一种星球车可变主动悬架机构制造技术

本发明专利技术涉及一种星球车可变主动悬架机构，属于六轮星球车悬架设计领域；包括2个悬架结构、车体、主轴和差动机构；主轴水平设置在车体内部的中部；差动机构固定设置在主轴的轴向中部；主轴的轴向两端伸出车体；2个悬架对称设置在车体的两侧；悬架结构包括前轮、前主摇臂、夹角调整机构、中轮、后主摇臂、伸缩机构、离合器、副摇臂和后轮；夹角调整机构连接；前主摇臂与夹角调整机构对接；前安装在前主摇臂的底端；后主摇臂与夹角调整机构对接；离合器与后主摇臂的轴向底端连接；副摇臂的中部与离合器对接；中轮和后轮与副摇臂的底部连接；伸缩机构水平设置在副摇臂上；本发明专利技术的悬架机构具备高通过性，在车轮故障后仍有较强移动能力的。

A variable active suspension mechanism of Star car

【技术实现步骤摘要】
一种星球车可变主动悬架机构
本专利技术属于六轮星球车悬架设计领域，涉及一种星球车可变主动悬架机构。
技术介绍
星球车所处的行驶环境比较恶劣，且不具有在轨维修的能力，需要具有较高的通过能力、沉陷脱困能力，且在车轮故障情况下通过抬轮仍然具有较高的移动能力。现有的星球车悬架机构，主要以美国勇气号星球车的摇臂悬架为主。该悬架由一个主摇臂A和一个副摇臂B铰接而成，其悬架结构如图1所示。悬架主摇臂A与前轮D相连，副摇臂B与中轮E和后轮F相连，左右两侧悬架分别与车体上的差动机构C相连。该星球车在火星工作期间，曾因车轮沉陷而最终丧失移动能力，被迫结束使命。我国火星车采用主动悬架机构，通过蠕动或抬轮的方法，具备车轮沉陷脱困的能力，从地面试验验证看能够实现快速脱困。但是在前轮或后轮发生故障，或者车轮沉陷通过抬轮方法脱困的时候，由于中轮支撑点在车体质心附近，经常发生车体倾斜，使得故障轮着地，丧失抬轮行驶功能。抬轮行驶过程中，无法实现爬坡、越障等功能，甚至较小的起伏路面也会造成车体倾斜，使得故障轮着地。车轮行驶过程中的紧急制动，也会造成车体倾斜，故障轮着地。由此，主动悬架虽然具有抬轮功能，但抬轮后的移动能力大幅下降，不能满足火星复杂地形行驶的能力需求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种星球车可变主动悬架机构，具备高通过性，在车轮故障后仍有较强移动能力的。本专利技术解决技术的方案是：一种星球车可变主动悬架机构，包括2个悬架结构、车体、主轴和差动机构；其中，车体为水平放置的长方体结构；主轴水平设置在车体内部的中部；差动机构固定设置在主轴的轴向中部；主轴的轴向两端伸出车体；2个悬架对称设置在车体的两侧；且2个悬架结构分别与主轴的轴向两端连接；所述悬架结构包括前轮、前主摇臂、夹角调整机构、中轮、后主摇臂、伸缩机构、离合器、副摇臂和后轮；夹角调整机构连接；前主摇臂的轴向顶端与夹角调整机构对接；前轮固定安装在前主摇臂的轴向底端；后主摇臂的轴向顶端与夹角调整机构对接；离合器与后主摇臂的轴向底端连接；副摇臂为倒置U形结构；副摇臂的中部与离合器对接；中轮与副摇臂的底部前端连接；后轮与副摇臂的底部后端连接；伸缩机构水平设置在副摇臂上，且位于中轮与离合器之间。在上述的一种星球车可变主动悬架机构，所述前主摇臂实现绕夹角调整机构旋转；后主摇臂实现绕夹角调整机构旋转；实现前主摇臂与后主摇臂之间夹角的调整。在上述的一种星球车可变主动悬架机构，所述当离合器打开时，副摇臂实现相对于后主摇臂绕离合器旋转；当离合器关闭时，副摇臂与后主摇臂的位置固定。在上述的一种星球车可变主动悬架机构，所述伸缩机构实现副摇臂水平前端部分的伸长或缩短，带动中轮沿水平方向伸缩运动。在上述的一种星球车可变主动悬架机构，所述差动机构为一对垂直的锥齿轮机构；当两侧悬架结构高度不一致时，保持车体近似水平，实现6各轮同时着地提供支撑力。在上述的一种星球车可变主动悬架机构，所述车体升高的运动过程为：当车体运动前方存在障碍物时，前主摇臂和后主摇臂均相对于夹角调整机构向内旋转，减小前主摇臂和后主摇臂之间的夹角；实现车体的升高，实现车体越过障碍物。在上述的一种星球车可变主动悬架机构，所述悬架机构运动过程中，当前轮或中轮或后轮损坏时，实现将损毁轮抬起，防止损毁轮与地面接触产生摩擦阻力。在上述的一种星球车可变主动悬架机构，当前轮损坏时，抬起前轮的过程为：前轮和后轮停转，伸缩机构沿水平方向伸长，推动中轮转动向前移动；直至中轮移动到位；此时车体的质心位于中轮和后轮之间；关闭离合器；前主摇臂和后主摇臂均相对于夹角调整机构向内旋转，减小前主摇臂和后主摇臂之间的夹角，车体上升；由于后主摇臂与副摇臂的相对位置被离合器锁定；且车体质心在中轮和后轮之间；实现前轮在前主摇臂的作用下抬起。在上述的一种星球车可变主动悬架机构，当中轮损坏时，抬起中轮的过程为：前轮、中轮和后轮均停转；关闭离合器；前主摇臂和后主摇臂均相对于夹角调整机构向内旋转，减小前主摇臂和后主摇臂之间的夹角，车体上升；由于后主摇臂与副摇臂的相对位置被离合器锁定；实现中轮在后主摇臂的作用下抬起。