[发明专利]一种水陆两栖车的驱动系统

权利要求书

1.一种水陆两栖车的驱动系统，其特征在于，具有：

车架；

第一车桥、第二车桥和第三车桥，安装在所述车架上；所述第一车桥、第二车桥和第三车桥上安装有车轮；

履带机构，设置在所述车架上；

所述履带机构具有：

履带支架；

油气弹簧，其第一端与所述车架铰接，油气弹簧的活塞杆与所述履带支架铰接；

摆臂，其第一端与所述车架铰接，第二端与所述履带支架铰接；

主动轮和张紧轮，分别转动安装在所述履带支架的两端；所述主动轮与车体动力机构连接；

负重轮支架，通过减震器与所述履带支架连接；

负重轮，转动安装在所述负重轮支架上；

履带，缠绕在所述主动轮、张紧轮和负重轮上；

所述履带机构设置在所述第一车桥和第二车桥之间；所述车架两侧各设有一组履带机构，每组履带机构上设有两个油气弹簧；

履带机构通过油气弹簧的收缩可实现收放，履带机构收起时车辆以轮式正常行走，实现车辆在结构化路面的行驶；履带机构放下与地面接触时，车辆以轮、履复合行走机构行驶，增大了与地面的接触面积，降低接地比和车轮下陷量，实现车辆的可靠行驶；

悬架为双横臂式悬架，包括上横臂和下横臂，所述上横臂和下横臂的第一端与车轮铰接，第二端与所述车架铰接；还包括车轮伸缩油气弹簧，所述车轮伸缩油气弹簧第一端与所述车架铰接，第二端与所述车轮铰接；

所述车架底部设有喷水、喷气清洗装置，喷水管和喷气管的出口朝向所述履带；

工作工况为：

1)水上航行工况：车辆下水行驶前将履带机构收起避免产生额外的水中阻力，车辆在水中行驶时收起各个车轮，减小车轮产生的水中阻力；

2)水陆交界工况：车辆登陆之前放下履带机构，保证在车辆接触地面时获得足够的驱动力，提高车辆登陆能力；

3)越野工况：当车辆通过松软路面行驶时，控制履带机构油气弹簧伸张，放下履带与地面接触并提供驱动力，提高车辆通行效率；当车辆行驶在崎岖路面时，放下履带机构并将车轮伸缩油气弹簧伸张至最大行程，车辆离地间隙达到最大值，提高车辆在崎岖路面的通过性；

4)陆上行驶工况：当行驶在平整的路面时，控制履带机构油气弹簧收缩收起履带机构，以轮式行走机构行驶，保证了机动性；与此同时，为增加行驶稳定性，收缩轮式行走系统的车轮伸缩油气弹簧，降低车身高度；

控制过程包括：

对于轮履复合驱动车辆，车轮与履带行走机构分别独立驱动，即车轮和履带行走机构的输出转矩、转速都独立控制；因此对车辆进行运动和动力学控制的本质是在感知车轮与地面之间力的作用和传递情况基础上，对车轮和履带的输出转矩和转速进行分布式独立调节，通过履带行走机构和车轮之间输出转矩或转速的差异，使得在满足动力需求基础上产生所需的附着力，由此来改变分布式驱动车辆的运动姿态；此外在特殊工况下，能够通过对车轮和履带行走机构转速进行分布式调节，提高车辆的通过性和地形适应能力；

当使用履带时，整车控制器监测方向盘转角信号，判断整车处于直行工况或转向工况；当判断整车处于直线行驶工况时，整车VCU监测当前驱动轴的转速信号与履带转速信号，当两者速度差大于设定阈值时，整车域控制器通过比例电磁阀开度对履带速度进行调速；当判断整车处于转向工况时：监控方向盘转角达到转向阈值，通过当前车速和方向盘转角，采用阿卡曼转向模型模拟计算出左右履带的目标车速，对左右履带进行车速的独立控制，以满足履带驱动时整车的转向需求；

在控制轮履复合速度匹配过程中，还需要对履带机构进行高度控制，根据地面起伏操纵履带机构升降，避免承受超过规定的轴荷，损坏结构或液压系统；

在轮履复合行驶过程中，实时采集履带压力传感器数据和位移传感器数据；轮履复合控制系统具备标定功能，标定并存储履带压力阈值，履带高位和低位；仅当车速为零时响应整车控制器发送的履带高度调节指令；当履带压力大于标定阈值，停止控制，并反馈履带已触地；当位移传感器达到目标控制值，停止控制，反馈高度调节到位；在行驶过程中，控制系统感知到履带压力大于标定阈值时，控制油气弹簧提升履带机构，减小履带系统承重。

2.如权利要求1所述的水陆两栖车的驱动系统，其特征在于，悬架行程控制在-130mm至120mm之间，车轮提升时悬架行程在-130mm至400mm之间，所述车轮伸缩油气弹簧包括内外缸筒、主副密封、充油充气单向阀、上下支耳、及防尘罩，其中防尘罩采用高硅氧材料。