專利名稱：主動式獨立懸掛的制作方法
技術領域：
本發明屬于獨立懸掛技術領域。
背景技術：
現有獨立懸掛由于是被動地進行減震，所以容易發生側傾、點頭、后仰、彈跳、搖擺的不良減震現象，而且由于采用側向蹺起的方式減震，所以容易發生輪胎側向磨損的現象，使操控變得困難。

發明內容

所要解決的技術問題是I、克服現有獨立懸掛容易發生側傾、點頭、后仰、彈跳、搖擺的不良減震現象的不足。2、克服現有獨立懸掛容易發生輪胎側向磨損的現象，使操控變得困難的不足。解決其技術問題所采取的技術方案是提供一種主動式獨立懸掛，其結構包括彈簧、伸縮桿、彈簧盤座、升降鉛垂、升降電機、減速齒輪、蝸桿轉軸、升降蝸輪、蝸輪軸承、蝸桿軸承、軸承支架、電機支架、升降蝸桿、蝸桿套筒、半軸套筒。彈簧是一種螺旋彈簧，用來吸收車輪與外界產生的沖擊力。彈簧內部是伸縮桿，用來保持彈簧伸縮的方向，防止彈簧發生側向扭曲變形。彈簧兩端是彈簧盤座，用來卡住彈簧兩端，并固定彈簧兩端。伸縮桿的兩端分別與兩個彈簧盤座以套接的方式固定在一起，伸縮桿的兩端穿出彈簧盤座。伸縮桿的一端與蝸桿套筒固定在一起，伸縮桿的另一端與半軸套筒固定在一起。半軸套筒套在半軸外部，并與半軸有一定的間隙。半軸套筒與輪轂軸承的外環延伸端以水平橫向的方式鉸接在一起，車輪轉向時可以圍繞此鉸接軸轉動。半軸的一端通過萬向節與輪轂軸承的內環固定在一起，半軸的另一端也通過萬向節與差速器中的半軸齒輪結合。蝸桿套筒內部有螺旋齒，可以與升降蝸桿的螺旋齒嚙合，升降蝸桿與蝸桿套筒通過嚙合的方式套接在一起。升降蝸桿的一端位于蝸桿套筒內部，另一端與升降蝸輪在其中心處固定在一起。蝸桿轉軸的兩端各有一段螺旋齒，這兩段螺旋齒的螺旋方向剛好相反，蝸桿轉軸的每一端都與一個升降蝸輪通過螺旋齒嚙合。減速齒輪固定在蝸桿轉軸的中央，減速齒輪與升降電機的輸出軸嚙合。升降蝸輪通過蝸輪軸承與車架結合，升降蝸輪中心軸與蝸輪軸承的內環固定在一起，蝸輪軸承的外環通過延伸圓盤與車架固定在一起，這樣升降蝸輪就可以通過蝸輪軸承與車架相對轉動，并對車架起支撐作用。蝸桿轉軸通過兩個蝸桿軸承和軸承支架與車架固定在一起，這兩個蝸桿軸承的內環套在蝸桿轉軸上，并與之固定，它們的外環與它們的軸承支架固定在一起，軸承支架再與車架固定在一起，這兩個軸承與支架均勻地分居在減速齒輪的兩側，這樣既能保證蝸桿轉軸自由地轉動，也能保證蝸桿轉軸位置的固定，從而保證蝸桿轉軸與升降蝸輪穩定地嚙合。升降電機通過電機支架與車架固定在一起，保證升降電機的輸出軸與減速齒輪穩定嚙合。為了保證蝸桿套筒不隨升降蝸桿一起轉動，與蝸桿套筒固定在一起的伸縮桿也不能轉動，在伸縮桿的外筒內側沿著中心軸方向均勻地開幾條凹槽，而在伸縮桿的內桿上沿著中心軸方向均勻地固定幾根凸條。此凸條與凹槽剛好對應插接，凸條只能在凹槽內沿著伸縮桿中心軸方向滑動，而沒有其他方向的運動。為了保證伸縮桿不被損壞，伸縮桿的外筒有一定的厚度和強度。升降鉛垂是一套依靠重力工作的裝置，包括鉛垂直桿、鉛垂動體、鉛垂定體、動體軸承、定體固環、動體滑片、定體滑片、導線。鉛垂直桿是一根直線桿，其兩端通過支架固定在車架上。鉛垂定體通過兩個定體固環固定在鉛垂直桿上，定體固環內側固定在鉛垂直桿上，其外側與鉛垂定體固定在一起。鉛垂定體內側是鉛垂動體，鉛垂動體通過兩個動體軸承懸掛在鉛垂直桿上，鉛垂直桿與動體軸承內環固定在一起，鉛垂動體與動體軸承外環固定在一起，鉛垂動體通過動體軸承可以圍繞 鉛垂直桿轉動。在鉛垂直桿上，兩個定體固環均勻地分布在鉛垂直桿兩端附近，兩個動體軸承均勻地分布在兩個定體固環之間。鉛垂動體和鉛垂定體在外型上都是半個圓柱體形狀(沿著圓柱體中心軸將圓柱體一分為二的形狀)，不過鉛垂動體是實心的，鉛垂定體是空心的，鉛垂動體可以在鉛垂定體內圍繞鉛垂直桿轉動。