CN219600843U - 一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，涉及车辆悬架技术领域，其包括由两个上臂、两个下臂、一个专用转向节组‑L、一个专用转向节组‑R、两个减震器、车架及其之间精密配合所设计的十六个外轴套‑R(1‑9)、十六个内轴套‑R(1‑10)、八个外轴套‑S(1‑13)和64个定位销(1‑15)组成的主体。该适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，通过采用上下等长悬臂结构，可使车轮外倾角始终为零，彻底消除了车轮外倾角对扁平胎(尤其是采用了胎面较硬的扁平实心胎)对车轮胎面贴地性的影响。

Description

一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架

技术领域

本实用新型涉及车辆悬架技术领域，具体为一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架。

背景技术

双叉臂式悬架又称双叉臂式悬挂、双A臂式独立悬挂和双横臂悬挂，双叉臂悬架拥有上下两个叉臂，横向力由两个叉臂同时吸收，支柱只承载车架重量，因此横向刚度大，双叉臂式悬架的上下两个A字形叉臂可以精确的定位前轮的各种参数，前轮转弯时，上下两个叉臂能同时吸收轮胎所受的横向力，加上两叉臂的横向刚度较大，所以转弯的侧倾较小，双叉臂式悬挂运动性出色，为越野型车辆；

普通型双叉臂式悬架通常采用上下不等长叉臂(上短下长)，在其车轮上下跳动时即使合理的选择了上下横臂长度并合理布置，其车轮也会在跳动中产生车轮外倾角；车轮外倾角是汽车前轮定位的一个主要参数，车轮上下跳动时，外倾角变化太大，会使轮距变化加大，加速轮胎磨损；此外，外倾角变化会导致轮胎上外倾推力的变化，从而影响侧偏性能、影响车辆的操纵性；对于窄轮距车辆底盘采用扁平胎，尤其是采用胎面较硬的扁平实心胎，车轮外倾角对行驶中的车轮贴地性及车辆内外侧的磨损影响较大，因此，对于扁平胎(尤其是采用了胎面较硬的扁平实心胎)低速窄轮距轻型底盘(例如：轻型轮式机器人底盘、轻载型AGV、老年电动代步车等、电动平衡车等)，采用普通型(不等长)双叉臂式悬架会使底盘在行进中产生车轮外倾角，从而产生车轮贴地性欠佳及车胎内外侧易磨损的缺点，同时普通型双叉臂式悬架的上臂及下臂材质普遍采用钢质材料，有些轻型底盘上臂及下臂材质采用铝合金材质，上臂及下臂的关节多采用球头关节轴承或普通轴套式滑动轴承，存在钢质悬架总重量普遍较重缺陷，铝合金材质的悬架普遍存在关节轴承不耐磨的缺点。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，解决了上述背景中提出的问题。

(二)技术方案

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，包括由两个上臂、两个下臂、一个专用转向节组-L、一个专用转向节组-R、两个减震器、车架及其之间精密配合所设计的十六个外轴套-R、十六个内轴套-R、八个外轴套-S和64个定位销组成的主体；

两个所述上臂与八个外轴套-R之间是H6/n5过盈配合，且外加16个定位销以H6/n5以过盈配合的方式紧配到两个上臂上，使上臂与外轴套-R和其定位销组成两个上臂装配刚体结构；

两个所述下臂与八个外轴套-R之间是H6/n5过盈配合，且外加16个定位销以H6/n5过盈配合的方式紧配到两个下臂上，使下臂与外轴套-R和其定位销组成两个下臂装配刚体结构；

所述专用转向节组-L与四个内轴套-R、八个定位销及两个外轴套-S以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个专用转向节组-L装配刚体结构；

所述专用转向节组-R与四个内轴套-R、八个定位销及两个外轴套-S以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个专用转向节组-R装配刚体结构；

四个所述内轴套-R、八个定位销与车架及两个外轴套-S均以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个车加装配刚体结构；

