一种铰接式行星轮四驱车辆四轮差速转向模型的制作方法
【技术领域】
[0001] -种行星轮式铰接四驱车辆四轮差速转向模型，属于车辆控制领域。
【背景技术】
[0002] 电动汽车是当今汽车行业发展的重要趋势，它涉及到车辆工程、电机驱动技术、控 制技术、电池技术等领域的核心技术，其发展得到了国内外大型研宄机构的大力推动，成为 当前相关领域的研宄热点，各项成果也相继被推出。
[0003] 为了提高电动汽车运行的速度和效率，采用四轮驱动方式是电动汽车发展的重要 趋势。采用这种驱动方式的电动汽车在国内的研宄中虽然取得了一定的进展，但研制机构 还较少。
[0004] 有学者对行星轮式半步行机构做过研宄，主要被应用于海底勘测车辆、月球探测 车的研宄。对于由行星轮式半步行机构组成的车辆，转向问题一直得不到很好的解决。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的在于将四驱车辆四轮差速技术应用于铰接式车辆，提出一种铰 接式行星轮四驱车辆四轮差速转向模型。本实用新型提出的四驱铰接车辆四轮差速方法实 现了铰接式行星轮四驱车辆的四轮差速转向，且算法较为简单。四个行星车轮机构可独立 控制，可以有更灵活的操作性。
[0006] 为实现上述功能，本实用新型是通过以下方案实现的：
[0007] 各行星车轮机构利用差速实现整个铰接式行星轮四驱车辆的转向。
[0008] 本实用新型所述铰接式行星轮车辆为铰接式，转向包含以下3种情形：铰接式行 星轮四驱车辆前后车架偏转角的变化率为零(6^1 = 0:)且行星车轮机构I、行星车轮机构II、 行星车轮机构III、行星车轮机构IV的行进速度VpV'i、VpV' ^不为零；铰接式行星轮 四驱车辆前后车架偏转角的变化率不为零彳且V1J'pVpV' ^为零；铰接式行星轮 四驱车辆前后车架偏转角的变化率不为零且Vi、V' ^VpV' ^不为零。
[0009] 本实用新型的原理：
[0010] 各行星车轮机构利用行星车轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构 111(7)、行星车轮机构IV(S)差速实现整个铰接式行星轮四驱车辆的转向。转向时行星车 轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行星车轮机构IV(8)的速度包含 以下情形：
[0011] 所述的铰接式行星轮四驱车辆前后车架偏转角的变化率为零（^ = 〇 ：)时，由铰接 式车辆转向模型得出行星车轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行星 车轮机构IV⑶的行进速度VpV' J勺方程
[0013] 其中Ipl2、b、0为已知量，给定行星车轮机构III的行进速度Vtl，即可求出其他 行星车轮机构的行进速度V1J1'、V。，行星车轮机构1(4)、行星车轮机构11(5)、行星车 轮机构 111(7)、行星车轮机构IV(8)的速度W1=V1,W1' =V1' ,Wci=VcrWci' =Vc/。
[0014] 所述的铰接式行星轮四驱车辆前后车架偏转角的变化率不为零（0辛0)且Vp V1'、VpVc/为零时，由瞬心法得行星车轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构 111(7)、行星车轮机构IV(8)的转向速度Vl、v' j勺方程（行星车轮机构III、行 星车轮机构IV轴线处的固定铰链为虚构的）
[0016] 其中1:、l2、b、0、&为已知量，给定& ,即可求出其他行星车轮机构的转向速度Vl、 V'pV。、V' Q。sina、sin|3由式（一）得出，行星车轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、 行星车轮机构III(7)、行星车轮机构IV(8)的速度W1=Vl，W1' =V' ^Wci=VcrWci'= V〇〇
[0017] 所述的四驱车辆前后车架偏转角的变化率不为零（0辛0)且VpV/、Vc^Vc/ 不为零时，行星车轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行星车轮机构 IV(8)的速度分别为W1=VJv1,W/ =V/ +v'PWci=Vc^VwWc/ =Vc/ +V' 0。
[0018]本实用新型意义在于：
[0019] 1)本实用新型采用的铰接式车辆分布式驱动使车辆的传动更简便、操纵更灵活。
[0020] 2)本实用新型为分布式驱动铰接式四驱车辆提供了一种四轮差速转向控制方式。
【附图说明】
[0021] 图1，图2为本实用新型的结构示意图和转向过程简图。
[0022] 图1中，1-前车架、2-铰接点1、3_后车架、4-行星车轮机构1、5_行星车轮机构 11、6_副车架、7-行星车轮机构III、8-行星车轮机构IV。
