本发明公开了一种防侧翻的缓震车架，包括缓震单元和防侧翻单元，缓震单元用于减缓竖直方向的上振动，提升驾驶舒适性，防侧翻单元用于改善车身的周向质量分布，削减冲击能量，减小发生侧翻的可能性，缓震单元包括上车架、下车架、第一缓震件和第二缓震件，防侧翻单元包括驱动件和缓冲件。本发明所述装置通过第一缓震件和第二缓震件的设置，能够使车架具有两级减震的功能，有效减少了车架向驾驶室传递的振动能量，改善整个车身的振动水平；通过防侧翻单元的设置，削减了冲击能量，减小发生侧翻的可能性。
缓震单元(100)，包括上车架(101)、下车架(102)、第一缓震件(103)和第二缓震件(104)，所述第一缓震件(103)和第二缓震件(104)设置于所述上车架(101)和下车架(102)之间，所述第一缓震件(103)包括固定在所述上车架(101)上的伸缩柱(103a)、固定在所述下车架(102)上的滑动筒(103b)、以及套在所述滑动筒(103b)上的第一弹簧(103c)，所述第二缓震件(104)包括设置在上车架(101)上的第一橡胶(104a)，以及设置在所述下车架(102)上的第二橡胶(104b)，所述第一橡胶(104a)和第二橡胶(104b)对应设置；
防侧翻单元(N)，设置在所述上车架(101)和下车架(102)内，包括驱动件(200)和缓冲件(300)，所述缓冲件(300)与所述上车架(101)或下车架(102)滑动配合，所述驱动件(200)带动所述缓冲件(300)进行移动；
所述缓冲件(300)包括支架滑移板(301)、设置于两个所述支架滑移板(301)之间的质量块(302)、设置于所述支架滑移板(301)侧面的隔离框(303)，以及设置于所述隔离框(303)和所述支架滑移板(301)之间的第二弹簧(304)；
所述缓冲件(300)在所述上车架(101)和下车架(102)内设置有多个，并且均匀分布；
所述驱动件(200)包括第一电机(201)和螺纹杆(202)，所述第一电机(201)带动所述螺纹杆(202)进行转动，所述螺纹杆(202)与所述隔离框(303)螺纹配合；
所述下车架(102)的下方设置有高度传感器(102a)；
在驱动件(200)不工作的情况下，质量块(302)和支架滑移板(301)约束在隔离框(303)内，在第二弹簧(304)的作用下减缓冲击力，使得车架保持较好的平衡性能；在车辆接近侧翻时，车架上的高度传感器(102a)感知左右或前后车轮高度变化，汽车中央控制单元ECU感知到高度传感器(102a)传递的高度信号并判断车架挂载垂向位移值超标后，控制相应的第一电机(201)进行转动，隔离框(303)进行移动，在第二弹簧304的作用下质量块(302)也会移动，通过质量的转移平复侧翻趋势，汽车中央控制单元ECU判断高度传感器(102a)传递的高度信号合理后，命令第一电机(201)反向转动，使隔离框(303)回归初始位置，在第二弹簧(304)的作用下质量块(302)也回归初始位置，平衡过程结束，当车辆遇到竖直振动时，通过第一缓震件(103)和第二缓震件(104)减缓振动，提升驾驶舒适性。
2.如权利要求1所述的防侧翻的缓震车架，其特征在于：所述第一缓震件(103)设置在所述上车架(101)的拐角位置，以及较长边梁的中间位置，所述第二缓震件(104)设置在相邻的两个所述第一缓震件(103)之间。
3.如权利要求2所述的防侧翻的缓震车架，其特征在于：所述伸缩柱(103a)上设置有第一限位凸台(103a‑1)，所述滑动筒(103b)上设置有与所述第一限位凸台(103a‑1)配合的第二限位凸台(103b‑1)。
4.如权利要求3所述的防侧翻的缓震车架，其特征在于：所述上车架(101)和下车架(102)上均设置有滑轨(101a)，所述支架滑移板(301)上设置与所述滑轨(101a)配合的第一凹槽(301a)。
5.如权利要求4所述的防侧翻的缓震车架，其特征在于：所述隔离框(303)上设置有与所述滑轨(101a)配合的第二凹槽(303a)。
6.如权利要求1～5任一所述的防侧翻的缓震车架，其特征在于：所述上车架(101)和下车架(102)采用槽钢焊接制成，所述防侧翻单元(N)嵌入在所述上车架(101)和下车架(102)内。
