2是本申请实施例提供的一种角模块系统的结构示意图，图3是本申请实施例提供的一种角模块系统的正视结构示意图，图4是本申请实施例提供的一种角模块系统在车轮跳动时的结构示意图，图5是本申请实施例提供的一种角模块的侧视结构示意图。
其中，角模块系统(ECM，Electric Corner Module)是集成有驱动结构、制动结构、转向结构以及悬架结构的一种模块。
具体的，参见图1所示，悬架结构31包括支撑架311、连接杆312和固定件313，其中，固定件313与连接杆312均位于支撑架311的一侧，具体的，固定件313与连接杆312可以位于支撑架311与车轮10相对的一侧，也就是说，固定件313、连接杆312以及支撑架311可以均位于车轮10的内侧(以四轮汽车100为例，位于并列的两车轮之间)。其中，固定件313可以是位于车轮10上的转向节，支撑架311可以是设置在车轮10内侧的转向臂等。
连接杆312的一端与支撑架311铰接连接，连接杆312的另一端与固定件313铰接连接，参见图2所示，支撑架311与下车体21上设置的转向结构33连接，固定件313与车轮10转动连接，连接杆312可以传递车轮10传来的侧向力，即从车轮10至支撑架311方向上的力，车轮10受到底面的力后可以经过固定件313、连接杆312传递至支撑架311，进而通过支撑架311、转向结构33传递至下车体21以及车身20。
而本申请实施例中，连接杆312的一端与支撑架311铰接连接，即连接杆312一端可相对支撑架311转动，连接杆312的另一端与固定件313铰接连接，即连接杆312的另一端可相对固定件313转动。而由于连接杆312的转动连接，就能够使车轮10在水平(垂直于车轮10平面的方向)和竖直方向(平行于车轮10平面的方向)上具有一定的可活动余量，从而可调节车轮10的定位角，使车轮10具有类似前束、外倾、主销内倾以及后倾等特性，保证了悬架的运动学特性，从而有效的提升车身20稳定性以及乘坐舒适度。
具体的，参见图3所示，当车轮10不动时，车轮10平面和车轮10中心线位于一条直线上，参见图4所示，当车轮10行驶在不平的路面上时，车轮10在路面的力的作用下会发生跳动，而由于与车轮10连接的固定件313通过连接杆312与支撑架311连接，而连接杆312分别与固定件313和支撑架311转动连接，以连接杆312与支撑架311连接的连接点为A，以连接杆312与固定件313连接的连接点为B。当车轮10跳动时，车轮10的运动轨迹为以A为圆点，AB为半径的圆弧，车轮10平面就会与车轮10中心线产生如图4中的α夹角，即通过连接杆312可以限定车轮10在跳动过程中的跳动轨迹，使车轮10可以沿着上述的圆弧跳动，保证了车辆悬架的运动学特性，可以减小车身20受力而发生的跳动，从而有效的提升车身20稳定性。
另外，与现有的悬架结构31相比，本申请实施例提供的悬架，通过连接杆312分别与固定件313和支撑架311的转动连接，即保证了悬架的运动学特性，结构简单，有助于降低成本，同时也能够提高安装的便捷性，悬架结构31的占用空间也较小，有助于整车的空间布置，具有较好的通用性。
结合图1至图4所示，悬架结构31还包括有减震器314，减震器314和固定件313、连接杆312位于支撑架311的同一侧，减震器314的一端与支撑架311铰接连接，减震器314的另一端与固定件313铰接连接。车轮10受到底面激励时，受力会从车轮10经过固定件313、连接杆312以及减震器314传递至支撑架311，进而传递至车身20，而参见图4所示，当车轮10跳动时，减震器314的弹簧就会被压缩，减震器314能够起到缓冲受力的作用，经过减震器314减震作用后就可以进一步减小车身20受到的力，从而减小车身20的跳动，保证了悬架结构31的弹性运动特性，从而进一步提高汽车100的车身稳定性。
