"AFW-4"车辆悬吊系统的制作方法

本发明涉及车辆的结构组件，且更具体地说，涉及常见汽车和特殊小型车辆二者的悬吊系统，所述特殊小型车辆尤其是婴儿车、轮椅、患者用手推车，或例如用于在建筑工地运输材料或在零售店运输产品的手推车。

背景技术：

afw是以下口号的缩写：“始终在四个车轮上(alwaysonfourwheels)”。

底隙或道路底隙是从地面到陆地车辆的中心部分中的最低点的距离。在某种道路速度和道路条件下，机动车辆可操控性取决于底隙值。

车辆的悬吊系统或弹簧系统是发挥车辆、尤其是婴儿车或轮椅的车身与道路之间的连接链路的作用的零件、组合件和机构的组合。

在多个基本特征方面，本发明的最接近的类似物是一种车辆悬吊系统，其包括四边形框架，其中轮坯运动学上附接到四边形框架的每个拐角区段，因此形成两对车轮—前轮和后轮[乌克兰第108091号实用新型专利，ipc(2016.01)b60g17/0165(2006.01)；b60g21/05(2006.01)；b60g11/00。于2016年6月24日在期刊#12上公开]。所公开的悬吊系统的运动学方案包括刚性臂和扭力杆。

所描述的悬吊系统：确保车重量在所有四个车轮当中的恒定均匀分布，因此针对所有车轮获得恒定牵引系数，而不管道路曲率如何；具有可调节的离地底隙；当车身在转弯期间沿着斜坡驾驶时允许车身倾斜；以及还允许乘客从车辆离开。另外，所公开的悬吊系统可被配备有长度增加的车轮臂以改进越野性能，而不改变轴距的长度。

然而，当越过障碍物时，例如，当仅一对后轮或前轮滚上或滚离街道路缘石时，基于所描述的悬吊系统制成的轮椅或婴儿车由于所公开的悬吊系统中的臂的自由附接而不稳定。这会显著地使操控变复杂。

另外，难以基于具有刚性臂和扭力杆的悬吊系统产生例如用于在零售店运输货物的可组装和可拆卸或可折叠手推车，因此，在初始状态下，此类手推车占据大面积的商业场所，这会限制其出于上述目的的使用。

技术实现要素：

因此，本发明旨在提供离地车辆的此类悬吊系统，当如汽车的离地车辆还有轮椅、婴儿车越过障碍物时，例如，当仅一对后轮或前轮滚上或滚离街道路缘石时，所述悬吊系统将会增加所述离地车辆还有轮椅、婴儿车的移动稳定性和平滑度。

在所提出的悬吊系统中，通过以下方式达成所述目的：在车辆移动的过程中借助于使用线性致动器产生用于同步地改变纵向和横向连接线缆长度的条件，以同步地改变连接线缆外壳和结构中的对应轮坯的主体的相对位置。

类似于现有技术的车辆悬吊系统，本发明的悬吊系统包括四边形框架，其中轮坯运动学上附接到所述四边形框架的每个拐角区段，因此形成两对车轮—前轮和后轮，同时根据本发明，外壳中的纵向和横向连接线缆分别附接到所述框架的边，使得所述纵向和横向连接线缆沿着所述框架的所述边移动，每个轮坯由同时与两个连接线缆连接的主体组成，平行水平臂可移动地装配在所述主体上，所述第一臂通过其中间部分附接到所述主体，具有轮毂的转向节附接到所述第一臂的一个末端和所述第二臂的另一末端，两个连接线缆减震器附接到所述第一臂的另一末端，连接线缆外壳附接在所述对应轮坯的所述主体上，每个线缆的自由末端固定在减震器中，所述轮坯的车轮位置的弹簧稳定器安放在在所述减震器前方从所述外壳突起的线缆末端区段上，且每个连接线缆具有线性致动器，所述线性致动器的壳体刚性地附接到所述轮坯的所述主体以允许所述连接线缆外壳和所述主体的相对位置改变。

