一种轮系运动装置用悬挂系统、汽车制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种轮系运动装置用悬挂系统与汽车，轮系运动装置用悬挂系统包括车架与设置在车架上的多个轮组总成，轮组总成包括轮毂、用于驱动轮毂自身旋转以进行车架行驶的第一电机、用于驱动轮毂升降以改变车架悬挂高度的第二电机、摇臂、转向节以及用于驱动轮毂进行转向以改变车架行进角度的驱动机构，摇臂的一端设置在第二电机的输出轴上。转向节与第一电机之间相固定，转向节通过一铰接点与摇臂的另一端连接，驱动机构的驱动端与转向节相连接并能够驱动转向节围绕铰接点进行转向。本发明专利技术结构紧凑、应用广泛，可以实现汽车的升降、主动保持车架水平度、高速平行移动变道、超小半径转弯、原地旋转、加减速重心偏移补偿等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种轮系运动装置用悬挂系统、汽车
本专利技术属于轮系运动装置
，具体涉及一种轮系运动装置用悬挂系统与汽车。
技术介绍
目前我们所知的车辆及使用轮系运动的装置，都安装有悬挂系统，主要是实现驱动前进及后退、转向及改变运动方向、避震以提高运行中的平稳性等。为了实现以上功能，这套底盘系统，必须配备动力总成(含：发电机+变速箱)、传动机构(含：传动轴+差速器)、转向机构(含：方向盘+转向助力器)、避震机构(含：摇臂+弹簧+缓冲期)等，存在：结构复杂、零件数量多、维修调整不变、机构运行能耗大等缺陷，已经无法适应未来的电气化、智能化的无人驾驶的发展需求。同时，现有的车辆底盘技术，悬挂系统占用了大量的空间，使从能源的车辆动力电池的放置，成为无法回避的问题。在现有车辆底盘有限空间中放置电池后，势必将挤占乘坐或行李放置空间，降低了驾乘舒适度。此外，目前车辆采用的底盘系统，在通过崎岖路面、倾斜路面，或是加速减速过程中，无法主动的进行悬挂结构调整，导致车身本体随之颠簸及倾斜，虽然通过避震系统可以抵消大部分震动，但依然会使人感到不适。尤其是在军事、科研、医学等高精度移动需求的领域，消除由于极小的震动、倾斜所产生不利影响。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种轮系运动装置用悬挂系统与汽车，其结构紧凑、应用广泛，可以实现汽车的升降、主动保持车架水平度、高速平行移动变道、超小半径转弯、原地旋转、加减速重心偏移补偿等功能。本专利技术的具体技术方案是：一种轮系运动装置用悬挂系统，包括车架与设置在车架上的多个轮组总成，轮组总成包括：轮毂；用于驱动轮毂自身旋转以进行车架行驶的第一电机；用于驱动轮毂升降以改变车架悬挂高度的第二电机；摇臂，摇臂的一端设置在第二电机的输出轴上；转向节，转向节与第一电机之间相固定，转向节通过一铰接点与摇臂的另一端连接；以及用于驱动轮毂进行转向以改变车架行进角度的驱动机构，驱动机构的驱动端与转向节相连接并能够驱动转向节围绕铰接点进行转向。在本专利技术的上述技术方案中，能够实现车架三个方向的转动，即通过第一电机的转动实现轮毂的自转，进行车架的前进或者后退，以满足正常行驶的要求，通过第二电机控制摇臂的转动，进行轮毂相对第二电机(车架)的升降以改变车架的悬挂高度，通过驱动机构驱动轮毂(万向节)进行转向以改变车架行进的角度。具体的，本专利技术中的第一电机、第二电机、驱动机构均可以单独工作，进而实时进行本专利技术的各个姿态的协同控制。根据本专利技术的另一种具体实时方式，摇臂的另一端设置为具有凹槽的双凸起叉形结构，在该双凸起叉形结构的两个凸起上设置有上下两组连接用的孔，转向节设有与连接用的孔相配合的转向销，转向销与连接用的孔之间的转动配合形成该铰接点。根据本专利技术的另一种具体实时方式，转向销设置在竖直方向上。根据本专利技术的另一种具体实时方式，驱动机构包括电动推杆，转向节进一步设有连接支杆，电动推杆的套筒端铰接在摇臂远离轮毂的一侧面上，电动推杆的活塞端与连接支杆之间相铰接。根据本专利技术的另一种具体实时方式，摇臂、连接支杆与电动推杆之间形成单自由度三角形闭环结构，通过电动推杆中活塞端的伸出或者缩回，改变转向节相对摇臂的角度位置，实现位于转向节上的第一电机与轮毂的角度位置发生变化。根据本专利技术的另一种具体实时方式，摇臂远离轮毂的一侧面上设置有加强筋，加强筋一方面是用作在简化摇臂结构的基础上提升摇臂的结构强度，另一方面是为驱动机构的安装提供空间。根据本专利技术的另一种具体实时方式，摇臂靠近轮毂的一侧面内凹形成避让槽，避让槽为轮毂的转向提供避让空间，其中，摇臂的形状可以根据车架进行适应性设计，在满足在轮毂三个方向转动的基础上，可以进行多种设计，一种优选的摇臂结构包括具有第一段与第二段的折弯结构，避让槽形成在第一段与第二段的连接处，其中，第一段与第二段之间的最小折弯角度为140°，以满足轮毂转向所需空间。根据本专利技术的另一种具体实时方式，第一电机的轴线与第二电机的轴线之间互相平行，此时车架整体呈正常的向前或向后行驶。同时，本专利技术还提供了一种汽车，包括前述的轮系运动装置用悬挂系统、动力电池组、平衡控制器；其中，动力电池组、平衡控制器设置在的轮系运动装置用悬挂系统中的车架上，动力电池组和轮系运动装置用悬挂系统中第一电机、第二电机、驱动机构电性连接，平衡控制器和轮系运动装置用悬挂系统中第一电机、第二电机、驱动机构控制连接。本专利技术具备以下有益效果：本专利技术通过电驱动元件、连杆机构的奇妙设计方式，取消了大量的传动部件及支撑部件，在功能更加优异的基础上，将体积压缩到最小。此外，本专利技术设计的轮组总成能够根据车辆的运动和地面状况，适时地调节悬挂系统的刚度和响应速度，使其处于最佳水平状态及避震效率。此外，本专利技术可以在车架震动的全范围内兼顾车辆的平顺性与操作稳定性，能够降低车轮载荷波动，提高附着性能，改善操作性，同时减轻来轮胎磨损。此外，本专利技术通过智能的水平姿态控制，使驾乘人员基本上感受不到车辆的移动，更是将车辆加速、减速、转向的冲击柔和化、平顺化进行充分展现，尤为适合应用于无人驾驶汽车。下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。附图说明图1是本专利技术汽车的模型示意图；图2是图1的俯视图；图3是本专利技术悬挂系统中单个轮组总成的结构示意图；图4是图3的投影示意图；图5是图3的爆炸示意图；图6是本专利技术轮组总成中摇臂的结构示意图；图7是本专利技术动态悬挂高度调整的示意图；图8是本专利技术坡道自动水平调整的示意图；图9是本专利技术高速变道的示意图；图10是本专利技术小半径转向的示意图；图11是本专利技术原地旋转的示意图。具体实施方式如图1、图2所示，一种轮系运动装置(汽车)，包括悬挂系统、动力电池组10、平衡控制器20，悬挂系统包括车架30与四个轮组总成40，动力电池组10、平衡控制器20设置在车架30上分别并与四个轮组总成40相连接，其中动力电池组10用于提供动力源，平衡控制器20用于进行汽车状态检测、驱动控制器信号发出、道路信息运算等。如图3－6所示，轮组总成40包括轮毂41(其上设置有轮胎)、第一电机42、第二电机43、摇臂44、转向节45、驱动机构46，轮毂41与第一电机42配合进行轮毂41的自身旋转，摇臂44、转向节45与第二电机43配合进行轮毂41的升降，驱动机构46、摇臂44与转向节45配合进行轮毂41的转向。其中，第二电机43优选为伺服电机，内含有角度传感器、角速度传感器等动态检测元件，在车架30的四个角部设置有安装空间，第二电机43通过电机支架安装在车架30上。摇臂44的一端通过螺栓组49设置在第二电机43的输出轴上，随着第二电机43的转动进行俯仰翻转，以驱动轮毂41升降，进而改变车架30悬挂高度，转向节45设置在摇臂44的另一端，二者的一种优选连接结构为：摇臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮系运动装置用悬挂系统，包括车架(30)与设置在车架(30)上的多个轮组总成(40)，其特征在于，所述轮组总成(40)包括：/n轮毂(41)；/n用于驱动所述轮毂(41)自身旋转以进行所述车架(30)行驶的第一电机(42)；/n用于驱动所述轮毂(41)升降以改变所述车架(30)悬挂高度的第二电机(43)；/n摇臂(44)，所述摇臂(44)的一端设置在所述第二电机(43)的输出轴上；/n转向节(45)，所述转向节(45)与所述第一电机(42)之间相固定，所述转向节(45)通过一铰接点与所述摇臂(44)的另一端连接；以及/n用于驱动所述轮毂(41)进行转向以改变所述车架(30)行进角度的驱动机构(46)，所述驱动机构(46)的驱动端与所述转向节(45)相连接并能够驱动所述转向节(45)围绕所述铰接点进行转向。/n

