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CN1449336A - 悬挂系统 - Google Patents

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CN1449336A
CN1449336A CN01814590.6A CN01814590A CN1449336A CN 1449336 A CN1449336 A CN 1449336A CN 01814590 A CN01814590 A CN 01814590A CN 1449336 A CN1449336 A CN 1449336A
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D·A·C·罗伊尔
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Covelink Marine Ltd
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British Waterways Commission
Covelink Marine Ltd
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Abstract

描述了一种用于水陆两用车的悬挂系统，该悬挂系统能够根据车辆在陆上还是水中来分别锁定在一个放低位置或者一个缩回位置，该悬挂系统包括：一根主悬挂臂(14)，它在其一端处(20)枢轴安装于在车壳上，并且在其相对端处上带有一个可转动地安装的车轮(12)；可工作地连接在所述通过枢轴安装的主悬挂臂上以使所述臂和所述车轮能相对所述车壳缩回的移动装置(30)；一根上悬挂连杆(120)，它可工作地和可枢轴转动地连接在所述主悬挂臂的车轮端上，并且所述上悬挂连杆在其两端部的中间有一个枢转的铰链(60)；所述上悬挂连杆在远离所述枢转的铰链的一轴(52)处枢轴安装在所述车壳上；所述上悬挂连杆可工作地在放低和升起两位置与悬挂位置锁住装置(122、130、132、136、138)啮合。

Description

悬挂系统
技术领域
本发明涉及用于水陆两用车的可收缩的悬挂系统，该悬挂系统能在车辆漂浮在水面上时升起并在车辆靠岸之前再次放低。
背景技术
例如可以从WO93/15923中得知带有可收缩的悬挂系统的水陆两用车。在现有技术的悬挂系统中，悬挂装置通过例如液压油缸或利用悬挂系统自身的重量保持在放低或缩回位置中。但尤其是当车辆在水中且承受恶劣气候的重击时，液压缸可能会失效，而且使用悬挂系统自身的重量也可能会发生问题。
发明内容
这样，本发明的一个目的是提供一种悬挂系统，它可以无需依靠液压缸或者由于悬挂系统的质量而产生的惯性力而锁住在放低或缩回的位置上。
根据本发明，提供一种用于水陆两用车的悬挂系统，该悬挂系统能够根据车辆在陆上还是水中来分别锁定在一个放低位置或者一个缩回位置，该悬挂系统包括：一根主悬挂臂，其一端处通过枢轴安装于在车壳上，并且在其相对端处带有一个可转动地安装的车轮；可工作地连接在所述通过枢轴安装的主悬挂臂上以使所述臂和所述车轮能相对所述车壳缩回的移动装置；一根上悬挂连杆，它可工作地和可枢轴转动地连接在所述主悬挂臂的车轮端上，并且所述上悬挂连杆在其两端部的中间有一个枢转的铰链；所述上悬挂连杆在远离所述枢转的铰链的一轴处枢轴安装在所述车壳上；所述上悬挂连杆可以可工作地在放低和缩回位置与悬挂位置锁住装置啮合。
在本说明书中，术语“车壳”用来表示根据本发明的悬挂系统所固定或者相互作用的车辆主体的任何部分。悬挂臂和连杆可以不是直接地枢轴安装在车壳上，而是可以安装在一个副架或者支架装置上，例如，装在车壳上的副架。以这样的方式，整个悬挂单元可以连接在车壳上，而不是呈零散的状态。因此，术语“车壳”就包括直接固定在车壳上或者通过副架、支架以及类似装置间接地固定在车壳上的悬挂单元或者构件。
