[發(fā)明專利]一種主動(dòng)懸架機(jī)構(gòu)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510419915.0
• 申請(qǐng)日: 2015-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN105015294B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳百超;袁寶峰;張旺軍;黨兆龍;賈陽;饒煒;王耀兵;溫博;彭松;陶灼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號(hào): B60G7/00
• 分類號(hào): B60G7/00;B60G17/00;B60K17/16
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

本發(fā)明公開了一種主動(dòng)懸架機(jī)構(gòu)及控制方法，自動(dòng)懸架機(jī)構(gòu)將現(xiàn)有的主搖臂拆分為前半臂和后半臂，并通過張角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接在一起，同時(shí)通過張角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制實(shí)現(xiàn)懸架高低的變化，其中，降低車體有利于減小車體所占用的運(yùn)載空間，有利于車體與運(yùn)載平臺(tái)的壓緊固定，也有利于增加車體的靜止、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性；同時(shí)車體升高的實(shí)現(xiàn)，有利于避免車體與地面凸起障礙接觸；同時(shí)配合制動(dòng)器的開合以及車輪的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車體的升降、各車輪的抬起以及整車的蠕動(dòng)前進(jìn)、后退；當(dāng)車輪下陷后，可以通過控制張角調(diào)整機(jī)構(gòu)及制動(dòng)器，將車輪抬升離地，使車輪脫陷；當(dāng)巡視器車體被石塊卡住后，可以通過控制張角調(diào)整機(jī)構(gòu)將車體抬升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天器控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種主動(dòng)懸架機(jī)構(gòu)及控制方法。

背景技術(shù)

巡視器所處的行駛環(huán)境比較惡劣，需要具有較高的通過能力。現(xiàn)有的巡視器懸架機(jī)構(gòu)，主要以美國(guó)勇氣號(hào)火星巡視器的搖臂懸架為主。該懸架由一個(gè)主搖臂A和一個(gè)副搖臂B鉸接而成，其懸架結(jié)構(gòu)如圖1所示。懸架主搖臂A與前輪D相連，副搖臂B與中輪E和后輪F相連，左右兩側(cè)懸架分別與車體上的差速機(jī)構(gòu)C相連。該火星巡視器于2004年1月3日成功登陸火星，在火星工作期間，曾因車輪下陷而最終喪失移動(dòng)能力，被迫結(jié)束使命。

火星表面石塊較多，其中大于0.2m～0.5m石塊的覆蓋率為1％，石塊的覆蓋率為月球的兩倍，易使巡視器受到卡滯，同時(shí)火星表面土壤存在表面堅(jiān)硬、里層松軟情況，可能導(dǎo)致巡視器車輪下陷(如勇氣號(hào)火星巡視器)，這些特殊環(huán)境對(duì)傳統(tǒng)被動(dòng)式巡視器懸架機(jī)構(gòu)提出了挑戰(zhàn)，需要研發(fā)主動(dòng)式的巡視器懸架機(jī)構(gòu)，在出現(xiàn)石塊卡住車體底部、車輪下陷等危險(xiǎn)情況后，能夠通過懸架的變形，提高脫困能力。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升降、脫困以及蠕動(dòng)的主動(dòng)懸架機(jī)構(gòu)及控制方法。

本發(fā)明的一種主動(dòng)懸架機(jī)構(gòu)，包括對(duì)稱布置在車體兩側(cè)且通過差速機(jī)構(gòu)相連的懸架分機(jī)構(gòu)，懸架分機(jī)構(gòu)包括主搖臂、副搖臂、前輪、中輪和后輪；主搖臂的一端與前輪相連，主搖臂的另一端與副搖臂相連；副搖臂的兩端分別連接中輪和后輪；其特征在于，所述主搖臂包括前半臂和后半臂，前半臂的一端連接所述前輪，另一端通過張角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接后半臂的一端，后半臂的另一端連接所述副搖臂；

所述張角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)所述前半臂與后半臂之間的夾角。

進(jìn)一步的，所述主搖臂的后半臂與副搖臂互相鉸接，并在鉸接點(diǎn)設(shè)置制動(dòng)器；所述制動(dòng)器用于控制副搖臂繞所述鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)或不動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述差速機(jī)構(gòu)包括差速器和兩個(gè)差速軸；所述差速器固定在車體底部的中間位置，差速器兩側(cè)各連接一個(gè)差速軸；所述張角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括第一軸承、第二軸承、第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圓柱狀本體通過第二軸承與車體活動(dòng)連接；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸沿與同側(cè)的差速軸相同方向與其固連，所述后半臂固連在第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的本體上；

所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圓柱狀本體通過第一軸承安裝在所述第二驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的本體內(nèi)，第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸沿所述差速軸方向固定在第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)本體上；所述前半臂固連在第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)本體上。

本發(fā)明的一種主動(dòng)懸架機(jī)構(gòu)的升降控制方法，包括：

在主動(dòng)懸架標(biāo)稱狀態(tài)下，控制制動(dòng)器不工作，即使副搖臂可相對(duì)于后半臂轉(zhuǎn)動(dòng)；

然后，分別控制第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，使前半臂和后半臂之間的夾角增加，實(shí)現(xiàn)車體降低；

同理，控制第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述前半臂與后半臂夾角減小，實(shí)現(xiàn)車體升高。