油气弹簧、车轮的转向机构、车轮及车辆制造技术

本发明专利技术提供一种油气弹簧、配置有该油气弹簧的车轮转向机构、配置有该油气弹簧的车轮及采用该车轮的车辆，该油气弹簧包括油缸、弹性阻尼单元和油路单元，油缸包括活塞杆和逐级嵌套的多级缸筒；每相邻两级缸筒围设形成一环形油室；活塞杆嵌装滑设于最内层缸筒中，且与该最内层缸筒内壁围设形成一环形油室；最外层缸筒的上部开设有弹性阻尼接口且与弹性阻尼单元连接，最外层缸筒的上部以及各环形油室均开设有油路接口，各油路接口均与油路单元连接。本发明专利技术提供的油气弹簧、车轮及车辆等，能根据各种行驶状况的需要调整各轮中心的位置高低、动行程的大小、弹性系数等的大小，从而满足不同行驶条件的需求，具有高通过性、高机动性等优点。

【技术实现步骤摘要】
油气弹簧、车轮的转向机构、车轮及车辆
本专利技术属于汽车
，更具体地说，是涉及一种油气弹簧、配置有该油气弹簧的车轮转向机构、配置有该油气弹簧的车轮及采用该车轮的车辆。
技术介绍
在现有高通过性无人驾驶车辆的底盘设计中，一般分履带式和轮式两大类。前者履带式车辆越野性能好，能过较宽壕沟，能爬一定台阶，但在公路上车速不高；转向靠左右履带速度差来实现，行驶中对路面破坏较大；不能侧向、斜向平移，限制了机动性。后者轮式车辆在公路上行驶车速高，行驶中对路面没破坏。但现有轮式车辆受悬架系统和转向系统设计方案的影响而越野性能较差，由于现有的轮式车辆的车轮不能自行提起离开地面，也不能自行往下伸去接触下面的地面，故它能爬上的台阶高度一般不超过车轮的半径。对于深度超过车轮半径的壕沟的跨越宽度也就受到一定的限制。同时由于现有的轮式车辆的左右转向轮之间均采用转向横拉杆机械连接以便形成所谓“转向梯形”，再加上现有的轮式车辆的悬架系统的导向机构的制约，从而也就不能实现各轮绕车辆中心纯滚动的原地转向，也不能实现侧向平移和斜向平移，限制了机动性。另外，现有的轮式车辆都将转向主销设计成有一定内倾和后倾并有一定的转向偏置距，目的是为了获得低速及高速的自动回正能力，但同时也就带来转向阻力增加、轮胎磨损增大、转向轮占用空间增大等弊端。车辆在良好公路上行驶时为获得良好的平顺性和操稳性，希望车辆离地间隙小一些，重心低一些，悬架系统刚度小一些、阻尼小一些，这时悬架系统的动行程也可小一些。而在越野行驶时则希望车辆离地间隙大一些，悬架系统刚度大一些、阻尼也大一些，这时悬架系统的动行程也要大一些才能在越野行驶时提高平均车速。这些要求在现有无人驾驶车辆中都较难实现。
技术实现思路
本专利技术提供一种油气弹簧、配置有该油气弹簧的车轮转向机构、配置有该油气弹簧的车轮及采用该车轮的车辆，至少可解决现有技术的部分缺陷。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种油气弹簧，包括油缸、弹性阻尼单元和油路单元，所述油缸包括活塞杆和自外而内逐级嵌套的多级缸筒；每相邻两级缸筒中，内层缸筒外壁呈上宽下窄的阶梯轴结构，该内层缸筒的大直径段嵌装滑设于外层缸筒内且顶端开设有与该外层缸筒内腔导通的通油孔，该内层缸筒的小直径段穿设于外层缸筒的底端且与该外层缸筒内壁围设形成一环形油室；所述活塞杆包括活塞部和连接于所述活塞部底端的杆部，所述活塞部嵌装滑设于最内层缸筒中，所述杆部穿设于该最内层缸筒的底端且与该最内层缸筒内壁围设形成一环形油室；最外层缸筒的上部开设有弹性阻尼接口且与所述弹性阻尼单元连接，最外层缸筒的上部以及各所述环形油室均开设有油路接口，各所述油路接口均与所述油路单元连接。作为实施例之一，所述弹性阻尼单元包括高阻尼管路、低阻尼管路及弹性气囊结构，所述高阻尼管路与所述低阻尼管路并联且均与所述弹性阻尼接口及所述弹性气囊结构连接，所述高阻尼管路与所述低阻尼管路上均设有阻尼器和第一控制阀，且所述高阻尼管路上的阻尼器的阻尼值高于所述低阻尼管路上的阻尼器的阻尼值。作为实施例之一，所述弹性气囊结构包括并联设置的大气囊室和小气囊室，且两个气囊室所在支路上均设有第二控制阀。作为实施例之一，所述杆部为中空结构；所述油气弹簧还包括花键轴，所述花键轴与各所述缸筒同轴设置，所述花键轴的顶端位于最外层缸筒上方且底端伸至所述杆部的内腔中，所述活塞部与所述花键轴花键连接。作为实施例之一，所述花键轴上自内而外依次套设有至少一个花键套，各所述花键套的顶部和底部均设有限位件，所述活塞部与最外层的所述花键套花键连接。另外提供一种车轮的转向结构，包括如上所述的油气弹簧，所述花键轴的顶端连接有驱动其绕自身轴线旋转的驱动单元。作为实施例之一，所述驱动单元包括驱动电机、转向蜗轮和转向蜗杆，所述转向蜗轮与所述花键轴同轴套接，所述转向蜗杆与所述转向蜗轮啮合且与所述驱动电机连接。作为实施例之一，所述花键轴还连接有转向角传感器。本专利技术还提供一种车轮，包括车轮体、车轮轴和轮轴座，所述车轮轴安装于所述轮轴座上且与所述车轮体连接，还包括如上所述的油气弹簧；所述轮轴座呈L形，包括用于与所述车轮轴连接的竖直段以及连接于所述竖直段顶端且朝车体外方向延伸的水平段，所述杆部的底端与所述水平段的顶端固连。作为实施例之一，该车轮还包括轮毂电机，所述轮毂电机的转子套装于所述车轮轴上且与所述车轮体连接，定子外壳与所述竖直段抵接。