专利名称：主动式独立悬挂的制作方法
技术领域：
本发明属于独立悬挂技术领域。
背景技术：
现有独立悬挂由于是被动地进行减震，所以容易发生侧倾、点头、后仰、弹跳、摇摆的不良减震现象，而且由于采用侧向跷起的方式减震，所以容易发生轮胎侧向磨损的现象，使操控变得困难。
发明内容
所要解决的技术问题是I、克服现有独立悬挂容易发生侧倾、点头、后仰、弹跳、摇摆的不良减震现象的不足。2、克服现有独立悬挂容易发生轮胎侧向磨损的现象，使操控变得困难的不足。解决其技术问题所采取的技术方案是提供一种主动式独立悬挂，其结构包括弹簧、伸缩杆、弹簧盘座、升降铅垂、升降电机、减速齿轮、蜗杆转轴、升降蜗轮、蜗轮轴承、蜗杆轴承、轴承支架、电机支架、升降蜗杆、蜗杆套筒、半轴套筒。弹簧是一种螺旋弹簧，用来吸收车轮与外界产生的冲击力。弹簧内部是伸缩杆，用来保持弹簧伸缩的方向，防止弹簧发生侧向扭曲变形。弹簧两端是弹簧盘座，用来卡住弹簧两端，并固定弹簧两端。伸缩杆的两端分别与两个弹簧盘座以套接的方式固定在一起，伸缩杆的两端穿出弹簧盘座。伸缩杆的一端与蜗杆套筒固定在一起，伸缩杆的另一端与半轴套筒固定在一起。半轴套筒套在半轴外部，并与半轴有一定的间隙。半轴套筒与轮毂轴承的外环延伸端以水平横向的方式铰接在一起，车轮转向时可以围绕此铰接轴转动。半轴的一端通过万向节与轮毂轴承的内环固定在一起，半轴的另一端也通过万向节与差速器中的半轴齿轮结合。蜗杆套筒内部有螺旋齿，可以与升降蜗杆的螺旋齿啮合，升降蜗杆与蜗杆套筒通过啮合的方式套接在一起。升降蜗杆的一端位于蜗杆套筒内部，另一端与升降蜗轮在其中心处固定在一起。蜗杆转轴的两端各有一段螺旋齿，这两段螺旋齿的螺旋方向刚好相反，蜗杆转轴的每一端都与一个升降蜗轮通过螺旋齿啮合。减速齿轮固定在蜗杆转轴的中央，减速齿轮与升降电机的输出轴啮合。升降蜗轮通过蜗轮轴承与车架结合，升降蜗轮中心轴与蜗轮轴承的内环固定在一起，蜗轮轴承的外环通过延伸圆盘与车架固定在一起，这样升降蜗轮就可以通过蜗轮轴承与车架相对转动，并对车架起支撑作用。蜗杆转轴通过两个蜗杆轴承和轴承支架与车架固定在一起，这两个蜗杆轴承的内环套在蜗杆转轴上，并与之固定，它们的外环与它们的轴承支架固定在一起，轴承支架再与车架固定在一起，这两个轴承与支架均匀地分居在减速齿轮的两侧，这样既能保证蜗杆转轴自由地转动，也能保证蜗杆转轴位置的固定，从而保证蜗杆转轴与升降蜗轮稳定地啮合。升降电机通过电机支架与车架固定在一起，保证升降电机的输出轴与减速齿轮稳定啮合。为了保证蜗杆套筒不随升降蜗杆一起转动，与蜗杆套筒固定在一起的伸缩杆也不能转动，在伸缩杆的外筒内侧沿着中心轴方向均匀地开几条凹槽，而在伸缩杆的内杆上沿着中心轴方向均匀地固定几根凸条。此凸条与凹槽刚好对应插接，凸条只能在凹槽内沿着伸缩杆中心轴方向滑动，而没有其他方向的运动。为了保证伸缩杆不被损坏，伸缩杆的外筒有一定的厚度和强度。升降铅垂是一套依靠重力工作的装置，包括铅垂直杆、铅垂动体、铅垂定体、动体轴承、定体固环、动体滑片、定体滑片、导线。铅垂直杆是一根直线杆，其两端通过支架固定在车架上。铅垂定体通过两个定体固环固定在铅垂直杆上，定体固环内侧固定在铅垂直杆上，其外侧与铅垂定体固定在一起。铅垂定体内侧是铅垂动体，铅垂动体通过两个动体轴承悬挂在铅垂直杆上，铅垂直杆与动体轴承内环固定在一起，铅垂动体与动体轴承外环固定在一起，铅垂动体通过动体轴承可以围绕 铅垂直杆转动。在铅垂直杆上，两个定体固环均匀地分布在铅垂直杆两端附近，两个动体轴承均匀地分布在两个定体固环之间。铅垂动体和铅垂定体在外型上都是半个圆柱体形状(沿着圆柱体中心轴将圆柱体一分为二的形状)，不过铅垂动体是实心的，铅垂定体是空心的，铅垂动体可以在铅垂定体内围绕铅垂直杆转动。