在上述的一种星球车可变主动悬架机构，当后轮损坏时，抬起后轮的过程为：前轮和后轮均停转；伸缩机构沿水平方向缩短，带动中轮转动向后移动；直至中轮移动到位；此时车体的质心位于前轮和中轮之间；关闭离合器；前主摇臂和后主摇臂均相对于夹角调整机构向外旋转，增大前主摇臂和后主摇臂之间的夹角，车体下降；由于后主摇臂与副摇臂的相对位置被离合器锁定；且车体质心在前轮和中轮之间；实现后轮在后主摇臂的作用下抬起。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)本专利技术中差动机构为一对垂直的锥齿轮机构；当两侧悬架结构高度不一致时，保持车体近似水平，实现6各轮同时着地提供支撑力；(2)本专利技术在车体前行过程中遇到障碍物时，通过前主摇臂和后主摇臂均相对于夹角调整机构向内旋转，减小前主摇臂和后主摇臂之间的夹角；实现车体的升高，实现车体越过障碍物；(3)本专利技术在中设置有悬架结构，当前轮、中轮或后轮出现故障或损坏时，通过后主摇臂、伸缩机构、离合器和副摇臂的配合，实现将故障轮抬起，避免故障轮与底面摩擦产生摩擦阻力；车轮故障后仍有较强移动能力的。附图说明图1为本专利技术主动悬架机构侧视图；图2为本专利技术主动悬架机构主视图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。本专利技术提供一种星球车可变主动悬架机构，为一种高通过性的、车轮故障后仍有较强移动能力的，适用于六轮星球车的可变主动悬架机构。星球车可变主动悬架可以通过夹角调整机构4的运动实现车体2高度的变化，实现星球车蠕动行驶。通过伸缩机构7滑动，带动中轮5运动，实现副摇臂9的伸长或缩短，改变中轮5与车体2质心的距离，使得星球车抬前轮1或抬后轮10的时候，具有较高的行驶越障和爬坡能力，车体不易倾覆。当巡视器车轮下陷后，可以通过控制夹角调整机构多次往复运动，实现车轮蠕动，在车轮配合运动的情况下，使星球车快速脱困。在星球车松软坡道爬坡时，还可以通过夹角调整机构降低车体，伸缩机构调整中轮位置，改善星球车六个车轮的承载力分配，使更多车轮提供驱动力，防止车轮刨土，提高爬坡能力。在较大的石块卡在车轮之间的时候，爬坡和转向都无法脱开，可以通过伸缩机构的运动，改变中轮与前轮和后轮的距离，实现脱困。如图1、图2所示，星球车可变主动悬架机构，主要包括2个悬架结构、车体2、主轴11和差动机构12；其中，车体2为水平放置的长方体结构；主轴11水平设置在车体2内部的中部；差动机构12固定设置在主轴11的轴向中部；主轴11的轴向两端伸出车体2；2个悬架对称设置在车体2的两侧；且2个悬架结构分别与主轴11的轴向两端连接；所述悬架结构包括前轮1、前主摇臂3、夹角调整机构4、中轮5、后主摇臂6、伸缩机构7、离合器8、副摇臂9和后轮10；夹角调整机构4连接；前主摇臂3的轴向顶端与夹角调整机构4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星球车可变主动悬架机构，其特征在于：包括2个悬架结构、车体(2)、主轴(11)和差动机构(12)；其中，车体(2)为水平放置的长方体结构；主轴(11)水平设置在车体(2)内部的中部；差动机构(12)固定设置在主轴(11)的轴向中部；主轴(11)的轴向两端伸出车体(2)；2个悬架对称设置在车体(2)的两侧；且2个悬架结构分别与主轴(11)的轴向两端连接；所述悬架结构包括前轮(1)、前主摇臂(3)、夹角调整机构(4)、中轮(5)、后主摇臂(6)、伸缩机构(7)、离合器(8)、副摇臂(9)和后轮(10)；夹角调整机构(4)连接；前主摇臂(3)的轴向顶端与夹角调整机构(4)对接；前轮(1)固定安装在前主摇臂(3)的轴向底端；后主摇臂(6)的轴向顶端与夹角调整机构(4)对接；离合器(8)与后主摇臂(6)的轴向底端连接；副摇臂(9)为倒置U形结构；副摇臂(9)的中部与离合器(8)对接；中轮(5)与副摇臂(9)的底部前端连接；后轮(10)与副摇臂(9)的底部后端连接；伸缩机构(7)水平设置在副摇臂(9)上，且位于中轮(5)与离合器(8)之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种星球车可变主动悬架机构，其特征在于：包括2个悬架结构、车体(2)、主轴(11)和差动机构(12)；其中，车体(2)为水平放置的长方体结构；主轴(11)水平设置在车体(2)内部的中部；差动机构(12)固定设置在主轴(11)的轴向中部；主轴(11)的轴向两端伸出车体(2)；2个悬架对称设置在车体(2)的两侧；且2个悬架结构分别与主轴(11)的轴向两端连接；所述悬架结构包括前轮(1)、前主摇臂(3)、夹角调整机构(4)、中轮(5)、后主摇臂(6)、伸缩机构(7)、离合器(8)、副摇臂(9)和后轮(10)；夹角调整机构(4)连接；前主摇臂(3)的轴向顶端与夹角调整机构(4)对接；前轮(1)固定安装在前主摇臂(3)的轴向底端；后主摇臂(6)的轴向顶端与夹角调整机构(4)对接；离合器(8)与后主摇臂(6)的轴向底端连接；副摇臂(9)为倒置U形结构；副摇臂(9)的中部与离合器(8)对接；中轮(5)与副摇臂(9)的底部前端连接；后轮(10)与副摇臂(9)的底部后端连接；伸缩机构(7)水平设置在副摇臂(9)上，且位于中轮(5)与离合器(8)之间。


