CN108502077B - 一种双前轮车辆的摇摆悬挂*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双前轮车辆的摇摆悬挂***。其主要由车架、左悬挂组件、右悬挂组件、左前轮、右前轮、前摇臂、车头立板和常规的连接零部件组成。本发明能有效减少双前轮摇摆悬挂***构成部件及转向接头的数量，简化了整体结构、降低了加工及装配难度，降低了生产成本；而且，将摇摆悬挂***设置在前轮的上方，有利于缩小两前轮之间的轮距，减小车体前部的宽度和体积，便于实现车辆的小型化。此外，双前轮摇摆悬挂******的所有构成部件均采用轴承传递运动，有效减小了摩擦力，提高了车辆行驶的灵活性。

Description

一种双前轮车辆的摇摆悬挂***

技术领域

本发明属于车辆悬挂技术领域，尤其是涉及一种双前轮车辆的摇摆悬挂***。

背景技术

目前，市场上大多数摩托车都具有两个车轮，虽然通过相对不稳定的二轮结构可以获得非常灵活的操控性能，但同时也会使其安全性受到一定的影响，例如在高速过弯时很容易在离心力的作用下造成车辆的失控。另外，由于摩托车轮胎与地面的接触面积较小，如果在转弯时紧急刹车很容易出现侧滑而造成事故的发生。

上世纪80年代，人们开始研制一种新型的能够将摩托车特殊的运动感与汽车的安全性融于一身的双前轮摩托车，这种车型具有两个转向的前轮和一个驱动的后轮，三个车轮组成一个倒过来的等腰三角形，又称为倒三轮摩托车。这种车型与四轮汽车相比，取消后桥差速器，变双轮驱动为单轮驱动，车辆在转向时始终绕着一个点做扇面转动，使驱动力更可靠；与两轮摩托车相比，多了一个前轮与地面接触，变单前轮转向为双前轮转向，三轮着地形成了三角稳定结构，所以双前轮车的安全性、抓地性能和稳定性是两轮摩托车难以比拟的，能很好的适应湿滑、崎岖的路面，并且在制动距离上也大大缩短。

倒三轮摩托车既有汽车的舒适性和安全性，又有摩托车的轻便性与灵活性，是一种具有良好发展前景的交通工具。意大利、美国、日本等国家都在积极研制倒三轮摩托车的相关技术。在我国，于2018年1月1日开始实施的GB 7258-2017《机动车运行安全技术条件》，将倒三轮摩托车正式归为摩托车范畴，以国家标准的形式，为倒三轮摩托车的合法上路指明了方向。相信在不久的将来，倒三轮摩托车以及相关应用技术在我国将得到长足的发展。

在现有的技术中，为了使双前转向轮系能够适应复杂的地形环境，让左右两个前轮可以同时接触高低不一致的地面，使得车辆在快速转弯时能根据车体重心的变化而产生自适应性倾斜，一般都采用“平行四边形多轴多杆联动”或相类似的可侧倾摇摆机构，这种机构需要由大量的连杆、转向接头组成，为了确保整个机构能灵活摆动，各组成部件的加工精度和装配要求非常高，生产工艺复杂、***格高，不利于其市场的推广；而采用大量转向接头的运动传递结构会令摩擦增大从而导致故障率提高及行驶灵活性减弱。另外，上述的摇摆机构需要有足够的空间安装在车体上，容易造成车辆前部宽度和体积增大，不利于车辆的小型化，尤其是双前轮轮距的缩小。而前轮轮距变大会导致车辆转向半径增大，造成转向时车辆的稳定性和灵活性变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双前轮车辆的摇摆悬挂***，能有效解决现有技术的不足之处。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双前轮车辆的摇摆悬挂***，包括车架、左悬挂组件、右悬挂组件、左前轮和右前轮；所述左前轮以可转动方式安装在所述左悬挂组件上；所述右前轮以可转动方式安装在所述右悬挂组件上；还包括：前摇臂，其中部以可转动方式设置在所述车架的前端，且前摇臂之旋转轴线与所述车架之左右摇摆轴线重合；和车头立板，固定在所述车架的前端并位于所述前摇臂的后方；所述左悬挂组件以可转动方式与所述前摇臂的左端连接，且左悬挂组件之旋转轴线与所述前摇臂之旋转轴线平行，及所述左悬挂组件和所述车头立板之间设有左导向结构；所述右悬挂组件以可转动方式与所述前摇臂的右端连接，且右悬挂组件之旋转轴线与所述前摇臂之旋转轴线平行，及所述右悬挂组件和所述车头立板之间设有右导向结构。