这里所用的术语“悬挂系统”在其最宽泛的含义下，指的是可收缩和可放低并且当在陆上时车辆在其上支承和行进的移动装置。这样，在其最宽泛的含义下，术语“悬挂系统”无需包括悬挂弹簧和减震装置。
在本发明的一个较佳实施例中，根据本发明的悬挂系统还包括弹簧装置和减震装置。弹簧装置例如可以是诸如螺旋弹簧和/或扭杆之类的任何适合的装置。减震装置也可以是任何适用类型的减震装置，例如伸缩式阻尼器或杠杆臂式减震器或者任何适用的已知装置。
移动装置可以从任何适用的装置中选取，例如液压或气压缸、滚珠丝杠型致动器、链条或者皮带式传动装置。
可选择地，悬挂装置升起和放低装置也可以是一根扭杆的形式，该扭杆绕主悬挂臂或者任何其它悬挂装置枢轴安装于车壳处的一根轴转动。在这样的情况下，扭杆也可以用作路行悬挂装置的弹簧。
根据本发明悬挂系统适于非转向的后悬挂装置，或者再增加一个设在车轮处对主悬挂臂连接的旋转轴套，就可以提供一个可转向的悬挂系统。
也可以通过适合的装置向车轮提供驱动装置，如通过铰接到车轮的传动轴或者通过连接到车轮皮带或链条驱动装置。
悬挂位置锁住装置可以包括与上悬挂连杆可工作地啮合的机械装置，以在悬挂系统放低或缩回时所产生的两个极限位置之一上防止部件进一步移动。
当放低或者升起时，悬挂系统的轮子一般在轮子的平面内移动，亦即垂直于其转动轴。
附图简述
为了可以更充分地理解本发明，下文将以仅为示例的方式参照附图对本发明进行描述。这些附图中：
图1是在根据本发明的悬挂系统中用来升起和放低一车轮的机构的一部分的示意性侧视图；
图2示出了图1的机构的一部分根据本发明第一实施例连接在其余悬挂装置部件和一个锁住机构上的情况；
图3更为详细地示出了图2锁住机构；
图4是根据本发明的悬挂系统的第二实施例处于放低和锁住位置上的示意性立体图；以及
图5示出了图4的悬挂系统在变换的缩回、中间及放低位置上的侧视图。
具体实施方式
现在参见图1至3，其中相同的特征用共同的标号标识。
图1示出了总地绘制在10处的一个车轮12升起和放低机构。该升起和放低机构包括一根主悬挂臂14，轮子12通过一个定位轮子并包括轴承(未图示)的轴套16装于主悬挂臂上；和向轮子12传递驱动力的一传动链或轴(均未示出)。悬挂臂14在一个诸如图1中所示的托架或副架之类的稳固位置18处枢轴安装在车壳上，枢轴20标记出其轴线。驱动可以通过在悬挂臂14内部的传动链(未图示)提供给轮子12，悬挂臂14是一个可填充润滑剂的中空壳体的形式，且驱动力通过绕轴线20转动的一根轴(未图示)来提供。在悬挂臂14的轴套16端处，有一个用于如那些熟悉悬挂装置技术领域的人们所知的悬挂螺旋弹簧和同中心的减震器(未图示)单元24的座架22。螺旋弹簧减震器单元24的另一端固定在一根第二悬挂臂26的一端部25上，该悬挂臂也围绕轴线20枢转并装配在车壳的稳固位置18上。这样，悬挂臂14和26就可以根据螺旋弹簧24和阻尼单元的压缩和伸长程度绕轴线或枢轴点20相互转动。悬挂臂14和26以及螺旋弹簧阻尼单元24可以被看作是一个悬挂单元，并通过一个液压缸和活塞单元30作为一个单元地可以升起或放低，液压缸和活塞单元30在一端处通过一根枢轴32固定在车壳上，并且在另一端处通过一个托架34和枢轴36固定在第二悬挂臂26上。绘制于10处的悬挂单元和轮子12在图1中示出了在两个位置上的情况，一个由箭头“I”总地标识的第一放低位置和一个由箭头“II”总地标识的第二升起位置。如人们会理解的，悬挂单元10通过绕车壳18上的轴线20枢轴转动来放低和缩回。在升起位置II中，轮子缩回到一个在车壳中的轮子/悬挂装置接受腔40内，并且轮子12和悬挂单元10就这样在车辆漂浮时升出水面。
放低位置I与车辆的路行位置相应，缩回位置II与车辆的浮于水上的位置相应。很明白，当车辆将要离开水面并开动到陆地上时，在车辆仍处于漂浮状态时放低悬挂系统。