本申请实施例中，减震器314可以是现有技术中的减震器314，具体的，如减震器314可以是单筒式减震器、双筒式减震器，或者也可以是对筒式减震器等，在本申请中不再对减震器的具体结构进行阐述。
本申请实施例中，由于连接杆312可以限定车轮10在跳动过程中的跳动轨迹，减震器314可以实现对车身20受力的减震，因此，可以通过合理的设计连接杆312的长度(A点到B点的长度)，以及减震器314的长度、刚度、阻尼等性能，就能够改变车轮10跳动过程中，车轮10平面与车轮10中心的α夹角的变化轨迹，也就能够改变悬架的K&C特性，这样就能够根据不同的车辆需求，或者是不同的使用场景需求来选择适配相应的悬架，提高车辆的适配性，保证汽车100稳定性的同时扩大适用范围。
其中，可以理解的是，参见图5中所示，连接杆312可以是多个，如图5中，连接杆312可以为四个，设置四个连接杆312来实现侧向力的传递，能够保证较高的力承受强度，保证悬架的使用寿命。多个连接杆312可以分布在支撑架311和固定件313的两侧，具体的，多个连接杆312可以均匀的分布在支撑架311和固定件313的两侧。如图5中所示，四个连接杆312两两分布在支撑架311的两侧，这样能够较为均匀的分散传递侧向力，进一步保证悬架的可承受强度。
其中，当连接杆312为多个，并且多个连接杆312分布在固定件313和支撑架311两侧时，结合图4所示，减震器314可以设置在两侧的连接杆312之间。
图6是本申请实施例提供的一种汽车在过障碍物时的示意图，图7是本申请实施例提供的一种汽车在转弯时的示意图。
参见图6所示，当上述的悬架系统或角模块系统30应用于汽车100中后，在汽车100遇到障碍物200时(以一侧车轮10需要翻过障碍物200为例)，车轮10受到底面的激励，由于障碍物200的存在会使车轮10的轮面与轮心之间发生相对的倾斜，即车轮10发生弧形的跳动轨迹，而由于连接杆312分别与固定件313和支撑架311铰接连接可发生相对转动，保证了悬架的运动学特性，能够减小车轮10跳动带动车身20发生跳动而使车身20倾斜的现象，如图6中所示，可以有效的减小车身20随车轮10发生的跳动，使车身20基本保持水平不动。同时减震器314的减震作用也会衰减障碍物200的激励，进一步减小车身20的跳动，从而有效的提升车身20的稳定性和乘坐舒适性。
当汽车100在转弯时，在惯性的作用下，会使车身20发生倾斜，具体的，位于转弯轨迹外侧的车身20端会高于位于转弯轨迹内侧的车身20端(如图7中所示)，而在车身20的带动下车轮10会发生远离地面的运动，尤其是位于转弯轨迹外侧的车轮10可能会脱离地面，导致车身20的翻转，造成翻车的事故，影响车身20的行驶稳定性。
而在本申请实施例中，参见图7所示，由于连接杆312分别通过铰接的方式与车轮10上的固定件313和下车体21的支撑架311连接，连接杆312可相对固定件313和支撑架311转动，在位于转弯轨迹外侧的车身20发生远离地面的倾斜时，连接杆312与固定件313和支撑架311发生相对转动，这种转动余量的存在，可以减小车身20通过连接杆312带动车轮10发生远离地面的运动的几率，从而在转弯时，能够使车轮10与地面实现更为充分的接触，提高车身20的稳定性，减少汽车100转弯时发生翻车的现象。
图8是本申请实施例提供的一种角模块系统的拆分结构示意图。
参见图8所示，悬架结构31还可以包括有第一衬套315和第二衬套316，第一衬套315和第二衬套316均为弹性件，在外力的作用下可以发生弹性形变，如第一衬套315和第二衬套316可以是弹性橡胶结构。
在第一衬套315内可以固定套设有第一连接件(图中未示出)，第二衬套316内可以固定套设有第二连接件(图中未示出)，其中，第一衬套315和第一连接件可以通过压紧的方式紧密贴合在一起，第二衬套316和第二连接件也可以通过压紧的方式紧密贴合在一起，即第一衬套315和第一连接件之间固定不会发生相对移动，第二衬套316和第二连接件之间固定不会发生相对移动。
