[發明專利]工程機械三自由度鉸接底盤及越障控制方法

有效

• 申請號: 201610726299.8
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN106080781B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 李學飛;王繼新;李健;曹玥;倪志學;仝展;汪昶;李博宇
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D21/15
• 分類號: B62D21/15;B62D21/18
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 朱世林,王壽珍

1.一種工程機械三自由度鉸接底盤，包括前車體(2)和后車體(3)，其特征在于：

還包括三自由度鉸接裝置(1)，三自由度鉸接裝置(1)前端與前車體(2)相連，后端與后車體(3)相連；前車體(2)相對于后車體(3)具有橫擺、側傾和俯仰三個自由度；

所述的三自由度鉸接裝置(1)，包括相互旋轉連接的鉸接架甲(10)和鉸接架乙(11)，該旋轉運動產生前車體(2)相對于后車體(3)的側傾自由度；

所述的三自由度鉸接裝置(1)，還包括俯仰液壓缸，其一端與后車體(3)鉸接，另一端與鉸接架甲(10)鉸接，鉸接架甲(10)的兩端通過軸承甲(14)和軸承乙(17)與后車體(3)旋轉連接，俯仰液壓缸的伸縮運動產生前車體(2)相對于后車體(3)的俯仰自由度；

所述的三自由度鉸接裝置(1)，還包括并聯的轉向液壓缸甲(15)和轉向液壓缸乙(16)，它們的兩端分別與鉸接架乙(11)和前車體(2)鉸接，鉸接架乙(11)通過上鉸耳(111)、下鉸耳(112)與前車體(2)鉸接，轉向液壓缸甲(15)和轉向液壓缸乙(16)的伸縮運動產生前車體(2)相對于后車體(3)的橫擺自由度。

2.根據權利要求1所述的一種工程機械三自由度鉸接底盤，其特征在于：

所述的俯仰液壓缸是并聯的多于兩個的液壓缸。

3.根據權利要求2所述的一種工程機械三自由度鉸接底盤，其特征在于：

所述的鉸接架甲(10)上的圓柱孔(105)與鉸接架乙(11)上的圓柱軸(115)旋轉連接，所述的鉸接架甲(10)上的接頭甲(101)與軸承甲(14)旋轉連接，軸承甲(14)固定在后車架(30)的側板(304)上面，接頭乙(102)的連接方式與接頭甲完全相同；鉸接架甲(10)上的鉸耳甲(103)與俯仰液壓缸的活塞桿鉸接相連，俯仰液壓缸的缸筒端與后車架(30)上的鉸耳丁(302)鉸接；

所述的鉸接架乙(11)的上鉸耳(111)與前車架(20)上的橫梁甲(201)鉸接，下鉸耳(112)與前車架(20)上的橫梁乙(202)鉸接；鉸接架乙(11)上的右鉸耳(113)與轉向液壓缸甲(15)的活塞桿鉸接，轉向液壓缸甲(15)的缸筒端與前車架(20)上的鉸耳丙(203)鉸接，鉸接架乙(11)上的左鉸耳(114)與轉向液壓缸乙(16)的連接方式與右鉸耳(113)完全相同。

4.根據權利要求1所述的一種工程機械三自由度鉸接底盤，其特征在于：

所述的前車體(2)由前車架(20)、右前懸架(21)、左前懸架(22)、右前輪(23)和左前輪(24)組成，所述的右前懸架(21)和左前懸架(22)連接在前車架(20)上面，右前輪(23)與右前懸架(21)連接，左前輪(24)和左前懸架(22)連接；

所述的后車體(3)由后車架(30)、右后懸架(31)、左后懸架(32)、右后輪(33)和左后輪(34)組成，所述的右后懸架(31)和左后懸架(32)連接在后車架(30)上面，右后輪(33)與右后懸架(31)連接，左后輪(34)和左后懸架(22)連接。

5.根據權利要求4所述的一種工程機械三自由度鉸接底盤，其特征在于：

所述的右前輪(23)、左前輪(24)、右后輪(33)和左后輪(34)均為獨立驅動。

6.一種基于權利要求1至3中任一項所述的工程機械三自由度鉸接底盤的越障控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)判定車輛當前的行駛路況；

(2)根據路況信息，控制俯仰液壓缸的伸縮動作；

(3)俯仰液壓缸復位。

7.根據權利要求6所述的越障控制方法，其特征在于：

步驟(1)中所述的車輛當前的行駛路況包括大尺度Λ型凸起障礙路面、深V型障礙路面、水平或小尺度障礙路面。

8.根據權利要求6所述的越障控制方法，其特征在于：

步驟(2)的具體控制方法為：

A.若判定當前路況為水平或小尺度障礙路面時，俯仰液壓缸復位并鎖死，此時前車體(2)和后車體(3)處于水平狀態，兩者之間的俯仰夾角為0°；

B.若判定當前路況為大尺度Λ型凸起障礙路面，當右前輪(23)和左前輪(24)越過Λ型凸起障礙(40)的頂端，而右后輪(33)和左后輪(34)尚未越過Λ型凸起障礙(40)時，俯仰液壓缸同步收縮，俯仰液壓缸的收縮位置取決于Λ型凸起障礙(40)的尺寸；當達到指定位置后，俯仰液壓缸停止收縮，該位置能夠保證車輛底盤不會和Λ型凸起障礙(40)頂端接觸，保持當前的收縮位置，直到整車越過Λ型凸起障礙(40)頂端；當整車越過Λ型凸起障礙(40)的頂端后，俯仰液壓缸復位到初始狀態；

C.若判定當前路況為深V型障礙路面，當右前輪(23)和左前輪(24)越過深V型障礙(41)的底端，而右后輪(33)和左后輪(34)尚未越過深V型障礙(41)的底端時，俯仰液壓缸同步伸長，俯仰液壓缸的伸長位置取決于深V形障礙尺寸；當達到指定位置后，俯仰液壓缸停止伸長，該位置能夠保證車輛最前端和深V形障礙路面不發生碰撞，保持當前的伸長位置，直到整車越過深V形障礙底端；當整車越過深V形障礙底端后，俯仰液壓缸復位到初始狀態。