图2和3示出了承载或悬挂位置锁住机构，它保证图1的悬挂单元10在公路上使用时不是唯一地依靠液压缸和柱塞30来支承车辆的重量，以及在车辆浮于水面时也不是唯一地依靠它们来支承缩回的悬挂装置的重量。悬挂位置锁住机构包括一个固定在车壳上的牢固固定的枢轴托架50，枢轴托架50有一个短轴52，其上枢转地安装有一根上悬挂锁住连杆54，该上悬挂锁住连杆54包括一个大致为U形的第一支架件56和一对延伸臂58，该对臂58在60处枢轴连接到在一端处的U形支架56开口端部，并在64处枢轴连接到在一托架65处的第二悬挂臂26的外摆动端25，该托架65也接受弹簧阻尼单元24的顶端。悬挂单元10通过一根杆70锁住在放低或缩回位置上，杆70通过一轭架68(为了清楚没有在图2中示出)与U形支架56的开口端连接，该轭架68也枢轴安装于枢轴60处，并在中间处在一枢轴71处与杆70的一端连接(见图3)。杆70包括一个刚性支撑件72，该支撑件72在其上末端处有一个滚子，并且压在一个锁住装置80上，将在下文参照图3对锁住装置80进行更为详细的描述。支撑件72被限制在一个耳轴件76中滑动，该耳轴件76自身在77处枢转地安装在一个托架78中。没有锁住装置80，轮子也可以如所要求地放低或缩回。
图2示出在三个位置上的悬挂单元10的悬挂连杆54。位置I示出了当轮子处于完全放低位置上的连杆54；位置II示出了当轮子处于完全缩回位置上的悬挂连杆54；以及，位置III示出了当轮子处于在位置I和位置II之间、正在被升起或放低的中间位置上的悬挂连杆54。在完全放低位置(I)上，U形上悬挂连杆件56和延伸臂58成直线地相对放置。在位置II上，连杆54和延伸臂相互抵靠地折起，以使表面82、84相碰。位置III示出了连杆件56和延伸臂58在极限位置I和II之间的中间位置时的情况。
为了在路行位置中将悬挂装置锁定在位置I上，锁住装置80为一个锥形楔100形式，该锥形楔100可以在一个固定在车壳上的坚固的矩形截面管104中在滚子102上移动，锁住装置80移动向一个滚子74压在锥形楔100下侧上的位置。这样，在支撑件72上的滚子74压在锥形楔100上，以防止悬挂装置塌缩。应记住的是，活塞液压缸单元30也用作一个次要的锁住装置。当悬挂装置要升起时，用一个连接到孔106的第二液压缸(未图示)或其它类似的装置缩回锥形楔100，以使悬挂单元10可升起到位置II。当发生这些时，支撑件72开始时穿过在管104上表面中的开孔110，同时连杆54和臂58折叠在一起。在悬挂装置缩回循环的后半过程中，支撑件72开始缩回，直至最终在折叠和缩回循环的终端处它又处于与悬挂装置在完全放低位置上时相同位置上，并且锥形楔100可以重新定位以封闭开孔110，将支撑件72锁定到位并使悬挂装置处于位置II。在图2中，示出了支撑件72在处于位置II上时通过锥形楔100的情况，但锥形楔100在升起或放低的过程中并不出现，并且仅在悬挂单元10完全缩回或完全放低时插入到其锁住位置中。应予理解的是，悬挂系统在车辆漂浮时既要升起又要放低，因此开始时柱塞和液压缸30仅承受悬挂系统的重量，而不是整个车辆的重量。
根据本发明的悬挂系统第一实施例的一个优点是它不会在向上锁住或向下锁住的位置上轧住。锁定件100在滚子102上移动，并且悬挂支撑件72在其锁住端有一个滚子，因此根据本发明的悬挂系统锁住机构不依靠可能会导致轧住的插入到一缩径孔(tight hole)中的销钉和类似零件。此外，施加在悬挂系统各构件上的荷载相对较低，这就提供了可靠的操作和相对较轻的重量。
在图4和5中示意地示出了根据本发明的一第二个锁住机构。主悬挂单元与图1至3中的单元10类似，并且主要的相同之处在于，它具有相同的基本部件：主悬挂臂14、第二悬挂臂26、弹簧阻尼单元24、致动活塞和液压缸单元30以及上悬挂连杆件和延伸臂58。但在第二实施例中，上U形连杆件在这种情况中由标号120标识，并且具有一个细长的指状部122，该指状部带有一个在其外端处枢转地安装于其上的滚子124。连杆120仍然枢转地安装于固定在车壳稳固位置50上的一短轴52上(从图4中可更为容易地看出连杆56的U形特性，并且除了第一实施例没有延伸指状部122之外，连杆56的这种特性基本与参照图1至3描述的第一实施例相同)。
