可变轮距车辆的转向控制装置及可变轮距车辆的制作方法

本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种可变轮距车辆的转向控制装置及可变轮距车辆。

背景技术：

在工程机械领域中，常常面对路窄或者是越障等道路运行环境，一般车辆无法通过，一般所跨越的障碍要求行距不同，因此，要求车辆的轮距可随障碍的长度大小行距进行调节，以满足车辆通过性能的要求。

如图1所示，车辆转向机构右转时，所有转向轮的轮轴延长线交汇于一点，以保证各转向轮与地面形成纯滚动。如图2所示，在可变轮距的车辆中，当轮距尺寸增大时，而轴距未发生相应的改变，两前轮的轮轴延长线与两后轮的轮轴延长线并不交汇于一点，会影响车辆轮距增大后的正常转向，从而影响整车的转向稳定性。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种可变轮距车辆的转向控制装置及可变轮距车辆。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种可变轮距车辆的转向控制装置，包括：

轮距检测器，用于获得转向时两转向轮的轮距；

弯径检测器，用于获取转弯半径；

控制模块，用于根据整车轴距、两转向轮的轮距和转弯半径计算得到内侧轮转角和外侧轮转角，且根据得到的内侧轮转角和外侧轮转角分别控制两转向轮的转向角度。

优选的，还包括：转向轮执行机构，转向轮执行机构包括转轴以及车轮连接轴，转轴竖立设置，车轮连接轴水平设置在转轴上，控制模块控制所述转轴的转动角度。

优选的，所述转轴包括伺服电机以及转轴本体，伺服电机用于驱动所述转轴本体转动，控制模块与伺服电机连接，控制模块用于控制伺服电机的转动。

优选的，所述转弯半径为两转向轮的轮距在最大和最小时，可变轮距车辆向两侧转动的最小转弯半径。

一种可变轮距车辆，包括以上任一所述的可变轮距车辆的转向控制装置。

优选的，所述可变轮距车辆包括轮距调节机构，轮距调节机构包括固定套筒以及滑杆，滑杆套装于固定套筒中且可相对固定套筒滑动以带动两转向轮相对或相背向移动。

优选的，还包括转向轮执行机构，转向轮执行机构包括转轴以及车轮连接轴，转轴竖立设置，车轮连接轴水平设置在转轴上，控制模块控制所述转轴的转动角度；

滑杆一端套装于固定套筒中，滑杆另一端设置有连接筒体，转轴穿过连接筒体。

优选的，所述滑杆包括双杆液压缸、旋转拉杆以及推杆，所述双杆液压缸设置在固定套筒中，所述推杆和旋转拉杆均为两个，两个推杆分别套装于固定套筒的两端筒口中，两个旋转拉杆的一端分别与两个推杆一一对应相铰接，两个旋转拉杆的另一端分别铰接到双杆液压缸的两活塞杆上，两旋转拉杆中部铰接到固定套筒中。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本实用新型工作效率高，与传统的转向技术相比，本实用新型能够有效的提升可变轮距车辆的工作效率，既节省了大量的操作时间和成本，还在一定程度上对减轻驾驶员的工作压力，起着推进作用。

2、本实用新型节能环保，因传统的机械转向技术在应用的过程中会消耗大量的能量，不仅会造成不少资源的浪费，还会增加经济压力。因此本实用新型具有明显的节能环保的特点，在实际投入使用时，能够节省大量的能源资源，同时还能减轻经济负担。

3、本实用新型的应用范围广泛，本实用新型不仅可以应用到汽车制造领域中，还可以应用到工程机械中，并且本实用新型运行稳定，可靠性好。

4、本实用新型还具有省力、反应迅速、结构简单和控制精度高的优点。

附图说明

图1是两转向轮的轮轴延长线交汇于一点的示意图；

图2是两转向轮的轮轴延长线相错开的示意图；

图3是本实用新型可变轮距车辆的转向控制装置的一个实施例的结构示意图；

图4是图3中的转向轮执行机构的结构示意图；

图5是本实用新型的可变轮距车辆局部的结构示意图；

图6是图5中的轮距调节机构的一个实施例的结构示意图；

图7是图5中的轮距调节机构拆除固定套筒后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一：

一种可变轮距车辆的转向控制装置，包括：

轮距检测器，轮距检测器用于获得转向时两转向轮的轮距；轮距检测器可以为距离测量器等。

弯径检测器，弯径检测器用于获取转弯半径；

控制模块，用于根据整车轴距、两转向轮的轮距和转弯半径计算得到内侧轮转角和外侧轮转角，且根据得到的内侧轮转角和外侧轮转角分别控制两转向轮的转向角度。具体的，根据整车轴距、两转向轮的轮距和转弯半径，通过公式1和公式2计算得到内侧轮转角和外侧轮转角；

其中，公式1：公式2：

式中：α：内侧轮转角；β：外侧轮转角；L：整车轴距；M：两转向轮的轮距；R：转弯半径；

控制模块，用于根据得到的内侧轮转角和外侧轮转角分别控制两转向轮的转向角度，即分别控制内侧轮和外侧轮的转动角度。

所述转弯半径为两转向轮的轮距在最大和最小时，可变轮距车辆向两侧转动的最小转弯半径(以下简称：最小转弯半径)。

图3为本实用新型可变轮距车辆的转向控制装置的一个实施例的结构示意图。本实施例还包括转向轮执行机构，转向轮执行机构为两个，分别与两个转向轮一一对应连接。如图4所示，转向轮执行机构包括转轴1以及车轮连接轴2，转轴1竖立设置，车轮连接轴2水平设置在转轴1上，控制模块控制所述转轴1的转动角度，转向轮安装于车轮连接轴2上。

