ПОВОРОТНАЯ ДИСКОВАЯ СИСТЕМА ПОДВЕСКИ Российский патент 2024 года по МПК B60G21/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Настоящее изобретение относится к системе подвески, применяемой к движущимся устройствам, таким как транспортные средства, летательные аппараты и роботы, и более конкретно к системе вращающейся подвески для поддержания баланса движущегося устройства, даже когда движущееся устройство перемещается по изогнутой поверхности, наклонной поверхности или тому подобное.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] В общем случае, подвеска представляет собой устройство поглощения воздействия для предотвращения передачи воздействия дорожного покрытия на кузов транспортного средства или пассажиров, и чаще всего используются амортизаторы, пружины и рычаги подвески.

[003] В последнее время, поскольку транспортные средства широко используются для различных применений и путешествий по различным местностям, разрабатываются технологии для новых типов подвесок, позволяющих транспортным средствам перемещаться по неровной местности.

[004] Рекреационные транспортные средства или сельскохозяйственные транспортные средства, обычно называемые горными велосипедами, представляют собой транспортные средства, используемые для перевозки материалов или персонала в рабочих условиях, в которых обычным транспортным средствам трудно въезжать или путешествовать, например, по грунтовым дорогам или горной местности. Поскольку эти транспортные средства в основном движутся по неровным дорогам со многими изгибами или уклонами, водитель, сидящий в устройстве, подвергается сильной тряске, что затрудняет правильное вождение, и при погрузке и транспортировке материалов может возникнуть ситуация, в которой загруженные материалы выпадают из транспортного средства из-за сильной тряски устройства вследствие неровностей грунта.

[005] Кроме того, в последнее время, поскольку распространение нового коронавируса приводит к «бесконтактному» обществу, коммерциализируется технология доставки еды заказчику посредством службы роботизированных движущихся устройств для приема заказа и доставки еды в ресторане, и, кроме того, поскольку заказ с помощью приложения для доставки становится все более популярным, внедряется управляемое автономно движущееся роботизированное устройство доставки для транспортировки товаров непосредственно из магазина к месту жительства заказчика.

[006] Однако общее роботизированное движущееся устройство сотрясается, подвергается тряске вследствие такого фактора, как изменение высоты грунта в процессе транспортировки продуктов питания или товаров, что затрудняет поддержание уровня шасси, и, таким образом, существует проблема разливания продуктов питания или же затрудняется безопасная доставка товаров.

[007] Следовательно, существует необходимость в разработке технологии для поддержания горизонтального положения кузова транспортного средства, когда шасси для рекреационных транспортных средств, сельскохозяйственных транспортных средств, роботов доставки и обслуживающих роботов, а также обычных транспортных средств перемещается по неровным поверхностям, таким как изогнутые или наклонные поверхности.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

[008] Настоящее изобретение разработано для решения проблем в данной области техники и направлено на создание системы поворотной подвески, способной обеспечивать стабильное перемещение, позволяя движущемуся устройству, которое поддерживает горизонтальное состояние при перемещении по плоской поверхности, поддерживать горизонтальное состояние, не наклоняясь даже, когда движущееся устройство оказывается на ухабистой поверхности.

Техническое решение

[009] Для решения этих проблем поворотная дисковая система подвески в соответствии с настоящим изобретением содержит внутренний диск, поворотно соединенный с кузовом транспортного средства, и внешний диск, соединенный с колесом, расположенный обращенным к внутреннему диску и поворотно соединенный с внутренним диском, и преобразует линейное движение силы, принимаемой транспортным средством, в поворотное движение.

[0010] При этом в эксцентриковом положении внутреннего диска может быть предусмотрен соединенный с кузовом транспортного средства опорный вал, а в эксцентриковом положении внешнего диска может быть предусмотрен соединенный с колесом соединительный вал.

[0011] Дополнительно, между обращенными друг к другу поверхностями внутреннего диска и внешнего диска может быть установлен подшипник.

[0012] Дополнительно, на внутреннем диске и внешнем диске может быть предусмотрен тормозной блок, выполненный с возможностью ограничения поворота каждого диска.

[0013] Дополнительно между внутренним диском и внешним диском может быть предусмотрен привод, выполненный с возможностью придания крутящего момента каждому диску.

[0014] В частности, привод может содержать внутренний привод, предусмотренный на стороне внутреннего диска для придания крутящего момента внутреннему диску, и внешний привод, предусмотренный на стороне внешнего диска для придания крутящего момента внешнему диску.

[0015] При этом поворотная дисковая система подвески в соответствии с настоящим изобретением содержит внутренний диск, поворотно соединенный с любым одним компонентом движущегося устройства, и внешний диск, соединенный с другим компонентом движущегося устройства, расположенный обращенным к внутреннему диску и поворотно соединенный с внутренним диском, при этом линейное движение силы, полученной от движущегося устройства, преобразуется во вращательное движение.

Полезные эффекты

[0016] Поворотная дисковая подвеска в соответствии с настоящим изобретением может преобразовывать линейное движение силы, принимаемой движущимся устройством, в поворотное движение при активном ограничении качения движущегося устройства и, таким образом, может активно реагировать в отношении динамической деформации и динамического напряжения движущегося устройства.

[0017] Когда такая поворотная система подвески применяется в транспортном средстве, поворотная система подвески устанавливается между кузовом транспортного средства и колесом для регулировки высот колес и кузова транспортного средства, когда диск поворачивается в соответствии с условиями грунта, и, таким образом, кузов транспортного средства может поддерживать то же горизонтальное состояние, что и при движении транспортного средства по ровному грунту без наклона, даже когда транспортное средство встречается во время движения с ухабистой дорогой или наклонной дорогой.

