(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(10)申請公布號CN120207031A(71)申請人北京坐騎科技有限公司地址101300北京市順義區(qū)興天路15號院1號樓5層5043室申請人楊仟龍(72)發(fā)明人王亞仇海敏黃建魏文軍(54)發(fā)明名稱直線位移主動懸架及應(yīng)用該懸架的車輛本發(fā)明涉及一種直線位移主動懸架及應(yīng)用該懸架的車輛，屬于車輛底盤技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及主動側(cè)傾車輛的側(cè)傾驅(qū)動控制技術(shù)；由直線運動機構(gòu)形成的懸架驅(qū)動單個車輪大位移量、直線運動，兩組直線位移懸架獨立控制兩側(cè)車輪相對車身反向直線運動，實現(xiàn)車輛側(cè)傾，為窄體主動側(cè)傾車輛提供了一種新的側(cè)傾驅(qū)動控制方法；由該懸架驅(qū)動車輪相對車身獨立運動實現(xiàn)車輛對地面主動仿形，形成一種地面仿形車輛，車輛行駛過程中可以保持車身上的平臺表面始終水平，21.直線位移主動懸架，其特征在于，包括：兩個等長搖臂的一端分別與車身轉(zhuǎn)動連接、兩連接點A、B,兩個搖臂的另一端分別與平衡桿轉(zhuǎn)動連接、兩連接點D、C,四個連接點處轉(zhuǎn)動軸線相互平行、且均垂直于車身中垂面，形成具有同一相對運動平面的平行四邊形ABCD閉式運動鏈、該相對運動平面平行于車身中垂面；三個等長連桿的一端繞同一軸線轉(zhuǎn)動連接、二個連桿的另一端與車身在B點轉(zhuǎn)動連接，第三個連桿的另一端與拖曳臂一端轉(zhuǎn)動連接、連接點G,拖曳臂的另一端與平衡桿在D點轉(zhuǎn)動連接，車輪在G點與拖曳臂轉(zhuǎn)動連接、驅(qū)動車輛行駛，各轉(zhuǎn)動連接點處轉(zhuǎn)動軸線均垂直于車身中垂面；在平行于車身中垂面的同一相對運2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線位移主動懸架，其特征在于，所述的平衡桿位于車身的AB線段下方、α<0時，保留第一個連桿FE,取與連桿等長度的減震器取代第二個連桿FB或者取3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的直線位移主動懸架，其特征在于，所述的減速器的輸出4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或者3所述的直線位移主動懸架，其特征在于，所述的電機選用抱串聯(lián)行星齒輪減速器或者RV減速器驅(qū)動搖臂轉(zhuǎn)動，車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動、車身距離地面高度改變；下電后電機停止施能、抱閘制動電機軸，車身相對地面高度鎖定。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或者3所述的直線位移主動懸架，其特征在于，所述的電機選用永磁同步電動機，減速器選用具有反向自鎖功能的蝸桿減速器；電機施能時，蝸桿副減速傳動，電機串聯(lián)蝸桿減速器驅(qū)動搖臂轉(zhuǎn)動，車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動、車身距離6.一種主動側(cè)傾車輛，其特征在于，包括：根據(jù)權(quán)利要求1、2或者3所述兩組結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)相同的直線位移主動懸架依據(jù)給定的輪距以車身中垂面左右對稱布置，在同一車身上胎均選用斷面為弧形曲線輪胎；左、右兩側(cè)電機通過減速器分別驅(qū)動兩組直線位移主動懸架中的搖臂相對車身異向轉(zhuǎn)動，雙后輪相對車身異向直線運動、車輛側(cè)傾，單個前輪與車身一起自適應(yīng)側(cè)傾。7.一種地面仿形車輛，其特征在于，包括：根據(jù)權(quán)利要求1、2或者3所述四組結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)相同的直線位移主動懸架依據(jù)給定的輪距和軸距以車身中垂面左右對稱布置、共用同一車身，四個車輪獨立驅(qū)動、內(nèi)外側(cè)車輪差速轉(zhuǎn)向，四組直線位移主動懸架獨立控制、四個車輪獨立對地面仿形。