如图8中所示，在连接杆312的一端可以具有第一安装座3121，在第一安装座3121内可以具有第一安装孔，第一衬套315可以固定套设在第一安装孔内，即第一衬套315套设在第一安装孔内，且与第一安装孔固定不会发生相对移动，第一连接件与连接杆312之间具有第一衬套315，连接杆312的一端可以通过第一连接件与支撑架311铰接连接，这样通过第一连接件就能够实现连接杆312与支撑架311之间的转动连接。
在连接杆312的另一端可以具有第二安装座3122，第二安装座3122内可以具有第二安装孔，第二衬套316可以固定套设在第二安装孔内，即第二衬套316套设在第二安装孔内，且与第二安装孔固定不会发生相对移动，第二连接件与连接杆312之间具有第二衬套316，连接杆312的另一端可以通过第二连接件与固定件313铰接连接，这样通过第二连接件就能够实现连接杆312与固定件313之间的转动连接。
而由于第一连接件与连接杆312之间具有第一衬套315，连接杆312一端通过第一连接件与支撑架311转动连接，第二连接件与连接杆312之间具有第二衬套316，连接杆312另一端通过第二连接件与固定件313转动连接，结合图4所示，当车轮10发生跳动时，车轮10受到地面激励，受到的力会从车轮10经过固定件313、连接杆312传递至支撑架311，弹性的第一衬套315和第二衬套316能够对该力起到一定的缓冲减震作用，衰减地面对车身20的激励。同时第一衬套315和第二衬套316在受力作用下会发生变形，进而改变车轮10的姿态和轨迹，第一衬套315和第二衬套316与减震器314的共同作用，能够进一步保证悬架的C特性，提升车身20的稳定性。
具体的，在固定件313与支撑架311相对的一侧上可以具有朝向支撑架311凸起的第三安装座3131，参见图8所示，第三安装座3131可以是焊接在固定件313与支撑架311相对的一侧上的，或者第三安装座3131与固定件313可以一体成型，第三安装座3131所在平面可以垂直于固定件313所在平面。在第三安装座3131上具有第三安装孔3132，如连接杆312为多个时，第三安装孔3132也可以是多个。
该悬架结构31还可以包括装配件(图中未示出)，第一连接件可以穿过第三安装孔3132后与装配件配合，从而使第一连接件与固定件313连接，也就通过第一连接件与凸起的第三安装座3131的连接实现了连接杆312与固定件313的连接。由于支撑架311位于固定件313的一侧，连接杆312用来连接支撑架311和固定件313，凸起的第三安装座3131可以便于实现连接杆312与固定件313的连接，从而便于侧向力的传递，提高悬架的刚度。
其中，第一连接件可以是螺栓、螺钉以及销钉等，装配件可以是能够与第一连接件配合的螺母、螺帽等。
参见图8所示，支撑架311至少可以包括有与固定件313相对的正面、与固定件313相背的背面，以及连接正面和背面的两个侧面。在侧面上可以开设有第四安装孔(图中未示出)，第二连接件可以与第四安装孔配合，从而通过第二连接件实现连接杆312与支撑架311的铰接连接。由于支撑架311位于固定件313的一侧，使连接杆312通过第二连接件与支撑架311的侧面连接，可以便于实现连接杆312与支撑架311之间的连接，便于侧向力的传递，有助于提高悬架结构的刚度。
其中，第二连接件可以是螺栓、销钉以及螺钉等，而第四安装孔可以是能够与之配合的螺纹孔等。
本申请实施例中，悬架结构31还可以包括有第三连接件与第三连接件配合的第一配合件、第四连接件以及与第四连接件配合的第二配合件，如图8所示，减震器314一端的端部具有第一装配孔3141，减震器314另一端的端部具有第二装配孔3142。