一种防侧翻的缓震车架
技术领域
[0001] 本发明涉及车架技术领域，特别是一种防侧翻的缓震车架。
背景技术
[0002] 随着道路条件改善和物流行业的不断发展，重载商用车越来越被普及，长时间驾驶过程中的车辆振动会损害驾驶员身心健康，例如长时间的驾驶会使得司乘人员手臂麻木且产生不同程度的眩晕和疲劳感，严重影响了驾驶安全性和舒适性，因此，有效的减小车体上的振动传递对提升车体的减振性能具有重要的研究价值。然而，现有文献研究和技术实施大多是针对于车身上的阻尼件的改进，很少有针对车架振动传递衰减过程的改进分析。
[0003] 此外，随着搭载货物的繁杂性和运输不稳定性，货物在运输过程中振动能量会不断的传递到车架，且部分货物运输产生的振动频率在与车架固有频率交叠时产生的共振效应问题很容易使得车架的传递振动水平进一步加重，进而影响车辆的舒适性、安全性和稳定性，并且传统车架尺寸框架和重量比较大，且左右和前后的重量分布较为均衡，然而在整车装配的环境下，考虑到驾驶室中驾驶员、车载设备和货物重量分布的随机性，很容易造成车体在前后或左右方向上重量的不均匀，这种缺陷很可能使得整车在急转弯、急停工况下侧翻。
发明内容
[0004] 本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
[0005] 鉴于上述和/或现有的防侧翻的缓震车架中存在的问题，提出了本发明。
[0006] 因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种防侧翻的缓震车架。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种防侧翻的缓震车架，其包括，缓震单元，包括上车架、下车架、第一缓震件和第二缓震件，所述第一缓震件和第二缓震件设置于所述上车架和下车架之间，所述第一缓震件包括固定在所述上车架上的伸缩柱、固定在所述下车架上的滑动筒、以及套在所述滑动筒上的第一弹簧，所述第二缓震件包括设置在上车架上的第一橡胶，以及设置在所述下车架上的第二橡胶，所述第一橡胶和第二橡胶对应设置；防侧翻单元，设置在所述上车架和下车架内，包括驱动件和缓冲件，所述缓冲件与所述上车架或下车架滑动配合，所述驱动件带动所述缓冲件进行移动。
[0008] 作为本发明所述防侧翻的缓震车架的一种优选方案，其中：所述缓冲件包括支架滑移板、设置于两个所述支架滑移板之间的质量块、设置于所述支架滑移板侧面的隔离框，以及设置于所述隔离框和所述支架滑移板之间的第二弹簧。
[0009] 作为本发明所述防侧翻的缓震车架的一种优选方案，其中：所述缓冲件在所述上车架和下车架内设置有多个，并且均匀分布。
[0010] 作为本发明所述防侧翻的缓震车架的一种优选方案，其中：所述驱动件包括第一电机和螺纹杆，所述第一电机带动所述螺纹杆进行转动，所述螺纹杆与所述隔离框螺纹配合。
[0011] 作为本发明所述防侧翻的缓震车架的一种优选方案，其中：所述第一缓震件设置在所述上车架的拐角位置，以及较长边梁的中间位置，所述第二缓震件设置在相邻的两个所述第一缓震件之间。
[0012] 作为本发明所述防侧翻的缓震车架的一种优选方案，其中：所述伸缩柱上设置有第一限位凸台，所述滑动筒上设置有与所述第一限位凸台配合的第二限位凸台。
[0013] 作为本发明所述防侧翻的缓震车架的一种优选方案，其中：所述上车架和下车架上均设置有滑轨，所述支架滑移板上设置与所述滑轨配合的第一凹槽。
[0014] 作为本发明所述防侧翻的缓震车架的一种优选方案，其中：所述隔离框上设置有与所述滑轨配合的第二凹槽。
[0015] 作为本发明所述防侧翻的缓震车架的一种优选方案，其中：所述下车架的下方设置有高度传感器。
[0016] 作为本发明所述防侧翻的缓震车架的一种优选方案，其中：所述上车架和下车架采用槽钢焊接制成，所述防侧翻单元嵌入在所述上车架和下车架内。
[0017] 本发明有益效果为：通过第一缓震件和第二缓震件的设置，能够使车架具有两级减震的功能，有效减少了车架向驾驶室传递的振动能量，改善整个车身的振动水平；通过防侧翻单元的设置，削减了冲击能量，减小发生侧翻的可能性。
