本發(fā)明涉及無人車輛技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種速差轉(zhuǎn)向無人機(jī)動(dòng)車。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，無人駕駛技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了里程碑的進(jìn)步。道路行駛的無人車接近實(shí)用階段。無人車輛實(shí)現(xiàn)了代替或者輔助人類的駕駛操縱，可以大大減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)車輛的操控能力，同時(shí)提高行駛安全。無人駕駛技術(shù)應(yīng)用在非道路車輛上，不僅可以代替人完成一些危險(xiǎn)的駕駛?cè)蝿?wù)，還可以提高車輛在非道路行駛的越野機(jī)動(dòng)性能。在無人駕駛情況下，不再涉及人體的生理極限，非道路行駛車輛可以充分發(fā)揮車輛的極限行駛性能。所以無人駕駛非道路行駛越野車輛是無人駕駛車輛一個(gè)很重要的發(fā)展方向，具有很廣闊的應(yīng)用前景。

對(duì)于非道路行駛越野車輛，由于非鋪裝路面比鋪裝路面的地面阻力大很多，并且路面起伏大，動(dòng)力性能和懸架性能是影響機(jī)動(dòng)性能非常重要的因素之一?，F(xiàn)有非道路行駛無人越野車輛研制主要是利用現(xiàn)有傳統(tǒng)越野車進(jìn)行改裝，但是由于設(shè)計(jì)理念不同，傳統(tǒng)越野車考慮了很多人的因素影響了懸掛設(shè)計(jì)和空間布置，所以可提升空間非常有限。目前也有提出全新的無人車設(shè)計(jì)，即所謂的無人機(jī)動(dòng)平臺(tái)，如美國MULE、Crusher等，雖取消了人員艙設(shè)計(jì)，采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)、速差轉(zhuǎn)向、可調(diào)懸架等，但是所采用的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)在越野行駛車上有致命缺陷，由于輪轂尺寸空間有限，能夠鑲?cè)氲碾姍C(jī)功率有限，同時(shí)由于輪轂電機(jī)為低速大扭矩電機(jī)，功率密度較低，重量較重，大大增加了懸架的簧下質(zhì)量，增大了懸架沖擊、降低了懸架的反映頻率。這種方案對(duì)越野機(jī)動(dòng)性的兩項(xiàng)重要影響因素都是非常不利的，所以影響越野機(jī)動(dòng)性提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種速差轉(zhuǎn)向無人機(jī)動(dòng)車，解決現(xiàn)有速差轉(zhuǎn)向無人機(jī)動(dòng)車動(dòng)力功率有限和懸架簧下質(zhì)量較大的問題，以及不能滿足非道路行駛的高速高機(jī)動(dòng)性的需求。

一種速差轉(zhuǎn)向無人機(jī)動(dòng)車，包括：六套搖臂懸架系統(tǒng)、兩套電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、六個(gè)車輪和車體；車體的兩側(cè)沿車體長度方向均勻排布三個(gè)車輪，每個(gè)車輪都對(duì)應(yīng)一套搖臂懸架系統(tǒng)，一側(cè)的車輪共用一套電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與搖臂懸架系統(tǒng)中的搖臂套裝在一起。

較佳地，所述搖臂懸架系統(tǒng)包括搖臂、搖臂電機(jī)減速器、電磁制動(dòng)器、搖臂電機(jī)、摩擦減振器和扭桿；

所述搖臂懸架系統(tǒng)中：電磁制動(dòng)器套裝在搖臂電機(jī)的輸出軸上，且搖臂電機(jī)輸出軸與搖臂電機(jī)減速器的輸入軸機(jī)械連接；搖臂電機(jī)減速器的輸出軸與扭桿的一端通過一對(duì)齒輪機(jī)械連接；扭桿的另一端通過一對(duì)齒輪與搖臂機(jī)械連接；摩擦減振器兩端通過花鍵或法蘭盤與扭桿的兩端機(jī)械固連。

