[发明专利]一种无人车辆轮毂电机行驶驱动操纵系统

说明书

本发明属于车辆工程领域，公开了一种无人车辆轮毂电机行驶驱动操纵系统，第一第二桥单纵臂桥，第三、四桥为双横臂桥，所述单纵臂桥包括轮胎轮辋总成、纵臂、纵臂安装架、油气弹簧和轮毂电机；所述双横臂桥包括上横臂、下横臂、转向节、轮毂电机和转向器，本发明利用分布式驱动轮毂电机匹配油气弹簧独立悬挂，使车辆实现了超高几何障碍通过能力，高速越野路面机动能力。系统采用全点驱动方式，功率密度大、用空间小、工作稳定可靠；系统部件模块化设计，互换性好造价低廉、易于维护。

技术领域

本发明涉及一种轻型超高机动车辆轮毂电机行驶驱动操纵系统，属于车辆工程领域。

背景技术

轻型超高机动车辆对其通过能力提出了严苛的指标要求：平均越野速度30千米/小时；最大爬坡度不低于32°；最大侧倾行驶坡度不低于20°；越壕宽不低于1.2米；上下垂直障碍高度不低于0.6米；具备松软地面通行能力等；超高的通过能力要求，对车辆行驶驱动系统提出了全新的要求：超大悬架行程；具备车姿调节功能；侧向刚度大；具备灵活转向能力；超大驱动力矩输出；超大接地面积等，现有技术中四桥越野车大多数为重型越野，将四桥应用到轻型高机动车辆，无法满足轻型高机动车辆的性能要求，如200620158767.8公开了一种油气弹簧独立悬架以及采用该悬架的重型汽车，该独立悬架结构笨重，无法应用于轻型高机动车辆，无法满足轻型机动车辆的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下一种无人车辆轮毂电机行驶驱动操纵系统：

一种无人车辆轮毂电机行驶驱动操纵系统，其特征在于所述第一第二桥为单纵臂桥，第三四桥为双横臂桥，所述单纵臂桥包括轮胎轮辋总成、纵臂、纵臂安装架、油气弹簧和轮毂电机；所述双横臂桥包括上横臂、下横臂、转向节、轮毂电机和转向器；所述轮胎轮辋总成螺接于轮毂电机输出端；所述纵臂轮胎端与轮毂电机壳体螺接固定，车体端通过纵臂安装支架紧固于车体上，使纵臂可绕车体横向轴线大角度摆动；所述上横臂、下横臂通过销轴连接于车体，可实现横臂绕车体横向大角度摆动，横臂球头端通过大角度球铰链连接于转向节，并形成转向节偏转轴线；所述转向节设计有转向系统连接点，通过转向系统驱动，可使转向节绕自身轴线偏转；所述转向节与轮毂电机通过螺栓紧固；所述油气弹簧上支点以球关节轴承方式铰接于车体，下止点通过销轴分别连接纵臂和下横臂，传递弹性力和阻尼力；转向器壳体安装于车体，输出端驱动转向摇臂实现摇臂相对于车体摆动，摇臂中间通过中心拉杆实现运动耦合；转向拉杆两端分别连接转向节和转向摇臂，由转向摇臂驱动，进而带动轮毂电机、轮胎轮辋实现转角偏转。

作为优选，所述转向器为线控电驱动转向器。

作为优选，所述第三、四桥为机电复合转向。

所述第三、四桥为机电复合转向，转向角控制策略为：

作为优选，油气弹簧弹性力为：

其中，各参数含义如下：

F_s表示油气弹簧弹性力，单位是N；

R_g表示气体常数，单位是J/(mol·k)，优选8.314；

T表示热力学温度，单位是K；

m_q表示油气弹簧内气体质量，单位是Kg；

V₀表示油气弹簧内气体初始体积，单位是mm³；