專利名稱：四輪探測車梭式搖臂懸架機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種四輪探測車懸架機構。
技術背景用于行星表面或其它惡劣環(huán)境的探測車，要求具有較強的地形適應性、靈 活的轉向能力、較好的避障能力、平穩(wěn)的車體姿態(tài)，并且結構緊湊，能耗少， 輕量化。目前應用較多的探測車為六輪探測車，其原因在于傳統(tǒng)的地面兩軸四 輪車地形自適應能力差、越障通過性不好，但是四輪車具有結構緊湊、能耗少， 控制簡單等優(yōu)點，為使四輪車能完成復雜的探測任務，需為其配置合適的懸架機構。公開號為CN 101214783A
公開日為2008年7月9日的發(fā)明專利申請公 開了一種"被動搖臂式菱形四輪月球車移動系統(tǒng)"，四個車輪呈菱形分布，只 有前輪和后輪獨立轉向，前輪、左輪和右輪直接與車體鉸接，后輪與后支架鉸 接，后支架可與車體相對轉動。這種結構提高了月球車的越障能力和地形被動 適應性，但前輪、左輪和右輪所在的地形對車體姿態(tài)的影響耦合，車體的穩(wěn)定 性不好，月球車運動方向受到限制。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種四輪探測車梭式搖臂懸架機構，以解決現(xiàn)有的被 動搖臂式菱形四輪月球車移動系統(tǒng)存在前輪、左輪和右輪所在的地形對車體姿 態(tài)的影響耦合，車體的穩(wěn)定性不好，月球車的運動方向受到限制的問題。本發(fā)明為解決上述技術問題采取的技術方案是所述懸架機構包括四個車 輪、四個轉向裝置、橫桿、縱桿和底盤；所述四個車輪呈菱形設置且位于菱形 的四個頂點上，四個車輪分別是第一車輪、第二車輪、第三車輪和第四車輪， 所述第一車輪和第三車輪相對應，第二車輪與第四車輪相對應，所述四個轉向 裝置分別是第一轉向裝置、第二轉向裝置、第三轉向裝置和第四轉向裝置；所 述縱桿位于第一車輪和第三車輪的正上方，縱桿的兩端分別與第一轉向裝置的 第一殼體和第三轉向裝置的第三殼體固接，所述第一轉向裝置的第一連接架和 第三轉向裝置的第三連接架分別與第一車輪的輪軸和第三車輪的輪軸鉸接，所述橫桿的兩端位于第二車輪和第四車輪的正上方且位于縱桿的下方，橫桿的兩 端分別與第二轉向裝置的第二殼體和第四轉向裝置的第四殼體固接，所述第二 轉向裝置的第二連接架和第四轉向裝置的第四連接架分別與第二車輪的輪軸 和第四車輪的輪軸鉸接，橫桿和縱桿分別與底盤鉸接。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點 一、本發(fā)明應用范圍廣，既可用于行星探測車，也 適于惡劣環(huán)境下的無人探測車，還可用于高級玩具車；二、本發(fā)明桿件少，運 動副少，使探測車結構緊湊，可靠性高、所占包絡空間?。蝗?、本發(fā)明提高了 探測車的轉向靈活性，可實時做任意角度的調(diào)整，有利于隨時避障，并且能實 現(xiàn)原地轉向；四、本發(fā)明相對的兩個車輪均與底盤鉸接，消除了各車輪所在地 形對車體姿態(tài)的耦合影響，提高探測車的平穩(wěn)性和地形適應性；五、本發(fā)明的 四個車輪獨立驅動和轉向，提高了車體的靈活性。六、本發(fā)明四個車輪的運動 能力對稱，探測車的運動方向具有各向同性的特點，有利于探測車的控制。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖，圖2是四個車輪布置的示意圖，圖3是第一 轉向裝置5的主視圖，圖4是第二轉向裝置6的主視圖，圖5是第三轉向裝置 7的主視圖，圖6是第四轉向裝置8的主視圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的懸架機 構包括四個車輪、四個轉向裝置、橫桿9、縱桿10和底盤11;所述四個車輪 呈菱形設置且位于菱形的四個頂點上，四個車輪分別是第一車輪l、第二車輪 2、第三車輪3和第四車輪4，所述第一車輪1和第三車輪3相對應，第二車 輪2與第四車輪4相對應，所述四個轉向裝置分別是第一轉向裝置5、第二轉 