当悬挂装置在位置I处于放低的、路行结构时，臂58和上连杆120通常相互成直线地放置。在该位置处，延伸的指状部122和滚子124与一个摆动钩状件132的凹口130啮合，该摆动钩状件132在126处枢转地安装在一个最终固定在车壳18上的托架128上。一个作用在车壳和钩状件132之间的弹簧136将钩状件132偏压向指状件122。钩状件还通过一根杆138连接到一个第二液压缸(未图示)或其它的致动装置上，以使钩状件可从指状件122和滚子124缩回离开。当悬挂装置要从放低位置I缩入到在车壳中的轮子接受腔40内时，钩状件通过杆138从滚子124缩回，使活塞液压缸单元30能缩回并开始升起悬挂单元10。当连杆120和臂58开始绕枢轴60折叠时(示于图5中的位置III)，指状部下降到一个最低位置(大致相当于图5中处于位置III时的位置)，之后在升起循环的后半过程中，指状部和滚子开始再次上升。最终，滚子124与钩状件132的曲面140接合，并将钩状件如图5中可见地推向右侧，于是滚子最终到达凹口130，且它通过弹簧136依靠向左侧偏压钩状件而嵌入到凹口130中。
这样，悬挂单元就可以通过独立于活塞液压缸单元30的机构锁定在缩回位置或者放低位置，从而保证了悬挂系统在路行和漂浮方式下的操作的安全性和可靠性。
参照图1至5示出的两个实施例是非转向从动轮的悬挂系统。但通过在16处引入一个适合的旋转轴套，它也可以引入一个转向系统。当转向轮子时，可以不需要驱动它们，并且在这种情况下有关驱动装置的说明也可略去。此外，即使当轮子12不是转向车轮时，它们也可以不被驱动和是被动的。
尽管所描述的是采用液压缸的致动装置，但也可以采用诸如气压缸、电动机以及类似的致动装置。
尽管所示的悬挂臂14和26带有一根公共的枢轴，但无需一定是这种情况。上连杆26内端的枢轴可以上升到臂14的枢轴上方，以及枢轴、臂14和26以及弹簧单元24例如可以形成一个平行四边形的动作，以使弹簧单元24以大致垂直的方向升起和放低。在这种情况下，悬挂装置升起和放低装置替代地例如可通过一根绕第二悬挂臂26转动的扭杆来实现，而与车轮12是被驱动或被动无关。这样的扭杆也可以在锁定于放低位置时提供路行弹簧悬挂系统。

Claims (23)

1.一种用于水陆两用车的悬挂系统(10)，该悬挂系统能够根据车辆在陆上还是水中来分别锁定在一个放低位置(I)或者一个缩回位置(II)，该悬挂系统包括：一根主悬挂臂(14)，其一端处通过枢轴(20)安装于车壳(18)上，并且在其相对端处带有一个可转动地安装的车轮(12)；可工作地连接在所述通过枢轴安装的主悬挂臂上以使所述臂和所述车轮能相对所述车壳缩回的移动装置(30)；一根上悬挂锁住连杆(54；120)，它可工作地和可枢轴转动地连接(64、65)在所述主悬挂臂的车轮端上，并且所述上悬挂连杆在其两端部的中间有一个枢转的铰链(60)；所述上悬挂连杆在远离所述枢转的铰链(60)的一轴(52)处枢轴安装在所述车壳(50)上；所述上悬挂连杆可工作地在放低和升起两位置与悬挂位置锁住装置(68、71、70、80；122、130、132、136、138)啮合。
2.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，上悬挂锁住连杆(54；120)包括两个部分；一个在所述主悬挂臂的所述车轮端和所述枢转的铰链(60)之间可工作的延伸的第一部分(58)；和一个至少在所述枢转的铰链(60)和所述车壳枢轴(50、52)之间延伸的第二部分(56)。
3.如权利要求1或2所述的悬挂系统，其特征在于，所述上悬挂锁住连杆在所述悬挂系统锁住在放低位置上时成一个大致成直线的结构。
4.如前述权利要求中任一项所述的悬挂系统，其特征在于，所述上悬挂锁住连杆在所述悬挂系统锁住在升起位置上时成一个绕所述枢转的铰链(60)折叠的结构。
