CN114683790A - 悬挂系统和无人车 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例公开了一种悬挂系统和无人车。该悬挂系统的一具体实施方式包括：机架，与车体固定连接；左轮机构和右轮机构，对称安装在机架的两侧，分别用于固定左车轮和右车轮；左轮机构和右轮机构均包括连接架和至少两个连杆，连接架与车轮固定连接，至少两个连杆中的各连杆的一端与连接架铰接，另一端与机架铰接；其中，左轮机构和右轮机构在连杆的限制作用下，可分别相对于机架在垂直于地面方向摆动。该实施方式与无人车有关，提出了一种新的悬挂系统，左轮机构和右轮机构各自独立与机架连接。在处于高低不平路面时，通过连杆的的限制作用，可以保证车轮的轴线水平移动。从而提升车辆运行的平稳性和抓地力，保证里程计的测量准确性。

Description

悬挂系统和无人车

技术领域

本公开的实施例涉及无人车技术领域，具体涉及悬挂系统和无人车。

背景技术

悬挂系统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。其功能是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，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，以保证汽车平顺行驶。

现有技术中，悬挂系统通常采用图1A或图1B中所示的结构。图1A中的悬挂系统采用摇臂式结构。当车辆行驶在不平台路面时，这种结构可能会使车轮相对于垂直于地面方向发生偏移，从而导致车轮出现偏磨现象。使得车轮的受力面积减少，影响抓地力。图1B中的左右车轮虽然采用独立驱动，但悬挂系统的连接方式没有区分左右，同样不能保证每个车轮的轴线水平。尤其是左右车轮对应的路面高度不同时，将导致整体车身歪斜。

发明内容

本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

第一方面，本公开的一些实施例提供了一种悬挂系统，包括：机架，与车体固定连接；左轮机构和右轮机构，对称安装在机架的两侧，分别用于固定左车轮和右车轮；左轮机构和右轮机构均包括连接架和至少两个连杆，连接架与车轮固定连接，至少两个连杆中的各连杆的一端与连接架铰接，另一端与机架铰接；其中，左轮机构和右轮机构在连杆的限制作用下，可分别相对于机架在垂直于地面方向摆动。

在一些实施例中，机架包括车体连接部和悬挂连接部；车体连接部位于机架的上端，用于固定连接车体；悬挂连接部位于机架的两侧，与车体连接部固定，用于连接左轮机构和右轮机构。

在一些实施例中，悬挂连接部位于机架中、与车体行驶方向同向的两侧；至少两个连杆设置于连接架中、与车体行驶方向同向的两侧，一端与连接架铰接，另一端与悬挂连接部铰接；其中，至少两个连杆中的各连杆的铰接轴线相互平行，至少部分连杆的铰接轴线不重叠。

在一些实施例中，至少两个连杆包括两个第一连杆，两个第一连杆的一端分别与连接架的两侧铰接，其中，两个第一连杆的铰接轴线为相互平行的两条线。

在一些实施例中，至少两个连杆对称设置于连接架的两侧，包括两个第一连杆和两个第二连杆；其中，位于连接架同一侧的第一连杆和第二连杆，沿垂直于地面方向排列布置。

在一些实施例中，悬挂系统还包括弹性部件，弹性部件沿垂直于地面方向设置，用于缓冲左轮机构和右轮机构的摆动。

在一些实施例中，悬挂连接部在靠近车体连接部的一端设置有第一横杆；两个第二连杆靠近地面设置，两个第二连杆之间设置有第二横杆；弹性部件的一端与第一横杆铰接，另一端开设有卡槽，与第二横杆卡接。

在一些实施例中，悬挂连接部在朝向连接架的侧面设置有固定杆，弹性部件套设在固定杆上；固定杆上还设置有滑块，滑块位于弹性部件之间，至少两个连杆的另一端与滑块铰接。

在一些实施例中，连接架上开设有连接孔，以使固定在连接架的第一端的电机的输出轴穿过连接孔，与位于连接架的第二端的车轮连接，其中，连接架的第一端为靠近机架的一端。

第二方面，本公开的一些实施例提供了一种无人车，包括：车体；左驱动机构，包括左车轮和电机；右驱动机构，包括右车轮和电机；左驱动机构和右驱动机构采用如上述第一方面中任一实现方式所描述的悬挂系统与车体连接。