四个所述外轴套-S与车架均以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个刚体结构。

优选的，两个所述上臂装配刚体结构与两个下臂装配刚体结构均与专用转向节组-L装配刚体结构、专用转向节组-R装配刚体结构及车架装配刚体结构形成H7/g6的间隙配合。

优选的，两个所述上臂装配刚体结构与两个下臂装配刚体结构的两个上臂及两个下臂、16个活动较链关节点(外轴套-R与内轴套-R为H7/g6级精密配合)均采用精密嵌套式对接机构，所述减震器与专用转向节组-L、专用转向节组-R和车架之间也采用嵌套外轴套-S的关节机构。

优选的，两个所述上臂装配刚体结构与两个下臂装配刚体结构均与专用转向节组-L装配刚体结构、专用转向节组-R装配刚体结构及车架装配刚体结构形成H7/g6的间隙配合，且均是通过外轴套-R与内轴套-R之间的精密配合。

优选的，所述上臂和下臂的主体均采用AL7075-T651型优质铝合金材质。

优选的，两个所述上臂与两个下臂采用上下臂等长式双叉臂结构，可使该型悬架车轮外倾角始终为零，彻底消除了车轮外倾角对扁平胎(尤其是采用了胎面较硬的扁平实心胎)对车轮胎面贴地性的影响。

优选的，所述外轴套-R、内轴套-R和外轴套-S组成的该悬架的24个活动饺链关节，均采用高精度加工的超硬材质冷冲模具钢Cr12MoV加工成的轴套，零件淬火后表面硬度为HRC60-63。

优选的，两个所述车轮分别安装在左侧和右侧的专用转向节组-L和专用转向节组-R上。

优选的，两个所述上臂与两个下臂的相对端均通过加长螺钉与车架连接，所述减震器的两端通过圆柱头螺钉分别与车架及专用转向节组-L和专用转向节组-R连接，两个所述上臂与两个下臂的相背端均通过加长螺钉分别与专用转向节组-L和专用转向节组-R连接，所述螺钉、圆柱头螺钉和加长螺钉上均螺纹连接均配合有防松螺母。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果在于：

1、该适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，通过采用上下等长双叉臂悬臂结构，可使车轮外倾角始终为零，彻底消除了车轮外倾角对扁平胎(尤其是采用了胎面较硬的扁平实心胎)对车轮胎面贴地性的影响；

2、该适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，通过将上臂和下臂都采用铝合金材质，重量更轻，上臂和下臂与车架&上臂和下臂与专用转向节组-L和专用转向节组-R之间都采用了特殊结构配合的特硬耐磨轴套式滑动轴承，使该型悬架总重量较全钢悬架轻，关节更耐磨。

附图说明

图1为本实用新型正视结构示意图；

图2为本实用新型俯视结构示意图；

图3为本实用新型正视局部结构示意图；

图4为本实用新型俯视局部结构示意图；

图5为本实用新型图3中X-X面剖面结构示意图；

图6为本实用新型图3中A-A面剖面结构示意图；

图7为本实用新型图4中E处剖面结构示意图；

图8为本实用新型图4中F处剖面结构示意图。

图中：1-1上臂、1-2下臂、1-3减震器、1-4专用转向节组-L、1-5专用转向节组-R、1-6车轮、1-7车架、1-8防松螺母、1-9外轴套-R、1-10内轴套-R、1-11螺钉、1-12圆柱头螺钉、1-13外轴套-S、1-14加长螺钉、1-15定位销。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图8所示，本实用新型提供一种技术方案：一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，包括由两个上臂1-1、两个下臂1-2、一个专用转向节组-L1-4、一个专用转向节组-R1-5、两个减震器1-3、两个车轮1-6和车架1-7组成的主体；

两个上臂1-1与八个外轴套-R1-9之间是H6/n5过盈配合，且外加16个定位销1-15以H6/n5以过盈配合的方式紧配到两个上臂1-1上，使上臂1-1与外轴套-R1-9和其定位销1-15组成两个上臂1-1装配刚体结构；