3技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種直線位移主動懸架及應(yīng)用該懸架的車輛，屬于車輛底盤技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及主動側(cè)傾車輛的側(cè)傾驅(qū)動控制技術(shù)范疇。背景技術(shù)[0002]主動側(cè)傾控制系統(tǒng)通過控制車輛在轉(zhuǎn)彎時向彎道內(nèi)側(cè)傾斜程度，提高了車輛彎道在過彎時或者駛過傾斜路面時自動傾斜一定角度，產(chǎn)生一個平衡力矩，來抵抗車輛質(zhì)心受到的離心力或側(cè)翻力，以保持車輛的穩(wěn)定行駛。[0003]主動側(cè)傾車輛在彎道行駛過程中，如果進一步提高行駛速度，所產(chǎn)生的離心力增大，車輛穩(wěn)定行駛所需較大的側(cè)傾角，主動側(cè)傾車輛通過懸架側(cè)傾系統(tǒng)，使兩車輪相對車身快速、大位移量運動，實現(xiàn)車輛正時、大角度側(cè)傾，需要側(cè)傾運動快速響應(yīng)以及快速側(cè)傾到位；常用的拖曳臂式懸架，通過車輪軸線相對車身轉(zhuǎn)動能夠獲得兩車輪相對車身大位移量運動實現(xiàn)車輛側(cè)傾，車輛側(cè)傾行駛時車輪軸同時受到離心力和切向力作用，切向力實現(xiàn)側(cè)傾運動快速響應(yīng)以及快速側(cè)傾到位，而作用于車輪軸的側(cè)傾運動離心力會造成車輛行駛速度波動；探索一種直線運動機構(gòu)形成的懸架，由兩組獨立控制的直線運動懸架布置在車身兩側(cè)，控制兩側(cè)車輪相對車身反向直線運動，實現(xiàn)車輛側(cè)傾，為主動側(cè)傾車輛提供一種新的側(cè)傾驅(qū)動控制方法。發(fā)明內(nèi)容[0004]本發(fā)明目的是要提供一種直線位移主動懸架及應(yīng)用該懸架的車輛，由直線運動機構(gòu)形成的懸架驅(qū)動單個車輪大位移量、直線運動，兩組直線位移懸架獨立控制兩側(cè)車輪相對車身反向直線運動，實現(xiàn)車輛側(cè)傾。[0005]為了達到本發(fā)明目的所采取的技術(shù)方案包括：直線位移主動懸架，包括：兩個等長搖臂(11)的一端分別與車身(10)轉(zhuǎn)動連接、兩連接點A、B,兩個搖臂(11)的另一端分別與平衡桿(12)轉(zhuǎn)動連接、兩連接點D、C,四個連接點處轉(zhuǎn)動軸線相互平行、且均垂直于車身中垂面，形成具有同一相對運動平面的平行四邊形ABCD閉式運動鏈、該相對運動平面平行于車身中垂面；三個等長連桿(14)的一端繞同一軸線轉(zhuǎn)動連接、連接點F,第一個連桿的另一端與平衡桿(12)轉(zhuǎn)動連接，連接點位于DC延長線上E點、且EC=BC,第二個連桿的另一端與車身(10)在B點轉(zhuǎn)動連接，第三個連桿的另一端與拖曳臂(13)一端轉(zhuǎn)動連接、連接點G,拖曳臂(13)的另一端與平衡桿(12)在D點轉(zhuǎn)動連接，車輪(16)在G點與拖曳臂(13)轉(zhuǎn)動連接、驅(qū)動車輛行駛，各轉(zhuǎn)動連接點處轉(zhuǎn)動軸線均垂直于車2BC,AB=DC=3BC,DG=DE=4BC;電機(17)串聯(lián)減速器(18)后固定安裝在車身(10)上，減速器動，平衡桿(12)位于車身的AB線段上方、α>0時，取與連桿等長度的減震器(15)取代第一個4[0006]其中：搖臂AD相對車身(10)轉(zhuǎn)動，車輪轉(zhuǎn)動軸線沿過B點垂直于AB的直線運動、且該直線平行于車身中垂面，當(dāng)線段AB位于車身水平面內(nèi)時，車輪轉(zhuǎn)動軸線沿過B點垂直于車身水平面的直線運動。[0007]上述的直線位移主動懸架中，平衡桿(12)位于車身的AB線段下方、α<0時，保留第一個連桿FE,取與連桿等長度的減震器(15)取代第二個連桿FB或者取代第三個連桿FG、連接方式相同，α控制車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動，形成另一種直線位移主動懸架，車輪轉(zhuǎn)動軸線與車身的AB線段之間距離H具有更大變化范圍，以便提高車輛對復(fù)雜地面的[0008]上述的直線位移主動懸架中，減速器(18)的輸出軸驅(qū)動另一搖臂BC相對車身轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)角α,α控制車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動，具有相同的直線位移主[0009]上述的直線位移主動懸架中，電機(17)選用抱閘電機，減速器(18)選用行星齒輪減速器驅(qū)動搖臂轉(zhuǎn)動，車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動、車身距離地面高度改變，車身高度增加時，車輛通過性能提高；下電后電機停止施能、抱閘制動電機軸，車身相對地面高度鎖定。