[發(fā)明專利]一種帶有仿生關(guān)節(jié)的仿袋鼠腿懸架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810994482.5
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109094317B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋勇;史佳豪;劉世闖;王瑤;杜銳;張小偉
• 申請（專利權(quán)）人: 太原科技大學(xué)
• 主分類號: B60G15/02
• 分類號: B60G15/02;B60G3/20;B60G17/06
• 代理公司: 太原華弈知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 14108
• 代理人: 王哲

本發(fā)明公開了一種帶有仿生關(guān)節(jié)的仿袋鼠腿懸架，包括腿骨桿、小腿骨桿、足骨桿、仿生關(guān)節(jié)、連桿和限位機構(gòu)；大腿骨桿上端與車身通過仿生髖關(guān)節(jié)鉸接，大腿骨桿下端和小腿骨桿上端與仿生膝關(guān)節(jié)鉸接，小腿骨桿下端和足骨桿上端分別與仿生踝關(guān)節(jié)鉸接，仿生髖關(guān)節(jié)和仿生踝關(guān)節(jié)之間通過MR阻尼器Ⅰ連接，足骨桿下端和MR阻尼器Ⅱ下端與車輪中心鉸接，連桿上端與限位機構(gòu)鉸接；仿生關(guān)節(jié)包括圓盤、圓弧槽、圓形孔，圓弧槽兩側(cè)設(shè)密封圈，圓弧槽內(nèi)裝填磁流變液、弧形彈簧、弧形阻尼塊。本發(fā)明通過對袋鼠獨特的運動構(gòu)成、合理的腿部結(jié)構(gòu)比例、極具特點的運動形式等特點，模仿袋鼠腿的腿部結(jié)構(gòu)和生物關(guān)節(jié)的優(yōu)良特性，使車輛具有良好的通過性、平穩(wěn)性和舒適性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車懸架技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種仿袋鼠腿懸架，尤其涉及一種帶有仿生關(guān)節(jié)的仿袋鼠腿懸架。

背景技術(shù)

汽車懸架是汽車的車架與車橋之間一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并減少由此引起的震動，其品質(zhì)對汽車的通過性、平順性和穩(wěn)定性有著極其重要的影響。

研究發(fā)現(xiàn)，生物界的各種生物對人類社會的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，應(yīng)用仿生學(xué)解決實踐生活中的問題，已經(jīng)獲得了學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn)可。袋鼠腿具有較好的減振緩沖作用，有利于落地的能量儲存與起跳能量的釋放，在緩沖減振中起到重要的作用。且自然進化而來的袋鼠腿部結(jié)構(gòu)使其跳躍行走于復(fù)雜地形時，具有奔跑速度快、越障能力強、運動穩(wěn)健等特點。

中國專利201710592346.9一種仿袋鼠腿車用懸架，公開了一種基于氣動人工肌肉的仿袋鼠腿懸架，但袋鼠腿部各關(guān)節(jié)的緩沖減振作用不能得到體現(xiàn)；控制單元較少，不能實現(xiàn)穩(wěn)定快速的實時調(diào)節(jié)；并且彈簧和阻尼器的布局和功能設(shè)計有些不合理、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

為了進一步完善仿袋鼠腿懸架，本發(fā)明公開了一種帶有仿生關(guān)節(jié)的仿袋鼠腿懸架，通過對袋鼠獨特的運動構(gòu)成、合理的腿部結(jié)構(gòu)比例、極具特點的運動形式等特點，模仿袋鼠腿的腿部結(jié)構(gòu)和生物關(guān)節(jié)的優(yōu)良特性，使車輛具有良好的通過性、平穩(wěn)性和舒適性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明公開了一種帶有仿生關(guān)節(jié)的仿袋鼠腿懸架，與車身連接，包括：大腿骨桿、小腿骨桿、足骨桿、仿生關(guān)節(jié)、連桿和限位機構(gòu)，所述仿生關(guān)節(jié)分別為仿生髖關(guān)節(jié)、仿生膝關(guān)節(jié)、仿生踝關(guān)節(jié)；所述大腿骨桿上端與車身通過所述仿生髖關(guān)節(jié)鉸接，所述大腿骨桿下端和所述小腿骨桿上端分別與所述仿生膝關(guān)節(jié)鉸接，所述小腿骨桿下端和足骨桿上端分別與所述仿生踝關(guān)節(jié)鉸接，所述仿生髖關(guān)節(jié)和所述仿生踝關(guān)節(jié)之間通過MR阻尼器Ⅰ連接，通過控制可變阻尼力以控制所述大腿骨桿與小腿骨桿之間的角度，實現(xiàn)所述大腿骨桿相對于所述小腿骨桿的高度；所述足骨桿下端和MR阻尼器Ⅱ下端均與車輪中心鉸接，MR阻尼器Ⅱ通過控制可變阻尼力控制小腿骨桿與足骨桿之間的角度，實現(xiàn)小腿骨桿相對于足骨桿的高度調(diào)節(jié)；所述連桿上端與用于供連接桿上端左右滑移并限位的所述限位機構(gòu)鉸接，所述限位機構(gòu)與所述仿生髖關(guān)節(jié)位于同一水平面上；

所述仿生關(guān)節(jié)包括圓盤、對稱設(shè)置在所述圓盤上圓弧槽、設(shè)置在所述圓盤中心的圓形孔，所述圓弧槽的兩側(cè)設(shè)有密封圈，所述圓弧槽內(nèi)裝填有磁流變液、弧形彈簧、以及對稱設(shè)置在弧形彈簧兩側(cè)的弧形阻尼塊，所述弧形彈簧的兩端分別與弧形阻尼塊接觸，并在所述弧形阻尼塊上設(shè)有用于實現(xiàn)弧形阻尼塊兩側(cè)磁流變液流通的阻尼孔；所述仿生關(guān)節(jié)通過上述特殊設(shè)計可以對沖擊載荷進行部分緩沖。仿生關(guān)節(jié)可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計來展現(xiàn)生物關(guān)節(jié)的優(yōu)良特性，可放置于桿式懸架的桿件連接處，依靠仿生關(guān)節(jié)來實現(xiàn)基本的緩沖減振作用。

作為一種優(yōu)選實施方式，所述限位機構(gòu)是由與所述連桿上端鉸接的滑塊、對稱分設(shè)在所述滑塊兩側(cè)的限位器、以及卡固在所述限位器和滑塊之間的彈簧組成的；進一步地，所述彈簧為錐形彈簧，且所述錐形彈簧大頭一端與所述限位器固接，所述錐形彈簧小頭一端與所述滑塊固接；較佳地，所述連桿上端與所述滑塊通過轉(zhuǎn)動副鉸接；仿袋鼠腿懸架通過錐形彈簧的可變剛度特性的和限位塊的限位作用對大腿骨桿與車身間的角度進行限制，并對懸架系統(tǒng)的部分沖擊進行緩沖減振。