[0018] Дополнительно, поскольку подвеска в соответствии с настоящим изобретением имеет структуру, которая поглощает внешнюю силу при повороте диска, можно значительно уменьшить рабочее пространство по сравнению с обычной подвеской поршневого типа для поглощения внешней силы с линейным вертикальным движением, тем самым минимизируя пространство для установки подвески в транспортном средстве.

[0019] Дополнительно, поскольку традиционная подвеска поршневого типа регулирует текучую среду для перемещения к каждому поршню с помощью централизованного насоса для управления всеми подвесками транспортного средства, имеется недостаток в том, что все подвески не могут работать из-за отказа какой-либо одной подвески, в то время как подвеска вращающегося диска в соответствии с настоящим изобретением не требует такой централизованной системы, и имеется преимущество в возможности обеспечить более высокую надежность и снизить затраты с точки зрения обслуживания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Фиг.1 и 2 - виды, иллюстрирующие транспортное средство, в котором применяется поворотная дисковая система подвески в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0021] Фиг.3 и 4 - виды, иллюстрирующие поворотную дисковую систему подвески в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированным на фиг.1.

[0022] Фиг.5A - вид, иллюстрирующий состояние движения транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.1, на ровной поверхности, фиг.5B - вид, иллюстрирующий состояние движения транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.1, по нагорной местности.

[0023] Фиг.6A - вид, иллюстрирующий состояние движения транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.1, на ровной поверхности, фиг.6B - вид, иллюстрирующий состояние движения транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.1, по нагорной местности.

[0024] Фиг.7 - вид, иллюстрирующий транспортное средство, в котором применяется поворотная дисковая система подвески в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, беспилотным способом.

[0025] Фиг.8 - вид, иллюстрирующий транспортное средство, в котором применяется поворотная дисковая система подвески в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0026] Фиг.9 - вид, иллюстрирующий поворотную дисковую систему подвески в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированным на фиг.8.

[0027] Фиг.10 - вид, иллюстрирующий состояние, в котором поворотная дисковая система подвески в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированным на фиг.8, соединена с траковой гусеницей.

[0028] Фиг.11 - вид сбоку поперечном сечении, иллюстрирующий поворотную дисковую систему подвески в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированным на фиг.8.

[0029] Фиг.12 - вид, иллюстрирующий состояние движения транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.8, по нагорной местности.

[0030] Фиг.13 - вид, иллюстрирующий состояние опоры транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.8, представляющей собой пружину.

[0031] Фиг.14 - вид, иллюстрирующий соединенное состояние поворотной дисковой системы подвески в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0032] Фиг.15 - вид, иллюстрирующий разобранное состояние поворотной дисковой системы подвески в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0033] Фиг.16 - вид, иллюстрирующий рабочее состояние поворотной дисковой системы подвески в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0034] Фиг.17 и 18 иллюстрируют перемещение внутренних и внешних дисков в поворотной дисковой системе подвески в соответствии с настоящим изобретением в плоскости X-Y, где фиг.17 - вид, иллюстрирующий положения внутренних и внешних дисков в исходном состоянии (начальном состоянии), фиг.18 - вид, иллюстрирующий конкретные положения внутренних и внешних дисков, перемещающихся на заданные уровни из исходного состояния.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0035] Для решения этих проблем поворотная дисковая система подвески в соответствии с настоящим изобретением содержит внутренний диск, поворотно соединенный с кузовом транспортного средства, и внешний диск, соединенный с колесом, расположенный обращенным к внутреннему диску и поворотно соединенный с внутренним диском, и преобразует линейное движение силы, принимаемой транспортным средством, в поворотное движение.

[0036] Дополнительно поворотная дисковая система подвески в соответствии с настоящим изобретением может содержать внутренний диск, поворотно соединенный с любым одним компонентом движущегося устройства, и внешний диск, соединенный с другим компонентом движущегося устройства, расположенным обращенным к внутреннему диску и поворотно соединенный с внутренним диском, и преобразовывать линейное движение силы, принимаемой движущим устройством, в поворотное движение.

[0037] Поворотная дисковая система подвески в соответствии с настоящим изобретением соединяет различные компоненты, составляющие движущееся устройство, такое как транспортное средство или робот, для преобразования линейного движения силы, принимаемой движущим устройством, в поворотное движение. Такая подвеска имеет два поворотно соединенных диска, расположенных концентрически друг к другу. В этом случае первый диск (внутренний диск) поворотно соединен с любым одним компонентом (первым компонентом) движущегося устройства, а второй диск (внешний диск) поворотно соединен с другим компонентом (вторым компонентом) движущегося устройства. В этом случае каждый компонент подвижного устройства эксцентрично соединен с первым и вторым дисками, то есть, соединен в положении, которое отклоняется от центральной оси первого и второго дисков. Таким образом, поскольку первый и второй диски поворачиваются, следуя за изменением высоты (положения) первого и второго дисков, даже когда движущееся устройство перемещается по ухабистому грунту, можно поддерживать баланс между первым и вторым компонентами, с поддержанием тем самым баланса всего движущегося устройства.

[0038] В данном случае поворотная дисковая подвеска предпочтительно применяется к компоненту, который перемещается вверх и вниз, поддерживая вес движущегося устройства при движении движущегося устройства. Например, поворотная дисковая подвеска применима к частям ножных суставов робота или частям, в которых соединены кузов и колеса транспортного средства.

[0039] Далее, при описании поворотной дисковой системы подвески в соответствии с настоящим изобретением, для удобства описания будет раскрыт пример системы подвески, применяемой к транспортному средству среди движущихся устройств.