[0010]上述的直線位移主動懸架中，電機(17)選用永磁同步電動機，減速器(18)選用具有反向自鎖功能的蝸桿減速器；電機施能時，蝸桿副減速傳動，電機串聯(lián)蝸桿減速器驅(qū)動搖臂轉(zhuǎn)動，車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動、車身距離地面高度改變，車身高度減小時，車輛高速行駛穩(wěn)定性提高；電機停止施能時，蝸桿副反向傳動自鎖，車身相對地面高度鎖[0011]一種主動側(cè)傾車輛，包括：兩組結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)相同的直線位移主動懸架依據(jù)給定的輪距以車身中垂面左右對稱布置、共用同一車身，在同一車身上按照給定的軸距單個形曲線輪胎；左、右兩側(cè)電機通過減速器分別驅(qū)動兩組直線位移主動懸架中的搖臂相對車身異向轉(zhuǎn)動，雙后車輪相對車身異向直線運動、車輛側(cè)傾，單個前輪與車身一起自適應(yīng)側(cè)傾，構(gòu)成具備雙后輪驅(qū)動、前輪轉(zhuǎn)向特征的主動側(cè)傾三輪車，以提高窄體車輛的機動性能和行駛穩(wěn)定性能。[0012]一種地面仿形車輛，包括：四組結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)相同的直線位移主動懸架依據(jù)給定的輪距和軸距以車身中垂面左右對稱布置、共用同一車身，四個車輪獨立驅(qū)動、內(nèi)外側(cè)車輪差速轉(zhuǎn)向，四組直線位移主動懸架獨立控制、四個車輪獨立對地面仿形，形成全輪驅(qū)動、全輪主動仿形的全地形越野車輛；由于四個車輪相對車身獨立運動實現(xiàn)車輛對地面主動仿形，車輛行駛過程中可以保持車身上的平臺表面始終水平，也可以實現(xiàn)定側(cè)傾角或者定俯仰角行駛，利于機械手等部件的對靶作業(yè)。[0013]本發(fā)明的有益效果在于，所提出的一種直線位移主動懸架及應(yīng)用該懸架的車輛，為窄體主動側(cè)傾車輛提供了一種新的側(cè)傾驅(qū)動控制方法，同時該懸架可以應(yīng)用于非道路地面快速、大位移量仿形運動，以提高車輛對復(fù)雜地面的適宜性能。5附圖說明[0014]圖1為直線位移主動懸架的機構(gòu)運動原理圖；圖2為直線位移主動懸架在其相對運動平面構(gòu)成原理圖；圖3為直線位移主動懸架組成原理圖；圖4為第二種直線位移主動懸架在其相對運動平面構(gòu)成原理圖；圖5為第三種直線位移主動懸架在其相對運動平面構(gòu)成原理圖；圖6為直線位移主動懸架另一種配置原理圖；圖7為主動側(cè)傾三輪車組成原理圖；圖8為主動側(cè)傾三輪車懸架運動原理圖；圖9為主動側(cè)傾三輪車側(cè)傾原理圖；圖10為一種地面仿形車輛組成原理圖；圖11為一種地面仿形車輛非道路地面仿形原理圖；具體實施方式[0015]下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例進行描述：圖3所示的直線位移主動懸架組成原理圖，直線位移主動懸架，包括：兩個等長搖臂(11)的一端分別與車身(10)轉(zhuǎn)動連接、兩連接點A、B,兩個搖臂(11)的另一端分別與平衡桿(12)轉(zhuǎn)動連接、兩連接點D、C,四個連接點處轉(zhuǎn)動軸線相互平行、且均垂直于車身中垂面，形成具有同一相對運動平面的平行四邊形ABCD閉式運動鏈、該相對運動平面平行于車身中垂面；三個等長連桿(14)的一端繞同一軸線轉(zhuǎn)動連接、連接點F,第一個連桿的另一端與平衡桿(12)轉(zhuǎn)動連接，連接點位于DC延長線上E點、且EC=BC,第二個連桿的另一端與車身(10)在B點轉(zhuǎn)動連接，第二個連桿和搖臂BC分別相對車身(10)在B點同軸線轉(zhuǎn)動，第三個連桿的另一端與拖曳臂(13)一端轉(zhuǎn)動連接、連接點G,拖曳臂(13)的另一端與平衡桿(12)在D點轉(zhuǎn)(13)轉(zhuǎn)動連接、驅(qū)動車輛行駛，車輪(16)在G點相對拖曳臂(13)和第三個連桿同軸線轉(zhuǎn)動，各轉(zhuǎn)動連接點處轉(zhuǎn)動軸線均垂直于車身中垂面，如圖1所示；在平行于車身中垂面的同一相減速器(18)后固定安裝在車身(10)上，減速器(18)的輸出軸驅(qū)動搖臂AD相對車身轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)0時，如圖2所示，取與連桿等長度的減震器(15)取代第一個連桿FE、連接方式相同，形成直線位移主動懸架。