向裝置6、第三轉向裝置7和第四轉向裝置8;所述縱桿10位于第一車輪1 和第三車輪3的正上方，縱桿10的兩端分別與第一轉向裝置5的第一殼體5-4 和第三轉向裝置7的第三殼體7-4固接，所述第一轉向裝置5的第一連接架5-9 和第三轉向裝置7的第三連接架7-9分別與第一車輪1的輪軸和第三車輪3的 輪軸鉸接，所述橫桿9的兩端位于第二車輪2和第四車輪4的正上方且位于縱 桿10的下方，橫桿9的兩端分別與第二轉向裝置6的第二殼體6-4和第四轉 向裝置8的第四殼體8-4固接，所述第二轉向裝置6的第二連接架6-9和第四 轉向裝置8的第四連接架8-9分別與第二車輪2的輪軸和第四車輪4的輪軸鉸接，橫桿9和縱桿10分別與底盤11鉸接。
具體實施方式
二結合圖l說明本實施方式，本實施方式的縱桿10與底盤11的鉸接點12位于橫桿9與底盤11的鉸接點13的正上方。如此設置，探 測車車體具有較好的平衡性。其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖1說明本實施方式，本實施方式的每個車輪的輪心距四輪探測車的中心距離相等。如此設置，探測車具有同向性。其它組成及 連接關系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四結合圖3說明本實施方式，本實施方式的第一轉向裝置5由第一電機罩5-l、第一制動器5-2、第一轉向電機5-3、第一殼體5-4、第一 上滾動軸承5-5、第一隔墊5-6、第一下滾動軸承5-7、第一軸承蓋5-8和第一 連接架5-9組成；所述第一電機罩5-1的下端面與第一殼體5-4的上端面固接， 第一轉向電機5-3設置在第一電機罩5-l內(nèi)部，第一轉向電機5-3與第一殼體 5-4上端面固接，第一轉向電機5-3的輸出軸與第一連接架5-9傳動連接，第 一連接架5-9與第一殼體5-4之間裝有第一上滾動軸承5-5和第一下滾動軸承5- 7，第一上滾動軸承5-5和第一下滾動軸承5-7通過第一隔墊5-6隔開，第一 軸承蓋5-8與第一殼體5-4的下端面固接。當?shù)谝卉囕唋需要轉向時，接通第 一轉向電機5-3;當?shù)谝卉囕?不需要轉向時，關閉第一轉向電機5-3，通過 第一制動器5-2抱閘，第一車輪1轉向被固定。其它組成及連接關系與具體實 施方式一相同。
具體實施方式
五結合圖4說明本實施方式，本實施方式的第二轉向裝置 6由第二電機罩6-l、第二制動器6-2、第二轉向電機6-3、第二殼體6-4、第二 上滾動軸承6-5、第二隔墊6-6、第二下滾動軸承6-7、第二軸承蓋6-8和第二 連接架6-9組成；所述第二電機罩6-1的下端面與第二殼體6-4的上端面固接， 第二轉向電機6-3設置在第二電機罩6-l內(nèi)部，第二轉向電機6-3與第二殼體6- 4上端面固接，第二轉向電機6-3的輸出軸與第二連接架6-9傳動連接，第 二連接架6-9與第二殼體6-4之問裝有第二上滾動軸承6-5和第二下滾動軸承 6-7，第二上滾動軸承6-5和第二下滾動軸承6-7通過第二隔墊6-6隔開，第二 軸承蓋6-8與第二殼體6-4的下端面固接。當?shù)诙囕?需要轉向時，接通第 二轉向電機6-3;當?shù)诙囕?不需要轉向時，關閉第二轉向電機6-3，通過 第二制動器6-2抱閘，第二車輪2轉向被固定。其它組成及連接關系與具體實 施方式一相同。
具體實施方式
六結合圖5說明本實施方式，本實施方式的第三轉向裝置
7由第三電機罩7-l、第三制動器7-2、第三轉向電機7-3、第三殼體7-4、第三 上滾動軸承7-5、第三隔墊7-6、第三下滾動軸承7-7、第三軸承蓋7-8和第三 連接架7-9組成；所述第三電機罩7-1的下端面與第三殼體7-4的上端面固接， 第三轉向電機7-3設置在第三電機罩7-l內(nèi)部，第三轉向電機7-3與第三殼體 7-4上端面固接，第三轉向電機7-3的輸出軸與第三連接架7-9傳動連接，第 三連接架7-9與第三殼體7-4之間裝有第三上滾動軸承7-5和第三下滾動軸承
