一種鉸接式行星輪四驅(qū)車輛四輪差速轉(zhuǎn)向模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] -種行星輪式鉸接四驅(qū)車輛四輪差速轉(zhuǎn)向模型，屬于車輛控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動(dòng)汽車是當(dāng)今汽車行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，它涉及到車輛工程、電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、控 制技術(shù)、電池技術(shù)等領(lǐng)域的核心技術(shù)，其發(fā)展得到了國(guó)內(nèi)外大型研宄機(jī)構(gòu)的大力推動(dòng)，成為 當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)，各項(xiàng)成果也相繼被推出。
[0003] 為了提高電動(dòng)汽車運(yùn)行的速度和效率，采用四輪驅(qū)動(dòng)方式是電動(dòng)汽車發(fā)展的重要 趨勢(shì)。采用這種驅(qū)動(dòng)方式的電動(dòng)汽車在國(guó)內(nèi)的研宄中雖然取得了一定的進(jìn)展，但研制機(jī)構(gòu) 還較少。
[0004] 有學(xué)者對(duì)行星輪式半步行機(jī)構(gòu)做過(guò)研宄，主要被應(yīng)用于海底勘測(cè)車輛、月球探測(cè) 車的研宄。對(duì)于由行星輪式半步行機(jī)構(gòu)組成的車輛，轉(zhuǎn)向問(wèn)題一直得不到很好的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的在于將四驅(qū)車輛四輪差速技術(shù)應(yīng)用于鉸接式車輛，提出一種鉸 接式行星輪四驅(qū)車輛四輪差速轉(zhuǎn)向模型。本實(shí)用新型提出的四驅(qū)鉸接車輛四輪差速方法實(shí) 現(xiàn)了鉸接式行星輪四驅(qū)車輛的四輪差速轉(zhuǎn)向，且算法較為簡(jiǎn)單。四個(gè)行星車輪機(jī)構(gòu)可獨(dú)立 控制，可以有更靈活的操作性。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述功能，本實(shí)用新型是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 各行星車輪機(jī)構(gòu)利用差速實(shí)現(xiàn)整個(gè)鉸接式行星輪四驅(qū)車輛的轉(zhuǎn)向。
[0008] 本實(shí)用新型所述鉸接式行星輪車輛為鉸接式，轉(zhuǎn)向包含以下3種情形：鉸接式行 星輪四驅(qū)車輛前后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率為零(6^1 = 0:)且行星車輪機(jī)構(gòu)I、行星車輪機(jī)構(gòu)II、 行星車輪機(jī)構(gòu)III、行星車輪機(jī)構(gòu)IV的行進(jìn)速度VpV'i、VpV' ^不為零；鉸接式行星輪 四驅(qū)車輛前后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率不為零彳且V1J'pVpV' ^為零；鉸接式行星輪 四驅(qū)車輛前后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率不為零且Vi、V' ^VpV' ^不為零。
[0009] 本實(shí)用新型的原理：
[0010] 各行星車輪機(jī)構(gòu)利用行星車輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu) 111(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(S)差速實(shí)現(xiàn)整個(gè)鉸接式行星輪四驅(qū)車輛的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向時(shí)行星車 輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的速度包含 以下情形：
[0011] 所述的鉸接式行星輪四驅(qū)車輛前后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率為零（^ = 〇 ：)時(shí)，由鉸接 式車輛轉(zhuǎn)向模型得出行星車輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行星 車輪機(jī)構(gòu)IV⑶的行進(jìn)速度VpV' J勺方程
[0013] 其中Ipl2、b、0為已知量，給定行星車輪機(jī)構(gòu)III的行進(jìn)速度Vtl，即可求出其他 行星車輪機(jī)構(gòu)的行進(jìn)速度V1J1'、V。，行星車輪機(jī)構(gòu)1(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)11(5)、行星車 輪機(jī)構(gòu) 111(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的速度W1=V1,W1' =V1' ,Wci=VcrWci' =Vc/。
