[發明專利]一種輪對的行進系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201910049621.1
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109823162B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 武耀艷;陳昌鑫;龐偉;馬鐵華;武志博;李帆;焦斌;郭文超;裴東興;任一峰
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B60K7/00
• 分類號: B60K7/00;B62D11/00;B62D11/04
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發明公開了一種輪對的行進系統及其控制方法，該系統包括輪轂電機，將輪轂電機用主連軸機構連接起來組成輪對結構，在行進的過程中通過在聯軸機構所放置的轉角傳感器來采集雙輪行駛的狀態，將采集后的數據通過插卡式智能控制板，對采集數據進行處理，應用控制算法對此時所得到的輪子狀態進行控制；所述插卡式智能控制板與其他的輪對進行組網，構成協同控制。本發明突破了傳統的輪子轉向機構，為未來車子行進的模式進行了全新的探索，給出了相應的設計，提供了一種可以實現共享經濟發展、人工智能發展的一種全新驅動模式。

技術領域

本發明涉及一種有別于我們傳統的扭桿傳動轉向和SMPT平板車的液壓發動機的轉向模式，具體涉及一種輪對的行進系統及其控制方法。

背景技術

輪對的驅動模式在目前來說還是不成熟的，但是在大型的工程機械中漸漸出現了雙輪或者多輪的驅動方式，但是這樣的方式還是想讓整個車的接地面積增大，并沒有真正把輪對的差速轉向優勢體現出來，所以有必要沖輪對的驅動方式來對整個車的驅動和轉向方式來進行全新的設計。

現有的車輛的轉向系統主要是由扭桿機構來實現，其一，造成整個車輛的轉向過于死板，而且在轉向過程中的能量損耗較為嚴重，其二，轉向上難以實現全方位轉向，在轉向的過程中只能夠轉過有限度的某個角度，不能充分利用輪胎的功能；其三，不利于車輛共享的發展；其四，不利于隨著神經網絡、機器學習、人工智能發展來實現汽車向更高的領域發展。利用調整兩個車輪的速度行駛是非常好的，例如在直線行駛時只需要保證兩個車輪的速度是一樣的，在轉向過程中保證兩個車輪速度存在速度差，這樣就會實現車的各種路況行駛，在車轉向的過程中也將是非常迅速的，同時非常容易實現側向行駛，在某些特殊場合是非常好的。

國內目前的輪對方式有SMPT大型平板車模型，但是他的輪對在轉向上與本發明有本質的區別。SMPT平板車的雙輪技術如圖3所示：其中主要包括液壓支撐和液壓轉向機構。12-SMPT雙輪結構實心輪胎或者充氣輪胎，13-液壓支撐結構，14-液壓驅動器，15-T型聯軸器，16-法蘭軸座，17-轉向支架機構；這種方式構成的相關雙輪機構是基于液壓轉向驅動器來實現的，沒有基于地面的摩擦和差速來實現，難以實現比較快速的轉向，同時這種設計存在轉向對輪胎的磨損比較大的缺點。

發明內容

本發明旨在提供一種輪對的行進系統及其控制方法，突破傳統的輪子轉向機構，為未來車子行進的模式進行了全新的探索，給出了相應的設計。

本發明的轉向是基于兩個獨立驅動的輪子之間的差速實現轉向，但是SMPT平板車實現轉向是利用液壓驅動，起到類似舵機的功能來實現轉向。所以基于現在還沒有這樣的輪對驅動模式，來設計出本模式下的發明。本發明基于輪轂電機的發展，提供了一種可以實現共享經濟發展、人工智能發展的一種全新驅動模式。

本發明提供了一種輪對的行進系統，包括輪轂電機，將輪轂電機用主連軸機構連接起來組成輪對結構，在行進的過程中通過在聯軸機構所放置的轉角傳感器來采集雙輪行駛的狀態，將采集后的數據通過插卡式智能控制板，對采集數據進行處理，應用控制算法對此時所得到的輪子狀態進行控制；所述插卡式智能控制板與其他的輪對進行組網，構成協同控制。

所述插卡式智能控制板，中部為主控芯片，上部設有插卡式智能控制器金指，左右兩側分別設有AD轉換模塊、網絡端口、通信接口和控制模塊；進一步地，所述主控芯片型號為STM32F103ZET6，AD轉換模塊型號:ZIAD USB CARD USB 6005，網絡端口模塊型號：W5500I,通信接口模塊型號：PCM-3680-BE,控制模塊型號：NIcRIO-9039，轉角傳感器型號：米郎WOA-C。

所述主連軸機構由一根實心的鋼桿組成，主連軸結構與車輪的連接方式是：在車輪上預留的桿通過兩個聯軸器與主軸連接。

所述聯軸機構由一個T型軸組成，聯軸機構與主軸通過開通孔的方式與主連軸機構連接，與法蘭軸承通過焊接的方式連接，轉角傳感器放置在法蘭聯軸器內部。