[發明專利]一種橫縱向間距可調式線控底盤及其控制方法

有效

• 申請號: 202110572382.5
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113184053B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 靳立強;靳博豪;王科;李建華
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D21/14
• 分類號: B62D21/14;B60B37/00;B60R16/023
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

1.一種橫縱向間距可調式線控底盤的控制方法，使用橫縱向間距可調式線控底盤，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、采集各車輪的輪速信號、轉角信號和周圍環境信號；

步驟二、當S＜20kph且P_v＜0.5°時，車輛模式能夠轉換為軸距調節模式；

當S＝0kph且P_v＝90°時，車輛模式能夠轉換為輪距調節模式；

其中，S為車速，P_v為車輪轉角，v＝1,2,3,4；

步驟三、當車輛為軸距調節模式時，根據周圍環境信號判斷障礙物的位置，將靠近障礙物的前端車輪或后端車輪作為制動車輪，另一端的車輪作為驅動車輪，同時調節所述前端車輪或者后端車輪的驅動力矩差值；

當車輛為輪距調節模式時，根據周圍環境信號判斷障礙物的位置，將靠近障礙物的左側車輪或右側車輪作為制動車輪，另一側的車輪作為驅動車輪；

其中，所述驅動車輪的輪心最高速度為20kph；

步驟四、當車輛的軸距調節完成后，軸距鎖止機構啟動；

當車輛的輪距調節完成后，輪距鎖止機構啟動；

其中，所述橫縱向間距可調式線控底盤，包括：

多個輪轂電機車輪模塊，其分別一一對應的與車輛的輪胎相連接；以及

多個輪距調節系統，其一端分別一一對應的與所述輪轂電機車輪模塊相連接；

后端固定車架，其設置在后端兩個輪距調節系統的另一端之間；

下滑軌車架，其一端與所述后端固定車架相連接，所述下滑軌車架上等間距的設置多個限位孔；

前端固定車架，其設置在前端兩個輪距調節系統的另一端之間；

上滑體車架，其一端與所述前端固定車架相連接，另一端可滑動的設置在所述下滑軌車架上；

軸距鎖止機構，其固定在所述上滑體車架上，用于可選擇的鎖定所述上滑體車架和下滑軌車架的位置；

其中，所述輪距調節系統包括：

懸架端支架，其設置在所述輪轂電機車輪模塊上；

剪叉式裝置，其包括兩個第一端、兩個第二端、兩個第三端和兩個第四端，所述兩個第一端對稱鉸接在所述懸架端支架上，所述兩個第二端與所述兩個第一端對稱的鉸接在所述前端固定車架或后端固定車架上，所述兩個第三端可滑動的對稱設置在所述懸架端支架上，所述兩個第四端與所述兩個第三端對稱可滑動的設置在所述前端固定車架或后端固定車架上；

輪距鎖止機構，其固定在所述前端固定車架或后端固定車架上，用于限制所述兩個第四端的位置；

所述輪距鎖止機構包括：

第一驅動電機，其固定在所述前端固定車架或后端固定車架上；

第一錐齒輪，其與所述第一驅動電機的輸出端相連接；

第二錐齒輪，其與所述第一錐齒輪相嚙合；

絲杠，其與所述第二錐齒輪相連接；

鎖止滑塊，其可滑動的設置在所述絲杠上，且所述鎖止滑塊設置在所述兩個第四端之間；

所述軸距鎖止機構包括：

第二驅動電機，其固定在所述上滑體車架上；

主動齒輪，其與所述第二驅動電機的輸出端相連接；

從動齒輪，其與所述主動齒輪相嚙合；

限位銷，其與所述從動齒輪相連接，且所述限位銷設置有外螺紋；

其中，所述從動齒輪能夠相對于所述主動齒輪進行沿自身軸向方向的移動，所述限位銷可選擇的插入所述限位孔內。

2.如權利要求1所述的橫縱向間距可調式線控底盤的控制方法，其特征在于，當所述輪距鎖止機構啟動時，所述第一驅動電機的角速度與所述車輪轉速滿足：

式中，n_d為車輪轉速，r為車輪的有效滾動半徑，t為輪距調節時間，a為剪叉式結構一個單元的橫向距離，l_x為剪叉式結構的單桿長度，ω_wt為第一驅動電機的角速度，i_bg為第一錐齒輪副角傳動比，p為絲杠的導程。

3.如權利要求2所述的橫縱向間距可調式線控底盤的控制方法，其特征在于，當所述軸距鎖止機構啟動時，所述從動齒輪的升降速度滿足：

式中，i_g為齒輪副傳動比，q為限位銷的螺紋導程，ω_wb為第二驅動電機的角速度。

4.如權利要求3所述的橫縱向間距可調式線控底盤的控制方法，其特征在于，當所述車輛模式為軸距調節模式且S＝0kph時，左側的驅動車輪縱向力與右側的驅動車輪縱向力滿足：

F_lx_l+F_rx_r＝M_f+M_b；

式中，F_l為左側的驅動車輪縱向力，x_l為左側的驅動車輪接地區域中心到車輛質心的橫向距離，F_r為右側的驅動車輪縱向力，x_r為右側的驅動車輪接地區域中心到車輛質心的橫向距離，M_f為外界激勵對車輛產生的橫擺力矩，M_b為制動跑偏產生的橫擺力矩；

當所述車輛模式為軸距調節模式且S≠0kph時，所述左側的驅動車輪縱向力與右側的驅動車輪縱向力滿足：

式中，F_li為各車橋左側的車輪驅動力，F_ri為各車橋右側的車輪驅動力，i＝1，2,3…n，n為車軸的個數；

當所述車輛模式為輪距調節模式時，前端的驅動車輪縱向力與后端的驅動車輪縱向力滿足：

F_ffx_ff+F_rrx_rr＝M_f+M_b；

式中，F_ff為前端的驅動車輪縱向力，x_ff為前端的驅動車輪接地區域中心到車輛質心的橫向距離，F_rr為后端的驅動車輪縱向力，x_rr為后端的驅動車輪接地區域中心到車輛質心的橫向距離。