所提出的悬吊系统的特征是，其被补充有u形竖直框架，所述u形竖直框架的自由末端刚性地附接到一对所述轮坯的所述主体，而所述u形框架枢转地连接到扶手，所述扶手运动学上与防止轮坯臂移动的阻挡器连接。

所提出的悬吊系统拥有原型的所有优良品质且没有上述缺点。所述悬吊系统确保车重量在所有四个车轮当中的恒定均匀分布，同时针对所有车轮使牵引系数保持恒定，而不管道路曲率如何。所述悬吊系统还具有可调节的离地底隙。另外，当车辆沿着斜坡移动、转弯或保持静止以允许乘客离开车辆时，所述悬吊系统可维持车辆车身的水平或接近水平位置。所提出的悬吊系统可被配备有长度增加的车轮臂以改进越野性能，而不改变轴距的长度。对于臂的相互定向存在四个可能的选项，所述四个可能的选项适合于各种目的。所提出的悬吊系统可用于制造车轮之间具有可变距离的轻型车辆。

在本申请准备的过程中执行专利信息研究时，作者尚未揭露拥有上述一组基本特征的任何车辆悬吊系统，这证明了所要求的技术解决方案符合“新颖性”专利性准则。

本发明的实施方案的技术结果是提供一种悬吊系统，当一对车轮在移动期间越过障碍物的同时驶离道路时，所述悬吊系统维持稳定性，即，为例如轮椅和婴儿车的离地车辆提供悬吊系统。通过以下方式达成所述目的：借助于在悬吊系统结构中使用线性致动器产生用于同步地改变纵向和横向连接线缆长度的条件，此类线性致动器安装在每个连接线缆上且意图用于同步地改变连接线缆外壳和对应轮坯的主体的相对位置。

作者尚未在现有技术的已知技术解决方案中揭露所指示的技术结果，因此所提出的悬吊系统可被视为符合“创造性”专利性准则。

所提出的车辆悬吊系统由可使用目前已知的技术方法、构件和材料制造的结构元件组成。所述车辆悬吊系统可用于不同经济部门中的离地车辆，因此有可能断定所提出的解决方案符合“工业实用性”专利性准则。

所述悬吊系统由四个相同轮坯和具有线性致动器的四个连接线缆组成。轮坯附接到平坦四边形框架的拐角区域，且在俯视图中，其臂机构由沿着全圆的连接线缆连接。在初始状态下，轮坯的臂在平行于道路的平面中水平地定位，且被定向如下：左前臂和右前臂向前定向(相对于移动方向)，右后臂和左后臂向后定向，或左前臂和右前臂向后定向(相对于移动方向)，右后臂和左后臂向后定向，或左前臂和右前臂向后定向(相对于移动方向)，右后臂和左后臂向前定向，右前臂和左前臂还有右后臂和左后臂垂直于移动方向定向。因此，前(后)轮轴的右轮和左轮位于同一轴线上。连接线缆连接轮坯以实现车轮臂的同步旋转。连接线缆可具有恒定或可变长度，即，其可被配备有具有电动驱动器的线性致动器，例如http://ru.aliexpress.com/item/electric-linear-actuator-12v-dc-motor-50mm-stroke-linear-motion-controller-12mm-s-1000n-heavy-duty/32691597311.html？spm＝2114.41010208.4.209.upb7zo、http://ru.aliexpress.com/item/electric-linear-actuator-12v-dc-motor-50mm-stroke-linear-motion-controller-12mm-s-1000n-heavy-duty/32691597311.html？spm＝2114.41010208.4.209.upb7zo)。在每个连接线缆的末端处存在弹簧或聚合物减震器且还存在弹簧车轮位置稳定器。当车辆在水平位置中时，相对于原始长度改变连接线缆的长度会允许使车辆的框架相对于移动方向向右或向左倾斜，以便补偿道路的斜率，从而允许乘客离开车辆或通过转弯。连接线缆的长度可根据加速度和斜度传感器信号使用车载计算机进行调节，或可根据预编程值使用连接到线性致动器驱动器的开关进行选择。