作为优选，所述车架的前端设有车头立管，所述前摇臂和车头立板均安装在所述车头立管上。

进一步，所述车头立管对应所述前摇臂和所述车头立管的安装位置设有用以限制所述前摇臂转动的限位装置。

作为优选，所述前摇臂之旋转轴线、左悬挂组件之旋转轴线和右悬挂组件之旋转轴线处于同一个平面。

作为优选，所述左悬挂组件包括左转向管、左转向柱、左联板和左减震机构；所述左转向管上分别设有左上支架和左下支架；所述左转向柱以可转动方式安装在所述左转向管中；所述左联板固定在所述左转向柱的下端；所述左减震机构与所述左联板连接；所述左前轮安装在所述左减震机构上；所述右悬挂组件包括右转向管、右转向柱、右联板和右减震机构；所述右转向管上分别设有右上支架和右下支架；所述右转向柱以可转动方式安装在所述右转向管中；所述右联板固定在所述右转向柱的下端；所述右减震机构与所述右联板连接；所述右前轮安装在所述右减震机构上。

作为优选，所述车头立管下端设有立管安装支架；所述前摇臂的中部通过安装螺栓、滚珠轴承和衬套螺母与所述立管安装支架连接；所述前摇臂的左端通过安装螺栓、滚珠轴承和衬套螺母与所述左转向管的左下支架连接；所述前摇臂的右端通过安装螺栓、滚珠轴承和衬套螺母与所述右转向管的右下支架连接。

作为优选，所述左导向结构包括左弧形导向槽和左滚动导向组件；所述左弧形导向槽开设在所述车头立板的左侧；所述左滚动导向组件的一端固定在所述左转向管的左上支架上，其另一端以可滚动方式设置在所述左弧形导向槽中；所述右导向结构包括右弧形导向槽和右滚动导向组件；所述右弧形导向槽开设在所述车头立板的右侧；所述右滚动导向组件的一端固定在所述右转向管的右上支架上，其另一端以可滚动方式设置在所述右弧形导向槽中。

作为优选，所述左弧形导向槽和右弧形导向槽均贯穿所述车头立板；所述左滚动导向组件包括衬套螺母、滚珠衬套或圆柱滚子轴承、推力球轴承和安装螺栓；所述衬套螺母固定在所述左转向管的左上支架上；所述安装螺栓自所述车头立板的后面穿过所述左弧形导向槽并与所述衬套螺母螺纹连接；所述滚珠衬套或圆柱滚子轴承和推力球轴承对应所述左弧形导向槽套设在所述安装螺栓上；所述右滚动导向组件包括衬套螺母、滚珠衬套或圆柱滚子轴承、推力球轴承和安装螺栓；所述衬套螺母固定在所述右转向管的右上支架上；所述安装螺栓自所述车头立板的后面穿过所述右弧形导向槽并与所述衬套螺母螺纹连接；所述滚珠衬套或圆柱滚子轴承和推力球轴承对应所述右弧形导向槽套设在所述安装螺栓上。

本发明通过采用上述结构，能有效减少双前轮摇摆悬挂***构成部件及转向接头的数量，简化了整体结构、降低了加工及装配难度，降低了生产成本；而且，将摇摆悬挂***设置在前轮的上方，有利于缩小两前轮之间的轮距，减小车体前部的宽度和体积，便于实现车辆的小型化。此外，双前轮摇摆悬挂******的所有构成部件均采用轴承传递运动，有效减小了摩擦力，提高了车辆行驶的灵活性。