[0016]其中：直線位移主動懸架的機構(gòu)運動原理是基于Kempe直線運動機構(gòu)原理，如圖1車身中垂面，當(dāng)線段AB位于車身水平面內(nèi)時，車輪中心G沿過B點垂直于車身水平面的直線保留第一個連桿FE和第三個連桿FG,取與連桿等長度的減震器(15)取代第二個連桿FB、連6接方式相同，α控制車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動，形成第二種直線位移主動懸架，如圖4所示；平衡桿(12)位于車身的AB線段下方、α<0時，保留第一個連桿FE和第二個連桿FB,取與連桿等長度的減震器(15)取代第三個連桿FG、連接方式相同，α控制車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動，形成第三種直線位移主動懸架，如圖5所示；車輪轉(zhuǎn)動軸線與車身的AB線段之間距離H具有更大變化范圍，以便提高車輛對復(fù)雜地面的通過性能，適宜于車輛越野。[0018]圖2、4、5所示的直線位移主動懸架中，減速器(18)的輸出軸驅(qū)動另一搖臂BC相對車身轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)角α,α控制車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動，具有相同的直線位移主動懸架功能，便于電機(17)和減速器(18)在車身(10)上安裝和車輛重心的縱向配置。[0019]圖3所示的直線位移主動懸架組成原理圖中，電機(17)選用抱閘電機，減速器(18)選用行星齒輪減速器、或者RV減速器；上電時抱閘松開、電機施能，抱閘電機串聯(lián)行星齒輪減速器或者RV減速器驅(qū)動搖臂轉(zhuǎn)動，車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動、車身距離地面身相對地面高度鎖定。[0020]圖6所示的直線位移主動懸架另一種配置原理圖中，電機(17)選用永磁同步電動機，減速器(18)選用具有反向自鎖功能的蝸桿減速器；電機施能時，蝸桿副減速傳動，電機串聯(lián)蝸桿減速器驅(qū)動搖臂轉(zhuǎn)動，車輪中心沿過B點垂直于AB的直線運動、車身距離地面高度改變，車身高度減小時，車輛高速行駛穩(wěn)定性提高；當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于蝸輪嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時，蝸桿副反向傳動自鎖，所形成的蝸桿減速器具有自鎖性能；電機停止施能[0021]圖7所示的主動側(cè)傾三輪車組成原理圖，一種主動側(cè)能參數(shù)相同的直線位移主動懸架依據(jù)給定的輪距S以車身中垂面左右對稱布置、共用同一車身，在同一車身上按照給定的軸距單個車輪前置、共用同一車身中垂面，前輪轉(zhuǎn)向，雙后車輪輪轂電機驅(qū)動，前、后車輪輪胎均選用斷面為弧形曲線的摩托車輪胎GB518-2007;左、右兩側(cè)電機通過減速器分別驅(qū)動兩組直線位移主動懸架中的搖臂相對車身異向轉(zhuǎn)動，雙后車輪相對車身異向直線運動、車輛側(cè)傾，單個前輪與車身一起自適應(yīng)側(cè)傾，構(gòu)成具備雙后輪驅(qū)動、前輪轉(zhuǎn)向特征的主動側(cè)傾三輪車，以提高窄體車輛的機動性能和行駛穩(wěn)定性能，定義[0022]其中：右側(cè)電機通過減速器驅(qū)動右側(cè)直線位移主動懸架中的搖臂相對車身轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)角α?,右車輪轉(zhuǎn)動軸線與車身的AB線段之間距離H?,左側(cè)電機通過減速器驅(qū)動左側(cè)直線位移主動懸架中的搖臂相對車身轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)角α?,左車輪轉(zhuǎn)動軸線與車身的AB線段之間距離H?,兩個后車輪轉(zhuǎn)動軸線距離△H=H?-H?,如圖8所示；車輛側(cè)傾角、tanβ=△H/S,如圖9所示；給定車輛軸距L,設(shè)車輛行駛速度v、重力加速度g、車輛質(zhì)量m,車輛在彎道行駛時，由單輪轉(zhuǎn)向給出轉(zhuǎn)向角θ,轉(zhuǎn)彎半徑R=L/tanθ,