CN115723496A - 车辆悬架连杆装置和系统以及具有这种系统的作业车辆 - Google Patents

Abstract

一种车辆悬架连杆装置(10)，包括连杆元件(12)，连杆元件具有第一和第二连接位点(13A、13B)，用于将连杆元件分别连接到车辆支撑结构(4)和车轴(2)，以及用于检测连杆元件(12)的运动的传感器元件(20)，传感器元件在位于连结第一连接位点和第二连接位点的虚拟直轴线(A)上的附接点(22)处附接到连杆元件(2)。

Description

车辆悬架连杆装置和系统以及具有这种系统的作业车辆

技术领域

本公开总体上涉及车辆悬架连杆领域。更具体地，本公开涉及一种车辆悬架连杆装置，其包括连杆元件和用于检测连杆元件运动的传感器元件。本公开还涉及一种车辆悬架系统，其包括这种悬架连杆装置和传感器元件连接到其上的角度传感器。本公开还涉及一种包括这种车辆悬架系统的作业车辆。

背景技术

车辆悬架连杆装置通常包括具有第一连接位点和第二连接位点的连杆元件，用于将连杆元件分别连接到车辆支撑结构和车轴。车辆支撑结构特别是车辆的底盘或车身，或者车辆的底架或车架。在车辆悬架系统中，连杆元件，也称为“潘哈德连杆”，用于防止或限制车轴在竖直或基本竖直的平面之外的方向上的运动。特别地，通常横向于车辆前后方向延伸的连接元件防止或有助于防止附接到车轴上的车轮侧向移动，即相对于车辆支撑结构左右移动(side-to-side)或前后移动(frontward and rearward)。

在本公开中，术语“向前”、“向后”、“横向”、“侧面”、“上部”和“下部”可以相对于安装有悬架连杆装置的车辆行驶的方向来理解。

连杆元件可以与用于检测和测量车轴的运动的传感器相关联。这种传感器特别用于测量车轴在给定方向，特别是竖直方向上的运动。在一些情况下，特别是在车辆是作业车辆的情况下，例如拖拉机或类似车辆，用于在不平坦的地面上行驶并潜在地承受大的应力，存在连杆元件承受不期望的运动的风险，这可能不利地影响传感器进行的测量的准确性。此外，悬架连杆系统可能被有意地安装，以便允许小范围的“不希望的运动”。例如，在作业车辆中，车轴可以通过围绕横向轴线的枢转点连接到摇臂，摇臂的旋转导致车轴围绕枢转点旋转，从而导致连杆元件的3D运动。

发明内容

本公开旨在避免或至少基本上限制在传感器旨在测量的车轴运动的测量中、传感器错误地考虑连杆元件的不希望的运动的风险。

因此，本发明提供了一种车辆悬架连杆装置，包括具有第一连接位点和第二连接位点的连杆元件，用于将连杆元件分别连接到车辆支撑结构和车轴，以及用于检测连杆元件的运动的传感器元件，传感器元件在位于连结第一连接位点和第二连接位点的虚拟直轴线上的附接点处附接到连杆元件。

当连杆元件分别附接到车辆支撑结构和车轴时，连杆元件的不期望的运动可包括围绕连结第一连接位点和第二连接位点的虚拟轴线的旋转运动。然而，由于传感器元件的附接点布置在这样的虚拟轴线上，所以连杆元件围绕所述虚拟轴线的运动不会导致所述附接点移动。因此，这种不期望的运动不会影响传感器元件，从而在传感器元件被配置为属于的传感器的测量中不会考虑它们。

可选地，附接点位于第一连接位点和第二连接位点之间。

可选地，传感器元件是发送传感器元件，该发送传感器元件由于连杆元件的移动而移动，并且被配置成连接到接收传感器元件，用于将所述发送传感器元件的移动发送到所述接收传感器元件。

可选地，车辆悬架连杆装置包括紧固到连杆元件的支架，附接点位于该支架上。

可选地，连接元件呈现弓形形状。

可选地，连杆元件被配置为经由相应的第一球面轴承和第二球面轴承分别连接到车辆支撑结构和车轴，所述第一球面轴承和第二球面轴承的相应中心分别限定第一连接位点和第二连接位点。