附图说明
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0019] 图1为实施例1中防侧翻的缓震车架的结构图。
[0020] 图2为实施例1中防侧翻的缓震车架的第一缓震件和第二缓震件结构图。
[0021] 图3为实施例1中防侧翻的缓震车架的第一缓震件剖视图。
[0022] 图4为实施例1中防侧翻的缓震车架的缓冲件结构图。
[0023] 图5为实施例1中防侧翻的缓震车架的防侧翻单元结构图。
[0024] 图6为实施例1中防侧翻的缓震车架的质量块在车架上分布和滑移方向示意图。
[0025] 图7为实施例1中防侧翻的缓震车架的质量块移动后的车架系统左右方向上再平衡原理图。
[0026] 图8为实施例1中防侧翻的缓震车架的质量块移动后的车架系统前后方向上再平衡原理图。
具体实施方式
[0027] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0028] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0029] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0030] 实施例1
[0031] 参照图1和图2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种防侧翻的缓震车架，防侧翻的缓震车架包括缓震单元100和防侧翻单元N，缓震单元100用于减缓竖直方向的上振动，提升驾驶舒适性，防侧翻单元N用于改善车身的周向质量分布，削减冲击能量，减小发生侧翻的可能性。
[0032] 具体的，缓震单元100包括上车架101、下车架102、第一缓震件103和第二缓震件104，所述第一缓震件103和第二缓震件104设置于所述上车架101和下车架102之间，所述第一缓震件103包括固定在所述上车架101上的伸缩柱103a、固定在所述下车架102上的滑动筒103b、以及套在所述滑动筒103b上的第一弹簧103c，所述第二缓震件104包括设置在上车架101上的第一橡胶104a，以及设置在所述下车架102上的第二橡胶104b，所述第一橡胶
104a和第二橡胶104b对应设置。
[0033] 防侧翻单元N设置在所述上车架101和下车架102内，包括驱动件200和缓冲件300，所述缓冲件300与所述上车架101或下车架102滑动配合，所述驱动件200带动所述缓冲件300进行移动。
[0034] 上车架101和下车架102之间有一定距离，均采用槽钢焊接制成矩形框体，防侧翻单元N嵌入在所述上车架101和下车架102内，第一缓震件103不仅起到减震作用，还起到连接上车架101和下车架102的作用，故优选在伸缩柱103a上设置有第一限位凸台103a‑1，所述滑动筒103b上设置有与所述第一限位凸台103a‑1配合的第二限位凸台103b‑1，通过第一限位凸台103a‑1和第二限位凸台103b‑1的配合使上车架101和下车架102不会分离，第一缓震件103优选设置在车架的四个拐角处，若车架长度较长，可在车架较长边梁的中间位置也设置一个第一缓震件103。第二缓震件104一方面起到二级减震的作用，另一方面也是为了防止伸缩柱103a或滑动筒103b直接撞击到下车架102或上车架101上，为了能够更好的起到缓震的作用，所以第二缓震件104优选设置在相邻两个第一缓震件103中间的位置。
[0035] 进一步的，所述缓冲件300包括支架滑移板301、设置于两个所述支架滑移板301之间的质量块302、设置于所述支架滑移板301侧面的隔离框303，以及设置于所述隔离框303和所述支架滑移板301之间的第二弹簧304，所述缓冲件300在所述上车架101和下车架102内设置有多个，并且均匀分布，多个可滑移的质量块302可以改善车身的周向质量分布，其中在矩形车架短边梁内的质量块302滑动有助于改善车体侧倾、滑移以及横摆等多种危险趋势，而在长边梁102内的质量块302滑动有助于改善车身纵向摆动，例如驾驶室、车厢的纵向起伏趋势，可以较好的改善车身的稳定性，在传统车架基础上改善质量分布调节的缺陷，同时各隔离板303间的弹簧304也能在一定程度上削减冲击能量，进一步减小侧翻趋势的可能性。