本公开的上述各个实施例具有如下有益效果：本公开的一些实施例的悬挂系统可以提升车辆运行的平稳性和抓地力。具体来说，造成车轮发生偏移的原因在于：在路面高低不平的情况下，现有的悬挂系统不能保证车轮的轴线水平移动。具体来说，现有的摇臂式结构仅与车轮固定装置的下端连接。这样当摇臂发生左右摆动时，会带动车轮固定装置以固定位置(如车轮驱动轴)为中心左右移动，从而使车轮不能保持与地面垂直的状态。即车轮在上下运动时，其轴线不能平行移动。而另一种悬挂系统，将左、右车轮固定装置固定在一起。当左右车轮高度不同时，整体车身会发生倾斜，使得车轮的轴线无法保持水平。基于此，本公开的一些实施例的悬挂系统中，左轮机构和右轮机构分别通过连杆与机架铰接。这样在路面高低不平的情况下，可以使左右车轮分别上下运动，从而保证整体车身的平稳性。另外，在连杆的限制作用下，左轮机构和右轮机构可以分别相对于机架在垂直于地面方向摆动。这样可以保证车轮始终垂直于地面，即车轮的轴线水平移动。从而避免或降低车轮发生偏磨的现象，提升其抓地力。并且有助于保证里程计的测量准确性。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。

图1A是现有悬挂系统的一个实施例的结构示意图；

图1B是现有悬挂系统的另一个实施例的结构示意图；

图2是根据本公开的悬挂系统的一个实施例的整体结构示意图；

图3是右轮机构的一个实施例的结构示意图；

图4是图3所示的右轮机构的仰视结构示意图；

图5是连杆与悬挂连接部连接的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

本公开的实施例提供了一种悬挂系统。如图2所示，该悬挂系统可以包括机架1、右轮机构2和左轮机构3。在这里，机架1可以构成悬挂系统的支撑主体，与车体固定连接。从图2中可以看出，右轮机构2和左轮机构3可以对称安装在机架1的两侧。其中，右轮机构2可以用于固定右车轮。而左轮机构3可以用于固定左车轮。从而实现车体与车轮的连接。

在这里，为了简化生产工艺，右轮机构2和左轮机构3可以相对于机架1采用对称结构。这样也可以保证悬挂系统的结构稳定性。如图2所示，右轮机构2和左轮机构3可以均包括连接架和至少两个连杆。也就是说，右轮机构2包括连接架和至少两个连杆。左轮机构3也包括连接架和至少两个连杆。具体参见图3，连接架21可以与车轮固定。至少两个连杆(如图中所示的连杆22、23)的一端可以与连接架21铰接，另一端可以与机架1铰接。即每个连杆的一端与连接架21铰接，另一端与机架1铰接。

可以理解的是，为了避免运动过程中，车轮在垂直于地面方向发生偏移，与同一连接架21铰接的至少两个连杆中，各连杆的铰接轴线可以相互平行，且至少部分连杆的铰接轴线不重叠。也就是说，将连杆铰接在连接架的不同位置处，从而可以防止连接架相对于垂直于地面方向发生偏转。这样既可以保证车轮在垂直于地面方向上下摆动，又可以避免车轮发生偏移，从而保证车轮的轴线始终处于水平状态。即左轮机构3和右轮机构2在连杆的限制作用下，可分别相对于机架1在垂直于地面方向摆动。

作为示例，机架1朝向连接架21的端面可以设置有连接结构。而连接架21朝向机架1的端面也可以设置有连接结构。此时，至少两个连杆的两端可以分别与两个连接结构铰接。例如两个连杆可以沿垂直于与地面方向排列布置。

在一些实施例中，如图3所示，机架1可以包括车体连接部11和悬挂连接部12。从图中可以看出，车体连接部11可以位于机架的上端，用于固定连接车体。而悬挂连接部12可以位于机架的两侧，且与车体连接部11固定。也就是说，悬挂连接部12固定在车体连接部11的两侧。悬挂连接部12可以用于连接右轮机构2和左轮机构3。

进一步地，为了使悬挂系统的结构更加紧凑，尽可能的减小整体尺寸，上述悬挂连接部12可以位于机架中、与车体行驶方向同向的两侧，即位于机架的(如图3所示)前、后两侧。另外，至少两个连杆同样可以设置于连接架21中、与车体行驶方向同向的两侧，即位于连接架21的(如图3所示)前、后两侧。此时，这些连杆的一端可以与连接架21的前、后两侧铰接，另一端可以与悬挂连接部12铰接。这种连接结构可以使机架与连接架之间形成有较大的容置空间，以安装其它设备或零部件。

在一些实施例中，为了减轻悬挂系统的重量，上述至少两个连杆可以包括两个第一连杆，如图3中所示的第一连杆22。两个第一连杆22可以分别与连接架21的前、后两侧铰接。也就是说，右轮机构2可以设置有两个第一连杆22。这两个第一连杆22分别铰接于连接架21的两侧。同时，左轮机构3也设置有两个第一连杆。这两个第一连杆也分别铰接于连接架21的两侧。