可选地，传感器元件经由第三球面轴承连接到连杆元件，传感器元件的附接点位于第三球面轴承的中心。

本发明还提供了一种车辆悬架系统，其包括根据本发明的车辆悬架装置和用于检测连杆元件的运动的角度传感器，传感器元件连接到角度传感器。

可选地，传感器元件是通过联杆连接到角度传感器的传感器杆，并且角度传感器被配置成测量联杆的角度运动。

本发明还提供了一种作业车辆，其包括车辆支撑结构、车轴和根据本发明的车辆悬架系统，连杆元件在第一连接位点处连接到车辆支撑结构，并且在第二连接位点处连接到车轴。

附图说明

将参考附图描述实施例的各个方面，其中相同的附图标记表示相同的元件：

图1是实施本发明的车辆悬架连杆装置的车辆悬架系统的透视图。

图2是图1的车辆悬架系统的前视图。

图3是根据本发明的车辆悬架连杆装置的前视图。

图4是沿着图3的线IV-IV截取的具有截面图的侧视图。

图5是沿图3的V-V线截取的截面图。

图6A是沿图3的线IV-IV截取的悬架连杆装置的截面图，示出了处于通常的竖直位置的连杆元件。

图6B是类似于图6A的视图，示出了处于不希望的倾斜位置的连杆元件。

具体实施方式

现在将参照附图描述根据本公开的方面的车辆悬架连杆装置的实施例。尽管参考特定示例描述了该装置，但是应当理解，可以对该示例进行修改和改变，而不超出由权利要求限定的一般范围。因此，说明书和附图应该被认为是说明性的，而不是限制性的。不一定按比例绘制的附图描绘了说明性的方面，并且不旨在限制本公开的范围。所描绘的说明性方面仅是示例性的。

虽然本公开的各方面可以有各种修改和替代形式，但是其细节已经通过附图中的示例示出并将详细描述。然而，应该理解的是，目的不是将本公开的方面限制于所描述的特定实施例。相反，本公开的意图是覆盖落入权利要求范围内的所有修改、等同物和替代物。

此外，本文使用的语言主要是为了可读性和指导性目的而选择的，而不是为了勾勒或限制发明主题。因此，本公开的公开内容旨在说明而非限制权利要求中阐述的本公开的范围。

如在本公开和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非内容另有明确规定。如在本公开和所附权利要求中所使用的，术语“或”通常以其包括“和/或”的含义来使用，除非内容另有明确规定。

在整个说明书中，包括权利要求书，术语“包括一个”、“包含一个”和“具有一个”应该理解为与“包括一个或多个”、“包含一个或多个”和“具有一个或多个”同义，除非另有说明。此外，除非另有说明，否则说明书、包括权利要求书中提出的任何范围都应理解为包括其端值。所描述的元件的具体值应该被理解为本领域技术人员所知的可接受的制造或工业公差范围内，并且术语“基本上”、“近似地”和“一般地”的任何使用应该被理解为意味着落入这种可接受的公差范围内。

图1和图2示出了车辆悬架系统1，其包括大致在车辆横向方向T上延伸的车轴2。车轴2的侧端设置有用于安装车轮的安装座2A和2B。特别地，该车轴可以是用于方向盘的车轴。悬架系统包括悬架减振器3A、3B，例如液压缸，它们在各自的端部3A’和3B’处连接到车轴2，而它们各自的端部3A”和3B”被构造成连接到车辆支撑结构4(以虚线示出)，例如车辆的底盘或车身，或者车辆的底架或车架。车轴固定在车辆的纵向摇臂5上。

车辆悬架系统包括悬架连杆装置10，该悬架连杆装置10包括大致沿车辆横向方向T取向的连杆元件12。连杆元件12的第一端12A被配置成连接到车辆支撑结构。连杆元件2的第二端12B经由支架14连接到车轴2。在该示例中，设置了两个支架14，端部12B夹在这两个支架之间。

特别如图3所示，端部12A具有用于连接到车辆支撑结构的连接位点13A。类似地，端部12B具有用于连接到车轴2的连接位点13B。这里，“连接位点”，也可以称为“连接地点”，指的是在连接元件中的位置，布置的该位置使得连接元件能够分别连接到车辆支撑结构或车轴。该位点可以分别具有几何中心13A’、13B’。