一个轮轴的车轮臂具有机械连接件。每个轮坯的臂以连接线缆连接到两个邻近(沿着全圆)轮坯以改变旋转方向。因此，一个轮坯的臂的向上旋转会致使两个邻近轮坯的臂向下旋转，且反之亦然。

所提出的车辆悬吊系统可改变离地底隙，且向前、向后、向右和向左倾斜。出于此目的，线性致动器安装在每个连接线缆上。线性致动器被安装成使得允许轮坯的臂与连接线缆外壳的末端区段之间的距离改变。线性致动器的同步和相同移动会改变悬吊系统的空间位置。同时，纵向和横向连接线缆的长度成比例地和同步地改变，这允许保持原始(初始)悬吊系统设定。

在所提出的车辆悬吊系统中，将变速箱与驱动轮连接的操控机构和方法是常规的，且实际上并非不同于当前所使用的操控机构和方法。在所述悬吊系统中，可为每个车轮安装避震器。

附图说明

通过附图进一步阐释本发明的要素，附图中：

图1是“afw-4”悬吊系统的概略图；

图2展示轮坯；

图3绘示具有线性致动器的悬吊系统；

图4示意性地展示当一个车轮越过障碍物时的过程；

图5示意性地展示使悬吊系统向右(向左)倾斜的过程；

图6示意性地展示使悬吊系统向前(向后)倾斜的过程；

图7展示额外稳定机构；

图8、9、10示意性地展示轮坯的各种定向；

图11、12示意性地绘示离地底隙改变的过程。

主要组件符号说明：

1-轮坯；2-纵向连接线缆；

3-横向连接线缆；11-线性致动器；

4-主体；12-u形竖直框架；

5和6-臂；13-扶手；

7-轮毂；14-杆；

8-车轮；15-防止轮坯1的臂5和6移

9-减震器；动的阻挡器。

10-弹簧稳定器；

具体实施方式

所提出的“afw-4”车辆悬吊系统(图1、2、3)包括四边形框架(未展示)，其中轮坯1运动学上附接到四边形框架的每个拐角区段，因此形成两对车轮—前轮和后轮。悬吊系统还包括纵向连接线缆2和横向连接线缆3。驻车煞车和离合器的trw售后线缆[参见网站https://www.trwaftermarket.com/rua/drum-brake-actuation-systems/handbrake-clutch-cables/]可用作连接线缆2和3。每个轮坯1由主体4组成，其中平行臂5和6可移动地装配在主体4上。臂5通过其中间部分附接到主体4。

具有车轮8的毂7的转向节附接到臂5的一个末端和臂6的另一末端。两个连接线缆2和3和减震器9附接到臂5的另一末端。连接线缆2和3的外壳附接在轮坯1的主体4上，且每个线缆的自由末端固定在对应减震器9中。车轮位置的弹簧稳定器10安放于在减震器9前方从外壳突起的线缆2和3的末端区段上。为了允许车架(未展示)的强制再定位，安装具有电动驱动器(未展示)的线性致动器11，使得在连接线缆2和3中的每个连接线缆上存在一个致动器，且所述线性致动器连接线缆2和3中的每个线缆的自由末端。同时，线性致动器11的壳体刚性地附接到对应轮坯1的主体4，使得允许连接线缆2和3的外壳和主体4的相对位置改变。为了在两个(后)车轮越过障碍物(图7)时确保悬吊系统稳定性，悬吊系统设计被补充有u形竖直框架12，其中u形竖直框架12的自由末端刚性地附接到一对轮坯1的主体4。u形框架12枢转地连接到扶手13。扶手13通过杆14与阻挡器15连接以防止轮坯1的臂5和6移动。

所提出的悬吊系统可被配备有控制系统，所述控制系统适应于改变连接线缆2、3的长度且含有车载计算机、加速度和框架斜度传感器(未展示)，所述加速度和框架斜度传感器的输出连接到对应计算机输入，且车载计算机的对应输出连接到线性致动器11的驱动器，线性致动器11连接每个连接线缆2和3的自由末端。

