[發明專利]一種基于電磁回復裝置的線控汽車多自由度操縱桿

有效

• 申請號: 201710794249.8
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107471948B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 鄭宏宇;楊碩;王琳琳
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60G17/00
• 分類號: B60G17/00;B62D1/14;B60K26/02;B60T7/10
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本發明設計了一種基于電磁回復裝置的線控汽車多自由度操縱桿。該機構由滾球控制裝置(1)、手柄(2)、垂向檔位裝置(3)、操縱桿底座(4)、平臺連接桿(5)、控制圓盤(6)、多自由度平臺(7)、電磁回復裝置(8)組成。通過控制手柄(2)帶動多自由度平臺(7)實現對車輛的橫向及縱向運動控制，通過滾球控制裝置(1)控制線控懸架，進而控制車輛的俯仰、側傾及對角的運動。通過垂向檔位裝置(3)對電磁回復裝置的回復力進行調節，進而實現根據駕駛員的主觀感受調節路面信息反饋的強度。本發明實現了對車輛俯仰和側傾的控制，提高了車輛的行駛穩定性。通過電磁裝置及相關結構設計，實現了路感反饋的模擬及調節，提升駕駛體驗。

技術領域

本發明設計了一種基于電磁回復裝置的線控汽車多自由度操縱桿。該機構不僅可用于控制車輛的轉向、加速、制動，同時可通過頂端設置的滾球控制裝置，通過主動懸架系統實現對車輛的俯仰及側傾運動控制。通過多自由度平臺及移動副處設置的電磁回復裝置，實現駕駛過程中的手力反饋。

背景技術

由于線控技術取消了輸入裝置與執行機構之間的機械連接，可以實現對執行機構的精確控制，以實現對汽車的優化控制。因此，隨著汽車技術的發展，線控技術成為汽車行業的發展趨勢；同時，在城市工況下，交通擁堵現象日益嚴重。因此，一種體積較小，行駛靈活的四輪獨立驅動/轉向/制動線控電動汽車在未來有著較大的優勢。這種車輛充分發揮底盤集成控制的優點，通過包括電控主動懸架在內的多種技術以提升車輛的行駛性能。該車輛的四輪轉角獨立且具有較大的自由度，因此可進行橫行、斜行、原地轉向等多種運動，在城市擁堵的空間內具有較大的靈活性。

同時，傳統車輛以方向盤、加速踏板等作為輸入，工作強度大，占用較大的車內空間；方向盤和轉向柱等機構也會影響車輛的被動安全性受到影響。因此，采用操縱桿作為控制機構具有較大的優越性。通過設置操縱桿，可以將轉向、制動、驅動等系統輸入集中到一起，對于單臂特殊駕駛員來說更為方便，同時也更有利于集成控制。專利CN102582674B提出一種可控制車輛加速、轉向、制動的二自由度力輸出操縱桿。但是該裝置未能實現駕駛過程中的力反饋控制,同時僅能實現兩個自由度的控制，無法實現對線控懸架系統的控制。

發明內容

本發明設計了一種基于電磁回復裝置的線控汽車多自由度的操縱桿機構。該機構不僅可通過操縱桿手柄2控制車輛的縱向及橫向的運動，同時可通過滾球控制裝置1控制主動懸架系統，進而控制車輛的俯仰及側傾運動。通過對車輛更多自由度的控制，提高了車輛的行駛穩定性及極端路面下的通過性，并增加了駕駛員的駕駛樂趣。在操縱桿的多自由度平臺7移動副處設置有電磁回復裝置8，通過對電磁回復力的控制，可以實現駕駛過程中轉向、驅動、制動的路感模擬。同時，操縱桿設置有垂向檔位控制，可以實現對電磁回復力的調節，使駕駛員可以根據自己的喜好對力反饋的大小進行設置。

該控制四輪獨立轉向汽車的多自由度操縱桿機構，其組成包括滾球控制裝置1、操縱桿手柄2、垂向檔位裝置3、操縱桿底座4、平臺連接桿5、控制圓盤6、多自由度平臺7、電磁回復裝置8、下電磁鐵9、復位彈簧10、上電磁鐵11、內筒12、外筒13、位移傳感器14、鋼球15、彈簧16。其中，操縱桿手柄2位于操縱桿底座4的上方，平臺連接桿5固連操縱桿手柄2及多自由度平臺7并穿過操縱桿底座4，平臺連接桿5與操縱桿底座4之間可上下滑動；操縱桿底座4內部包括滑動結構及垂向檔位裝置3；操縱桿底座4的下表面為球面，與之配合的控制圓盤6的上表面同為球面；控制圓盤6上開有圓孔，用以穿過平臺連接桿5，實現對操縱桿手柄2的約束限制；控制圓盤6可繞著中心轉動。