需要说明的是，同一机构(左轮机构或右轮机构)中的两个第一连杆的铰接轴线为相互平行的两条线，即两个第一连杆的铰接轴线不重叠。也就是说，同一机构中的两个第一连杆非对称设置。这样连接架就无法绕铰接轴转动。从而可以避免左轮机构和右轮机构在上下摆动的过程中，其中的连接架出现偏移，从而导致车轮的轴线处于非水平状态的情况。

在一些实施例中，在减轻悬挂系统重量的同时，提升悬挂系统结构的牢固性，上述至少两个连杆可以包括两个第一连杆22和两个第二连杆23。也就是说，右轮机构包括两个第一连杆和两个第二连杆。左轮机构也包括两个第一连杆和两个第二连杆。并且这些连杆可以对称设置于连接架21的两侧。如图3所示，在同一机构中，两个第一连杆22可以对称铰接在连接架21的两侧；两个第二连杆23页对称铰接在连接架21的两侧。

另外，位于连接架21同一侧的第一连杆22和第二连杆23，可以沿垂直于地面方向上下排列布置。作为示例，如图3所示，第一连杆22可以远离地面设置。而第二连杆23可以靠近地面设置。即第一连杆22位于第二连杆23的上面。从图3中可以看出，悬挂连接部12、第一连杆22、第二连杆23和连接架21可以构成平行四边形的四连杆机构。这样，当车轮遇到高低不平的路面时，车轮带动连接架可以相对于机架向上或者向下运动，同时可以保持车轮的轴线平行移动。在这里，第一连杆22的延伸方向可以与第二连杆23的延伸方向相同或不同。

在一些实施例中，悬挂系统还可以包括弹性部件4。弹性部件4可以沿垂直于地面方向设置，用于缓冲左轮机构3和右轮机构2的摆动。可以理解的是，弹性部件4的设置位置和数量在这里不限制。作为示例，悬挂系统可以包括两个弹性部件4。每个弹性部件4可以位于连接架与车体之间。

可选地，弹性部件4可以抵接于机架与连杆之间。作为示例，弹性部件4的两端可以分别与悬挂连接部、连杆连接。如图3所示，位于机架两侧的悬挂连接部12之间可以设置有第一横杆51。第一横杆51位于悬挂连接部12靠近车体连接部11的一端，即位于悬挂连接部12的上端。靠近地面设置的两个第二连杆23之间可以设置有第二横杆52。第二横杆52与第二连杆23的固定位置可以位于第二连杆23的两端之间。在这种情况下，弹性部件4的一端可以与第一横杆51铰接，从而实现与悬挂连接部12的连接。从图4可以看出，弹性部件4的另一端可以开设有卡槽K。弹性部件4通过卡槽K，可以与第二横杆52相卡接，从而实现与两个第二连杆23的连接。这样，当右轮机构2(或左轮机构3)上下摆动时，弹性部件4可以起到缓冲作用，以减缓车体的震动情况。同时，弹性部件4另一端的开放式设置，可以降低对第二连杆23的上下运动行程的限制，从而有利于增加车体的过坎能力。另外，为了避免对弹性部件4的运动产生干涉，车体连接部11在对应其设置位置处可以形成有避让结构。

可以理解的是，由于右轮机构2和左轮机构3各自独立的与机架1活动连接，因此具有更好的灵活性，有助于提升车体的平衡性。通过调节弹性部件4的作用力，可以增加车体的过坎能力。经过试验，过坎高度可达12至14毫米。

另外，对于右轮机构2，可以对称设置两个弹性部件4。两个弹性部件4靠近连杆设置。作为示例，对于右轮机构2，也可以设置一个弹性部件4，位于第一横杆51的中间位置。对于左轮机构3中弹性部件4的设置，可以参照右轮机构2中弹性部件4的设置情况，在此不再赘述。

在一些实施例中，弹性部件4的安装结构还可以参见图5所示。在图5中，悬挂连接部12在朝向连接架21的侧面可以设置有固定杆53。固定杆53上还设置有滑块54。滑块54可以沿固定杆53上下滑动。此时，可以在固定杆53上套设两个弹性部件4。滑块54可以位于两个弹性部件4之间。在这里，连杆可以与滑块54铰接，从而实现与悬挂连接部12的连接。

在一些实施例中，由于连接架与机架之间形成有容置空间，因此可以将驱动车轮的电机安装于此，从而提升整体结构的紧凑性。作为示例，电机D可以固定在连接架21的第一端，而车轮可以位于连接架21的第二端。第一端和第二端为对向的两端。此时，连接架21上可以开设有连接孔。这样，电机D的输出轴可以穿过连接孔，从而与车轮连接。在这里，连接架的第一端可以为靠近机架的一端。