所提出的结构是一种多臂悬吊系统，其被设计成确保在车辆移动期间车重量在所有四个车轮8当中的均匀分布，以针对所有车轮8提供牵引系数的恒定值，所述恒定值并不取决于道路的曲率，且悬吊系统具有可调节的离地底隙。悬吊系统可在车辆沿着斜坡移动期间、在转弯时和在乘客离开时实现车辆车身倾斜。

本发明的车辆悬吊系统可由常规操控机构(未展示)补充。

“afw-4”车辆悬吊系统操作如下。在组装阶段，为了适当地操作悬吊系统，应设定连接线缆2和3的长度，使得前轮坯1的臂5和后轮坯1的臂6占据水平位置。由于重力，车辆悬吊系统自行对准且使其重量均匀地分布在四个车轮8(四个支撑点)当中。当一个轮坯的车轮8碰到障碍物时，臂5和6(图4、5、6)可在移动期间自由地旋转。这致使与邻近轮坯1连接的连接线缆2和3的长度改变，且因此致使其臂5和6的位置改变和四边形框架(未展示)的空间位置改变，且因此，在重力的影响下，车辆悬吊系统自行对准且使其重量均匀地分布在四个车轮8当中。在此情况下，四边形框架占据四个点的平均平面的位置，在所述位置中，车轮8接触道路表面(地面)。悬吊系统由于减震器9的使用而克服了小障碍物。通过改变连接线缆2的长度，有可能使车架向右或向左倾斜(图5)以确保其沿着斜坡平稳地移动，或实现转弯，或允许乘客进入/离开车辆。通过使用用于改变长度的机构，即，线性致动器11，达成了具有框架的车辆车身的倾斜。为了向右倾斜，减少右边的线缆2的外壳的长度，同时增加左边的线缆3的外壳的长度。使用线性致动器11进行的线缆2和3的长度的同步和相同改变会致使臂5和6以及轮坯1的主体4的位置改变，这会增加或减少离地底隙(图11、12)。在连接线缆2的长度未改变的情况下，同时同步地改变连接线缆3的长度：通过增加前连接线缆且减少后连接线缆，悬吊系统可向前倾斜；通过增加后连接线缆且减少前连接线缆，悬吊系统可向后倾斜且因此越过障碍物，例如，婴儿车可仅用一对后轮8滚上街道路缘石。出于此目的，婴儿车用户向下推动枢转地连接到u形框架12的扶手13，因此降低了具有阻挡器15的杆14，直到其与轮坯1的臂6相互作用为止。这会导致臂5和6固定在平行位置中且防止当前轮8驶离道路表面(地面)时悬吊系统发生倾斜。为了增加离地底隙和要越过的障碍物高度，可增加臂5和6的长度。对于臂的相互定向存在四个可能的选项，所述四个可能的选项适合于各种目的(图1、8、9、10)。

在越过障碍物的同时拥有高稳定性的以下车辆可基于“afw-4”悬吊系统来设计：

-婴儿车和轮椅；

-患者用医院手推车(医院轮椅)和具有可调高度和侧向斜度功能以舒适地移动患者或沿着斜坡移动的床；

-由于外壳中的线缆2、3和其结构中的线性致动器11的使用而用于在零售店和仓库运输货物的可组装和可拆卸或可折叠手推车；

-用于在建筑工地运输材料的手推车；

-具有传统内燃机和电动马达驱动器二者的小型汽车。在客车中使用“afw-4”悬吊系统会允许通过使用平坦支撑结构而显著地节省材料(按重量计高达20％或更多)。所述“afw-4”悬吊系统仅仅实施主体倾斜的转弯机构，就像摩托车；

-用于摄像机、月球车等等的手推车；

-四个轮坯附接到充当框架的负载的运输系统；

“afw-4”悬吊系统同时搁置在所有四个车轮8上。所述“afw-4”悬吊系统确保重量的均匀和恒定分布，这是在没有弹簧元件的情况下实现的，而是仅仅由于所有车轮8彼此机械连接且由于重力。

悬吊系统当安装在相同或不同直径的所有四个车轮8上时是完全可操作的且不会对车轮8被刺穿具有敏感性。