2.根据权利要求1所述的一种星球车可变主动悬架机构，其特征在于：所述前主摇臂(3)实现绕夹角调整机构(4)旋转；后主摇臂(6)实现绕夹角调整机构(4)旋转；实现前主摇臂(3)与后主摇臂(6)之间夹角的调整。


3.根据权利要求2所述的一种星球车可变主动悬架机构，其特征在于：所述当离合器(8)打开时，副摇臂(9)实现相对于后主摇臂(6)绕离合器(8)旋转；当离合器(8)关闭时，副摇臂(9)与后主摇臂(6)的位置固定。


4.根据权利要求3所述的一种星球车可变主动悬架机构，其特征在于：所述伸缩机构(7)实现副摇臂(9)水平前端部分的伸长或缩短，带动中轮(5)沿水平方向伸缩运动。


5.根据权利要求4所述的一种星球车可变主动悬架机构，其特征在于：所述差动机构(12)为一对垂直的锥齿轮机构；当两侧悬架结构高度不一致时，保持车体近似水平，实现6各轮同时着地提供支撑力。


6.根据权利要求5所述的一种星球车可变主动悬架机构，其特征在于：所述车体(2)升高的运动过程为：
当车体(2)运动前方存在障碍物时，前主摇臂(3)和后主摇臂(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁宝峰，刘雅芳，林云成，潘冬，张昕蕊，杨铭，许哲，赵志军，王瑞，陈百超，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11