鉛垂動體的圓柱體側面上包裹著兩片動體滑片，這兩片動體滑片沿直線均勻地排列在鉛垂動體圓柱體側面的中央，排列方向與鉛垂直桿方向一致。動體滑片是導電金屬片，動體滑片與鉛垂動體用絕緣層隔開，兩片動體滑片分別用導線與電源的正負極相連。定體滑片固定在鉛垂定體的圓柱體側面的內層上，定體滑片共有四片，當鉛垂動體與鉛垂定體的圓柱體縱切面重合時，在空間上定體滑片兩兩沿直線均勻地分布在動體滑片的兩側，動體滑片與定體滑片的邊緣剛好分離。鉛垂動體與鉛垂定體在空間上沒有接觸，當鉛垂動體相對于鉛垂定體有一定的轉動時，動體滑片才會與定體滑片接觸。定體滑片也是導電金屬片，定體滑片與鉛垂定體用絕緣層隔開。定體滑片以對角線的方向兩兩一組分成兩組，每組中的兩片定體滑片分別引出一根導線，然后把每組中的兩根導線合成一根主導線，共有兩根主導線，這兩根主導線分別與升降電機的正負極相連。由于汽車一般有四個車輪，所以需要有四套主動式獨立懸掛，其中兩套負責前后輪的減震，另外兩套負責左右輪的減震。每套主動式獨立懸掛包括的構件有兩根彈簧、兩根伸縮桿、四個彈簧盤座、一套升降鉛垂、一個升降電機、一個減速齒輪、一根蝸桿轉軸、兩個蝸桿軸承、兩個升降蝸輪、兩個蝸輪軸承、兩根蝸桿套筒、兩個軸承支架、一個電機支架、兩個半軸套筒。負責前后輪減震的兩套主動式獨立懸掛，一套安置在左前輪、左后輪的兩個半軸套筒和對應的車架上，另一套安置在右前輪、右后輪的兩個半軸套筒和對應的車架上。負責左右輪減震的兩套主動式獨立懸掛，一套安置在左前輪、右前輪的兩個半軸套筒和對應的車架上，另一套安置在左后輪、右后輪的兩個半軸套筒和對應的車架上。負責前后輪減震的主動式獨立懸掛，其中每套升降鉛垂中的鉛垂直桿的安置方向都是與同側的前后車輪所在的直線方向垂直，在水平方向與水平線平行。負責左右輪減震的主動式獨立懸掛，其中每套升降鉛垂中的鉛垂直桿的安置方向都是與同側的左右車輪所在的直線方向垂直，在水平方向與水平線平行。如此一來，每個半軸套筒上都會有兩根伸縮桿，為了使這兩根伸縮桿位置設定合理，在此把負責前后輪減震的懸掛中的伸縮桿的位置設定在離車輪內側較近的一端，把負責左右輪減震的懸掛中的伸縮桿的位置設定在離車輪內側較遠的一端。當四個車輪都處在水平面上時，每個伸縮桿都是豎直地固定在半軸套筒上，這也使得伸縮桿所在直線與車架所在平面垂直。
工作原理當某個車輪遇到障礙蹺起的時候，彈簧和伸縮桿就會因此而收縮，但它們的收縮如果還不能保證使車架保持原來高度不變的情況下，就會讓車架也隨之蹺起，這時升降鉛垂中的鉛垂定體也會隨之蹺起，而升降鉛垂中的鉛垂動體由于受重力的作用，力口之可以通過動體軸承圍繞鉛垂直桿轉動的特性，鉛垂動體還會保持姿態不變。如此一來，鉛垂動體和鉛垂定體之間就有了相對運動，而在它們上面的動體滑片和定體滑片就會因此而接觸，由于動體滑片連接著電源，而定體滑片連接著升降電機，這時電源與升降電機之間的電路就會導通，升降電機開始轉動，接著帶動減速齒輪轉動，減速齒輪帶動蝸桿轉軸轉動，蝸桿轉軸帶動兩端升降蝸輪轉動向相反方向轉動，升降蝸輪帶動升降蝸桿轉動，在踐起一端的升降蝸桿就會在蝸桿套筒內下降，而另一端的升降蝸桿就會在蝸桿套筒內上升(這種升降過程可以人為地預先設定好)。這種運動會引起連鎖反應，由于彈簧有伸縮的彈性運動，還會在與外力不平衡的情況下繼續伸縮運動，這種運動可能會持續一段時間，直到所有升降鉛垂中的動體滑片與定體滑片不再有接觸為止，這時車架所在平面就會與水平面平行，車體也會因此處于水平狀態，車內乘客不會有傾斜感。如果使用的升降電機反應速度夠快，車體就可以一直保持一種水平狀態，不會因為路面的凹凸不平而發生較大范圍的傾斜或震動，車內乘客會感覺很平穩。當某個車輪遇到障礙下降的時候，也是同樣的原理，最后使車身恢復水平狀態。