CN114211922A - 一种高度可调悬臂装置及其车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高度可调悬臂装置及其车辆，属于全地形车技术领域。该车辆包括车身、纵臂驱动杆、纵臂及悬架系统，其中纵臂及悬架系统包括平行四边形纵臂机构、悬架系统、转向机构、刹车系统、轮毂电机及轮胎；本发明的平行四边形纵臂机构由纵臂驱动杆推动，使得纵臂远端连杆可以相对应车身平移运动，而与车身保持角度不变，以补充路面的凸凹使得车身基本保持水平，提供对路面的适应性，提供乘坐舒适性。

Description

一种高度可调悬臂装置及其车辆
技术领域
本发明属于全地形车技术领域，尤其涉及一种电驱4轮独立驱动全地形车。
背景技术
全地形车又称“全地形四轮越野机车”，可以在任何地形上行驶的车辆，在普通车辆难以机动的地形上行走自如。
目前市面上的全地形车均为燃油动力，大多数车辆采用中心驱动传动到车轮、皮带CVT无级变速系统的传动方式，传动系统负载车辆重量大。同时，缺乏车轮高度主动调节装置，在使用时驾驶舱会随车身一起倾斜，容易造成驾驶安全问题，对驾驶员的人身安全造成隐患。而且，现有的全地形车在转向时，其转向半径受限，仅由车载控制系统进行转向控制，无法实现较大的转向半径。
在申请号为202011024613.0的发明专利中，公开了一种混合的动力系统和全地形车，该全地形车采用混合动力传动，集中驱动的方式结构复杂，重量大，而且车轮缺乏主动调节装置，在大侧倾等不平路面驾驶舱会随车身一起倾斜，缺乏安全及舒适性，并且转向半径较大。在申请号为202011093047.9的发明专利中，公开了一种全地形车，该全地形车尽管添加了车轮高度主动调节装置，但是车轮高度主动调节时车轮主倾角会有大的变化，影响车辆操控性能，不能以较高的速度行驶，另外车辆自由度多控制麻烦，会影响稳定性可靠性，并且车辆负载能力不强。
发明内容
基于现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种适应多种地面的高度可调悬臂装置及其车辆。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于高度可调悬臂装置的车辆，包括车身(1)、四个纵臂驱动杆(2)、四个纵臂及悬架系统(3)。
所述车身(1)，设置有纵臂驱动杆连接轴(1.1)、上纵臂连接凸台(1.2)、下纵臂连接凸台(1.3)。
所述纵臂驱动杆(2)，其两端分别设置有纵臂驱动杆上铰接孔(2.1)、纵臂驱动杆下铰接孔(2.2)；所述纵臂驱动杆上铰接孔(2.1)与纵臂驱动杆连接轴(1.1)铰接，所述纵臂驱动杆下铰接孔(2.2)与上纵臂推杆连接孔(3.1.1.3)铰接。
所述纵臂及悬架系统(3)，包括平行四边形纵臂机构(3.1)、悬架系统(3.2)、转向机构(3.3)、刹车系统(3.4)、轮毂电机及轮胎(3.5)。
所述平行四边形纵臂机构(3.1)，包括上纵臂(3.1.1)、下纵臂(3.1.2)、纵臂远端连杆(3.1.3)。
所述上纵臂(3.1.1)，其两端分别设置有上纵臂近端连接孔(3.1.1.1)、上纵臂远端连接孔(3.1.1.2)、中部设置有上纵臂推杆连接孔(3.1.1.3)；所述上纵臂近端连接孔(3.1.1.1)与上纵臂连接凸台(1.2)铰接。
所述下纵臂(3.1.2)，其两端分别设置有下纵臂近端连接孔(3.1.2.1)、下纵臂远端连接孔(3.1.2.2)；所述下纵臂近端连接孔(3.1.2.1)与下纵臂连接凸台(1.3)铰接。
所述纵臂远端连杆(3.1.3)，其两端分别设置有远端连杆上连接轴(3.1.3.1)、远端连杆下连接轴(3.1.3.2)；所述上纵臂远端连接孔(3.1.1.2)与远端连杆上连接轴(3.1.3.1)铰接，所述下纵臂远端连接孔(3.1.2.2)与远端连杆下连接轴(3.1.3.2)铰接。
所述悬架系统(3.2)，包括悬架支架(3.2.1)、上横臂(3.2.2)、下横臂(3.2.3)、悬架远端支架(3.2.4)。