[0014] 所述的鉸接式行星輪四驅(qū)車輛前后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率不為零（0辛0)且Vp V1'、VpVc/為零時(shí)，由瞬心法得行星車輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu) 111(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的轉(zhuǎn)向速度Vl、v' j勺方程（行星車輪機(jī)構(gòu)III、行 星車輪機(jī)構(gòu)IV軸線處的固定鉸鏈為虛構(gòu)的）
[0016] 其中1:、l2、b、0、&為已知量，給定& ,即可求出其他行星車輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向速度Vl、 V'pV。、V' Q。sina、sin|3由式（一）得出，行星車輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、 行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的速度W1=Vl，W1' =V' ^Wci=VcrWci'= V〇〇
[0017] 所述的四驅(qū)車輛前后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率不為零（0辛0)且VpV/、Vc^Vc/ 不為零時(shí)，行星車輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行星車輪機(jī)構(gòu) IV(8)的速度分別為W1=VJv1,W/ =V/ +v'PWci=Vc^VwWc/ =Vc/ +V' 0。
[0018]本實(shí)用新型意義在于：
[0019] 1)本實(shí)用新型采用的鉸接式車輛分布式驅(qū)動(dòng)使車輛的傳動(dòng)更簡(jiǎn)便、操縱更靈活。
[0020] 2)本實(shí)用新型為分布式驅(qū)動(dòng)鉸接式四驅(qū)車輛提供了一種四輪差速轉(zhuǎn)向控制方式。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1，圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖和轉(zhuǎn)向過(guò)程簡(jiǎn)圖。
[0022] 圖1中，1-前車架、2-鉸接點(diǎn)1、3_后車架、4-行星車輪機(jī)構(gòu)1、5_行星車輪機(jī)構(gòu) 11、6_副車架、7-行星車輪機(jī)構(gòu)III、8-行星車輪機(jī)構(gòu)IV。
[0023] 圖2中，4_彳丁星車輪機(jī)構(gòu)I、5_彳丁星車輪機(jī)構(gòu)II、7_彳丁星車輪機(jī)構(gòu)III、8_彳丁星車 輪機(jī)構(gòu)IV、0-前后車架偏轉(zhuǎn)角、a，0-a，0只和與0互為余角、I1-鉸接點(diǎn)到行星車輪 機(jī)構(gòu)III和行星車輪機(jī)構(gòu)IV軸線的距離、I2-鉸接點(diǎn)到行星車輪機(jī)構(gòu)I和行星車輪機(jī)構(gòu)II 軸線的距離、b-車架中心線到各行星車輪機(jī)構(gòu)的距離、VpV1'、％、V-行星車輪機(jī)構(gòu)I、 行星車輪機(jī)構(gòu)II、行星車輪機(jī)構(gòu)III、行星車輪機(jī)構(gòu)IV的行進(jìn)速度、VpV'i、Vd、V' (T行 星車輪機(jī)構(gòu)I、行星車輪機(jī)構(gòu)II、行星車輪機(jī)構(gòu)III、行星車輪機(jī)構(gòu)IV的轉(zhuǎn)向速度、行星 車輪機(jī)構(gòu)III和行星車輪機(jī)構(gòu)IV軸線的絕對(duì)角速度。
[0024] 圖2中，行星車輪機(jī)構(gòu)III、行星車輪機(jī)構(gòu)IV軸線處的固定鉸鏈為虛構(gòu)的
【具體實(shí)施方式】
[0025] 圖1為本實(shí)施例中的鉸接式行星輪四驅(qū)車輛整車模型圖。
[0026]圖2為本實(shí)施例中的鉸接式行星輪四驅(qū)車輛轉(zhuǎn)向過(guò)程簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 本實(shí)施例中的鉸接式行星輪四驅(qū)車輛轉(zhuǎn)向時(shí)行星車輪機(jī)構(gòu)I (4)、行星車輪機(jī)構(gòu) II (5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III (7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的速度包含以下情形：
[0028] 鉸接式行星輪四驅(qū)車輛前后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率為零<：& = 〇：)時(shí)，由鉸接式車輛 轉(zhuǎn)向模型得出行星車輪機(jī)構(gòu)I (4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II (5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III (7)、行星車輪機(jī) 構(gòu)IV⑶的行進(jìn)速度V1J1'、％、Vc/的方程如式（一）。
[0029] 其中1:、12、b為已知量，0由在鉸接點(diǎn)（2)處加裝傳感器測(cè)得，給定行星車輪機(jī) 構(gòu)III的行進(jìn)速度Vtl，即可求出其他行星車輪機(jī)構(gòu)的行進(jìn)速度Vi、v、V。，行星車輪機(jī) 構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的速度W1=Vi， V =V，w0=v0，v = V。
