[发明专利]一种适用于质心可变负载的自适应调节装置

说明书

本发明提出一种适用于质心可变负载的自适应调节装置，属于质心可变负载的稳定与安全控制领域，尤其针对负载质心位置可变的道路运输车辆以及农业作业车辆的稳定性与安全性控制技术，该调节装置通过执行机构‑渐开线凸轮之间的联动效应，对负载在不同路况下的质心位置偏移情况，进行一定范围内的质心位置自适应调节，同时也可通过液压缸的主动压力驱动，以自适应调节为主，主动调节介入为辅，防止车辆在行驶过程中发生危险，能够提高车辆的行驶稳定性与安全性。

技术领域

本发明涉及质心可变负载的稳定与安全控制领域，具体涉及一种适用于质心可变负载的自适应调节装置。

背景技术

随着科学技术的发展，我国的机械相关行业也得到了较大发展，但在机械行业一直存在一个问题：如何通过质心调节来保持负载稳定。例如，用于模拟卫星等航天器空间姿态运动的气浮运动模拟器，其中模拟器本体的质心调节问题是直接影响气浮仿真实验结果的关键因素之一；用于各种不同用途的机器人，在行进或者作业的过程中，如何通过质心位置的调节来保持身体稳定也是一个关键问题；交通运输业中，不管是以客运、货运为主的道路运输车辆，还是农业上的作业车辆，甚至是轮船运输，都有一个共同的问题：负载的质心位置易受到外界因素影响而发生改变，从而导致失稳发生危险；在上述列举的应用实例中，都是由于负载的质心位置发生改变而带来的不利影响，而不止是在这些领域里面，在许多其他领域中也有关于质心调节的问题。

中国专利申请201510651088.8，公开了一种气浮运动模拟器质心调节系统，该系统利用固定配重单元和可调配重单元三级调节（手动粗调、手动精调和电控精调）的叠加，改变配重单元的大小，达到质心调节的目的；与本发明相比，该系统重量增加，结构复杂，而本发明利用负载自身重力的作用进行自适应调节，装置自身结构简单，响应迅速。

中国专利申请201210559298.0，公开了一种四连杆可调质心巡检机器人机构，该机构包括几个组成部分，其中质心调节机构主要由移动电机、丝杠、滚轮、螺母以及导轨支架组成，且安装于导轨支架上,通过质心调节机构实现机器人质心的调节,改善了挂线的行走夹持机构的受力状态，保证机器人在移动的过程中稳定；与本发明相比，该机构涉及到的组成部件较多，结构相对复杂，而且质心的调节依靠移动电机带动丝杠螺母的移动完成，中间有功率损耗，调节精度受到影响。

中国专利申请201710777689.2，公开了一种基于中性转向的电动汽车质心调节装置及方法，该装置利用有带轮、三角带以及相关连接杆组成的横向、纵向驱动机构调节驱动电机相对于电动汽车的位置，达到质心调节的目的；但由于调节的是驱动电机的位置，难以精准调节质心位置至平衡位置，与本发明相比，调节原理复杂，质心位置调节精确度不足。

中国专利申请201120572006.8，公开了一种质心可变式载重汽车车厢，其进行质心位置调节的原理：在车辆行驶在复杂道路之前,通过油缸控制质心调节车厢底板的举升,将一部分货物转移到主车厢后部而达到最佳的车厢质心分配。虽然操作原理相对简单，但无法精准确定调节程度。

中国专利申请201710831431.6，公开了一种汽车质心位置调整装置及其控制方法，该装置将伸缩杆、旋转头与车身固接在一起，通过改变伸缩杆的长度以及旋转头的位置从而达到改变质心位置的目的；与本发明相比，该装置及其控制方法需要通过采集车辆行驶状态信息才能做出相应控制动作，而本发明在质心发生变化的瞬时，就能利用自身重力的变化及时进行自适应调节，将质心调节回到平衡位置。

综上所述，如何通过对负载的质心位置进行调节，保证负载的稳定性是关键问题，克服现有技术的缺点与不足，设计一套结构与工作原理相对简单，调节精度以及工作效率均能满足工作要求的质心调节装置是非常有必要的。

发明内容

本发明为了解决上述问题，针对质心位置可变的负载，利用负载自身重力平衡，提出一种适用于质心可变负载的自适应调节装置，在质心位置变化的一定范围内，配合液压缸的主动控制，保证负载的质心稳定性。