两个下臂1-2与八个外轴套-R1-9之间是H6/n5过盈配合，且外加16个定位销1-15以H6/n5过盈配合的方式紧配到两个下臂1-2上，使下臂1-2与外轴套-R1-9和其定位销1-15组成两个下臂1-2装配刚体结构；

专用转向节组-L1-4与四个内轴套-R1-10、八个定位销1-15及两个外轴套-S1-13以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个专用转向节组-L1-4刚体结构；

专用转向节组-R1-5与四个内轴套-R1-10、八个定位销1-15及两个外轴套-S1-13以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个专用转向节组-R1-5刚体结构；

四个内轴套-R1-10、八个定位销1-15与车架1-7及两个外轴套-S1-13均以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个车架1-7装配刚体结构；

四个外轴套-S1-13与车架1-7均以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个刚体结构。

两个上臂1-1装配刚体结构与两个下臂1-2装配刚体结构均与专用转向节组-L1-4装配刚体结构、专用转向节组-R1-5装配刚体结构及车架1-7装配刚体结构形成H7/g6的间隙配合。

两个上臂1-1装配刚体结构与两个下臂1-2装配刚体结构的两个上臂1-1及两个下臂1-2、16个活动较链关节点(外轴套-R1-9与内轴套-R1-10为H7/g6级精密配合)均采用精密嵌套式对接机构，减震器1-3与专用转向节组-L1-4、专用转向节组-R1-5和车架1-7之间也采用嵌套外轴套-S1-13的关节机构。

两个上臂1-1装配刚体结构与两个下臂1-2装配刚体结构均与专用转向节组-L1-4装配刚体结构、专用转向节组-R1-5装配刚体结构及车架1-7装配刚体结构形成H7/g6的间隙配合，且均是通过外轴套-R1-9与内轴套-R1-10之间的精密配合。

上臂1-1和下臂1-2的主体均采用AL7075-T651型优质铝合金材质。

上臂1-1和下臂1-2的主体,通过采用上下等长双叉臂悬臂结构，可使车轮外倾角始终为零；

外轴套-R1-9、内轴套-R1-10和外轴套-S1-13组成的该悬架的24个活动饺链关节，均采用高精度加工的超硬材质冷冲模具钢Cr12MoV做成的耐磨关节轴套，它们淬火后表面硬度为HRC60-63，其作用在于可实现超强的活动关节耐磨性及活动关节高精度装配，较同等规格的全合金钢叉臂重量更轻，而关节更耐磨，且独立悬架的叉臂保养只需定期更换叉臂的耐磨关节轴套即可。

两个车轮1-6分别安装在左侧和右侧的专用转向节组-L1-4和专用转向节组-R1-5上。

两个上臂1-1与两个下臂1-2的相对端均通过螺钉1-11与车架1-7连接，减震器1-3的顶端通过圆柱头螺钉1-12与车架1-7连接，两个上臂1-1与两个下臂1-2的相背端均通过加长螺钉1-14分别与专用转向节组-L1-4和专用转向节组-R1-5连接，螺钉1-11、圆柱头螺钉1-12和加长螺钉1-14上都螺纹连接有防松螺母1-8。

上臂1-1和下臂1-2是铝合金、合金钢或轻质复合材料，外轴套-R1-9、外轴套-S1-13及内轴套-R1-10所用之材料是超硬合金钢或超硬耐磨复合材料，外轴套-R1-9、外轴套-S1-13及内轴套-R1-10与其紧密配合之刚体机构之间是固定连接，或是可拆卸连接，或复合为一体，减震器1-3与车架1-7间和专用转向节组-L1-4及专用转向节组-R1-5之间，是机械弹簧连接，或是高级的电动或气动阻尼弹簧连接，或是直接相连，或通过中间介质间接相连。

两个上臂-1与两个下臂1-2采用上下臂等长悬臂结构，可使该型悬架车轮外倾角始终为零，彻底消除了车轮外倾角对扁平胎(尤其是采用了胎面较硬的扁平实心胎)对车轮胎面贴地性的影响。