5.如前述权利要求中任一项所述的悬挂系统，其特征在于，一个枢转地连接(68、71)在所述上悬挂锁住杆上的锁住支撑件(70)通过一个锁住件(80)，在悬挂系统的放低和升起位置中保持在一个固定的位置上。
6.如权利要求5所述的悬挂系统，其特征在于，所述支撑件(70)在悬挂系统升起或放低时穿过一个在一车壳件(104)中的开孔(110)，所述支撑件在其行进的极限位置处由一个在所述车壳件(104)中移动的可动锁住件(100)锁住。
7.如权利要求5或6所述的悬挂系统，其特征在于，可动锁住件(80)在轮子(102)上移动并且由移动装置致动。
8.如权利要求5至7中任一项所述的悬挂系统，其特征在于，可动锁住件是一个锥形楔的形式。
9.如权利要求5至8中任一项所述的悬挂系统，其特征在于，所述车壳件(104)是一根横截面大致为矩形的管子的形式。
10.如权利要求5至9中任一项所述的悬挂系统，其特征在于，远离所述上锁住连杆(54)的所述支撑件(70)的上端由一个可枢轴转动地安装(77)且与所述开孔(110)相邻的耳轴件(76)定位，并且所述支撑件在悬挂系统升起和放低的过程中通过所述开孔(110)。
11.如权利要求1至4中任一项所述的悬挂系统，其特征在于，所述悬挂系统通过一个与所述上锁住连杆(120)啮合的可动凹口(130)来锁住在升起和放低位置上。
12.如权利要求11所述的悬挂系统，其特征在于，所述上锁住连杆(120)的第二部分(56)有一个远离所述枢转的铰链(60)的延伸的指状部分(122)，所述指状部分与所述凹口(130)啮合。
13.如权利要求11或12所述的悬挂系统，其特征在于，所述凹口是一个弹性地偏压钩状件(132)的一个部分。
14.如权利要求13所述的悬挂系统，其特征在于，所述钩状件有一个曲面(140)，当悬挂装置进行升起或放低时，所述指状延伸部分(122)在定位之前沿着该曲面(140)移动。
15.如权利要求11至14中的任一项所述的悬挂系统，其特征在于，所述锁住连杆(120)的第二部分(56)绕其枢轴安装于车壳上的轴(52)位于所述枢转的铰链(60)和所述指状延伸部分(122)的中间。
16.如前述权利要求中的任一项所述的悬挂系统，其特征在于，从下列一组装置中选择所述移动装置(30)：液压缸、气压缸、带螺纹的驱动装置、滚珠丝杠、链条驱动装置以及皮带式驱动装置。
17.如前述权利要求中的任一项所述的悬挂系统，其特征在于，所述悬挂系统有一个第二悬挂臂(26)。
18.如权利要求17所述的悬挂系统，其特征在于，所述第二悬挂臂(26)的一内侧端与所述主悬挂臂(14)有一公共的枢轴(20)。
19.如权利要求17或18所述的悬挂系统，其特征在于，在主悬挂臂(14)和所述第二悬挂臂(26)的两外端之间可工作的连接有一个悬挂弹簧单元(24)  。
20.如权利要求17至19中的任一项所述的悬挂系统，其特征在于，所述移动装置(30)可工作地连接到所述第二悬挂臂(26)。
21.如权利要求17所述的悬挂系统，其特征在于，所述移动装置包括一根绕一悬挂臂(14、26)枢轴安装于所述车壳处的轴转动的扭杆。
22.如权利要求21所述的悬挂系统，其特征在于，用来升起和放低所述悬挂系统的所述扭杆在路行方式时还用作一个用于所述水陆两用车的悬挂弹簧件。
23.如前述权利要求中的任一项所述的悬挂系统，其特征在于，还包括一个在所述主悬挂臂(14)和所述上悬挂锁住连杆(54；120)之间可工作地延伸的悬挂装置减震装置。
CN01814590.6A 2000-08-23 2001-08-22 悬挂系统 Pending CN1449336A (zh)

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GB0020679.7 2000-08-23
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