铅垂动体的圆柱体侧面上包裹着两片动体滑片，这两片动体滑片沿直线均匀地排列在铅垂动体圆柱体侧面的中央，排列方向与铅垂直杆方向一致。动体滑片是导电金属片，动体滑片与铅垂动体用绝缘层隔开，两片动体滑片分别用导线与电源的正负极相连。定体滑片固定在铅垂定体的圆柱体侧面的内层上，定体滑片共有四片，当铅垂动体与铅垂定体的圆柱体纵切面重合时，在空间上定体滑片两两沿直线均匀地分布在动体滑片的两侧，动体滑片与定体滑片的边缘刚好分离。铅垂动体与铅垂定体在空间上没有接触，当铅垂动体相对于铅垂定体有一定的转动时，动体滑片才会与定体滑片接触。定体滑片也是导电金属片，定体滑片与铅垂定体用绝缘层隔开。定体滑片以对角线的方向两两一组分成两组，每组中的两片定体滑片分别引出一根导线，然后把每组中的两根导线合成一根主导线，共有两根主导线，这两根主导线分别与升降电机的正负极相连。由于汽车一般有四个车轮，所以需要有四套主动式独立悬挂，其中两套负责前后轮的减震，另外两套负责左右轮的减震。每套主动式独立悬挂包括的构件有两根弹簧、两根伸缩杆、四个弹簧盘座、一套升降铅垂、一个升降电机、一个减速齿轮、一根蜗杆转轴、两个蜗杆轴承、两个升降蜗轮、两个蜗轮轴承、两根蜗杆套筒、两个轴承支架、一个电机支架、两个半轴套筒。负责前后轮减震的两套主动式独立悬挂，一套安置在左前轮、左后轮的两个半轴套筒和对应的车架上，另一套安置在右前轮、右后轮的两个半轴套筒和对应的车架上。负责左右轮减震的两套主动式独立悬挂，一套安置在左前轮、右前轮的两个半轴套筒和对应的车架上，另一套安置在左后轮、右后轮的两个半轴套筒和对应的车架上。负责前后轮减震的主动式独立悬挂，其中每套升降铅垂中的铅垂直杆的安置方向都是与同侧的前后车轮所在的直线方向垂直，在水平方向与水平线平行。负责左右轮减震的主动式独立悬挂，其中每套升降铅垂中的铅垂直杆的安置方向都是与同侧的左右车轮所在的直线方向垂直，在水平方向与水平线平行。如此一来，每个半轴套筒上都会有两根伸缩杆，为了使这两根伸缩杆位置设定合理，在此把负责前后轮减震的悬挂中的伸缩杆的位置设定在离车轮内侧较近的一端，把负责左右轮减震的悬挂中的伸缩杆的位置设定在离车轮内侧较远的一端。当四个车轮都处在水平面上时，每个伸缩杆都是竖直地固定在半轴套筒上，这也使得伸缩杆所在直线与车架所在平面垂直。
工作原理当某个车轮遇到障碍跷起的时候，弹簧和伸缩杆就会因此而收缩，但它们的收缩如果还不能保证使车架保持原来高度不变的情况下，就会让车架也随之跷起，这时升降铅垂中的铅垂定体也会随之跷起，而升降铅垂中的铅垂动体由于受重力的作用，力口之可以通过动体轴承围绕铅垂直杆转动的特性，铅垂动体还会保持姿态不变。如此一来，铅垂动体和铅垂定体之间就有了相对运动，而在它们上面的动体滑片和定体滑片就会因此而接触，由于动体滑片连接着电源，而定体滑片连接着升降电机，这时电源与升降电机之间的电路就会导通，升降电机开始转动，接着带动减速齿轮转动，减速齿轮带动蜗杆转轴转动，蜗杆转轴带动两端升降蜗轮转动向相反方向转动，升降蜗轮带动升降蜗杆转动，在踐起一端的升降蜗杆就会在蜗杆套筒内下降，而另一端的升降蜗杆就会在蜗杆套筒内上升(这种升降过程可以人为地预先设定好)。这种运动会引起连锁反应，由于弹簧有伸缩的弹性运动，还会在与外力不平衡的情况下继续伸缩运动，这种运动可能会持续一段时间，直到所有升降铅垂中的动体滑片与定体滑片不再有接触为止，这时车架所在平面就会与水平面平行，车体也会因此处于水平状态，车内乘客不会有倾斜感。如果使用的升降电机反应速度够快，车体就可以一直保持一种水平状态，不会因为路面的凹凸不平而发生较大范围的倾斜或震动，车内乘客会感觉很平稳。当某个车轮遇到障碍下降的时候，也是同样的原理，最后使车身恢复水平状态。