[0040] Когда поворотная дисковая подвеска в соответствии с настоящим изобретением применяется к транспортному средству, компонент (например, рама кузова транспортного средства или киль подвески), соединенный с первым диском (внутренним диском), является компонентом, предусмотренным со стороны кузова транспортного средства, при этом компонент, соединенный со вторым диском (внешним диском), является компонентом (например, ступицей колеса), предусмотренным со стороны колеса.

[0041] Далее варианты осуществления, в которых поворотная дисковая система подвески в соответствии с настоящим изобретением применяется к транспортному средству, подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.

[0042] Фиг.1 и 2 - виды, иллюстрирующие транспортное средство, в котором применяется поворотная дисковая система подвески в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. 3 и 4 - виды, иллюстрирующие поворотную дисковую систему подвески в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированным на фиг.1.

[0043] Кроме того, фиг.5A представляет собой вид, иллюстрирующий состояние движения транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.1, по ровной поверхности, а фиг.5B представляет собой вид, иллюстрирующий состояние движения транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.1, по на горной местности, фиг.6A представляет собой вид, иллюстрирующий состояние движения транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.1, по ровной поверхности, и фиг.6B представляет собой вид, иллюстрирующий состояние движения транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.1, по нагорной местности.

[0044] Дополнительно, фиг.7 представляет собой вид, иллюстрирующий транспортное средство, в котором применяется поворотная дисковая система подвески в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, беспилотным способом.

[0045] Подвеска с функцией балансировки кузова транспортного средства в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения содержит внутренний диск 20, установленный на боковой стороне кузова 10 транспортного средства, и внешний диск 30, установленный снаружи внутреннего диска 20, обращенный к внутреннему диску 20. Внешний диск 30 выполнен с возможностью соединения со стороной колеса 40.

[0046] Кузов 10 транспортного средства представляет собой часть, составляющую основную раму транспортного средства, и имеет верхнюю поверхность, снабженную сиденьем 11, на котором сидит водитель. Опорный вал 12, описанный ниже, будет соединен с кузовом 10 транспортного средства.

[0047] Опорный вал 12 предусмотрен в эксцентриковом положении внутреннего диска 20. Другими словами, опорный вал 12 предусмотрен в положении, отдельном снаружи от центральной части внутреннего диска 20. Опорный вал 12 имеет наружную окружную поверхность, снабженную зубьями 12а, и участок, при этом участок, на котором сформированы зубья 12а, вставляется в кузов 10 транспортного средства.

[0048] Дополнительно сформированы зубчатые отверстия, имеющие соответствующую зубьям 12а форму, на опорном валу 12, с соединением с боковой поверхностью кузова 10 транспортного средства, и опорный вал 12 вставляется в зубчатые отверстия. Таким образом, опорный вал 12 не поворачивается в кузове 10 транспортного средства.

[0049] Поскольку внутренний диск 20 и внешний диск 30 соответственно соединены с кузовом 10 транспортного средства и колесом 40 и установлены с возможностью поворота так, чтобы поворачиваться независимо в соответствии с основным состоянием, в то время как колесо 40 изменяется по уровню, кузов транспортного средства выполняет функцию карданной подвески, для которой поддерживается горизонтальное состояние.

[0050] Внутренний диск 20 выполнен в форме диска с заданной толщиной и может поворачиваться вокруг опорного вала 12, имея при этом кромку, через которую проходит опорный вал 12.

[0051] Как описано выше, опорный вал 12 имеет участок, на котором сформированы зубья 12а на одной стороне его внешней окружной поверхности, остальные же участки, на которых зубья 12а не сформированы, и участки, на которых не сформированы зубья 12а, выполнены в цилиндрической форме для прохождения через эксцентриковую точку внутреннего диска 20. Таким образом, внутренний диск 20 может поворачиваться вокруг опорного вала 12.

[0052] Дополнительно внутренний диск 20 имеет одно отверстие 20а вставления, выполненное на его кромке. Отверстие 20a вставления представляет собой пространство, в которое вставляется описанный ниже скользящий штифт 13.

[0053] Внешний диск 30 выполнен в форме диска с заданной толщиной, может иметь центральную часть, через которую проходит центральный штифт 42, проходящий через центральную часть внутреннего диска 20, и поворачиваться вокруг центрального штифта 42.

[0054] Другими словами, цилиндрический центральный штифт 42 проходит через центральную часть внутреннего диска 20 и в то же время проходит через центральную часть внешнего диска 30, и внутренний диск 20 и внешний диск 30 могут независимо поворачиваться вокруг центрального штифта 42. Например, когда внутренний диск 20 поворачивается по часовой стрелке вокруг центрального штифта 42, внешний диск 30 может поворачиваться по часовой стрелке или против часовой стрелки.

[0055] Подшипник 31 установлен путем введения в поверхность внешнего диска 30, обращенную к внутреннему диску 20.

[0056] Более конкретно, одна боковая поверхность внешнего диска 30 и одна боковая поверхность внутреннего диска 20 установлены в поверхностном контакте друг с другом, и в состоянии, когда внутренний диск 20 и внешний диск 30 совершают относительные движения поворота, создается трение на контактных поверхностях внутреннего диска 20 и внешнего диска 30. Таким образом, для устранения такого трения в настоящем изобретении на наружном диске 30 установлен подшипник 31.

[0057] Дополнительно внутренний диск 20 и внешний диск 30 снабжены каждый тормозным блоком для ограничения поворота дисков 20 и 30. Тормозной блок может ограничивать поворот каждого диска путем вставления штифта в каждое отверстие, сформированное в соответствующих положениях внутреннего диска 20 и внешнего диска 30.