在该示例中，连杆元件12被配置为经由第一球面轴承14A连接到车辆支撑结构4。第一连接位点13A包括在连杆元件12的第一端12A处的孔部分，所述孔部分设有用于球形球部分(spherical ball portion)15A的球形轨道。球面轴承14A的球形球部分15A设有分别从球形球部分向前和向后突出的突出杆部分14A’和14A”。特别地，突出杆部分可以是布置在球部分15A的通孔中的杆的端部部分。突出杆部分14A’和14A”用于与车辆支撑结构的支撑支架连接。

第二连接位点或地点13B类似于第一连接位点13A。它包括在连接元件的第二端12B处的孔部分，所述孔部分设置有用于第二球面轴承14B的球形球部分15B的球形轨道，该球形球部分15B设置有突出杆部分14B’和14B”，在图5中看得最清楚，分别从球形球部分向前和向后突出。在这种情况下，突出杆部分15B’、15B”是杆的端部部分，其布置为固定到固定部分14C，该固定部分14C布置在球部分15B的通孔中。

在该示例中，连接位点13A和13B的各自的中心13A’和13B’是各自的球面轴承14A和14B的球面轨道的中心。

突出杆部分14B’和14B”用于与固定到车轴2的支撑支架14连接。更准确地说，这些杆部分被构造成以可释放的方式固定到支架上，例如接合在支架的孔中，并通过紧固销等紧固在其中。在该示例中，如图1最佳所示，连杆元件12的端部12B夹在两个类似的支架14的上部部分之间，这两个支架14在其下部部分处紧固到车轴2。突出杆部分14B’和14B”接合在支架的上部部分的孔中。

类似地，在第一连接位点13A处的突出杆部分14A’和14A”可以接合在类似于支架14的支架(未示出)中，并紧固到车辆支撑结构4。

该实施例的车辆悬架连杆装置包括用于检测连杆元件12的运动的传感器元件20。传感器元件20在附接点22处附接到连接元件12。如图3最佳所示，附接点22位于连结第一连接位点13A和第二连接位点13B的虚拟轴线A上。在该示例中，虚拟轴线A穿过连接位点13A和13B的相应几何中心13A’和13B’。此外，附接点22布置在第一连接位点13A和第二连接位点13B之间。在该示例中，附接点22布置在连杆元件12的中央部分中。

如图4最佳所示，附接点22位于紧固到连杆元件12的支架24上。在该示例中，支架24布置成使得附接点22布置在垂直于前后方向FB的连杆元件22的中间平面CP中。换句话说，在方向FB上测量连杆元件12的厚度e，附接点22布置在厚度e的一半处。支架24可以由固定到连杆元件12的表面(这里：背面)的金属片形成，并且弯曲或成形为越过连杆元件的上边缘，并且允许附接点布置在平面CP中。

在这种情况下，连接位点13A和13B的中心13A’和13B’布置在同一平面CP上。平面CP不必是限定厚度e的一半的中心平面。它可以是垂直于前后方向的另一平面，连杆元件的连接位点和附接点22位于该平面中。

传感器元件20可以通过任何合适的方式紧固到支架24，特别是允许可释放固定的方式，例如螺栓等。支架24可以通过任何合适的方式紧固到连杆元件12，例如螺栓或铆接。

在该示例中，传感器元件20的附接点22位于第三球面轴承26的中心。第三球面轴承26包括球部分27，该球部分27固定地连接到传感器元件20，并可在球形轨道28中移动，该球形轨道28通过螺栓29或类似物固定到支架24。

在该示例中，传感器元件20是发送传感器元件，其由于连杆元件12的移动而移动，以便将这种移动发送到测量该移动的接收传感器元件30。

在该示例中，传感器元件20是传感器杆，具有在附接点22处附接到连杆元件12的第一端20A和连接到接收传感器元件30的第二端20B。在该示例中，接收传感器元件30是角度传感器，传感器元件20通过联杆32以铰接方式连接到该角度传感器。

由传感器杆形成的传感器元件20大致在大致竖直的平面中延伸，并且连杆元件12的竖直运动导致联杆32旋转。角度传感器测量这种旋转所覆盖的角度，并因此测量连杆元件12的竖直运动的幅度。

在该示例中，连杆元件12具有弓形形状，其凹部向上取向。

如图6A最佳所示，连杆元件12大致处于竖直位置，平面CP平行于竖直方向V。然而，连杆元件可能会发生不希望的运动，并且，如图6B所示，因此可能会引起旋转，使得上述平面CP相对于竖直方向V倾斜。这种不希望的运动可以是围绕虚拟轴线A的摆动运动。然而，如图6A和6B所示，尽管有这种摆动，传感器元件20的附接点22仍然保持在同一水平线L上。因此，在传感器进行的测量中不会错误地考虑不期望的运动。相反，传感器将精确地测量要考虑的连杆元件的运动，即，在该示例中，竖直运动。