[0030] 鉸接式行星輪四驅(qū)車輛前后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率不為零且VpV1'、Vp V0'為零時(shí)，由瞬心法得行星車輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行 星車輪機(jī)構(gòu)IV(S)的轉(zhuǎn)向速度Vl、V'i、V(l、V'd勺方程（行星車輪機(jī)構(gòu)III、行星車輪機(jī) 構(gòu)IV軸線處的固定鉸鏈為虛構(gòu)的）如式（二）。
[0031] 其中Ip12、b為已知量，0由在鉸接點(diǎn)⑵處加裝傳感器測(cè)得，給定：，即可求出 其他行星車輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向速度VnV'pV。、V'。。sina、Sin|3由式（一）得出，行星車 輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的速度W1 = Vpff/ =V1 '，W0=VcrWc/ =v，0〇
[0032] 四驅(qū)車輛前后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率不為零（&#〇)且VpV1'、VpVc/不為零時(shí)， 行星車輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(S)的速 度分別為評(píng)1=71+￥1，1/=￥/+￥'1，1 (|=￥(|+￥(|，1(/=￥(/+￥' 〇。
[0033] 經(jīng)過(guò)鉸接式行星輪四驅(qū)車輛模型的實(shí)驗(yàn)，本技術(shù)方案可行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鉸接式行星輪四驅(qū)車輛四輪差速轉(zhuǎn)向模型，所述鉸接式行星輪四驅(qū)車輛為鉸接 式；其特征在于，轉(zhuǎn)向時(shí)行星車輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行 星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的速度WpW'pWpW' ^包含以下情形：所述的鉸接式行星輪四驅(qū)車輛前 后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率為零C& = 〇：)時(shí)，由鉸接式車輛轉(zhuǎn)向模型得出行星車輪機(jī)構(gòu)I(4)、行 星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的行進(jìn)速度分別為VpV' VQ、V'i=V' Q=V' Q;所述的鉸接式行星輪四驅(qū)車輛前后 車架偏轉(zhuǎn)角的變化率不為零（》#〇)且L、V'pVpV' ^為零時(shí)，由瞬心法得行星車輪機(jī)構(gòu)I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的轉(zhuǎn)向速度分別為 Vi、v'pVpV'vWfVpW'i=v' Q=v' Q;所述的鉸接式行星輪四驅(qū) 車輛前后車架偏轉(zhuǎn)角的變化率不為零且1、V'pVpV' ^不為零時(shí)，行星車輪機(jī)構(gòu) I(4)、行星車輪機(jī)構(gòu)II(5)、行星車輪機(jī)構(gòu)III(7)、行星車輪機(jī)構(gòu)IV(8)的速度分別為1 =Vi+v^ff' !=Vri+v'ff0=V〇+v〇,ffr0=N' 0+v'〇〇
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鉸接式行星輪四驅(qū)車輛四輪差速轉(zhuǎn)向模型，屬于車輛控制領(lǐng)域。該車為4輪驅(qū)動(dòng)鉸接式結(jié)構(gòu)，采用分布式驅(qū)動(dòng)，其機(jī)械系統(tǒng)主要由兩個(gè)部件組成：行星車輪機(jī)構(gòu)和鉸接式車架。該車沒(méi)有設(shè)計(jì)專門的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，每個(gè)行星車輪由獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，依靠各輪的差速實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。較集中式驅(qū)動(dòng)車輛，4個(gè)行星車輪可獨(dú)立控制，增加了車輛的操縱靈活性，也省去了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使構(gòu)造更簡(jiǎn)單，減少了成本。
【IPC分類】B62D6/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204713200
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520018771
【發(fā)明人】師帥兵, 解磊
【申請(qǐng)人】西北農(nóng)林科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年1月4日