附图说明

图1是装配有本发明所述摇摆悬挂***的双前轮车辆的立体结构示意图。

图2是本发明的立体结构示意图。

图3是本发明的侧视结构示意图。

图4是本发明所述前摇臂与左悬挂组件和右悬挂组件装配关系的剖视结构示意图。

图5是本发明所述车头立板与左悬挂组件装配关系的剖视结构示意图。

图6是本发明所述左悬挂组件与左前轮装配关系的结构示意图。

图7是装配有本发明所述摇摆悬挂***的双前轮车辆在左高右低的路面行驶的结构示意图。

图8是装配有本发明所述摇摆悬挂***的双前轮车辆在直行过程中向左侧倾的结构示意图。

图9是装配有本发明所述摇摆悬挂***的双前轮车辆在向左侧倾并同时向左转弯的结构示意图。

图中：

1—车架；11—车头立管；111—立管安装支架；12—限位装置；2—左悬挂组件；21—左转向管；211—左上支架；212—左下支架；22—左转向柱；23—左联板；24—左减震机构；3—右悬挂组件；31—右转向管；311—右上支架；312—右下支架；32—右转向柱；33—右联板；34—右减震机构；41—左前轮；42—右前轮；5—前摇臂；6—车头立板；61—左弧形导向槽；62—右弧形导向槽；71—衬套螺母；72—安装螺栓；73—滚珠轴承；74—滚珠衬套或圆柱滚子轴承；75—推力球轴承。

现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

图1为本发明所涉及的双前轮车辆的较佳实施方案之一，图中示出了具有两个前轮和一个后轮的车辆，本发明所涉及的双前轮车辆也可以是具有两个前轮和多于一个后轮的车辆。车辆搭载的动力装置可以是发动机或电机等驱动装置和传动装置等。

以下说明中在表示上下前后左右的方向时，均指从驾驶车辆的驾驶员所观察到的上下前后左右的方向，其中上下方向包括垂直方向以及与垂直方向有所倾斜的大致上下方向；前后左右方向包括水平方向以及与水平方向有所倾斜的大致前后左右方向。另外，以下说明中所使用的如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中间”等的用词仅为了便于描述的明了，并非用来限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，如果没有实质变更技术内容，应当视为本发明可实施的范畴。

如图1至图6所示，本发明所述的一种双前轮车辆的摇摆悬挂***，主要由车架1、左悬挂组件2、右悬挂组件3、左前轮41、右前轮42、前摇臂5、车头立板6和常规的连接零部件组成。

所述的车架1前端设有车头立管11。该车头立管主要用于安装车辆转向***的车把。所述车头立管前侧还设有立管安装支架111。

所述的前摇臂5的中部通过安装螺栓72、滚珠轴承73和衬套螺母71与立管安装支架111连接，且前摇臂之旋转轴线H1与车架1之左右摇摆轴线重合。此外，车头立管11对应前摇臂和车头立管的安装位置设有用以限制前摇臂转动的限位装置12。

所述的车头立板6对应前摇臂5固定安装在车头立管11的后侧，其上设有贯穿板体的左弧形导向槽61和右弧形导向槽62。该左弧形导向槽61和右弧形导向槽62对称布置。

所述的左悬挂组件2主要由左转向管21、左转向柱22、左联板23和左减震机构24组成。左转向管上分别设有左上支架211和左下支架212。左转向柱22通过滚珠轴承以可转动方式安装在左转向管21中。左联板23固定在左转向柱22的下端。左减震机构24与左联板23连接。左前轮41安装在左减震机构24上。左下支架212通过安装螺栓72、滚珠轴承73和衬套螺母71与前摇臂的左端连接。左悬挂组件之旋转轴线H2与所述前摇臂之旋转轴线H1平行。左上支架211通过一个左滚动导向组件与左弧形导向槽61配合组成左导向结构。该左滚动导向组件包括衬套螺母71、滚珠衬套或圆柱滚子轴承74、推力球轴承75和安装螺栓72。衬套螺母71固定在左转向管的左上支架211上。安装螺栓72自车头立板6的后面穿过左弧形导向槽61并与衬套螺母螺纹连接。滚珠衬套或圆柱滚子轴承74和推力球轴承75对应左弧形导向槽套设在安装螺栓上，从而使左悬挂组件可以在左弧形导向槽中与车头立板发生相对运动。