可以理解的是，本公开实施例的悬挂系统中，各部件的形状、尺寸和数量可以根据实际需求进行设置。例如连接架可以设置为L形。这样，在承托电机的同时，可以对电机的底部起到防护作用。另外，通过调节连杆的长度尺寸，可以实现左右车轮之间的间距调节，以满足不同车辆的使用需求。这样可以扩大本公开实施例的悬挂系统的使用范围。

本公开的实施例还提供了一种无人车。该无人车可以包括车体、左驱动机构、右驱动机构和上述实施例中任一实现方式所描述的悬挂系统。在这里，车体可以构成无人车的主体结构，以支撑和安装其他设备或部件。左驱动机构和右驱动机构可以通过悬挂系统与车体连接。其中，左驱动机构可以包括左车轮和驱动左车轮的电机。右驱动机构可以包括右车轮和驱动右车轮的电机。

可以理解的是，由于该无人车的左右车轮独立驱动，同时采用了上述悬挂系统，因此可以使无人车具有更好的灵活性和过坎能力。不仅可以提高无人车行驶的平稳性，还可以保证车轮在上下运动时轴线的平行移动。这样可以避免或降低车轮发生偏磨的可能性，从而保证车轮与地面之间摩擦力，增加抓地力。同时，可以提高无人车测量行走距离的准确性，从而保证无人车可以准确地到达目的地。

以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种悬挂系统，包括：

机架，与车体固定连接；

左轮机构和右轮机构，对称安装在所述机架的两侧，分别用于固定左车轮和右车轮；

所述左轮机构和所述右轮机构均包括连接架和至少两个连杆，所述连接架与车轮固定连接，所述至少两个连杆中的各连杆的一端与所述连接架铰接，另一端与所述机架铰接；

其中，所述左轮机构和所述右轮机构在连杆的限制作用下，可分别相对于所述机架在垂直于地面方向摆动。

2.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中，所述机架包括车体连接部和悬挂连接部；

所述车体连接部位于所述机架的上端，用于固定连接所述车体；

所述悬挂连接部位于所述机架的两侧，与所述车体连接部固定，用于连接所述左轮机构和所述右轮机构。

3.根据权利要求2所述的悬挂系统，其中，所述悬挂连接部位于所述机架中、与所述车体行驶方向同向的两侧；

所述至少两个连杆设置于所述连接架中、与所述车体行驶方向同向的两侧，一端与所述连接架铰接，另一端与所述悬挂连接部铰接；

其中，所述至少两个连杆中的各连杆的铰接轴线相互平行，至少部分连杆的铰接轴线不重叠。

4.根据权利要求3所述的悬挂系统，其中，所述至少两个连杆包括两个第一连杆，所述两个第一连杆的一端分别与所述连接架的两侧铰接，其中，所述两个第一连杆的铰接轴线为相互平行的两条线。

5.根据权利要求3所述的悬挂系统，其中，所述至少两个连杆对称设置于所述连接架的两侧，包括两个第一连杆和两个第二连杆；

其中，位于所述连接架同一侧的第一连杆和第二连杆，沿垂直于地面方向排列布置。

6.根据权利要求5所述的悬挂系统，其中，所述悬挂系统还包括弹性部件，所述弹性部件沿垂直于地面方向设置，用于缓冲所述左轮机构和所述右轮机构的摆动。

7.根据权利要求6所述的悬挂系统，其中，所述悬挂连接部在靠近所述车体连接部的一端设置有第一横杆；

所述两个第二连杆靠近地面设置，所述两个第二连杆之间设置有第二横杆；

所述弹性部件的一端与所述第一横杆铰接，另一端开设有卡槽，与所述第二横杆卡接。

8.根据权利要求6所述的悬挂系统，其中，所述悬挂连接部在朝向所述连接架的侧面设置有固定杆，所述弹性部件套设在所述固定杆上；

所述固定杆上还设置有滑块，所述滑块位于所述弹性部件之间，所述至少两个连杆的另一端与所述滑块铰接。

9.根据权利要求1-8之一所述的悬挂系统，其中，所述连接架上开设有连接孔，以使固定在所述连接架的第一端的电机的输出轴穿过所述连接孔，与位于所述连接架的第二端的车轮连接，其中，所述连接架的第一端为靠近所述机架的一端。

10.一种无人车，包括：

车体；

左驱动机构，包括左车轮和电机；

右驱动机构，包括右车轮和电机；

所述左驱动机构和所述右驱动机构采用如权利要求1-9之一所述的悬挂系统与所述车体连接。

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