悬挂系统及车结构

本发明涉及车辆领域，特别是一种悬挂系统及车结构。

背景技术：

1、近年来，无人驾驶汽车领域发展迅速，各大企业的无人车已经可以实现在正常道路上自主行驶。然而当前测试大多是在路况较为良好的条件下完成的，在现实生活中交通情况的复杂程度要远高于此。无人驾驶汽车要想实现完全无人干涉的条件下安全驾驶，还需要面对极端驾驶环境的考验。据统计，全球70％以上的安全事故都是由于极端工况和条件引起的。极端驾驶条件主要包括：预碰撞制动、高速情况下机动，以及恶劣路面情况(雨雪天气、泥泞路面等)。除此之外，汽车行进过程中，周遭环境变化(周围车辆移动情况、行人等)也是不可预测的。因此要针对各项障碍展开研究与测试是至关重要的。

2、因此，研发出一套能够各方面模拟真实车辆的比例缩小实车模型来完成相关实验有很大的实用价值。国外麻省理工、乔治亚理工、加州大学伯克利分校等先后基于遥控小车进行了智能化改造，但受到平台限制，大都属于后驱车型，并且无法实现准确的驱动力和刹车力控制。现实迫切需要一种能实现高频力控的四轮独立驱动小车平台。清华大学车辆学院idlab(智能驾驶课题组)使用荣骏科技的小车虽能实现一定程度的独立驱动控制，但该小车平台仍存在一系列问题，整车过重(满载超过65公斤)，在测试中经常出现事故和车体损坏，无法完成较为激烈的驾驶动作的问题。同时，将近成年人体重的小车平台没有安装机械/液压刹车，具有一定的危险性。

3、在现代车辆和常见的模型车辆中，常见的阿克曼转向机构的实现方式为阿克曼梯形机构。阿克曼梯形即为符合阿克曼原理的四连杆机构，其结构简单，在车辆转向角度不是很大(40°以内)时，理想阿克曼内外轮对照曲线和梯形特性曲线可以较好的吻合。当前rc模型车上的转向机构即使转向机(驱动轮子转向的电机)锁死，但悬架移动时，轮子实际上仍然发生了转向行为。现有转向机构的设计导致轴承误差相互累计，各个连杆的末端刚度不够，即使转向机锁死，受到外力时，轮子实际上仍然发生了转向行为，即轮毂在随着悬挂组件上下摆动的过程中会发生不必要的转动。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种悬挂系统及车结构，该悬挂系统及车结构从几何原理上做到了悬架移动与轮胎转向的解耦，即避免了轮毂在转向过程中的转动。

2、根据本发明第一方面的实施例，本发明的悬挂系统包括轮毂、副车架和悬架组件。轮毂的外侧设置第一安装座、第二安装座和第三安装座，第一安装座和第二安装座沿垂直于轮毂转轴的方向相对设置，第一安装座位于第二安装座的正上方；副车架设置第四安装座和第五安装座，第四安装座位于第五安装座的上方，沿水平方向观察，第一安装座、第二安装座、第四安装座和第五安装座构成第一平行四边形的四个顶点；悬架组件包括第一横臂、第二横臂和第一推杆，第一横臂一端连接第一安装座，另一端连接第四安装座，第二横臂一端连接第二安装座，另一端连接第五安装座，第一推杆相对设置第一端和第二端，第一推杆的第一端连接第三安装座，沿水平方向观察，第一推杆的第二端、第四安装座、第一安装座和第三安装座构成第二平行四边形的四个顶点。

3、根据本发明第一方面的实施例，第一横臂向背离轮毂的一侧突出，第二横臂向背离所属轮毂的一侧突出。

4、根据本发明第一方面的实施例，第一横臂关于第一安装座和第二安装座的连线沿轮毂转轴方向延伸形成的平面对称，第二横臂关于第一安装座和第二安装座的连线沿轮毂转轴方向延伸形成的平面对称。

5、根据本发明第一方面的实施例，第一横臂分别与第一安装座和第四安装座铰接，第二横臂分别与第二安装座和第五安装座铰接。

6、根据本发明第一方面的实施例，悬挂系统还包括转向机，转向机包括主动件、从动件和第二推杆，沿竖直方向观察，主动件的中线、从动件的中线和第二推杆的中线构成第三平行四边形的三条边。

7、根据本发明第一方面的实施例，第二推杆背离从动件和主动件的端部设置第六安装座，第一推杆的第二端安装于第六安装座上。

8、根据本发明第一方面的实施例，第一推杆向背离轮毂的一侧突出。

9、根据本发明第一方面的实施例，轮毂包括轮毂电机，轮毂电机位于轮毂内。

10、根据本发明第二方面的实施例，本发明的车结构包括四个轮胎和上述实施例的悬挂系统。

11、根据本发明第二方面的实施例，车结构还包括连接器，连接器包括子板和母板，母板设置螺栓和电流连接头，子板设置螺母和电流连接槽，母板设置于车体上，连接器可完成机械和电路连接，悬挂系统配合连接器组成车结构。