上述实施例中，所述转轴1包括伺服电机3以及转轴本体4，伺服电机3用于驱动所述转轴本体4转动，控制模块与伺服电机3连接，控制模块用于控制伺服电机3的转动。

调整可变轮距车辆的方向盘与伺服电机3连接，从而控制伺服电机3的转动。

转弯半径可通过在预先设定行走路径时获得各转弯半径大小，也可以经实时检测取得。将轮距检测器测量到的转向时两转向轮的轮距信息发送至计算单元，由于整车轴距是固定值，因此，得到两转向轮的轮距和转弯半径后，即可根据公式1和公式2分别计算得出内侧轮转角和外侧轮转角，控制模块接收到内侧轮转角和外侧轮转角信息后，即控制内侧轮转角和外侧轮转动相应角度，从而实现顺畅地左转向或右转向。

而当可变轮距车辆沿最小转弯半径转向时由于最小转弯半径和两转向轮的轮距的最大值和最小值是可变轮距车辆出厂时固定的，因此可以不需检测或测量即可通过公式1和公式2计算得到内侧轮转角和外侧轮转角，可见本实用新型还可使可变轮距车辆在沿最小转弯半径转向时能顺畅的实现转向。

如图5所示，本实施例的可变轮距车辆，包括上述任一实施例的可变轮距车辆的转向控制装置。

图6为图5中的轮距调节机构的一个实施例的结构示意图。所述可变轮距车辆包括轮距调节机构，轮距调节机构包括固定套筒5以及滑杆，滑杆套装于固定套筒5中且可相对固定套筒5滑动以带动两转向轮相对或相背向移动。

所述滑杆包括旋转拉杆6以及推杆7、双杆液压缸8，旋转拉杆6中部铰接，旋转拉杆6两端分别与双杆液压缸8和推杆7铰接，所述推杆7套装于固定套筒5中。

如图7所示，所述双杆液压缸8设置在固定套筒5中，所述推杆7和旋转拉杆6均为两个，两个推杆7分别套装于固定套筒5的两端筒口中，两个旋转拉杆6的一端分别与两个推杆7一一对应相铰接，两个旋转拉杆6的另一端分别铰接到双杆液压缸8的两活塞杆上，两旋转拉杆6中部铰接到固定套筒5中。

轮距调节机构可以设置两个，一个调整两转向轮的轮距，另一个调整两后轮的轮距，两轮距调节机构可以联动，以便同时作相同量的调整。以下以调整两转向轮的轮距为例进行说明，当需要将轮距减少时，双杆液压缸8的活塞杆推出，两个旋转拉杆6转动分别牵引两个推杆7缩进固定套筒5，两个推杆7带动两转向轮相对移动以减少两转向轮的轮距。

当需要增加两转向轮的轮距时，双杆液压缸8的两活塞杆收缩，两个旋转拉杆6转动分别推动两个推杆7伸出固定套筒5，两个推杆7带动两转向轮相背向移动以增加两转向轮的轮距。

本实施例还包括转向轮执行机构，转向轮执行机构包括转轴以及车轮连接轴，转轴竖立设置，车轮连接轴水平设置在转轴上，控制模块控制所述转轴的转动角度，转向轮10安装于车轮连接轴2上；滑杆一端套装于固定套筒中，滑杆另一端设置有连接筒体9，转轴穿过连接筒体9。滑杆可以为两个，两个滑杆分别同时推动两个转向轮。

本实施为一种可变轮距车辆的转向控制方法，包括：

获取转向时两转向轮的轮距；

获取转弯半径；

根据整车轴距、两转向轮的轮距和最小转弯半径，通过公式1和公式2计算得到内侧轮转角和外侧轮转角；

其中，公式1：公式2：

式中：α：内侧轮转角；β：外侧轮转角；L：整车轴距；M：两转向轮的轮距；R：最小转弯半径；以及

根据得到的内侧轮转角和外侧轮转角分别控制两转向轮的转向角度，即分别控制内侧轮和外侧轮的转动角度。

所述转弯半径为两转向轮的轮距在最大和最小时，可变轮距车辆向两侧转动的最小转弯半径(以下简称：最小转弯半径)。

转弯半径可通过在预先设定行走路径时获得各转弯半径大小，也可以经实时检测取得。将轮距检测器测量到的或获得的转向时两转向轮的轮距信息发送至计算单元，由于整车轴距是固定值，因此，得到两转向轮的轮距和转弯半径后，即可根据公式1和公式2分别计算得出内侧轮转角和外侧轮转角，控制模块接收到内侧轮转角和外侧轮转角信息后，即控制内侧轮转角和外侧轮转动相应角度，从而实现左转向或右转向。

而当可变轮距车辆沿最小转弯半径转向时，由于最小转弯半径和两转向轮的轮距的最大值和最小值是可变轮距车辆出厂时固定的，因此，可以不需检测或测量即可通过公式1和公式2计算得到内侧轮转角和外侧轮转角，可见本实用新型还可使可变轮距车辆在沿最小转弯半径转向时能顺畅的实现转向。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。