Способ управления тяговым приводом колесного транспортного средства и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к транспортным роботам, к способам и устройствам управления тяговым приводом полноприводного колесного транспортного средства высокой проходимости, в частности управление при преодолении препятствий. Цель изобретения - увеличение курсовой устойчивости транспортного средства и снижение динамической нагруженности привода. Сущность способа и работа устройства заключаются в следующем. Определяют углы наклона рельефа в точках наклона каждого колеса с грунтом, выбирают по одному колесу на каждом борту транспортного средства, частоты вращения которых оставляют заданными и при обкатывании препятствий не изменяют, а частоты вращения остальных колес по каждому борту изменяют пропорционально отношению косинусов углов наклона рельефа под выбранным колесом борта и соответствующими остальными колесами того же борта. 2 с. и 2 з.п.ф-лы. 5 ил. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 62 0 57/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779217/11 (22) 08.01.90 (46) 30.04.92. Бюл. hL 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного машиностроения (72) Л.С. Абрамов, Е,В. Авотин, А,M. Петров, А.С. Цыганков и П.С. Сологуб (53) 629.1.02 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

%1249832, кл. В 62 D 57/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1357296, кл. В 62 D 7/14, 1986. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ

ПРИВОДОМ КОЛЕСНОГО TPAHСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к транспортным роботам, к способам и устройствам управления тяговым приводом полноприводного коИзобретение относится к транспортным средствам, а именно к способам и устройствам управления тяговым приводом полнаприводного колесного транспортного средства высокой проходимости, в частности управления при преодолении препятствий.

Целью изобретения является увеличение курсовой устойчивости транспортного средства и снижение динамической нагруженности привода, уменьшение динамической нагруженности, На фиг. 1 приведена схема для определения углов наклона рельефа при обкатывании препятствий в точках контакта колес с грунтом на примере одного борта шестиколесного транспортного средства; на фиг. 2— график изменения радиальной реакции на колеса передней оси при движении транс„„SU„„1729891 А1 лесного транспортного средства высокой проходимости, в частности управление при преодолении препятствий, Цель изобретения — увеличение курСовой устойчивости транспортного средства и снижение динамической нагруженности привода. Сущность способа и работа устройства заключаются в следующем. Определяют углы наклона рельефа в точках наклона каждого колеса с грунтом, выбирают по одному колесу на каждом борту транспортного средства, частоты вращения которых оставляют заданными и при обкатывании препятствий не изменяют, а частоты вращения остальных колес по каждому борту изменяют пропорционально отношению косинусов углов наклона рельефа под выбранным колесом борта и соответствующими остальными колесами того же борта. 2 с, и 2 з.п.ф-лы.

5 ил. портного средства через препятствие типа

"шпала" с регулированием (а) и без регулирования (6) частоты вращения колес в зави-. симости от пройденного расстояния Х; на фиг. 3 — структурная схема устройства управления тяговым приводом; на фиг. 4— структурная схема блока определения угла наклона рельефа в точках контакта i-го колеса с грунтом; на фиг, 5 — электрическая схема дифференцирующей цепочки.

Из геометрических построений (фиг, 1) следует, что проекция линейной скорости

i-ro колеса на горизонтальную плоскость определяется зависимостью

ЧР=Ч cos Q, где V p — проекция линейной скорости i-го колеса на горизонтальную плоскость;

V; — окружная скорость Qi-го колеса;

1729891

10

25

45

55

Qi — угол наклона рельефа в точке контакта i-го колеса с грунтом.

Для дополнительного снижения динамических нагрузок на ходовую часть и увеличения курсовой устойчивости транспортному средства за счет снижения курсового увода необходимо обеспечить равенство линейных скоростей Ч;р для всех колес, т.е.:

V1 cosQ1 = V2 со$02 = V3 cos03.

Пусть колесо средней оси одного из бортов имеет заданную окружную скорость, которая при движении не изменяется. Обозначим эту скорость через V, т.еЛ2 =Ч. Тогда, если транспортное средство движется по ровной поверхности (О = О), то следует, что окружные скорости всех колес должны быть равны между собой, т.е,:

V1 =V2 = Чз =V.

Если движение транспортного средства происходит по пересеченной поверхности (01 э- О), то вновь устанавливаемые (теку.щие) окружные скорости колес, при которых обеспечиваетс.". согласованное обкатывание препятствий, огределяются из соотношений:

COS Q2 COS Q2

COS Q 1 COS Q 3

Таким, образом, измеряя в процессе движение углы наклона рельефа в точках контакта каждого колеса с грунтом, из указанных соотношений определяют окружные скорости, которые должны быть реализованы тяговым приводом i-го колеса, В качестве примера на фиг. 2 представлены результаты одного из вариантов моделирования на ЭВМ процесса движения шестиколесного транспортного средства через препятствие типа "шпала", высота которого составляла 0,15 м, а ширина 0,2 м.