12、根据本发明实施例的一种悬挂系统及车结构，至少具有如下有益效果：

13、本发明的悬挂系统及车结构主要根据悬架组件和转向机的配合调整轮胎的运动，从而控制整个车身的运动。沿水平方向观察，第一安装座、第二安装座、第五安装座和第四安装座分别位于第一平行四边形的四个顶点。记沿水平方向看第一安装座和第二安装座的连线为l1，第二安装座和第五安装座的连线为l2，第五安装座和第四安装座的连线为l3，第四安装座和第一安装座的连线为l4，l1、l2、l3和l4构成第一平行四边形的四条边。沿水平方向看，第一安装座、第三安装座、第六安装座和第四安装座分别位于第二平行四边形的四个顶点。记沿水平方向看，第一安装座和第三安装座的连线为l5，第三安装座和第六安装座的连线为l6，第六安装座和第四安装座的连线为l7，第四安装座和第一安装座的连线为l4，l5、l6、l7和l4构成第二平行四边形的四条边。悬挂组件作用时，由于第一平行四边形的结构，第一横臂和第二横臂上下摆动，即l4和l2同时上下倾斜，但悬挂组件作用时第一平行四边形的平行四边形状态始终维持，故l1始终与车体竖直，故悬挂在发挥作用时，轮毂的束脚不会发生变化。考虑到第一安装座和第二安装座的位置和它们与悬架组件的配合关系并不能限制轮毂的转动，所以引入第二平行四边形的结构来控制轮毂的转动。第二平行四边形的结构中，l4和l6始终平行，即l6可以随着l4上下摆动，l5和l7同时摆动会造成轮毂的转动，若固定l7，则l5也随之固定，故达到控制轮毂转动的目的。依照上述设计，当轮毂上下移动时，限制l7则能够避免轮毂的转动，因为第四安装座位置固定，限制l7即限制第六安装座位置，故限制第六安装座的位置便可达到限制轮毂转动的目的，实现悬挂系统以及车结构悬架移动的同时保证转向角度不变的效果。

14、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种悬挂系统，其特征在于，包括，

2.根据权利要求1所述的一种悬挂系统，其特征在于，所述第一横臂向背离所述轮毂的一侧突出，所述第二横臂向背离所属轮毂的一侧突出。

3.根据权利要求1所述的一种悬挂系统，其特征在于，所述第一横臂关于所述第一安装座和所述第二安装座的连线沿所述轮毂转轴方向延伸形成的平面对称，所述第二横臂关于所述第一安装座和所述第二安装座的连线沿所述轮毂转轴方向延伸形成的平面对称。

4.根据权利要求1所述的一种悬挂系统，其特征在于，所述第一横臂分别与所述第一安装座和所述第四安装座铰接，所述第二横臂分别与所述第二安装座和所述第五安装座铰接。

5.根据权利要求1所述的一种悬挂系统，其特征在于，所述悬挂系统还包括转向机，所述转向机包括主动件、从动件和第二推杆，沿竖直方向观察，所述主动件的中线、所述从动件的中线和所述第二推杆的中线构成第三平行四边形的三条边。

6.根据权利要求5所述的一种悬挂系统，其特征在于，所述第二推杆背离所述从动件和所述主动件的端部设置第六安装座，所述第一推杆的第二端安装于所述第六安装座上。

7.根据权利要求1所述的一种悬挂系统，其特征在于，所述第一推杆向背离所述轮毂的一侧突出。

8.根据权利要求1所述的一种悬挂系统，其特征在于，所述轮毂包括轮毂电机，所述轮毂电机位于所述轮毂内。

9.一种车结构，其特征在于，所述车结构包括四个轮胎和如权利要求1至8中任一项所述的悬挂系统。

10.根据权利要求9所述的一种车结构，其特征在于，所述车结构还包括连接器，所述连接器包括子板和母板，所述母板设置螺栓和电流连接头，所述子板设置螺母和电流连接槽，所述母板设置于车体上，所述连接器可完成机械和电路连接，所述悬挂系统配合所述连接器组成所述车结构。

技术总结
本发明提供了一种悬挂系统及车结构，该悬挂系统包括轮毂、副车架和悬架组件。轮毂设置第一安装座、第二安装座和第三安装座；副车架设置第四安装座和第五安装座。沿水平方向观察，第一安装座、第二安装座、第四安装座和第五安装座构成第一平行四边形的四个顶点；悬架组件包括第一横臂、第二横臂和第一推杆，沿水平方向观察，第一推杆的第二端、第四安装座、第一安装座和第三安装座构成第二平行四边形的四个顶点。本发明提出的一种悬挂系统及车结构，从几何原理上做到了悬架移动与轮胎转向的解耦，同时模块化设计，具有四轮独立驱动、独立刹车的能力，且能实现精准的高频力控功能，在保证低成本的同时满足高机动性的要求。

技术研发人员：贾振中,高骋远,赵云天,李卓伦,强智洋
受保护的技术使用者：南方科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12