同样地，所述的右悬挂组件3主要由右转向管31、右转向柱32、右联板33和右减震机构34组成。右转向管上分别设有右上支架311和右下支架312。右转向柱32通过滚珠轴承以可转动方式安装在右转向管31中。右联板33固定在右转向柱32的下端。右减震机构34与右联板33连接。右前轮42安装在右减震机构34上。右下支架312通过安装螺栓72、滚珠轴承73和衬套螺母71与前摇臂的右端连接。右悬挂组件之旋转轴线H3与所述前摇臂之旋转轴线H1平行。右上支架311通过一个右滚动导向组件与右弧形导向槽62配合组成右导向结构。该右滚动导向组件包括衬套螺母71、滚珠衬套或圆柱滚子轴承74、推力球轴承75和安装螺栓72。衬套螺母71固定在右转向管的右上支架311上。安装螺栓72自车头立板6的后面穿过右弧形导向槽62并与衬套螺母螺纹连接。滚珠衬套或圆柱滚子轴承74和推力球轴承75对应右弧形导向槽套设在安装螺栓上，从而使右悬挂组件可以在右弧形导向槽中与车头立板发生相对运动。

需要说明的是，在本实施例中，三条旋转轴线H1、H2和H3相互平行并处于同一个平面。

如图1所示，本发明所述的双前轮车辆摇摆悬挂***装配到双前轮车辆上，而该双前轮车辆的动力装置、转向***及刹车装置等按现有技术装配，在此不再赘述。

如图7所示，当装配有本发明的双前轮车辆直行在左高右低的路面时，左悬挂组件沿左弧形导向槽向上运动，并通过前摇臂使右悬挂组件沿右弧形导向槽向下运动，从而使两个前轮始终着地，整车可以平稳行驶。

如图8所示，当装配有本发明的双前轮车辆直行并作左倾侧动作时，由于车辆重心向左侧偏移从而使前摇臂驱动左悬挂组件向上而右悬挂组件沿下运动，且整个左倾侧行驶过程中两个前轮始终着地，整车可以平稳行驶。

如图9所示，当装配有本发明的双前轮车辆直行并作左倾侧动作时需要快速向左转弯时，车体随着重心的变化而产生自适应性倾斜，前摇臂中部绕H1旋转，由于前摇臂左端通过H2与左悬挂组件旋转连接，在前摇臂的带动下，左悬挂组件将沿左弧形导向槽向上运动并绕H2转动；同时，由于前摇臂右端通过H3与右悬挂组件旋转连接，在前摇臂的带动下，右悬挂组件将沿右弧形导向槽向下运动并绕H3转动，由此可以确保两个前轮能同时着地以提高整车稳定性。当车辆作进一步的倾斜，限位装置能限制前摇臂绕H1转动的旋转角度，防止前摇臂过度地上下摆动，避免因摇摆悬挂***倾斜过大导致车辆出现侧翻，提高了整车的安全性。

本发明并不局限于上述具体实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也包含这些改动和变型。

Claims (6)

1.一种双前轮车辆的摇摆悬挂***，包括车架、左悬挂组件、右悬挂组件、左前轮和右前轮；所述左前轮以可转动方式安装在所述左悬挂组件上；所述右前轮以可转动方式安装在所述右悬挂组件上；