所述悬架支架(3.2.1)与纵臂远端连杆(3.1.3)固定连接；
所述悬架支架(3.2.1)，其上端与上横臂(3.2.2)的一端铰接，下端与下横臂(3.2.3)的一端铰接。
所述悬架远端支架(3.2.4)，其上端与上横臂(3.2.2)的另一端铰接，下端与下横臂(3.2.3)的另一端铰接。
所述转向机构(3.3)、刹车系统(3.4)、轮毂电机及轮胎(3.5)安装在悬架系统悬架远端支架(3.2.4)上。其中，所述轮毂电机及轮胎(3.5)，包括轮胎和轮毂电机，所述轮胎安装在轮毂电机输出轴上，所述轮毂电机用于驱动轮胎旋转为车辆行驶提供动力；所述转向机构(3.3)，用于根据驾驶员的操作控制轮胎的偏转改变行驶方向；所述刹车系统通过制动钳与随轮胎转动的制动盘发生摩擦作用，以控制车轮减速或停止。
进一步地，所述纵臂驱动杆(2)采用液压或电动为动力。
进一步地，所述上横臂(3.2.2)、下横臂(3.2.3)为倾斜布置，可以减少车辆在横向方向上的宽度。
进一步地，所述悬架系统(3.2)，还包括减震器(3.2.5)，所述减震器(3.2.5)与悬架支架(3.2.1)的中部Y点进行铰接，减震器(3.2.5)与下横臂(3.2.3)的中部Z点进行铰接，下横臂与悬架支架铰接处为X点，所述X点、Y点、Z点构成一个稳定的三角形，并由减震器(3.2.5)消减地面对车身的冲击。
有益效果：
1.本发明的4轮独立驱动，轮胎由轮毂电机直接驱动，减少传动部件。
2.本发明的车辆高度能够主动控制，适应大斜坡道路等各种复杂路面。
3.本发明的悬架系统倾斜布置，减小横向占用空间。
附图说明
图1为本发明实施例全地形车经过不同路面状态示意图。
图2为本发明实施例全地形车整体结构示意图。
图3为本发明实施例车身示意图。
图4为本发明实施例为纵臂及悬架示意图。
图5为本发明实施例平行四边形纵臂机构示意图。
图6为本发明实施例悬架系统示意图。
图7为本发明车轮高度调节原理示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步描述。
图2-6为本实施例全地形车整体结构及各部分结构的示意图。
图7为本发明车轮高度调节原理示意图，即平行四边形纵臂机构(3.1)和纵臂驱动杆(2)的工作原理。图中，A、B、C、D、E、F均为铰接，其中A、B、C铰接在车身上位置不动，BCEF(即上纵臂(3.1.1)和下纵臂(3.1.2))构成平行四边形机构，且EB之间长度等于CF之间的长度为L，AB之间长度为a，BD之间长度为b。AD之间的长度即为驱动装置(纵臂驱动杆)的长度，因此AD之间的长度可变，将AD之间初始长度记为c0，长度变化后的长度记为c1。θ为DB与AB之间的夹角，初始夹角记为θ0，AB长度变化后夹角记为θ1，角度变化记θδ，因此：
Figure BDA0003371563730000031
Figure BDA0003371563730000032
则角度变化为：
θδ＝θ0-θ1
则轮胎高度变化为：
Δh＝L*sinθδ
本发明的平行四边形纵臂机构由纵臂驱动杆(2)推动，使得纵臂远端连杆(3.1.3)可以相对应车身(1)平移运动，而与车身(1)保持角度不变。如图1所示，当车辆在平整路面行驶时纵臂驱动杆(2)伸缩状态一致，车身水平，当车辆在非平整路面形式时：路面凸出侧的纵臂驱动杆(2)收缩驱动本侧平行四边形纵臂机构抬升，即纵臂远端连杆(3.1.3)抬升，进而悬架及轮胎抬升；同时路面凹陷侧的纵臂驱动杆(2)收缩驱动本侧平行四边形纵臂机构下降，即纵臂远端连杆(3.1.3)下降，进而悬架及轮胎下降，以补充路面的凸凹使得车身基本保持水平，提供对路面的适应性，提供乘坐舒适性。
轮毂电机及轮胎(3.5)安装在悬架系统悬架远端支架(3.2.4)上，在纵臂驱动杆(2)推动作用下悬架远端支架(3.2.4)相对车身平移运动，因此轮毂电机及轮胎(3.5)跟随悬架远端支架(3.2.4)一起运动。由此车辆与车身相对高度可通过纵臂驱动杆(2)推动进行主动控制，以适应各种路面，提高道路通过性。