[0058] С этой целью внешний диск 30 имеет множество коммуникационных отверстий 30a, сформированных вдоль его кромки через равные интервалы. Коммуникационное отверстие 30a сообщается с отверстием 20a вставления, выполненным во внутреннем диске 20.

[0059] Скользящий штифт 13 соединен со стороной кузова 10 транспортного средства, и скользящий штифт 13 работает в соответствии с электрическим сигналом для входа и выхода из отверстия 20а вставления внутреннего диска 20 и коммуникационного отверстия 30а внешнего диска 30. Когда скользящий штифт 13 входит во вставное отверстие 20a и коммуникационное отверстие 30a, внутренний диск 20 и внешний диск 30 интегрируются для предотвращения относительного перемещения внешнего диска 30 относительно внутреннего диска 30. Здесь электрический сигнал представляет собой сигнал, передаваемый от контроллера на скользящий штифт 13 на основе информации о местности во время движения, полученной через систему распознавания положения, такую как инерциальный измерительный блок (IMU), для контроля баланса всего транспортного средства.

[0060] Когда транспортное средство, в котором применяется поворотная дисковая подвеска в соответствии с настоящим изобретением, проходит не по ухабистому грунту, такому как плоский грунт, нет необходимости в относительном повороте внутреннего диска 20 и внешнего диска 30, и, таким образом, в этом случае скользящий штифт 13 входит в отверстие 20a вставления и коммуникационное отверстие 30a.

[0061] На кромке поворотно установлен соединительный вал 41, то есть, эксцентриковое положение внешнего диска 30 соединено с колесом 40.

[0062] Более конкретно, соединительный вал 41 имеет участок, на котором сформированы зубья 41а на одной стороне его внешней окружной поверхности, на остальных же его участках зубья 41а не сформированы. Участки, в которых зубья не сформированы, выполнены в цилиндрической форме и вставлены в эксцентриковую точку внешнего диска 30. Дополнительно участок, на котором сформированы зубья 41а, соединен с участком колеса 40.

[0063] Таким образом, когда колесо 40 проходит ухабистый грунт и перемещается вверх, соединительный вал 41 вытягивается колесом 40 и перемещается вверх вместе с колесом 40, а внешний диск 30 силой движения вверх поворачивается вокруг центрального штифта 42, соединенного с центральной частью.

[0064] При этом в колесе 40 предусмотрено силовое устройством, и оно поворачивается за счет собственной силы. Другими словами, колесо 40 генерирует крутящий момент само по себе и поворачивается этим моментом (так называемым «шинным двигателем»), а не так, что для поворота колеса 40 на кузове 10 транспортного средства предусмотрен отдельный двигатель для приема крутящего момента с двигателя.

[0065] Транспортное средство, в котором применяется дисковая подвеска в соответствии с настоящим изобретением, относится не только к пилотируемым транспортным средствам, которые могут управляться непосредственно людьми, но и к беспилотным автономным управляемым транспортным средствам, которые снабжены различными датчиками, способными распознавать близлежащие объекты, и системой глобального позиционирования (GPS), так что транспортные средства перемещаются самостоятельно.

[0066] Когда дисковая подвеска применяется в автономно управляемых транспортных средствах, форма кузова транспортного средства может быть содержать различные конструктивные решения в зависимости от назначения, такого как доставка еды или доставка товаров. Например, в случае транспортировки или доставки товаров предпочтительно предусмотреть пространство для загрузки товаров, путем формирования верхней части кузова 10 транспортного средства форме короба, как показано на фиг.7.

[0067] Ниже кратко описан процесс работы транспортного средства, в котором применяется выполненная как описано выше поворотная дисковая подвеска в соответствии с настоящим изобретением.

[0068] Когда транспортное средство движется по ровной поверхности и проходит по нагорной поверхности с одной высоко поднятой стороной (см. фиг.5), колеса 40 движутся вдоль на горной поверхности, поворачиваясь, и соединительный вал 41 тянется колесами 40 для перемещения вверх, поворачиваясь вместе с колесами 40.

[0069] В то же время внешний диск 30 тянется соединительным валом 41 для поворота вокруг центрального штифта 42. В это время внутренний диск 20 поддерживает состояние (горизонтальное состояние кузова транспортного средства), в котором транспортное средство движется по ровной поверхности без поворота.

[0070] В это время скользящий штифт 13, вставленный в отверстие 20A вставления, и коммуникационное отверстие 30A, когда транспортное средство движется по ровной поверхности, должны выходить из коммуникационного отверстия 30A, прежде чем транспортное средство войдет в горную местность. В это время информация о местности во время движения, полученная через систему распознавания позиционирования, такую как IMU, для контроля баланса всего транспортного средства, непрерывно передается в блок управления, и блок управления, принимающий этот сигнал, позволяет вставить скользящий штифт 13 в отверстие 20а вставления и коммуникационное отверстие 30а или позволяет скользящему штифту 13, вставленному в отверстие 20а вставления, а коммуникационному отверстию 30а выходить из коммуникационного отверстия 30а в соответствии с состоянием местности.

[0071] Дополнительно, когда транспортное средство движется по ровной поверхности, а затем движется по склону с одной опущенной стороной (см. фиг.6), колеса 40 перемещаются вниз вместе с соединительным валом 41, поворачиваясь вокруг соединительного вала 41.

[0072] Усилие перемещающегося вниз соединительного вала 41 при этом передается внешнему диску 30 и внутреннему диску 20, чтобы позволить внутреннему диску 20 поворачиваться вниз вокруг опорного вала 12, и при этом внутренний диск 30 поворачивается вместе с внешним диском 30, интегрированным центральным штифтом 42.