为了保证垂直升降过程中，不会使半轴发生断裂，应该加长半轴与差速器之间万向节的长度。主动式独立悬挂与现有的独立悬挂最大的区别在于能够让升降电机利用重力的作用主动而快速地使弹簧在往复运动中获得最好的阻尼效果，比用液压或充气的阻尼器反应更快、效果更好。而且由于采用垂直升降的方式减震，可以有效地避免轮胎的侧向磨损，使车辆的操控更加稳定。有益效果可以克服现有独立悬挂容易发生侧倾、点头、后仰、弹跳、摇摆的不良减震现象的不足；克服现有独立悬挂容易发生轮胎侧向磨损的现象，使操控变得困难的不足。可以替代现有独立悬挂，使乘坐和驾驶变得更加舒适、稳定。
图I是整体结构示意图，图2是升降铅垂结构示意图。图中(1)轮胎，(2)轮毂轴承，(3)轮毂轴承外环延伸端，(4)半轴套筒，(5)伸缩杆外筒，(6)伸缩杆内杆，(7)弹簧，⑶弹簧盘座，(9)蜗杆套筒，(10)升降蜗杆，(11)升降蜗轮，(12)蜗轮轴承，(13)电机输出轴，(14)升降电机，(15)减速齿轮，(16)蜗杆转轴，铅垂直杆，(18)定体固环，(19)动体轴承，(20)铅垂动体，(21)铅垂定体，(22)动体滑片，(23)定体滑片，(24)导线(25)导线(26)导线(27)导线。
具体实施例方式在图I中轮胎(I)通过轮毂与轮毂轴承(2)的内环固定在一起；轮毂轴承外环延伸端(3)与半轴套筒(4)以水平横向的方式铰接在一起；伸缩杆外筒(5)与伸缩杆内杆
(6)套接在一起；弹簧(7)的内部是伸缩杆，两端各卡一个弹簧盘座⑶；伸缩杆外筒(5)固 定在半轴套筒⑷上；伸缩杆内杆(6)穿过弹簧盘座⑶与蜗杆套筒(9)固定在一起；蜗杆套筒(9)与升降蜗杆(10)通过螺旋齿啮合在一起；升降蜗杆(10)的顶端与升降蜗轮(11)的中心固定在一起；升降蜗轮(11)与蜗轮轴承(12)的内环固定在一起；蜗轮轴承(12)的外环通过延伸圆盘与车架固定在一起；电机输出轴(13)与减速齿轮(15)啮合；升降电机
(14)通过电机支架与车架固定在一起；蜗杆转轴(16)与升降蜗轮(11)啮合。在图2中 铅垂直杆(17)的两端通过支架固定在车架上；铅垂定体(21)通过定体固环(18)与铅垂直杆
(17)固定在一起；铅垂动体(20)通过动体轴承(19)与铅垂直杆(17)结合在一起，并能围绕铅垂直杆(17)转动；动体滑片(22)通过绝缘的方式固定在铅垂动体(20)上；定体滑片
(23)通过绝缘的方式固定在铅垂定体(21)的圆柱体侧面的内层上；导线(24)和导线(25)分别连接到电源的正负极；导线(26)和导线(27)分别连接到升降电机的正负极上。
权利要求
1.主动式独立悬挂，其结构包括弹簧、伸缩杆、弹簧盘座，其特征是还包括升降铅垂、升降电机、减速齿轮、蜗杆转轴、升降蜗轮、蜗轮轴承、蜗杆轴承、轴承支架、电机支架、升降蜗杆、蜗杆套筒、半轴套筒。
2.根据权利要求I中所述的主动式独立悬挂，其特征是升降铅垂包括铅垂直杆、铅垂动体、铅垂定体、动体轴承、定体固环、动体滑片、定体滑片、导线。
全文摘要
主动式独立悬挂，属于独立悬挂技术领域。可以克服现有独立悬挂容易发生侧倾、点头、后仰、弹跳、摇摆的不良减震现象的不足；克服现有独立悬挂容易发生轮胎侧向磨损的现象，使操控变得困难的不足。其结构包括弹簧、伸缩杆、弹簧盘座、升降铅垂、升降电机、减速齿轮、蜗杆转轴、升降蜗轮、蜗轮轴承、蜗杆轴承、轴承支架、电机支架、升降蜗杆、蜗杆套筒、半轴套筒。可以替代现有独立悬挂，使乘坐和驾驶变得更加舒适、稳定。
文档编号B60G17/0165GK102700373SQ20121018452
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者黄革远 申请人:黄革远