較佳地，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括三個(gè)輪邊減速器、三個(gè)肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、一個(gè)盤式制動(dòng)器、一個(gè)電機(jī)減速器、一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及兩個(gè)軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中：驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與電機(jī)減速器(輸入軸機(jī)械連接；盤式制動(dòng)器套裝在電機(jī)減速器輸出軸上；2個(gè)軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪與電機(jī)減速器的輸出軸機(jī)械連接；2個(gè)軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪和被動(dòng)輪均與對(duì)應(yīng)位置的肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪連接，肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的被動(dòng)輪與輪邊減速器輸入端機(jī)械連接，輪邊減速器輸出端與車輪機(jī)械連接。

較佳地，所述盤式制動(dòng)器、電機(jī)減速器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝位置位于車體中部的兩個(gè)搖臂懸架系統(tǒng)之間。

有益效果：

本發(fā)明采用肘內(nèi)傳動(dòng)技術(shù)，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)放入在車體內(nèi)部。與采用輪轂電機(jī)方案相比，本發(fā)明降低了對(duì)電機(jī)尺寸重量的要求，大大降低了選配電機(jī)的難度，同時(shí)可以選用高轉(zhuǎn)速的高功率密度電機(jī)，在車輛有限的重量要求下，提供更高的動(dòng)力功率，對(duì)車輛的機(jī)動(dòng)性能尤其是越野機(jī)動(dòng)性能是很大的提升。此外，本發(fā)明還將電機(jī)等大質(zhì)量部件布置在車艙內(nèi)部，降低懸架系統(tǒng)的簧下質(zhì)量，提高懸架的響應(yīng)能力，同時(shí)減小懸架的動(dòng)載荷。可以很大的提高越野性能。

另外，本發(fā)明結(jié)合搖臂懸架技術(shù)，采用扭桿、摩擦減振器和搖臂結(jié)構(gòu)，既滿足越野行駛大懸架行程的要求，同時(shí)又便于布置，可以節(jié)省大量的車艙內(nèi)空間?？梢杂脕聿贾酶嗟臒o人駕駛的儀器設(shè)備。

搖臂電機(jī)和電磁制動(dòng)器組成的調(diào)整機(jī)構(gòu)，可以使懸架臂進(jìn)行360旋轉(zhuǎn)，可以主動(dòng)調(diào)節(jié)底盤高度適應(yīng)不同的路面條件。這可以大大提高車輛在越野環(huán)節(jié)下面對(duì)各種位置障礙的適應(yīng)能力。

采用齒形同步帶作為肘內(nèi)傳動(dòng)和軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以傳遞較大的扭矩，同時(shí)具有較輕的質(zhì)量。齒形同步帶傳動(dòng)還具有靜音、抗沖擊、可靠性高的特點(diǎn)。對(duì)該無人機(jī)動(dòng)平臺(tái)良好越野性能的發(fā)揮是最合適的。

車用電機(jī)雖然可靠性高、維護(hù)要求低、但是高功率密度電機(jī)都是高轉(zhuǎn)速電機(jī)，抗沖擊能力較弱，同時(shí)需要良好的水散熱系統(tǒng)，還有粗壯的高壓電線連接，在高速越野情況下，裸露的散熱水管、高壓電線和受到的強(qiáng)沖擊都會(huì)大大降低行駛的可靠性。采用本發(fā)明方案，由于電機(jī)布置在車艙內(nèi)部，并可避免上述問題的發(fā)生，同時(shí)優(yōu)良的搖臂懸架系統(tǒng)可以為其提供良好的減振作用，同時(shí)水管和高壓電線布置在車艙內(nèi)，也可以被車艙安全的保護(hù)起來。

附圖說明

圖1為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在車體中部時(shí)的速差轉(zhuǎn)向無人機(jī)動(dòng)車結(jié)構(gòu)圖。

圖2為速差轉(zhuǎn)向無人機(jī)動(dòng)車側(cè)視圖。

圖3為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在車體后部時(shí)的速差轉(zhuǎn)向無人機(jī)動(dòng)車結(jié)構(gòu)圖