[0073] Разумеется, в это время, скользящий штифт 13, вставленный в отверстие 20A вставления, и коммуникационное отверстие 30A, когда транспортное средство движется по ровной поверхности, должны выходить из коммуникационного отверстия 30A, прежде чем транспортное средство войдет в горную местность.

[0074] Как описано выше, когда транспортное средство движется по ровному грунту, а затем движется по нагорному грунту с одной поднятой вверх стороной или по ровному грунту с одной опущенной стороной, кузов 10 транспортного средства согласно настоящему изобретению может поддерживать то же горизонтальное состояние, что и при движении транспортного средства по ровной поверхности, без наклона в какую-либо одну сторону.

[0075] Поворотная дисковая подвеска в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения описана выше со ссылкой на фиг.1-7, далее поворотная дисковая подвеска согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения описана со ссылкой на фиг.8-12.

[0076] Фиг.8 - вид, иллюстрирующий транспортное средство, в котором применяется поворотная дисковая система подвески в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, фиг.9 - вид, иллюстрирующий поворотную дисковую систему подвески в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированную на фиг.8, и фиг.10 - вид, иллюстрирующий состояние, в котором поворотная дисковая система подвески в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированная на фиг.8, соединена с траковой гусеницей.

[0077] Дополнительно, фиг.11 представляет собой вид сбоку в поперечном сечении, иллюстрирующий поворотную дисковую систему подвески в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированным на фиг.8, фиг.12 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние движения транспортного средства, проиллюстрированного на фиг.8, по нагорной местности.

[0078] Подвеска с функцией балансировки кузова транспортного средства согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированному на фиг. 8-12 содержит внутренний диск 60, установленный на кузове 50 транспортного средства, и внешний диск 70, расположенный на внешней поверхности внутреннего диска 60 и обращенный к внутреннему диску 60. Здесь внешний диск 70 соединен со стороной колеса. На фиг.8-12, хотя колеса транспортного средства проиллюстрированы в виде траковых гусениц 80, настоящее изобретение ими не ограничивается, и дисковая подвеска также применима к колесам в форме обычных круглых шин, как в вышеописанном варианте осуществления.

[0079] Кузов 50 транспортного средства снабжен пространством для хранения объектов, а описанный ниже опорный вал 52 соединен с каждым из обоих передних боковых концов и обоих задних боковых концов. Опорный вал 52 снабжен опорным штифтом 52b и скользящим штифтом 52a.

[0080] Опорный штифт 52b может быть установлен с возможностью прохождения через внутренний диск 60, и внутренний диск 60 может поворачиваться вокруг опорного штифта 52b. Как более детально раскрыто на фиг.9 и 11, один конец опорного вала 52 соединен с кузовом 50 транспортного средства, а другой конец соединен с внутренним диском 60. Внешний диск 70 образован коммуникационным отверстием 70a, в которое вставлен скользящий штифт 52a для скольжения в направлении вперед-назад. В этом случае поворот внешнего диска 70 ограничивается, когда внешний диск 70 ограничен скользящим штифтом 52а, а когда скользящий штифт 52а выходит из отверстия 70а вставления внешнего диска 70 в соответствии с условиями грунта, внешний диск 70 может поворачиваться. Таким образом, опорный штифт 52b соединен с кузовом транспортного средства и служит осью вращения внутреннего диска 60, а скользящий штифт 52a служит для ограничения относительного поворота внешнего диска 70 относительно внутреннего диска 60.

[0081] Внутренний диск 60 выполнен в виде дугообразной формовой пластины заданной толщины, имеет верхнюю центральную часть, через которую проходит центральный штифт 51, и соединен с внешним диском 70.

[0082] Предусмотрен подшипник 61, который установлен путем вставления в поверхность внутреннего диска 60, обращенную к внешнему диску 70.

[0083] Более конкретно, одна боковая поверхность внешнего диска 60 и одна боковая поверхность внутреннего диска 70 установлены в поверхностном контакте друг с другом, и в состоянии, когда внутренний диск 60 и внешний диск 70 совершают относительные движения поворота, создается трение на контактных поверхностях внутреннего диска 60 и внешнего диска 70. Таким образом, в настоящем изобретении подшипник 61 установлен на внутреннем диске 60 для устранения такого трения. Разумеется, подшипник 61 может быть установлен на внешнем диске 70.

[0084] Дополнительно внутренний диск 60 имеет множество отверстий 60а вставления, сформированных на его нижней кромке через равные интервалы. Отверстие 60A вставления представляет собой пространство, в которое вставляется скользящий штифт 52.

[0085] Внешний диск 70 имеет ту же форму, что и внутренний диск 60, имеет верхнюю центральную часть, через которую проходит центральный штифт 51, и поворачивается вокруг центрального штифта 51.

[0086] Внешний диск 70 выполнен таким образом, что сферический соединительный вал 71 выступает в направлении к траковой гусенице 80 из его нижней центральной части.

[0087] Дополнительно внешний диск 70 имеет множество коммуникационных отверстий 70a, сформированных на его нижней кромке через равные интервалы. Коммуникационное отверстие 70a сообщается с отверстием 60a вставления, сформированным во внутреннем диске 60.

[0088] Скользящий штифт 52a соединен с кузовом 50 транспортного средства, и скользящий штифт 52a работает в соответствии с электрическим сигналом для входа и выхода из отверстия 60a вставления внутреннего диска 60 и коммуникационного отверстия 70a внешнего диска 70. Когда скользящий штифт 52a входит в отверстие 60a вставления и коммуникационное отверстие 70a, внутренний диск 60 и внешний диск 70 интегрируются для предотвращения относительного поворота внешнего диска 70 относительно внутреннего диска 60.