7- 7，第三上滾動軸承7-5和第三下滾動軸承7-7通過第三隔墊7-6隔開，第三 軸承蓋7-8與第三殼體7-4的下端面固接。當?shù)谌囕?需要轉向時，接通第 三轉向電機7-3;當?shù)谌囕?不需要轉向時，關閉第三轉向電機7-3，通過 第三制動器7-2抱閘，第三車輪3轉向被固定。其它組成及連接關系與具體實 施方式一相同。
具體實施方式
七結合圖6說明本實施方式，本實施方式的第四轉向裝置 8由第四電機罩8-l、第四制動器8-2、第四轉向電機8-3、第四殼體8-4、第四 上滾動軸承8-5、第四隔墊8-6、第四下滾動軸承8-7、第四軸承蓋8-8和第四 連接架8-9組成；所述第四電機罩8-1的下端面與第四殼體8-4的上端面固接， 第四轉向電機8-3設置在第四電機罩8-1內(nèi)部，第四轉向電機8-3與第四殼體
8- 4上端面固接，第四轉向電機8-3的輸出軸與第四連接架8-9傳動連接，第 四連接架8-9與第四殼體8-4之間裝有第四上滾動軸承8-5和第四下滾動軸承 8-7，第四上滾動軸承8-5和第四下滾動軸承8-7通過第四隔墊8-6隔開，第四 軸承蓋8-8與第四殼體8-4的下端面固接。當?shù)谒能囕?需要轉向時，接通第 四轉向電機8-3;當?shù)谒能囕?不需要轉向時，關閉第四轉向電機8-3，通過 第四制動器8-2抱閘，第四車輪4轉向被固定。其它組成及連接關系與具體實 施方式一相同。
工作原理本發(fā)明通過第一車輪l、第二車輪2、第三車輪3和第四車輪 4的梭式布置(菱形布置)及獨立驅動和轉向，可使四輪探測車在遇到障礙時， 實時進行方向的調(diào)整，并能原地轉向，達到避障的目的；當四輪探測車行駛在 崎嶇不平的路面上時，通過橫桿9和縱桿10相對底盤11的轉動，被動地適應 地形變化，使各車輪與路面始終保持接觸，提高探測車的自適應性。
權利要求
1、一種四輪探測車梭式搖臂懸架機構，所述懸架機構包括四個車輪、四個轉向裝置、橫桿(9)、縱桿(10)和底盤(11)；所述四個車輪呈菱形設置且位于菱形的四個頂點上，四個車輪分別是第一車輪(1)、第二車輪(2)、第三車輪(3)和第四車輪(4)，所述第一車輪(1)和第三車輪(3)相對應，第二車輪(2)與第四車輪(4)相對應，所述四個轉向裝置分別是第一轉向裝置(5)、第二轉向裝置(6)、第三轉向裝置(7)和第四轉向裝置(8)；其特征在于所述縱桿(10)位于第一車輪(1)和第三車輪(3)的正上方，縱桿(10)的兩端分別與第一轉向裝置(5)的第一殼體(5-4)和第三轉向裝置(7)的第三殼體(7-4)固接，所述第一轉向裝置(5)的第一連接架(5-9)和第三轉向裝置(7)的第三連接架(7-9)分別與第一車輪(1)的輪軸和第三車輪(3)的輪軸鉸接，所述橫桿(9)的兩端位于第二車輪(2)和第四車輪(4)的正上方且位于縱桿(10)的下方，橫桿(9)的兩端分別與第二轉向裝置(6)的第二殼體(6-4)和第四轉向裝置(8)的第四殼體(8-4)固接，所述第二轉向裝置(6)的第二連接架(6-9)和第四轉向裝置(8)的第四連接架(8-9)分別與第二車輪(2)的輪軸和第四車輪(4)的輪軸鉸接，橫桿(9)和縱桿(10)分別與底盤(11)鉸接。
2、 根據(jù)權利要求l所述的四輪探測車梭式搖臂懸架機構，其特征在于 所述縱桿(10)與底盤(11)的鉸接點(12)位于橫桿(9)與底盤(11)的 鉸接點(13)的正上方。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的四輪探測車梭式搖臂懸架機構，其特征在 于所述每個車輪的輪心距四輪探測車的中心距離相等。
4、 根據(jù)權利要求l所述的四輪探測車梭式搖臂懸架機構，其特征在于 所述第一轉向裝置(5)由第一電機罩(5-1)、第一制動器(5-2)、第一轉向 電機(5-3)、第一殼體(5-4)、第一上滾動軸承(5-5)、第一隔墊(5-6)、第 一下滾動軸承(5-7)、第一軸承蓋(5-8)和第一連接架(5-9)組成；所述第 一電機罩(5-1)的下端面與第一殼體(5-4)的上端面固接，第一轉向電機(5-3)設置在第一電機罩(5-1)內(nèi)部，第一轉向電機(5-3)與第一殼體(5-4) 上端面固接，第一轉向電機(5-3)的輸出軸與第一連接架(5-9)傳動連接， 第一連接架(5-9)與第一殼體(5-4)之間裝有第一上滾動軸承(5-5)和第 一下滾動軸承(5-7)，第一上滾動軸承(5-5)和第一下滾動軸承(5-7)通過第一隔墊(5-6)隔開，第一軸承蓋(5-8)與第一殼體(5-4)的下端面固接。