支撑架311相对固定件313的一侧上也可以具有凸起的第四安装座(图中未示出)和第五安装座(图中未示出)，第四安装座和第五安装座上分别开设有第三装配孔和第四装配孔，第四安装座和第五安装座之间具有第一间隙，减震器314一端的端部可以设置在第一间隙内，第三连接件的一端可以依次穿过第三装配孔、第一装配孔3141和第四装配孔后与第一配合件配合，从而实现了减震器314一端与第四安装座和第五安装座之间的转动连接，进而实现了减震器314一端与支撑架311之间的铰接连接。凸起的第四安装座和第五安装座可便于实现减震器314与支撑架311之间的连接，便于提高悬架结构31的刚度。
相应的，固定件313与支撑架311相对的一侧上具有凸起的第六安装座3133和第七安装座3134，第六安装座3133和第七安装座3134上分别开设有第五装配孔和第六装配孔，第六安装座3133和第七安装座3134之间具有第二间隙，减震器314另一端的端部可以设置在第二间隙内，第四连接件的一端可以依次穿过第五装配孔、第二装配孔3142和第六装配孔后与第二配合件配合，从而实现了减震器314另一端与第六安装座3133和第七安装座3134之间的转动连接，进而实现了减震器314另一端与固定件313之间的铰接连接。凸起的第六安装座3133和第七安装座3134可便于实现减震器314与固定件313的连接，便于侧向力的传递，提高悬架结构的刚度。
另外，结合图8和图2所示，由于支撑架311的一端用来与下车体21的转向结构33连接，支撑架311的另一端通过连接杆312、固定件313与车轮10连接，通常车轮10设置在下车体21的下方，而固定件313等位于车轮10的内侧，因此可以使支撑架311为如图中所示的L型结构，包括位于车轮10上方的第一部分和位于车轮10内侧的第二部分，可便于通过悬架结构31实现车轮10与下车体21之间的连接，同时，也能够提高整个悬架结构31的空间利用率，进一步减小悬架结构31的体积，有助于提高整车的空间布置利用率。其中，转向结构33可以设置在第一部分远离车轮10的一面。
本申请实施例还提供一种角模块系统30，至少包括上述任一的悬架结构31之外，还至少包括有驱动结构32、转向结构33、制动结构34。其中，转向结构33可以设置在汽车100的下车体21的下方，悬架结构31的支撑架311与转向结构33固定连接，悬架结构31的固定件313与驱动结构32转动连接，驱动结构32可以与汽车100的车轮10固定连接，从而通过悬架结构31将车轮10与下车体21连接。在转向时，转向结构33可以带动悬架结构31转动，进而带动车轮10发生转动，实现汽车100的转向。其中，驱动结构32可以是与车轮10连接的驱动电机。
转向结构33用于带动车轮10实现转向，驱动结构32用于驱动车轮10进行运转，而制动结构34用于使车轮10停止运转实现制动。该角模块系统30将悬架结构31、驱动结构32、转向结构33以及制动结构34集成到一起，形成一个具有高集成度的模块化系统，能够减少大量的机械传动部件，从而最大化整车布置空间。同时，悬架结构31所保有的K&C特性能够有效提升汽车100的行驶稳定性和乘坐舒适性。
另外，该角模块系统30还可以独立设置在各车轮10上，实现车轮10的独立作业，如独立转向、独立驱动及独立制动等，从而能够实现多个车轮10的不同转向，横向移动以及原地转向等特殊工作模式，使汽车100能够适应不同的工作场景，满足不同的驾驶需求，有效的提高了汽车100的机动性能。
其中，参见图8所示，该转向结构33包括有转向电机331、减速器332和角度传感器333，转向电机331和减速器332可以通过蜗轮蜗杆334连接，减速器332可以与支撑架311连接，转向电机331转动通过蜗轮蜗杆334以及减速器332后带动支撑架311转动，支撑架311通过减震器314、连接杆312以及固定件313带动车轮10发生转动，实现汽车100的转向。
