[發明專利]一種用于路面附著系數技術研究的四驅四轉無人搬運車

在審

• 申請號: 202210304693.8
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114940080A
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 劉麗霞;劉瑋;王嘯威;于水勝;張慶杰
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: B60L50/60
• 分類號: B60L50/60;B60L15/20;B62D11/04;B60Q1/26
• 代理公司: 南京業騰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 李靜

1.一種用于路面附著系數技術研究的四驅四轉無人搬運車，包括搬運車本體(1)，其特征在于：所述搬運車本體(1)的底部前后端連接分布有移動輪(2)，所述搬運車本體(1)的前后端中間安裝有LED照明燈(3)，所述搬運車本體(1)的前后端兩側安裝有雷達傳感器(4)，所述搬運車本體(1)的前后端頂部安裝有監控攝像頭(5)，所述搬運車本體(1)的后端兩側經過支柱安裝有警示燈(6)，所述搬運車本體(1)的底部安裝有主動控制裝置(9)，所述主動控制裝置(9)電性連接于移動輪(2)，所述移動輪(2)的內側端分別連接有獨立驅動機構。

2.根據權利要求1所述的一種用于路面附著系數技術研究的四驅四轉無人搬運車，其特征在于：所述搬運車本體(1)的一側中間端電性連接有充電端口(8)，所述充電端口(8)的頂部轉動連接有蓋板(10)。

3.根據權利要求1所述的一種用于路面附著系數技術研究的四驅四轉無人搬運車，其特征在于：所述搬運車本體(1)的另一側中間端電性連接有智能控制面板(11)，所述智能控制面板(11)的左端設有觸摸顯示屏(12)，所述觸摸顯示屏(12)的右端分布有控制按鍵(13)。

4.根據權利要求1所述的一種用于路面附著系數技術研究的四驅四轉無人搬運車，其特征在于：所述搬運車本體(1)的頂部前后端電性連接分布有急停按鈕(7)。

5.根據權利要求1所述的一種四驅四轉差動轉向與橫擺力矩協同控制方法，方法步驟如下，

S1，當線控轉向系統因執行機構發生浮動故障而徹底喪失轉向能力時，可通過控制分配前軸電機扭矩實現前輪差動轉向，以保證車輛循跡能力，同時通過協調后軸電機扭矩，保證車輛循跡過程中的橫擺穩定性；

S2，轉向系統正常工作時，線控轉向系統執行機構可直接追蹤由MPC軌跡跟蹤策略優化求解得到的期望前輪轉角，此時由于期望前輪轉角和實際前輪轉角相同，無差動力矩，當轉向系統失效時，前輪轉角跟蹤控制策略可通過前輪驅動轉矩分配產生差動力矩實現前輪轉向；

S3，針對四輪輪轂電機驅動搬運車轉向失效時的軌跡跟蹤問題，在建模過程中忽略懸架垂向作用力的影響，提高控制算法實時性，對車輛動力學模型進行適當簡化，忽略車輛在垂直方向的平動、繞y軸的俯仰運動以及繞x軸的側傾運動，僅考慮車輛縱向、橫向以及橫擺運動；

S4，下層轉矩優化分配控制器通過優化分配四個車輪的驅動轉矩實現上層求解得到的需求附加橫擺力矩、差動力矩和車速跟隨所需的縱向驅動力，可在保證上層軌跡跟蹤精度的同時維持車輛的穩定性。

S5，為了驗證上述控制策略的有效性，分別在不同車速下進行了換道與雙移線工況仿真，以驗證控制策略在高速、大曲率道路條件下的控制效果。

6.根據權利要求4所述的一種四驅四轉差動轉向與橫擺力矩協同控制方法，其特征在于：系統框架包括上層軌跡跟蹤控制器、下層轉矩優化分配控制器和被控對象。

7.根據權利要求4所述的一種四驅四轉差動轉向與橫擺力矩協同控制方法，其特征在于：模型預測控制過程可分為三個基本步驟：模型預測、滾動優化和誤差反饋校正。

8.根據權利要求4所述的一種四驅四轉差動轉向與橫擺力矩協同控制方法，其特征在于：優化目標的第一部分以輪胎的縱向力最小化為優化目標以增加車輛穩定性裕度，第二部分通過控制輪胎縱向力以滿足上層目標控制力矩的需求。