[0089] Когда транспортное средство, в котором применяется поворотная дисковая подвеска в соответствии с настоящим изобретением, проходит не по ухабистому грунту, такому как плоский грунт, нет необходимости в относительном повороте внутреннего диска 60 и внешнего диска 70, и, таким образом, в этом случае скользящий штифт 52a входит в отверстие 60a вставления и коммуникационное отверстие 70a.

[0090] Соединительный вал 71 внешнего диска 70 вставлен с возможностью поворота в центральную часть траковой гусеницы 80.

[0091] Траковая гусеница 80 содержит множество звездочек 81, центральную втулку 82, расположенную в центре множества звездочек 81, опору 83, один конец которой соединен с множеством звездочек 81, а другой конец соединен с центральной втулкой 82, и гусеничную ленту 84, окружающий множество звездочек 81.

[0092] Множество звездочек 81 расположены в форме треугольника.

[0093] Центральная втулка 82 имеет соединительный вал 71 внешнего диска 70, вставленный в него с возможностью поворота.

[0094] Опора 83 поддерживает состояние расположения звездочек 81 в треугольной форме и может быть выполнена в виде звена, однако выполнена в виде пружины (см. фиг.13) или амортизатора. Когда опора 83 выполнена в виде пружины или амортизатора, может быть лучше поглощено воздействие, возникающее во время перемещения.

[0095] Ниже кратко описан процесс работы транспортного средства, в котором применяется выполненная как описано выше поворотная дисковая подвеска в соответствии с настоящим изобретением.

[0096] Когда транспортное средство движется по ровной поверхности, внутренний диск 60 и внешний диск 70 поддерживаются центральным штифтом 51 для поддержания состояния, в котором обращенные друг к другу поверхности находятся в контакте друг с другом. Когда транспортное средство перемещается по плоской поверхности, как описано выше, скользящий штифт 52a поддерживает состояние введения во вставное отверстие 60a внутреннего диска 60 и коммуникационное отверстие 70a внешнего диска 70.

[0097] Когда транспортное средство движется по ровной поверхности, а затем движется по нагорной поверхности с одной высоко поднятой стороной (см. фиг.12), траковая гусеница 80 движется по нагорной поверхности, а внешний диск 70 поворачивается вокруг центрального штифта 51. В это время внутренний диск 60 не поворачивается на центральном штифте 51 и поддерживает состояние перемещения по плоской поверхности.

[0098] Здесь скользящий штифт 52a, вставленный в отверстие 60a вставления, и коммуникационное отверстие 70a, когда транспортное средство движется по плоской поверхности, выходит из коммуникационного отверстия 70a до того, как транспортное средство входит в нагорную местность.

[0099] При этом информация о местности во время движения, полученная через систему распознавания позиционирования, такую как IMU, для контроля баланса всего транспортного средства, непрерывно передается в блок управления, и блок управления, принимающий этот сигнал, позволяет вставить скользящий штифт 52a в отверстие 60а вставления и коммуникационное отверстие 70а или позволяет скользящему штифту 52a, вставленному в отверстие 60а вставления, а коммуникационному отверстию 70а выходить из отверстия 60а вставления и коммуникационного отверстия 70a в соответствии с состоянием местности.

[00100] Далее описана поворотная дисковая система подвески в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Поворотная дисковая система подвески в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения отличается от поворотной дисковой системы подвески в соответствии с первым и вторым вариантами осуществления тем, что приводной блок (привод) для поворота внутреннего и внешнего дисков является встроенным.

[00101] Фиг.14 представляет собой вид, иллюстрирующий соединенное состояние поворотной дисковой системы подвески в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения, фиг.15 представляет собой вид, иллюстрирующий разобранное состояние поворотной дисковой системы подвески в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения, и фиг.16 представляет собой вид, иллюстрирующий рабочее состояние поворотной дисковой системы подвески в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

[00102] Как показано на фиг.14-16, дисковая система подвески в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения содержит внутренний диск 91, соединенный со стороной кузова транспортного средства, внешний диск 92, соединенный со стороной колеса, и приводы 93 и 94, предусмотренные между внутренним и внешним дисками 91 и 92 для придания крутящего момента каждому из диску 91 и 92.

[00103] Предусмотрен опорный вал 91a, соединенный со стороной кузова транспортного средства, на внешней кромке внутреннего диска 91, то есть в эксцентричном положении внутреннего диска 91. Соединительный вал 92a, соединенный со стороной колеса, также предусмотрен на наружной кромке внешнего диска 92. Таким образом, когда верхнее и нижнее положения опорного вала 91a и соединительного вала 92a, предусмотренные на дисках 91 и 92, изменяются вдоль кромок дисков 91 и 92 при повороте внутренних и/или внешних дисков 91 и 92, также изменяются высоты колеса и кузова транспортного средства.

[00104] Привод представляет собой силовое устройство, встроенное в диск для придания крутящего момента каждому из дисков 91 и 92. Привод состоит из внутреннего привода 93, отвечающего за поворот внутреннего диска 91, и внешнего привода 94, отвечающего за поворот внешнего диска 92. Внутренний и внешний приводы 93 и 94 имеют одинаковую конфигурацию и расположены симметрично относительно центра между внутренним и внешним дисками 91 и 92. Таким образом, внутренний диск 91 и внешний диск 92 могут поворачиваться независимо друг от друга.

[00105] Внутренний и внешний приводы 93 и 94 состоят из статоров 93a и 94a и ротаторов 93b и 94b, которые соединены с дисками 91 и 92.

[00106] Статоры 93a и 94a выполнены в форме конического диска с открытой центральной частью и имеют установленный в них постоянный магнит.