角度传感器333与减速器332连接，可以对当前支撑架311的转动速度以及转动角度等实现检测，便于对车轮10的转向进行控制。
参见图8所示，制动结构34包括制动电机(图中未示出)，制动钳341和制动盘342，其中制动盘342设置在车轮10的驱动结构32靠近固定件313的一侧上，制动钳341设置在固定件313上，制动电机与制动钳341连接，当需要制动时，制动电机可带动制动钳341向制动盘342移动，进而与制动盘342接触，制动盘342位于车轮10驱动结构32上并随着车轮10转动，而制动钳341设置在固定件313上相对车轮10固定不动，当制动钳341与制动盘342接触时，两者之间相互摩擦从而时车轮10停止转动，实现车轮10的制动。
本申请实施例还提供一种汽车，该汽车100至少包括车轮10、下车体21和上述任一的角模块系统30，其中，参见图8所示，车轮10可以包括有轮毂11和轮胎12，轮胎12套设在轮毂11的外周上。
图9是本申请实施例提供的一种汽车的结构示意图，图10是本申请实施例提供的一种汽车的俯视结构示意图。
参见图9和图10所示，角模块系统30设置在下车体21的下方，具体的，角模块通过转向结构33与下车体21相连，角模块系统30的驱动结构32与轮毂11连接，驱动结构32带动轮毂11转动进而带动车轮10转动。
其中，汽车100可以包括有多个车轮10，每个车轮10可以连接有一个该角模块系统30，如图9和图10中的四轮车为例，四个车轮10每个均连接有一个角模块系统30，这样就能够实现车轮10的独立工作，使车轮10具有独立转向、独立驱动及独立制动等特性，从而使汽车100能够实现四轮转向、横向移动、原地转向等特殊工作模式，极大提高低速下的机动性能，可以适应不同工作场景，满足未来大量驾驶场景的需求。
另外，每个车轮10对应连接一个角模块系统30，当整车车轮10较多时，设置在下车体21下方的角模块系统30较多，可以提高下车体21的灵活性以及承重性。
图11a是本申请实施例提供的一种汽车车轮蟹形转向的示意图，图11b是本申请实施例提供的一种汽车车轮原地转向的示意图，图11c是本申请实施例提供的一种汽车车轮四轮转向的示意图，图11d是本申请实施例提供的一种汽车车轮斜形转向的示意图，图11e是本申请实施例提供的一种汽车车轮前轮转向的示意图，图11f是本申请实施例提供的一种汽车车轮后轮转向的示意图。
具体的，如以汽车100的转向为例，每个车轮10对应一个角模块系统30，也就使每个车轮10对应一个转向结构33，使多个车轮10能够实现独立转向，从而使汽车100能够实现如图11a中的蟹形转向，如图11b中的原地转向，图11c中的四轮转向，图11d中的斜形转向，图11e中的前轮转向以及图11f中的后轮转向等，其中，图11a至图11f中X指汽车的行驶方向，实现汽车100的灵活快速转向，使汽车100可适用于不同的工作场景和工作模式，提高汽车100的功能性和通用性。
图12是本申请实施例提供的一种汽车各结构之间的联动方式示意图。
参见图12所示，在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的汽车100还可以包括有电控单元50和电控系统40，电控系统40与电控单元50连接，电控单元50与驱动结构32连接，驱动结构32与车轮10连接，电控系统40通过电控单元50控制驱动结构32以驱动车轮10运动。
电控系统40还与转向结构33的转向电机331连接，转向电机331经过减速器332后通过悬架结构31与车轮10相连，通过电控系统40可以实现对汽车100车轮10转向的控制，从而控制汽车100的转向运动。