Преодоление препя"ствия моделировалось с регулированием (а) и без регулирования (б) частот вращения колес.

На фиг. 2 видно, что при встрече транспортного средства с препятствием (Х = 2,4 м) нагруженность ходовой части при регулировании частот вращения колес существенно уменьшается по сравнению с нагруженностью, которая имеет место без регулирования частот вращения. Из фиг. 2 следует, что снижение нагруженности на ходовую часть может достигать 36%

Устройство, реализующее предлагаемый способ управления (фиг. 3), состоит из задатчика 1 частоты вращения колес по бортам и регулируемых приводов 2 — 7 колес 8—

13, дополнительно включает для каждого колеса измерители косинуса угла наклона рельефа в точке контакта колеса с грунтом относительно горизонта 14 — 19, два умножителя 20 и 21 и две группы блоков деления 22, 23 и 24, 25 по числу бортов, а каждой из которых число блоков на один меньше числа колес борта. При этом умножители одними входами подключены к соответствующим выходам задатчика частот вращения колес по бортам, а другими — к измерителям косинуса угла наклона рельефа в точке контакта одного из выбранных колес соответствующего борта с грунтом, регулируемые приводы которых подключены к выходам задатчика и частота вращения которых дополнительно не меняется. У блоков деления входы делимого подключены к выходам соответствующих умножителей, входы. дел ителя — к соответствующим измерителям угла наклона рельефа в точке контакта соответствующего колеса с грунтом, а выходы подключены к входам регулируемых приводов этих же колес.

Зная высоту рельефа под i-м колесом М (фиг, 1), угол наклона рельефа 0; в точках контакта i-го колеса с грунтом может быть определен путем дифференцирования сигнала hi. Структурная схема выделения Qi приведена на фиг. 4, а электрическая схема дифференцирующей цепочки на фиг. 5. На фиг. 4 позицией 26 обозначено устройство измерения рельефа, позицией 27 — дифференцирук щая цепочка, В качестве умножителей и блоков деления могут использоваться известные устройства аппаратного умножения и деления или они могут быть организованы на базе единого вычислительного устройства.

Для дополнительного повышения курсовой устойчивости транспортного средства в условиях, приводящих к выходу приводов на максимальную частоту вращения или к их полной остановке, к задатчику частот вращения по бортам подключаются регулируемые приводы колес одной оси.

Для обеспечения возможности максимального повышения частоты вращения передних колес при наезде на препятствия, что позволяет максимально снизить динамические нагрузки на ходовую часть, к задатчику частот вращения колес по бортам могут подключаться регулируемые приводы колес любой оси, кроме передней.

Формула изобретения

1. Способ управления тяговым приводом колесного транспортного средства, заключающийся в задании частоты вращения колес и ее изменении при преодолении препятствий, отличающийся тем, что, с целью увеличения курсовой устойчивости и снижения динамической нагруженности

1729891

55 привода, определяют углы наклона рельефа в точках контакта каждого колеса с грунтом, наперед заданной оставляют частоту вращения пары колес, расположенных на одной оси, а изменение частот вращения остальных колес осуществляют пропорционально отношению косинуса угла наклона рельефа под колесом с заданной частотой вращения к косинусу угла наклона рельефа под соответствующим колесом.

2. Способпо п.1, отл ича ющийся тем, что наперед заданной оставляют частоту вращения колес любой из последующих за первой осей.

3, Устройство для управления тяговым приводом колесного транспортного средства, содержащее индивидуально регулируемые приводы колес и задатчик частот вращения колес по бортам, выходы которого подключены к входу одного из регулируемых приводов колес по каждому борту, о тл и ч а ю ще еся тем, что, с цельюувеличения курсовой устойчивости и снижения динамической нагруженности привода, оно содержит измерители косинуса угла наклона рельефа в точках контакта каждого коле5 са с грунтом, два умножителя и две группы блоков деления, вход делимого каждого из которых подключен к выходу умножителя, вход делителя — к измерителям косинуса угла наклона рельефа в точках контакта с

10 грунтом соответствующего колеса, а выход подключен к входу. регулируемого привода того же колеса, при этом каждый из умножителей подключен своим первым входом к выходу задатчика частот вращения колес по

15 бортам, а вторым — к измерителю косинуса угла наклона рельефа: в,точках контакта с грунтом колеса, регулируемый привод которого подключен к выходу упомянутого задатчика.

20 4. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что задатчик соединен с приводом колес одной из следующих за первой осей.

Н

2500

2000

7500

70DO

2,90

1729891

2М

1729891

Составитель А.Глинка

Редактор Т,Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор Н.Киштулинец

Заказ 1476 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям. при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул;Гагарина, 101