为了使车辆底盘在行进中双叉臂式独立悬架产生的车轮外倾角始终为零，该双叉臂式独立悬架采用上下等长叉臂，即，如图1，AB＝EF，CD＝GH，AB＝CD；AE＝BF＝CG＝DH；从车辆正前方正对车轮来看，上下俩叉臂与其四个活动饺链关节点ABEF及CDGH分别构成一侧BF及CG固定的可单侧边活动的平行四边形，根据平行四边形原理，AE始终平行与BF，DH始终平行与CG，而BF与CG始终保持竖直，所以无论左右悬架怎么上下运动，其转向节关节节点AE和DH始终保持竖直，这样车轮在行进中姿态能始终保持竖直状态，即车轮外倾角始终保持为0°，所以该双叉臂式独立悬架比普通双叉臂式独立悬架更能使轮胎底面具有更好的贴地性，该型悬挂能适用所有扁平胎(冲气胎、真空胎、实心胎)车轮，当然此悬架也适用普通轮胎。

本实用新型的作业步骤为：

该双叉臂式独立悬架采用上下等长叉臂，即如图1，AB＝EF，CD＝GH，AB＝CD；AE＝BF＝CG＝DH；从车辆正前方正对车轮来看，上下俩叉臂与其四个活动饺链关节点ABEF及CDGH分别构成一侧BF及CG固定的可单侧边活动的平行四边形，根据平行四边形原理，AE始终平行与BF，DH始终平行与CG，而BF与CG始终保持竖直，所以无论左右悬架怎么上下运动，其转向节关节节点AE和DH始终保持竖直，这样车轮在行进中姿态能始终保持竖直状态，即车轮外倾角始终保持为0°，所以该双叉臂式独立悬架比普通双叉臂式独立悬架更能使轮胎底面具有更好的贴地性，该型悬挂能适用所有扁平胎(冲气胎、真空胎、实心胎)车轮，当然此悬架也适用普通轮胎；

该悬架的24个活动饺链关节，均采用高精度加工的超硬材质冷冲模具钢Cr12MoV做成的耐磨关节轴套，它们淬火后表面硬度为HRC60-63，其作用在于可实现超强的活动关节耐磨性及活动关节高精度装配，且独立悬架的叉臂保养只需定期更换叉臂的耐磨关节轴套即可。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，明确保护范围规定：例如，外轴套-R、外轴套-S及内轴套-R与其紧密配合之刚体机构之间可以是固定连接，或是可拆卸连接，或符合成型为一体；减震器与车间和专用转向节组-L及专用转向节组-R之间，可以是机械弹簧连接，或是高级的电动或气动阻尼弹簧连接，或是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；在本实用新型中，各关键零部件所用之材料，上臂和下臂可以是牌号的铝合金及合金钢或轻质复合材料，外轴套-R、外轴套-S及内轴套-R所用之材料可以是超硬合金钢或超硬耐磨复合材料。

对于本领域的普通技术人员而言，除非另有明确的规定和限定，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行创造性的修改或多种变化、替换和创新性设计，本实用新型的保护范围由所附权利要求1-12及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：包括由两个上臂(1-1)、两个下臂(1-2)、一个专用转向节组-L(1-4)、一个专用转向节组-R(1-5)、两个减震器(1-3)、两个车轮(1-6)、车架(1-7)及其之间精密配合所设计的十六个外轴套-R(1-9)、十六个内轴套-R(1-10)、八个外轴套-S(1-13)和64个定位销(1-15)组成的主体；

两个所述上臂(1-1)与八个外轴套-R(1-9)之间是H6/n5过盈配合，且外加16个定位销(1-15)以H6/n5以过盈配合的方式紧配到两个上臂(1-1)上，使上臂(1-1)与外轴套-R(1-9)和其定位销(1-15)组成两个上臂(1-1)装配刚体结构；