电控系统40还与制动结构34的制动电机连接，通过电控系统40就可以实现对汽车100车轮10的制动，从而实现对汽车100的制动。这样通过电控系统40就能够实现对汽车100的驱动结构32、制动结构34以及转向结构33的全线控，使汽车100可以通过电控系统40控制运行，实现汽车100的可自动驾驶。
或者，在另一种可能的实现方式中，汽车100可以包括有电控单元50、转向件60(如方向盘)、驱动踏板70(如油门)和制动踏板80(如离合)。其中转向件60与转向结构33的转向电机331连接，转向电机331经过减速器332后通过悬架结构31与车轮10相连，通过转向件60可以实现对车轮10的转向，进而实现对汽车100的转向操作。
驱动踏板70与电控单元50连接，电控单元50与驱动结构32连接，通过施加作用力在驱动踏板70上，并通过电控单元50控制驱动结构32以驱动车轮10运动，从而实现对汽车100的驱动。
制动踏板80与制动结构34的制动电机连接，通过对制动踏板80施加作用力，通过制动电机就可以实现对车轮10的制动。这样驾驶员就可以通过转向件60、驱动踏板70以及制动踏板80下发指令，使汽车100可适用于人工驾驶。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

Claims (14)

1.一种悬架结构，用于连接汽车(100)的车轮(10)和下车体(21)，其特征在于，包括支撑架(311)、连接杆(312)和固定件(313)；
所述固定件(313)和所述连接杆(312)位于所述支撑架(311)的一侧，所述支撑架(311)用于与所述下车体(21)上的转向结构(33)连接，所述连接杆(312)一端与所述支撑架(311)铰接连接，所述连接杆(312)的另一端与所述固定件(313)铰接连接，所述固定件(313)用于与所述车轮(10)转动连接。
2.根据权利要求1所述的悬架结构，其特征在于，还包括减震器(314)，所述减震器(314)和所述固定件(313)、所述连接杆(312)位于所述支撑架(311)的同一侧，所述减震器(314)的一端与所述支撑架(311)铰接连接，所述减震器(314)的另一端与所述固定件(313)铰接连接。
3.根据权利要求1或2所述的悬架结构，其特征在于，还包括第一衬套(315)和第二衬套(316)，第一衬套(315)和第二衬套(316)为弹性件，所述第一衬套(315)内固定套设有第一连接件，所述第二衬套(316)内固定套设有第二连接件；
所述连接杆(312)的一端具有第一安装座(3121)，所述第一安装座(3121)内具有第一安装孔，所述第一衬套(315)固定套设在所述第一安装孔内，所述连接杆(312)的一端通过所述第一连接件与所述支撑架(311)铰接连接；
所述连接杆(312)的另一端具有第二安装座(3122)，所述第二安装座(3122)内具有第二安装孔，所述第二衬套(316)固定套设在所述第二安装孔内，所述连接杆(312)的另一端通过所述第二连接件与所述固定件(313)铰接连接。
4.根据权利要求3所述的悬架结构，其特征在于，所述固定件(313)与所述支撑架(311)相对的一侧上具有凸起的第三安装座(3131)，所述第三安装座(3131)上具有第三安装孔(3132)；
还包括装配件，所述第一连接件穿过所述第三安装孔(3132)后与所述装配件配合。
5.根据权利要求3或4所述的悬架结构，其特征在于，所述支撑架(311)至少包括：与所述固定件(313)相对的正面、与所述固定件(313)相背的背面以及连接所述正面和所述背面的侧面；
所述侧面上具有第四安装孔，所述第二连接件与所述第四安装孔配合。
6.根据权利要求1-5任一所述的悬架结构，其特征在于，所述连接杆(312)为多个，多个所述连接杆(312)分布在所述支撑架(311)和所述固定件(313)的两侧。