其中，1-搖臂，2-車輪，3-輪邊減速器，4-肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，5-搖臂電機(jī)減速器，6-電磁制動(dòng)器，7-搖臂電機(jī)，8-摩擦減振器，9-扭桿，10-盤式制動(dòng)器，11-電機(jī)減速器，12-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，13-軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，14-車體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供了一種速差轉(zhuǎn)向無人機(jī)動(dòng)車，包括六套搖臂懸架系統(tǒng)、兩套電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、六個(gè)車輪2和車體14，車體14的兩側(cè)均勻排布三個(gè)車輪2。每個(gè)車輪2都與一套搖臂懸架系統(tǒng)連接，一側(cè)的車輪共用一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以獨(dú)立控制每一個(gè)車輪懸架的搖臂1位置，和一側(cè)車輪2的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。其中，所述搖臂懸架系統(tǒng)包括搖臂1、搖臂電機(jī)減速器5、電磁制動(dòng)器6、搖臂電機(jī)7、摩擦減振器8和扭桿9。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括三個(gè)輪邊減速器3、三個(gè)肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4、一個(gè)盤式制動(dòng)器10、一個(gè)電機(jī)減速器11、一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)12及兩個(gè)軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13。除搖臂1、車輪2、輪邊減速器3和肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4以外，其余部件均位于車體14內(nèi)部；

其中，所述搖臂懸架系統(tǒng)中：電磁制動(dòng)器6套裝在搖臂電機(jī)7的輸出軸上，且搖臂電機(jī)7輸出軸與搖臂電機(jī)減速器5的輸入軸機(jī)械連接；搖臂電機(jī)減速器5的輸出軸與扭桿9的一端通過一對(duì)齒輪機(jī)械連接；扭桿9的另一端通過一對(duì)齒輪與搖臂1機(jī)械連接；摩擦減振器8兩端通過花鍵或法蘭盤與扭桿9的兩端機(jī)械固連。搖臂電機(jī)7、搖臂電機(jī)減速器5和電磁制動(dòng)器6組成懸架調(diào)整機(jī)構(gòu)，具有較大的驅(qū)動(dòng)力矩和較高的效率，還具機(jī)械鎖止功能。通過控制搖臂電機(jī)7和電磁制動(dòng)器6，可以使搖臂1轉(zhuǎn)動(dòng)360度，并主動(dòng)控制搖臂1的位置。

所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的盤式制動(dòng)器10、電機(jī)減速器11和驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的最優(yōu)安裝位置位于車體中部的兩個(gè)搖臂懸架系統(tǒng)之間。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)12輸出軸與電機(jī)減速器11輸入軸機(jī)械連接；盤式制動(dòng)器10套裝在電機(jī)減速器11輸出軸上。電機(jī)減速器11的輸出軸分別與2個(gè)軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13的主動(dòng)輪機(jī)械連接。

如圖1所示，以電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在車體中部兩個(gè)搖臂懸架系統(tǒng)之間為例，對(duì)于每一側(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來說，其連接關(guān)系為：

2個(gè)軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13的主動(dòng)輪均與中部的肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)輪機(jī)械連接；2個(gè)軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13的被動(dòng)輪分別與用于控制前、后輪傳動(dòng)的肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)輪機(jī)械連接。

如圖3所示，若電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在車體后部兩個(gè)搖臂懸架系統(tǒng)之間為例，對(duì)于每一側(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來說，其連接關(guān)系為：

2個(gè)軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13的主動(dòng)輪均與后部的肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)輪機(jī)械連接；2個(gè)軸間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13的被動(dòng)輪分別與用于控制前、中輪傳動(dòng)的肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)輪機(jī)械連接。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、電機(jī)減速器11、軸間傳動(dòng)13和盤式制動(dòng)器10布置在車體內(nèi)部，扭矩通過肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4和輪邊減速器3傳遞到各自對(duì)應(yīng)的車輪2。

肘內(nèi)傳動(dòng)4和軸間傳動(dòng)13采用采用同步齒形帶傳動(dòng)，可以用鏈傳動(dòng)代替。扭桿9兩端之間裝有限位裝置，限位裝置限制扭桿9兩端的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角極限。

如圖2所示，每個(gè)肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4都套裝在搖臂1內(nèi)，且肘內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的被動(dòng)輪與輪邊減速器3輸入端機(jī)械連接；輪邊減速器3輸出端與車輪2機(jī)械連接。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。