[00107] Роторы 93b и 94b расположены так, чтобы окружать все статоры 93a и 94a в форме кольца. В роторах 93b и 94b каждый набор электромагнитов 93b1 и 94b1, образованный из множества электромагнитов, установлен на внутренней поверхности каждого из кольцевых корпусов 93b2 и 94b2.

[00108] Внутренний и внешний диски 91 и 92 соединены с назначенными роторами 93b и 94b. Таким образом, на диски 91 и 92 могут передаваться крутящие моменты роторов 93b и 94b.

[00109] При этом предусмотрены центральный штифт 95 и центрирование 96 для управления поворотом дисков 91 и 92, установленные между внутренним и внешним дисками 91 и 92.

[00110] Центральный штифт 95 может быть установлен так, чтобы проходить через центры статоров 93a и 94a и роторов 93b и 94b и может иметь оба конца, соединенные с внутренним и внешним дисками 91 и 92, для управления поворотом внутреннего и внешнего дисков 91 и 92.

[00111] Центрирование 96 установлено так, чтобы окружать роторы 93b и 94b между внутренним и внешним дисками 91 и 92. Поскольку резина расположена в тесном контакте с внутренней частью центрирования 96, поворот центрирования 96 ограничен. Другими словами, центрирование 96 является неповоротным компонентом.

[00112] Таким образом, центрированием 96 не передается крутящий момент между внутренним и внешним дисками 91 и 92. Другими словами, даже когда внутренний диск 91 поворачивается, внешний диск 92 не поворачивается посредством центрирования 96. Другими словами, даже когда внутренний диск 92 поворачивается, внешний диск 91 не поворачивается посредством центрирования 96. Подразумевается, что диски 91 и 92 могут независимо поворачиваться назначенными приводами 93 и 94 вокруг центрирования 96.

[00113] При этом, когда внутренний и внешний диски 91 и 92 поворачиваются в одном направлении, все подвески поворачиваются без изменения положений колеса и транспортного средства, а когда внутренний и внешний диски 91 и 92 поворачиваются в противоположных направлениях, транспортное средство может перемещаться вверх или вниз вследствие буферного эффекта каждого диска. При этом приводы 93 и 94 могут фиксировать диски 91 и 92, соответственно, с помощью электромагнитного тормоза (тормозного блока).

[00114] В системе дисковой подвески с описанной выше конфигурацией при подаче питания на роторы 93b и 94b генерируются электромагнитные силы для поворота роторов 93b и 94b вокруг статоров 93a и 94a. Поскольку роторы 93b и 94b соединены с дисками 91 и 92, диски 91 и 92 также поворачиваются при повороте роторов 93b и 94b. При этом подача питания на роторы 93b и 94b управляется на основе информации о рельефе местности во время движения, полученной через систему распознавания положения, такую как IMU, для контроля баланса всего транспортного средства.

[00115] Как проиллюстрировано на фиг.16, дисковая система подвески в соответствии с третьим вариантом осуществления с описанной выше конфигурацией может более активно реагировать на изменение высоты грунта в соответствии с различными рельефами местности, позволяя внутренним и внешним дискам поворачиваться самим по себе с помощью приводов.

[00116] Фиг.17 и 18 иллюстрируют перемещение внутренних и внешних дисков в поворотной дисковой системе подвески в соответствии с настоящим изобретением в плоскости X-Y, где фиг.17 - вид, иллюстрирующий положения внутренних и внешних дисков в исходном состоянии (начальном состоянии), фиг.18 - вид, иллюстрирующий конкретные положения внутренних и внешних дисков, перемещающихся на заданные уровни из исходного состояния.

[00117] Основной технический принцип поворотной дисковой подвески в соответствии с настоящим изобретением заключается в преобразовании линейного движения силы, приложенной к кузову транспортного средства через колеса, в поворотное движение поворотными дисками.

[00118] Такая поворотная операция диска описана более подробно со ссылкой на фиг.17 и 18.

[00119] Во-первых, точка «А» является участком, в котором внутренний диск соединен с рамой кузова транспортного средства и проиллюстрирован как опорные координаты, которые становятся основой для перемещения положения диска, то есть исходными координатами (0.0).

[00120] При этом точка «С» является участком, в котором внешний диск соединяется со ступицей колеса, и положение (координаты) точки перемещается при повороте внешнего диска.

[00121] Дополнительно, точка «В» является участком, в котором соединены центры внешнего диска и внутреннего диска, и положение (координаты) точки перемещается при повороте внутреннего диска. Здесь положения (координаты) точек «В» и «С» определяются уравнением с использование тригонометрической функции, как приведено ниже.

[00122] Уравнение:

[00123] B(rcosθ_B; rsinθ_B), C(rcosθ_B + Rcosθ_C; rsinθ_B + Rsinθ_C)

[00124] здесь θ_B обозначает угол, образованный точкой A прохождения прямой линии и точкой B и осью Y с использованием точки A в качестве координатной оси, θ_C обозначает угол, образованный точкой B прохождения прямой линии и точкой C и осью Y с использованием точки B в качестве координатной оси, r обозначает радиус () внутреннего диска, и R обозначает радиус () внешнего диска.

[00125] Как описано выше, положения устройства и колеса осуществляют поворотное движение по траектории окружности в соответствии с Уравнением при повороте внутреннего и внешнего дисков.

[00126] В частности, поскольку радиус () внутреннего диска поворачивается вокруг точки, соединенной с рамой устройства по окружности, положение точки «B» относительно рамы устройства задается Уравнением (xb; yb).

[00127] Дополнительно, поскольку радиус () внешнего диска вращается вокруг точки, соединенной с внутренним диском в центре, положение точки «C» относительно рамы устройства задается Уравнением (xc; yc).