[0023] 图2中，4_彳丁星车轮机构I、5_彳丁星车轮机构II、7_彳丁星车轮机构III、8_彳丁星车 轮机构IV、0-前后车架偏转角、a，0-a，0只和与0互为余角、I1-铰接点到行星车轮 机构III和行星车轮机构IV轴线的距离、I2-铰接点到行星车轮机构I和行星车轮机构II 轴线的距离、b-车架中心线到各行星车轮机构的距离、VpV1'、％、V-行星车轮机构I、 行星车轮机构II、行星车轮机构III、行星车轮机构IV的行进速度、VpV'i、Vd、V' (T行 星车轮机构I、行星车轮机构II、行星车轮机构III、行星车轮机构IV的转向速度、行星 车轮机构III和行星车轮机构IV轴线的绝对角速度。
[0024] 图2中，行星车轮机构III、行星车轮机构IV轴线处的固定铰链为虚构的
【具体实施方式】
[0025] 图1为本实施例中的铰接式行星轮四驱车辆整车模型图。
[0026]图2为本实施例中的铰接式行星轮四驱车辆转向过程简图。
【具体实施方式】
[0027] 本实施例中的铰接式行星轮四驱车辆转向时行星车轮机构I (4)、行星车轮机构 II (5)、行星车轮机构III (7)、行星车轮机构IV(8)的速度包含以下情形：
[0028] 铰接式行星轮四驱车辆前后车架偏转角的变化率为零<：& = 〇：)时，由铰接式车辆 转向模型得出行星车轮机构I (4)、行星车轮机构II (5)、行星车轮机构III (7)、行星车轮机 构IV⑶的行进速度V1J1'、％、Vc/的方程如式（一）。
[0029] 其中1:、12、b为已知量，0由在铰接点（2)处加装传感器测得，给定行星车轮机 构III的行进速度Vtl，即可求出其他行星车轮机构的行进速度Vi、v、V。，行星车轮机 构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行星车轮机构IV(8)的速度W1=Vi， V =V，w0=v0，v = V。
[0030] 铰接式行星轮四驱车辆前后车架偏转角的变化率不为零且VpV1'、Vp V0'为零时，由瞬心法得行星车轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行 星车轮机构IV(S)的转向速度Vl、V'i、V(l、V'd勺方程（行星车轮机构III、行星车轮机 构IV轴线处的固定铰链为虚构的）如式（二）。
[0031] 其中Ip12、b为已知量，0由在铰接点⑵处加装传感器测得，给定：，即可求出 其他行星车轮机构的转向速度VnV'pV。、V'。。sina、Sin|3由式（一）得出，行星车 轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行星车轮机构IV(8)的速度W1 = Vpff/ =V1 '，W0=VcrWc/ =v，0〇
[0032] 四驱车辆前后车架偏转角的变化率不为零（&#〇)且VpV1'、VpVc/不为零时， 行星车轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行星车轮机构IV(S)的速 度分别为评1=71+￥1，1/=￥/+￥'1，1 (|=￥(|+￥(|，1(/=￥(/+￥' 〇。
[0033] 经过铰接式行星轮四驱车辆模型的实验，本技术方案可行。
【主权项】
1. 一种铰接式行星轮四驱车辆四轮差速转向模型，所述铰接式行星轮四驱车辆为铰接 式；其特征在于，转向时行星车轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行 星车轮机构IV(8)的速度WpW'pWpW' ^包含以下情形：所述的铰接式行星轮四驱车辆前 后车架偏转角的变化率为零C& = 〇：)时，由铰接式车辆转向模型得出行星车轮机构I(4)、行 星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行星车轮机构IV(8)的行进速度分别为VpV' VQ、V'i=V' Q=V' Q;所述的铰接式行星轮四驱车辆前后 车架偏转角的变化率不为零（》#〇)且L、V'pVpV' ^为零时，由瞬心法得行星车轮机构I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行星车轮机构IV(8)的转向速度分别为 Vi、v'pVpV'vWfVpW'i=v' Q=v' Q;所述的铰接式行星轮四驱 车辆前后车架偏转角的变化率不为零且1、V'pVpV' ^不为零时，行星车轮机构 I(4)、行星车轮机构II(5)、行星车轮机构III(7)、行星车轮机构IV(8)的速度分别为1 =Vi+v^ff' !=Vri+v'ff0=V〇+v〇,ffr0=N' 0+v'〇〇
【专利摘要】本实用新型涉及一种铰接式行星轮四驱车辆四轮差速转向模型，属于车辆控制领域。该车为4轮驱动铰接式结构，采用分布式驱动，其机械系统主要由两个部件组成：行星车轮机构和铰接式车架。该车没有设计专门的转向机构，每个行星车轮由独立的电机驱动，依靠各轮的差速实现转向。较集中式驱动车辆，4个行星车轮可独立控制，增加了车辆的操纵灵活性，也省去了传动机构，使构造更简单，减少了成本。
【IPC分类】B62D6/02
【公开号】CN204713200
【申请号】CN201520018771
【发明人】师帅兵, 解磊
【申请人】西北农林科技大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年1月4日