两个所述下臂(1-2)与八个外轴套-R(1-9)之间是H6/n5过盈配合，且外加16个定位销(1-15)以H6/n5过盈配合的方式紧配到两个下臂(1-2)上，使下臂(1-2)与外轴套-R(1-9)和其定位销(1-15)组成两个下臂(1-2)装配刚体结构；

所述专用转向节组-L(1-4)与四个内轴套-R(1-10)、八个定位销(1-15)及两个外轴套-S(1-13)以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个刚体结构；

所述专用转向节组-R(1-5)与四个内轴套-R(1-10)、八个定位销(1-15)及两个外轴套-S(1-13)以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个刚体结构；

四个所述内轴套-R(1-10)、八个定位销(1-15)与车架(1-7)及两个外轴套-S(1-13)均以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个车架装配刚体结构；

四个所述外轴套-S(1-13)与车架(1-7)均以H6/n5过盈配合的方式紧配装配成一个刚体结构。

2.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：两个所述上臂(1-1)装配刚体结构与两个下臂(1-2)装配刚体结构均与专用转向节组-L(1-4)装配刚体结构、专用转向节组-R(1-5)装配刚体结构及车架装配刚体结构形成H7/g6的间隙配合。

3.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：两个所述上臂(1-1)装配刚体结构与两个下臂(1-2)装配刚体结构的两个上臂(1-1)及两个下臂(1-2)、16个活动较链关节点均采用精密嵌套式对接机构，所述减震器(1-3)与专用转向节组-L(1-4)、专用转向节组-R(1-5)和车架(1-7)之间也采用嵌套外轴套-S(1-13)的关节机构。

4.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：两个所述上臂(1-1)装配刚体结构与两个下臂(1-2)装配刚体结构均与专用转向节组-L(1-4)装配刚体结构、专用转向节组-R(1-5)装配刚体结构及车架装配刚体结构形成H7/g6的间隙配合，且均是通过外轴套-R(1-9)与内轴套-R(1-10)之间的精密配合。

5.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：所述上臂(1-1)和下臂(1-2)的主体均采用AL7075-T651型优质铝合金材质。

6.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：所述外轴套-R(1-9)、内轴套-R(1-10)和外轴套-S(1-13)组成的该悬架的24个活动饺链关节，均采用高精度加工的超硬材质冷冲模具钢Cr12MoV做成的耐磨关节轴套，且淬火后表面硬度为HRC60-63。

7.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：两个所述车轮(1-6)分别安装在左侧和右侧的专用转向节组-L(1-4)和专用转向节组-R(1-5)上。

8.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：两个所述上臂(1-1)与两个下臂(1-2)的相对端均通过螺钉(1-11)与车架(1-7)连接，所述减震器(1-3)的顶端通过圆柱头螺钉(1-12)与车架(1-7)连接，两个所述上臂(1-1)与两个下臂(1-2)的相背端均通过加长螺钉(1-14)分别与专用转向节组-L(1-4)和专用转向节组-R(1-5)连接，所述螺钉(1-11)、圆柱头螺钉(1-12)和加长螺钉(1-14)上均螺纹连接有防松螺母(1-8)。

9.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：两个所述上臂(1-1)与两个下臂(1-2)采用上下臂等长悬臂结构。

10.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：各关键零部件所用之材料，所述上臂(1-1)和下臂(1-2)是铝合金、合金钢或轻质复合材料，外轴套-R(1-9)、外轴套-S(1-13)及内轴套-R(1-10)所用之材料是超硬合金钢或超硬耐磨复合材料。

11.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：所述外轴套-R(1-9)、外轴套-S(1-13)及内轴套-R(1-10)与其紧密配合之刚体机构之间是固定连接，或是可拆卸连接，或复合成型为一体。

12.根据权利要求1所述的一种适用于低速窄轮距轻型机器人底盘的双叉臂式悬架，其特征在于：所述减震器(1-3)与车架(1-7)间和专用转向节组-L(1-4)及专用转向节组-R(1-5)之间，是机械弹簧连接，或是高级的电动或气动阻尼弹簧连接，或是直接相连。