[00128] Что касается поворотного движения вышеописанной поворотной дисковой подвески, в раскрытой дисковой подвеске по первому варианту осуществления со ссылкой на фиг.3, опорный вал 12 внутреннего диска 20 представляет собой точку «A», центральный штифт 42 представляет собой точку «B», и соединительный вал 41 внешнего диска 30 представляет собой точку «C». Здесь положение центрального штифта 42 (точка B), с которым соединены центры внутреннего диска 20 и внешнего диска 30, изменяется в окружном направлении вокруг опорного вала 12 (точка A), а положение соединительного вала 41 (точка B) внешнего диска 30 изменяется в окружном направлении вокруг центрального штифта 42 (точка B). Такое изменение положения, вызванное поворотным движением диска, равным образом также применимо к остальным вариантам осуществления изобретения.

[00129] Дисковая поворотная подвеска в соответствии с настоящим изобретением с описанной выше конфигурацией может активно распределять силы, приходящие от различных препятствий, с которыми транспортное средство встречается во время движения, уравновешивать физические силы из-за высокой скорости или большой нагрузки и активно перемещать центральную массу для безопасной работы на склонах.

[00130] Хотя выше проиллюстрированы и описаны примеры вариантов осуществления настоящего изобретения, настоящее изобретение ими не ограничивается, и подразумевается, что настоящее изобретение может быть различными средствами изменено специалистами в области техники, к которой относится настоящее изобретение, без отклонения от сущности настоящего изобретения, заявленного в формуле изобретения, и эти изменения входят в объем охраны, определяемый формулой изобретения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[00131] Поскольку дисковая поворотная подвеска имеет глубокую промышленную/технологическую связь с рабочими транспортными средствами и транспортными средствами для отдыха, используемыми для перевозки материалов или персонала в средах, в которых транспортным средствам общего назначения трудно въезжать или работать, таких как грунтовые дороги или горная местность, дисковая поворотная подвеска может широко применяться в этих отраслях промышленности.

Изобретение относится к системе подвески. Поворотная дисковая система подвески, применяемая в транспортном средстве, содержит внутренний и внешний диски, привод. Внутренний диск поворотно соединен с любым одним компонентом движущегося устройства. Внешний диск соединен с другим компонентом движущегося устройства, расположен обращенным к внутреннему диску и поворотно соединен с внутренним диском. В эксцентриковом положении внутреннего диска предусмотрен соединенный с кузовом транспортного средства опорный вал. В эксцентриковом положении внешнего диска предусмотрен соединенный с колесом соединительный вал. Достигается возможность поддержания горизонтального положения кузова, когда шасси перемещается по неровным поверхностям. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Поворотная дисковая система подвески, применяемая в транспортном средстве, содержащая:

внутренний диск, поворотно соединенный с кузовом транспортного средства; и

внешний диск, соединенный с колесом, расположенный обращенным к внутреннему диску и поворотно соединенный с внутренним диском,

при этом в эксцентриковом положении внутреннего диска предусмотрен соединенный с кузовом транспортного средства опорный вал, а в эксцентриковом положении внешнего диска предусмотрен соединенный с колесом соединительный вал.

2. Поворотная дисковая система подвески по п. 1, причем между обращенными друг к другу поверхностями внутреннего диска и внешнего диска установлен подшипник.

3. Поворотная дисковая система подвески по п. 1, причем на каждом из внутреннего диска и внешнего диска предусмотрен тормозной узел, выполненный с возможностью ограничения поворота каждого диска.

4. Поворотная дисковая система подвески по п. 1, дополнительно содержащая привод, соединенный с каждым из внутреннего диска и внешнего диска для придания крутящего момента каждому диску.

5. Поворотная дисковая система подвески по п. 4, причем привод содержит внутренний привод, предусмотренный на стороне внутреннего диска для придания крутящего момента внутреннему диску, и внешний привод, предусмотренный на стороне внешнего диска для придания крутящего момента внешнему диску.

6. Поворотная дисковая система подвески для соединения различных компонентов, составляющих движущееся устройство, содержащая:

внутренний диск, поворотно соединенный с любым одним компонентом движущегося устройства; и

внешний диск, соединенный с другим компонентом движущегося устройства, расположенный обращенным к внутреннему диску и поворотно соединенный с внутренним диском,

при этом перемещение каждого из внутреннего и внешнего дисков определяется приведенным ниже уравнением:

B(rcosθ_B; rsinθ_B), C(rcosθ_B+Rcosθ_C; rsinθ_B+Rsinθ_C),

здесь θ_B обозначает угол, образованный точкой A прохождения прямой линии, и точкой B, и осью Y с использованием точки A в качестве координатной оси, а θ_C обозначает угол, образованный точкой B прохождения прямой линии, и точкой C, и осью Y с использованием точки B в качестве координатной оси, r обозначает радиус внутреннего диска, а R обозначает радиус внешнего диска, при этом точка «A» представляет собой участок, в котором соединяются внутренний диск и компонент, точка «B» представляет собой участок, в котором соединяются центры внутреннего диска и внешнего диска, и точка «C» представляет собой участок, в котором соединены внешний диск и компонент.

7. Поворотная дисковая система подвески, применяемая для транспортного средства, содержащая:

диск, соединенный с колесом транспортного средства для самостоятельного поворота; и

привод, соединенный с диском для придания крутящего момента диску,

при этом в эксцентричном положении диска предусмотрен опорный вал, соединенный с кузовом транспортного средства или колесом для обеспечения возможности изменения высоты кузова транспортного средства или колеса в соответствии с поворотом диска.