本发明的悬架系统(3.2)，悬架支架(3.2.1)、上横臂(3.2.2)、下横臂(3.2.3)、悬架远端支架(3.2.4)，互相之间在O、P、X、R铰接构成四边形结构，配合减震器可良好的将地面作用力传递到车架，并对车轮上下运动进行导向确定车轮与车身的相对位置。

Claims (4)

1.一种基于高度可调悬臂装置的车辆，其特征在于，包括车身(1)、四个纵臂驱动杆(2)、四个纵臂及悬架系统(3)；
所述车身(1)，设置有纵臂驱动杆连接轴(1.1)、上纵臂连接凸台(1.2)、下纵臂连接凸台(1.3)；
所述纵臂驱动杆(2)，其两端分别设置有纵臂驱动杆上铰接孔(2.1)、纵臂驱动杆下铰接孔(2.2)；所述纵臂驱动杆上铰接孔(2.1)与纵臂驱动杆连接轴(1.1)铰接，所述纵臂驱动杆下铰接孔(2.2)与上纵臂推杆连接孔(3.1.1.3)铰接；
所述纵臂及悬架系统(3)，包括平行四边形纵臂机构(3.1)、悬架系统(3.2)、转向机构(3.3)、刹车系统(3.4)、轮毂电机及轮胎(3.5)；
所述平行四边形纵臂机构(3.1)，包括上纵臂(3.1.1)、下纵臂(3.1.2)、纵臂远端连杆(3.1.3)；
所述上纵臂(3.1.1)，其两端分别设置有上纵臂近端连接孔(3.1.1.1)、上纵臂远端连接孔(3.1.1.2)、中部设置有上纵臂推杆连接孔(3.1.1.3)；所述上纵臂近端连接孔(3.1.1.1)与上纵臂连接凸台(1.2)铰接；
所述下纵臂(3.1.2)，其两端分别设置有下纵臂近端连接孔(3.1.2.1)、下纵臂远端连接孔(3.1.2.2)；所述下纵臂近端连接孔(3.1.2.1)与下纵臂连接凸台(1.3)铰接；
所述纵臂远端连杆(3.1.3)，其两端分别设置有远端连杆上连接轴(3.1.3.1)、远端连杆下连接轴(3.1.3.2)；所述上纵臂远端连接孔(3.1.1.2)与远端连杆上连接轴(3.1.3.1)铰接，所述下纵臂远端连接孔(3.1.2.2)与远端连杆下连接轴(3.1.3.2)铰接；
所述悬架系统(3.2)，包括悬架支架(3.2.1)、上横臂(3.2.2)、下横臂(3.2.3)、悬架远端支架(3.2.4)；
所述悬架支架(3.2.1)与纵臂远端连杆(3.1.3)固定连接；
所述悬架支架(3.2.1)，其上端与上横臂(3.2.2)的一端铰接，下端与下横臂(3.2.3)的一端铰接；
所述悬架远端支架(3.2.4)，其上端与上横臂(3.2.2)的另一端铰接，下端与下横臂(3.2.3)的另一端铰接；
所述转向机构(3.3)、刹车系统(3.4)、轮毂电机及轮胎(3.5)安装在悬架系统悬架远端支架(3.2.4)上；其中，所述轮毂电机及轮胎(3.5)，包括轮胎和轮毂电机，所述轮胎安装在轮毂电机输出轴上，所述轮毂电机用于驱动轮胎旋转为车辆行驶提供动力；所述转向机构(3.3)，用于根据驾驶员的操作控制轮胎的偏转改变行驶方向；所述刹车系统通过制动钳与随轮胎转动的制动盘发生摩擦作用，以控制车轮减速或停止。
2.如权利要求1所述的一种基于高度可调悬臂装置的车辆，其特征在于，所述悬架系统(3.2)，还包括减震器(3.2.5)，所述减震器(3.2.5)与悬架支架(3.2.1)的中部Y点进行铰接，减震器(3.2.5)与下横臂(3.2.3)的中部Z点进行铰接，下横臂与悬架支架铰接处为X点，所述X点、Y点、Z点构成一个稳定的三角形，并由减震器(3.2.5)消减地面对车身的冲击。
3.如权利要求1或2所述的一种基于高度可调悬臂装置的车辆，其特征在于，所述纵臂驱动杆(2)采用液压或电动为动力。
4.如权利要求1或2所述的一种基于高度可调悬臂装置的车辆，其特征在于，所述上横臂(3.2.2)、下横臂(3.2.3)为倾斜布置，减少车辆在横向方向上的宽度。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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