作为实施例之一，于所述竖直段上设有侧向力传感器，所述侧向力传感器位于所述竖直段的与所述定子外壳抵靠的抵靠面上。作为实施例之一，于所述杆部的底端设有垂直载荷传感器。本专利技术还提供一种车辆，包括车体和多个车轮，各所述车轮均采用如上所述的车轮。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的油气弹簧，采用多级缸筒与活塞杆逐级嵌套的结构，能根据各种行驶状况的需要调整各轮中心的位置高低、动行程的大小、弹性系数等的大小，从而满足不同行驶条件的需求，具有高通过性、高机动性等优点。本专利技术提供的车轮的转向结构，在悬架系统全行程跳动中花键套均能可靠地带动活塞杆旋转而不影响悬架系统跳动，该转向结构可以控制车轮的任意角度旋转转向，从而保证车辆能根据各种行驶工况的需要实现绕车辆中心原地任意角度旋转转向、侧向平移、斜向平移、公路各种速度转向行驶等功能。本专利技术提供的车轮，车轮中心是在上述油气弹簧各缸筒中轴线/活塞杆中轴线的延长线上，车轮所受地面各方向的力均由活塞杆传给各级缸筒再传给车体，稳定性较好，而且，该油气弹簧可以根据各种行驶工况的需要调整车轮中心相对车体的位置高低、动行程的大小、弹性系数、阻尼系数的大小，还能根据车辆所通过的地形的需要提起车轮离开地面以便越障，因而具有较好的操控性。各个车轮之间没有转向横直拉杆的机械连接，也没有传动系统的机械连接，因而各轮可根据需要转成各种转向角实现不同的转向模式而大大提高机动性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的车轮的转向结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的车轮的结构图；图3和图4为本专利技术实施例提供的车辆上、下台阶的示意图；图5为本专利技术实施例提供的车辆转向行驶的示意图；图6为本专利技术实施例提供的车辆在侧坡路上行驶的示意图；图7为本专利技术实施例提供的车辆在扭曲路上行驶的示意图；图8为本专利技术实施例提供的车辆斜向平移的示意图；图9为本专利技术实施例提供的车辆转弯行驶的示意图；图10为本专利技术实施例提供的车辆侧向平移的示意图；图11为本专利技术实施例提供的车辆原地掉头的示意图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。在本专利技术的描述中，需要理解的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气弹簧，包括油缸、弹性阻尼单元和油路单元，其特征在于：所述油缸包括活塞杆和自外而内逐级嵌套的多级缸筒；每相邻两级缸筒中，内层缸筒外壁呈上宽下窄的阶梯轴结构，该内层缸筒的大直径段嵌装滑设于外层缸筒内且顶端开设有与该外层缸筒内腔导通的通油孔，该内层缸筒的小直径段穿设于外层缸筒的底端且与该外层缸筒内壁围设形成一环形油室；所述活塞杆包括活塞部和连接于所述活塞部底端的杆部，所述活塞部嵌装滑设于最内层缸筒中，所述杆部穿设于该最内层缸筒的底端且与该最内层缸筒内壁围设形成一环形油室；最外层缸筒的上部开设有弹性阻尼接口且与所述弹性阻尼单元连接，最外层缸筒的上部以及各所述环形油室均开设有油路接口，各所述油路接口均与所述油路单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种油气弹簧，包括油缸、弹性阻尼单元和油路单元，其特征在于：所述油缸包括活塞杆和自外而内逐级嵌套的多级缸筒；每相邻两级缸筒中，内层缸筒外壁呈上宽下窄的阶梯轴结构，该内层缸筒的大直径段嵌装滑设于外层缸筒内且顶端开设有与该外层缸筒内腔导通的通油孔，该内层缸筒的小直径段穿设于外层缸筒的底端且与该外层缸筒内壁围设形成一环形油室；所述活塞杆包括活塞部和连接于所述活塞部底端的杆部，所述活塞部嵌装滑设于最内层缸筒中，所述杆部穿设于该最内层缸筒的底端且与该最内层缸筒内壁围设形成一环形油室；最外层缸筒的上部开设有弹性阻尼接口且与所述弹性阻尼单元连接，最外层缸筒的上部以及各所述环形油室均开设有油路接口，各所述油路接口均与所述油路单元连接。2.如权利要求1所述的油气弹簧，其特征在于：所述弹性阻尼单元包括高阻尼管路、低阻尼管路及弹性气囊结构，所述高阻尼管路与所述低阻尼管路并联且均与所述弹性阻尼接口及所述弹性气囊结构连接，所述高阻尼管路与所述低阻尼管路上均设有阻尼器和第一控制阀，且所述高阻尼管路上的阻尼器的阻尼值高于所述低阻尼管路上的阻尼器的阻尼值。3.如权利要求2所述的油气弹簧，其特征在于：所述弹性气囊结构包括并联设置的大气囊室和小气囊室，且两个气囊室所在支路上均设有第二控制阀。4.如权利要求1所述的油气弹簧，其特征在于：所述杆部为中空结构；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯德钧，朱恒，
申请(专利权)人：欧孚迪汽车设计武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42