[發(fā)明專利]一種球形輪胎轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711419345.0
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108215655A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張顯;徐興;仵曉涵;周澤原;孫斯嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B60B19/14
• 分類號: B60B19/14;B62D5/04;B62D6/00;B62D113/00;B62D137/00
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1.一種球形輪胎轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，包括轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、檢測機(jī)構(gòu)和電子控制單元；

所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括球形輪胎、球形輪胎支架(3)、直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)、彈性裝置(5)、傳動桿(6)、短軸(7)和直線驅(qū)動裝置(8)；

所述球形輪胎安裝在所述球形輪胎支架(3)上；所述球形輪胎支架(3)與所述直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)的主軸固定連接；所述彈性裝置(5)布置在所述直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)的殼體與所述球形輪胎支架(3)之間，并與所述直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)的主軸同軸；所述直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)的殼體與所述傳動桿(6)的一端連接；所述傳動桿(6)的另一端通過所述短軸(7)與車身(11)轉(zhuǎn)動連接；所述直線驅(qū)動裝置(8)主軸與傳動桿(6)連接；所述直線驅(qū)動裝置(8)驅(qū)動傳動桿(6)繞所述短軸(7)轉(zhuǎn)動；

所述控制系統(tǒng)包括檢測機(jī)構(gòu)、電子控制單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述檢測機(jī)構(gòu)測量方向盤轉(zhuǎn)角的大小和方向、車輪的轉(zhuǎn)速、車輛的加速度大小和方向、球形輪胎支架(3)的轉(zhuǎn)角、球形輪胎的側(cè)傾角、采集路面信息，并將數(shù)據(jù)信息傳送到電子控制單元；

所述電子控制單元包括輸入模塊、運算模塊、電機(jī)控制模塊和輸出模塊；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)和直線驅(qū)動裝置(8)；所述輸入模塊接收方向盤轉(zhuǎn)角信息、轉(zhuǎn)速信息、加速度信息、支架轉(zhuǎn)角信息、側(cè)傾角信息和路面信息，并將信息傳送到所述運算模塊；所述運算模塊根據(jù)接收到的信息，計算出當(dāng)前最優(yōu)的球形輪胎轉(zhuǎn)角和球形輪胎側(cè)傾角，并將計算結(jié)果傳遞到所述電機(jī)控制模塊；所述電機(jī)控制模塊根據(jù)運算模塊的計算結(jié)果生成直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)控制指令和直線驅(qū)動裝置(8)控制指令，并將控制指令傳送到所述輸出模塊；所述輸出模塊與直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)和直線驅(qū)動裝置(8)連接，控制直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)和直線驅(qū)動裝置(8)工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形輪胎轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測機(jī)構(gòu)包括方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、加速度傳感器、支架轉(zhuǎn)角傳感器、側(cè)傾角傳感器和視覺傳感器；

所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器安裝在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向軸上，用于測量方向盤轉(zhuǎn)角的大小和方向，并將方向盤轉(zhuǎn)角信息傳送到所述電子控制單元；

所述轉(zhuǎn)速傳感器包括第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器、第三轉(zhuǎn)速傳感器和第四轉(zhuǎn)速傳感器；所述第一轉(zhuǎn)速傳感器、所述第二轉(zhuǎn)速傳感器、所述第三轉(zhuǎn)速傳感器和所述第四轉(zhuǎn)速傳感器分別用于測量左側(cè)前輪、右側(cè)前輪、左側(cè)后輪和右側(cè)后輪的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速信息傳送到所述電子控制單元；

所述加速度傳感器用于測量車輛的加速度大小和方向，并將加速度信息傳送到所述電子控制單元；

所述支架轉(zhuǎn)角傳感器用于測量球形輪胎支架(3)的轉(zhuǎn)角，即直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)主軸的轉(zhuǎn)角，并將支架轉(zhuǎn)角信息傳送到所述電子控制單元；

所述側(cè)傾角度傳感器用于測量球形輪胎的側(cè)傾角，并將側(cè)傾角信息傳送到所述電子控制單元；

所述視覺傳感器用于采集路面信息，并將路面信息傳送到電子控制單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形輪胎轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)為直線旋轉(zhuǎn)混合型電機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的球形輪胎轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)對所述球形輪胎支架(3)施加垂向力。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的球形輪胎轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測機(jī)構(gòu)還包括支架行程傳感器；

所述支架行程傳感器用于測量球形輪胎支架(3)的上下跳動行程，并將支架行程信息傳送到所述電子控制單元的輸入模塊；所述輸入模塊接收支架行程信息，并將信息傳送到所述運算模塊；所述運算模塊根據(jù)接收到的信息，計算出當(dāng)前最優(yōu)的輪胎支架垂向力，并將計算結(jié)果傳遞到所述電機(jī)控制模塊；所述電機(jī)控制模塊根據(jù)運算模塊的計算結(jié)果生成直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)控制指令，并將控制指令傳送到所述輸出模塊；所述輸出模塊與直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)連接，控制直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(4)工作。