其特征在于，还包括：

前摇臂，其中部以可转动方式设置在所述车架的前端，且前摇臂之旋转轴线与所述车架之左右摇摆轴线重合；和

车头立板，固定在所述车架的前端并位于所述前摇臂的后方；

所述左悬挂组件以可转动方式与所述前摇臂的左端连接，且左悬挂组件之旋转轴线与所述前摇臂之旋转轴线平行，及所述左悬挂组件和所述车头立板之间设有左导向结构；所述左导向结构包括左弧形导向槽和左滚动导向组件；所述左弧形导向槽开设在所述车头立板的左侧；所述左滚动导向组件的一端固定在所述左悬挂组件上，其另一端以可滚动方式设置在所述左弧形导向槽中；

所述右悬挂组件以可转动方式与所述前摇臂的右端连接，且右悬挂组件之旋转轴线与所述前摇臂之旋转轴线平行，及所述右悬挂组件和所述车头立板之间设有右导向结构；所述右导向结构包括右弧形导向槽和右滚动导向组件；所述右弧形导向槽开设在所述车头立板的右侧；所述右滚动导向组件的一端固定在所述右悬挂组件上，其另一端以可滚动方式设置在所述右弧形导向槽中；

所述车架的前端设有车头立管，所述前摇臂和车头立板均安装在所述车头立管上；

所述左悬挂组件包括左转向管、左转向柱、左联板和左减震机构；所述左转向管上分别设有左上支架和左下支架；所述左转向柱以可转动方式安装在所述左转向管中；所述左联板固定在所述左转向柱的下端；所述左减震机构与所述左联板连接；所述左前轮安装在所述左减震机构上；

所述右悬挂组件包括右转向管、右转向柱、右联板和右减震机构；所述右转向管上分别设有右上支架和右下支架；所述右转向柱以可转动方式安装在所述右转向管中；所述右联板固定在所述右转向柱的下端；所述右减震机构与所述右联板连接；所述右前轮安装在所述右减震机构上。

2.根据权利要求1所述的一种双前轮车辆的摇摆悬挂***，其特征在于，所述车头立管对应所述前摇臂和所述车头立管的安装位置设有用以限制所述前摇臂转动的限位装置。

3.根据权利要求1所述的一种双前轮车辆的摇摆悬挂***，其特征在于，所述前摇臂之旋转轴线、左悬挂组件之旋转轴线和右悬挂组件之旋转轴线处于同一个平面。

4.根据权利要求1所述的一种双前轮车辆的摇摆悬挂***，其特征在于，

所述车头立管下端设有立管安装支架；

所述前摇臂的中部通过安装螺栓、滚珠轴承和衬套螺母与所述立管安装支架连接；

所述前摇臂的左端通过安装螺栓、滚珠轴承和衬套螺母与所述左转向管的左下支架连接；

所述前摇臂的右端通过安装螺栓、滚珠轴承和衬套螺母与所述右转向管的右下支架连接。

5.根据权利要求1所述的一种双前轮车辆的摇摆悬挂***，其特征在于，

所述左滚动导向组件的一端固定在所述左转向管的左上支架上，其另一端以可滚动方式设置在所述左弧形导向槽中；

所述右滚动导向组件的一端固定在所述右转向管的右上支架上，其另一端以可滚动方式设置在所述右弧形导向槽中。

6.根据权利要求5所述的一种双前轮车辆的摇摆悬挂***，其特征在于，所述左弧形导向槽和右弧形导向槽均贯穿所述车头立板；

所述左滚动导向组件包括衬套螺母、滚珠衬套或圆柱滚子轴承、推力球轴承和安装螺栓；所述衬套螺母固定在所述左转向管的左上支架上；所述安装螺栓自所述车头立板的后面穿过所述左弧形导向槽并与所述衬套螺母螺纹连接；所述滚珠衬套或圆柱滚子轴承和推力球轴承对应所述左弧形导向槽套设在所述安装螺栓上；

所述右滚动导向组件包括衬套螺母、滚珠衬套或圆柱滚子轴承、推力球轴承和安装螺栓；所述衬套螺母固定在所述右转向管的右上支架上；所述安装螺栓自所述车头立板的后面穿过所述右弧形导向槽并与所述衬套螺母螺纹连接；所述滚珠衬套或圆柱滚子轴承和推力球轴承对应所述右弧形导向槽套设在所述安装螺栓上。