[0036] 在本实施例中，所述驱动件200包括第一电机201和螺纹杆202，所述第一电机201带动所述螺纹杆202进行转动，所述螺纹杆202与所述隔离框303螺纹配合，驱动件200设置在矩形车架的四个边梁内，每一个螺纹杆202都和多个隔离框303配合。为了更好的移动缓冲件300，驱动件200在每个边梁中都设置有2个，分别设置在支架滑移板301的两侧，两个驱动件200可采用两个第一电机201进行驱动，也可以采用一个第一电机201驱动，并采用齿轮、齿条连接两个螺纹杆202，使两个螺纹杆202同步转动，需要说明的是，当采用两个第一电机201时，两个第一电机201转速和转向需要都相同，防止两个螺纹杆202转动不同步导致损坏设备。
[0037] 进一步的，所述上车架101和下车架102上均设置有滑轨101a，所述支架滑移板301上设置与所述滑轨101a配合的第一凹槽301a，所述隔离框303上设置有与所述滑轨101a配合的第二凹槽303a。
[0038] 优选的，所述下车架102的下方设置有高度传感器102a。高度传感器102a将车架的高度信息传输到汽车中央控制单元ECU，汽车中央控制单元ECU控制哪个或者哪几个第一电机201进行转动，并且控制转速，使相应的缓冲件300进行移动，从而可以使得质量块302的滑移速度、滑移距离变得可控。配合高度传感器102a传递出的高度信号作为反馈，可以实现整车车身的智能化闭环质量调节，弥补现有车身车架模块在智能调控上的缺陷。
[0039] 在驱动件200不工作的情况下，质量块302和支架滑移板301约束在隔离框303内，在第二弹簧304的作用下减缓冲击力，使得车架保持较好的平衡性能。极限危险情况下，驱动件200进行工作，在保持可控的运动行程下，质量块302和支架滑移板301进行移动，在第二弹簧304的作用下保持稳定、平缓的质量调整过程。
[0040] 本发明中的车架是现有的车架结构，且车架夹层间的中的滑动单元300材料来源广泛，零件制作工艺简单，成本低廉。对于中小企业而言，制作成本可控，在提升车体驾驶安全性的同时减小了整改的成本和周期，市场潜力巨大。
[0041] 需要说明的是，本发明所述装置平衡原理如下：
[0042] 首先，预定实施对象为带车厢的轻型运载货车，如图7所示，平衡线保持在车架形体的中心线上。然后从车身翻转方向考虑，预设由中心线两侧的车身左右质量分别为m1和m2，质量块302质量为Δm，两侧的重力势能分别为m1g和m2g，总的初始重力势能为M＝m1*g*h+m2*g*h，其中g为重力加速度，h为车架距离地面的高度。当产生极限侧翻的趋势时，由于质量块302的调节作用，偏移的质量块302引发的附加质量为k*Δm，由此侧翻作用下，翻转后的重力势能Mr＝(m1‑k*Δm)g*(L+ΔL1)+(m2+k*Δm)g*(L‑ΔL2)，其中ΔL1和ΔL2为左右侧的车架距离地面间的距离的改变量，相较于初始车架状态，重力势能耗散的能量差为‑k*Δm*g*ΔL1‑k*Δm*g*ΔL2，即等效为由质量块302偏移而减少的翻转重力耗散能量，由此车辆能迅速达到平衡状态。图8所示的车架系统前后方向上再平衡过程和左右方向上减少翻转能量机理相同，此处不再重复说明。
[0043] 在车辆倾倒在接近侧翻时，车架上的高度传感器102a感知左右或前后车轮高度变化，汽车中央控制单元ECU感知到高度传感器102a传递的高度信号并判断车架挂载垂向位移值超标后，控制相应的第一电机201进行转动，隔离框303进行移动，在第二弹簧304的作用下质量块302也会移动，通过质量的转移平复侧翻趋势，汽车中央控制单元ECU判断高度传感器102a传递的高度信号合理后，命令第一电机201反向转动，使隔离框303回归初始位置，在第二弹簧304的作用下质量块302也回归初始位置，平衡过程结束。当车辆遇到竖直振动时，通过第一缓震件103和第二缓震件104减缓振动，提升驾驶舒适性。
[0044] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