附接点22大致位于虚拟轴线A上。理想地，三个球面轴承14A、14B和26的中心，即点13A’、13B’和22，位于该轴线上。然而，微小的偏差可能不会对传感器的测量产生重大影响。特别地，其中从附接点到轴线的距离小于连接位点之间距离的10％，或者有利地，小于连接位点之间距离的5％或2％的装置，仍然被认为是其中附接点在虚拟轴上的装置。

本公开的车辆悬架连杆装置具有相当紧凑的连杆元件，在相应的连接位点处牢固地连接到车辆支撑件和车轴，同时具有足够大的区域用于传感器元件的附接，并允许这种传感器元件容易安装。传感器元件可以是简单的元件，例如杆，其几乎不会受到潜在的损坏或磨损。支架24使得能够容易地安装连杆元件。连杆元件12的弓形形状可以抵抗变形，特别是屈曲。弓形形状的向上取向的凹部可以允许传感器元件的容易的安装，并且使后者能够具有足够的长度。球面轴承避免了施加在连接件上的大应力。

尽管已经参考特定实施例描述了本文的本公开，但是应当理解，这些实施例仅仅是本公开的原理和应用的说明。

说明书和示例仅旨在被认为是示例性的，本公开的真实范围由所附权利要求指出。

此外，该系统的所有公开的特征可以单独或组合地转换成方法和/或设备，反之亦然。

Claims (12)

1.一种车辆悬架连杆装置(10)，包括连杆元件(12)和传感器元件(20)，所述连杆元件具有第一连接位点(13A)和第二连接位点(13B)，用于将所述连杆元件分别连接到车辆支撑结构(4)和车轴(2)，所述传感器元件用于检测所述连杆元件(12)的运动，所述传感器元件在位于连结所述第一连接位点和所述第二连接位点的虚拟直轴线(A)上的附接点(22)处附接到所述连杆元件(2)。

2.根据权利要求1所述的车辆悬架连杆装置，其中，所述附接点(22)位于所述第一连接位点(13A)和所述第二连接位点(13B)之间。

3.根据权利要求1所述的车辆悬架连杆装置，其中，所述传感器元件(20)是发送传感器元件，所述发送传感器元件由于所述连杆元件(12)的运动而运动，并且被配置成连接到接收传感器元件(30)，用于将所述发送传感器元件的运动发送到所述接收传感器元件。

4.根据权利要求1所述的车辆悬架连杆装置，包括紧固到所述连杆元件的支架(24)，所述附接点位于所述支架上。

5.根据权利要求1所述的车辆悬架连杆装置，其中，所述连杆元件(12)呈弓形形状。

6.根据权利要求1所述的车辆悬架连杆装置，其中，所述连杆元件(12)被配置成经由相应的第一球面轴承(14A)和第二球面轴承(14B)分别连接到车辆支撑结构(4)和车辆车轴(2)，所述第一球面轴承和第二球面轴承的相应中心分别限定所述第一连接位点(13A)和第二连接位点(13B)。

7.根据权利要求1所述的车辆悬架连杆装置，其中，所述传感器元件(20)经由第三球面轴承(26)连接到所述连杆元件(12)，所述传感器元件的附接点(22)位于所述第三球面轴承的中心。

8.一种车辆悬架系统，包括根据权利要求1所述的车辆悬架连杆装置(10)和用于检测所述连杆元件(12)的运动的角度传感器(30)，所述传感器元件(20)连接到所述角度传感器。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述传感器元件(20)是传感器杆，通过联杆(32)连接到所述角度传感器(30)，并且其中，所述角度传感器(30)被配置成测量所述联杆的角度运动。

10.一种作业车辆，包括车辆支撑结构(4)、车轴(2)和根据权利要求8所述的车辆悬架系统，所述连杆元件(12)在所述第一连接位点(13A)处连接到所述车辆支撑结构，并且在所述第二连接位点(13B)处连接到所述车轴(2)。

11.根据权利要求10所述的作业车辆，其中，所述车轴(2)大致沿所述车辆的横向方向取向。

12.根据权利要求10所述的作业车辆，其中，所述连杆元件是潘哈德连杆。

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