【技术特征摘要】
1.一种轮系运动装置用悬挂系统，包括车架(30)与设置在车架(30)上的多个轮组总成(40)，其特征在于，所述轮组总成(40)包括：
轮毂(41)；
用于驱动所述轮毂(41)自身旋转以进行所述车架(30)行驶的第一电机(42)；
用于驱动所述轮毂(41)升降以改变所述车架(30)悬挂高度的第二电机(43)；
摇臂(44)，所述摇臂(44)的一端设置在所述第二电机(43)的输出轴上；
转向节(45)，所述转向节(45)与所述第一电机(42)之间相固定，所述转向节(45)通过一铰接点与所述摇臂(44)的另一端连接；以及
用于驱动所述轮毂(41)进行转向以改变所述车架(30)行进角度的驱动机构(46)，所述驱动机构(46)的驱动端与所述转向节(45)相连接并能够驱动所述转向节(45)围绕所述铰接点进行转向。


2.如权利要求1所述的轮系运动装置用悬挂系统，其特征在于，所述摇臂(44)的另一端设置为具有凹槽(441)的双凸起叉形结构，在该双凸起叉形结构的两个凸起上设置有上下两组连接用的孔(442)，所述转向节(45)设有与所述连接用的孔(442)相配合的转向销(453)。


3.如权利要求2所述的轮系运动装置用悬挂系统，其特征在于，所述转向销(453)设置在竖直方向上。


4.如权利要求1所述的轮系运动装置用悬挂系统，其特征在于，所述驱动机构(46)包括电动推杆，所述转向节(45)进一步设有连接支杆(452)，所述电动推杆的套筒端铰接在所述摇臂(44)远离所述轮毂(41)的一侧面上，所述电动推杆的活塞端与所述连接支杆(452)之间相铰接。


5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：任游，杨峰松，庹鹏刚，叶直岗，
申请(专利权)人：风神襄阳汽车有限公司，东风汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42