5、 根據(jù)權利要求l所述的四輪探測車梭式搖臂懸架機構，其特征在于 所述第二轉向裝置(6)由第二電機罩(6-1)、第二制動器(6-2)、第二轉向 電機(6-3)、第二殼體(6-4)、第二上滾動軸承(6-5)、第二隔墊(6-6)、第 二下滾動軸承(6-7)、第二軸承蓋(6-8)和第二連接架(6-9)組成；所述第 二電機罩(6-1)的下端面與第二殼體(6-4)的上端面固接，第二轉向電機(6-3)設置在第二電機罩(6-1)內(nèi)部，第二轉向電機(6-3)與第二殼體(6-4) 上端面固接，第二轉向電機(6-3)的輸出軸與第二連接架(6-9)傳動連接， 第二連接架(6-9)與第二殼體(6-4)之間裝有第二上滾動軸承(6-5)和第 二下滾動軸承(6-7)，第二上滾動軸承(6-5)和第二下滾動軸承(6-7)通過 第二隔墊(6-6)隔開，第二軸承蓋(6-8)與第二殼體(6-4)的下端面固接。
6、 根據(jù)權利要求l所述的四輪探測車梭式搖臂懸架機構，其特征在于 所述第三轉向裝置(7)由第三電機罩(7-1)、第三制動器(7-2)、第三轉向 電機(7-3)、第三殼體(7-4)、第三上滾動軸承(7-5)、第三隔墊(7-6)、第 三下滾動軸承(7-7)、第三軸承蓋(7-8)和第三連接架(7-9)組成；所述第 三電機罩(7-1)的下端面與第三殼體(7-4)的上端面固接，第三轉向電機(7-3)設置在第三電機罩(7-1)內(nèi)部，第三轉向電機(7-3)與第三殼體(7-4) 上端面固接，第三轉向電機(7-3)的輸出軸與第三連接架(7-9)傳動連接， 第三連接架(7-9)與第三殼體(7-4)之間裝有第三上滾動軸承(7-5)和第 三下滾動軸承(7-7)，第三上滾動軸承(7-5)和第三下滾動軸承(7-7)通過 第三隔墊(7-6)隔開，第三軸承蓋(7-8)與第三殼體(7-4)的下端面固接。
7、 根據(jù)權利要求l所述的四輪探測車梭式搖臂懸架機構，其特征在于 所述第四轉向裝置(8)由第四電機罩(8-1)、第四制動器(8-2)、第四轉向 電機(8-3)、第四殼體(8-4)、第四上滾動軸承(8-5)、第四隔墊(8-6)、第 四下滾動軸承(8-7)、第四軸承蓋(8-8)和第四連接架(8-9)組成；所述第 四電機罩(8-1)的下端面與第四殼體(8-4)的上端面固接，第四轉向電機(8-3)設置在第四電機罩(8-1)內(nèi)部，第四轉向電機(8-3)與第四殼體(8-4) 上端面固接，第四轉向電機(8-3)的輸出軸與第四連接架(8-9)傳動連接, 第四連接架(8-9)與第四殼體(8-4)之間裝有第四上滾動軸承(8-5)和第 四下滾動軸承(8-7)，第四上滾動軸承(8-5)和第四下滾動軸承(8-7)通過 第四隔墊(8-6)隔開，第四軸承蓋(8-8)與第四殼體(8-4)的下端面固接。
全文摘要
四輪探測車梭式搖臂懸架機構，它涉及一種四輪探測車懸架機構。針對被動搖臂式菱形四輪月球車移動系統(tǒng)存在前、左和右輪所在的地形對車體姿態(tài)的影響耦合，車體穩(wěn)定性不好，運動方向受到限制問題。縱桿位于第一、三車輪的正上方，縱桿的兩端與第一、三轉向裝置固接，第一、三轉向裝置分別與第一、三車輪的輪軸鉸接，橫桿的兩端位于第二、四車輪的正上方且位于縱桿的下方，橫桿的兩端與第二、四轉向裝置固接，第二、四轉向裝置分別與第二、四車輪的輪軸鉸接，橫、縱桿分別與底盤鉸接。本發(fā)明具有各向同性特點，且消除了各車輪所在地形對車體姿態(tài)的耦合影響，車體穩(wěn)定性好，其既可用于行星探測車，也適于惡劣環(huán)境下的無人探測車，還可用于高級玩具車。
文檔編號B62D61/10GK101407163SQ200810209568
公開日2009年4月15日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權日2008年11月28日
發(fā)明者朋 張, 李所軍, 鄧宗全, 高海波 申請人:哈爾濱工業(yè)大學