為了保證垂直升降過程中，不會使半軸發生斷裂，應該加長半軸與差速器之間萬向節的長度。主動式獨立懸掛與現有的獨立懸掛最大的區別在于能夠讓升降電機利用重力的作用主動而快速地使彈簧在往復運動中獲得最好的阻尼效果，比用液壓或充氣的阻尼器反應更快、效果更好。而且由于采用垂直升降的方式減震，可以有效地避免輪胎的側向磨損，使車輛的操控更加穩定。有益效果可以克服現有獨立懸掛容易發生側傾、點頭、后仰、彈跳、搖擺的不良減震現象的不足；克服現有獨立懸掛容易發生輪胎側向磨損的現象，使操控變得困難的不足。可以替代現有獨立懸掛，使乘坐和駕駛變得更加舒適、穩定。


圖I是整體結構示意圖，圖2是升降鉛垂結構示意圖。圖中(1)輪胎，(2)輪轂軸承，(3)輪轂軸承外環延伸端，(4)半軸套筒，(5)伸縮桿外筒，(6)伸縮桿內桿，(7)彈簧，⑶彈簧盤座，(9)蝸桿套筒，(10)升降蝸桿，(11)升降蝸輪，(12)蝸輪軸承，(13)電機輸出軸，(14)升降電機，(15)減速齒輪，(16)蝸桿轉軸，鉛垂直桿，(18)定體固環，(19)動體軸承，(20)鉛垂動體，(21)鉛垂定體，(22)動體滑片，(23)定體滑片，(24)導線(25)導線(26)導線(27)導線。
具體實施例方式在圖I中輪胎(I)通過輪轂與輪轂軸承(2)的內環固定在一起；輪轂軸承外環延伸端(3)與半軸套筒(4)以水平橫向的方式鉸接在一起；伸縮桿外筒(5)與伸縮桿內桿
(6)套接在一起；彈簧(7)的內部是伸縮桿，兩端各卡一個彈簧盤座⑶；伸縮桿外筒(5)固 定在半軸套筒⑷上；伸縮桿內桿(6)穿過彈簧盤座⑶與蝸桿套筒(9)固定在一起；蝸桿套筒(9)與升降蝸桿(10)通過螺旋齒嚙合在一起；升降蝸桿(10)的頂端與升降蝸輪(11)的中心固定在一起；升降蝸輪(11)與蝸輪軸承(12)的內環固定在一起；蝸輪軸承(12)的外環通過延伸圓盤與車架固定在一起；電機輸出軸(13)與減速齒輪(15)嚙合；升降電機
(14)通過電機支架與車架固定在一起；蝸桿轉軸(16)與升降蝸輪(11)嚙合。在圖2中 鉛垂直桿(17)的兩端通過支架固定在車架上；鉛垂定體(21)通過定體固環(18)與鉛垂直桿
(17)固定在一起；鉛垂動體(20)通過動體軸承(19)與鉛垂直桿(17)結合在一起，并能圍繞鉛垂直桿(17)轉動；動體滑片(22)通過絕緣的方式固定在鉛垂動體(20)上；定體滑片
(23)通過絕緣的方式固定在鉛垂定體(21)的圓柱體側面的內層上；導線(24)和導線(25)分別連接到電源的正負極；導線(26)和導線(27)分別連接到升降電機的正負極上。
權利要求
1.主動式獨立懸掛，其結構包括彈簧、伸縮桿、彈簧盤座，其特征是還包括升降鉛垂、升降電機、減速齒輪、蝸桿轉軸、升降蝸輪、蝸輪軸承、蝸桿軸承、軸承支架、電機支架、升降蝸桿、蝸桿套筒、半軸套筒。
2.根據權利要求I中所述的主動式獨立懸掛，其特征是升降鉛垂包括鉛垂直桿、鉛垂動體、鉛垂定體、動體軸承、定體固環、動體滑片、定體滑片、導線。
全文摘要
主動式獨立懸掛，屬于獨立懸掛技術領域。可以克服現有獨立懸掛容易發生側傾、點頭、后仰、彈跳、搖擺的不良減震現象的不足；克服現有獨立懸掛容易發生輪胎側向磨損的現象，使操控變得困難的不足。其結構包括彈簧、伸縮桿、彈簧盤座、升降鉛垂、升降電機、減速齒輪、蝸桿轉軸、升降蝸輪、蝸輪軸承、蝸桿軸承、軸承支架、電機支架、升降蝸桿、蝸桿套筒、半軸套筒。可以替代現有獨立懸掛，使乘坐和駕駛變得更加舒適、穩定。
文檔編號B60G17/0165GK102700373SQ20121018452
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者黃革遠 申請人:黃革遠