7.根据权利要求2所述的悬架结构，其特征在于，还包括第三连接件、与所述第三连接件配合的第一配合件、第四连接件以及与所述第四连接件配合的第二配合件，所述减震器(314)一端的端部具有第一装配孔(3141)，所述减震器(314)另一端的端部具有第二装配孔(3142)；
所述支撑架(311)相对所述固定件(313)的一侧上具有凸起的第四安装座和第五安装座，所述第四安装座和所述第五安装座上分别开设有第三装配孔和第四装配孔，所述第四安装座和所述第五安装座之间具有第一间隙，所述减震器(314)一端的端部位于所述第一间隙内，所述第三连接件的一端依次穿过所述第三装配孔、所述第一装配孔(3141)和所述第四装配孔后与所述第一配合件配合；
所述固定件(313)与所述支撑架(311)相对的一侧上具有凸起的第六安装座(3133)和第七安装座(3134)，所述第六安装座(3133)和所述第七安装座(3134)上分别开设有第五装配孔和第六装配孔，所述第六安装座(3133)和所述第七安装座(3134)之间具有第二间隙，所述减震器(314)另一端的端部位于所述第二间隙内，所述第四连接件的一端依次穿过所述第五装配孔、所述第二装配孔(3142)和所述第六装配孔后与所述第二配合件配合。
8.一种角模块系统，用于汽车(100)中，其特征在于，至少包括驱动结构(32)、转向结构(33)、制动结构(34)以及上述权利要求1-7任一所述的悬架结构(31)；
所述转向结构(33)用于设置在所述汽车(100)的下车体(21)的下方，所述悬架结构(31)的支撑架(311)与所述转向结构(33)固定连接，所述悬架结构(31)的固定件(313)与所述驱动结构(32)转动连接，所述驱动结构(32)用于与所述汽车100的车轮(10)固定连接。
9.根据权利要求8所述的角模块系统，其特征在于，所述转向结构(33)包括转向电机(331)、减速器(332)和角度传感器(333)；
所述转向电机(331)和所述减速器(332)通过蜗轮蜗杆(334)连接，所述角度传感器(333)与所述减速器(332)连接，所述减速器(332)与所述支撑架(311)连接。
10.根据权利要求8或9所述的角模块系统，其特征在于，所述制动结构(34)包括制动电机、制动钳(341)和制动盘(342)，所述制动盘(342)设置在所述驱动结构(32)靠近所述固定件(313)的一侧上，所述制动钳(341)设置在所述固定件(313)上，所述制动电机与所述制动钳(341)连接。
11.一种汽车，其特征在于，至少包括车轮(10)、下车体(21)和上述权利要求8-10任一所述的角模块系统(30)；
所述角模块系统(30)的转向结构(33)设置在所述下车体(21)的下方；
所述车轮(10)包括轮毂(11)和轮胎(12)，所述轮胎(12)套设在所述轮毂(11)的外周上，所述角模块系统(30)的驱动结构(32)与所述轮毂(11)连接。
12.根据权利要求11所述的汽车，其特征在于，包括多个所述车轮(10)，每个所述车轮(10)连接有一个所述角模块系统(30)。
13.根据权利要求12所述的汽车，其特征在于，还包括电控单元(50)和电控系统(40)，所述电控系统(40)与所述电控单元(50)连接，所述电控单元(50)与所述驱动结构(32)连接，所述电控系统(40)分别与所述转向结构(33)的转向电机(331)、以及所述制动结构(34)的制动电机连接。
14.根据权利要求12所述的汽车，其特征在于，还包括电控单元(50)、转向件(60)、驱动踏板(70)和制动踏板(80)；
所述转向件(60)与所述转向结构(33)的转向电机(331)连接，所述驱动踏板(70)与所述电控单元(50)连接，所述电控单元(50)与所述驱动结构(32)连接，所述制动踏板(80)与所述制动结构(34)的制动电机连接。
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