一种无人车辆轮毂电机高机动性行驶驱动操纵系统技术方案

本实用新型专利技术属于车辆工程领域，公开了一种无人车辆轮毂电机高机动性行驶驱动操纵系统，前三桥为单纵臂桥，第四桥为双横臂桥，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，本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种无人车辆轮毂电机高机动性行驶驱动操纵系统
本技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了如下一种无人车辆轮毂电机高机动性行驶驱动操纵系统：一种无人车辆轮毂电机高机动性行驶驱动操纵系统，前三桥为单纵臂桥，第四桥为双横臂桥，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与车体上，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与转向节，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专项摇臂，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，所述第四桥为机械转向。与现有技术相比，本技术一种无人车辆轮毂电机高机动性行驶驱动操纵系统有以下优点：（1）行驶驱动系统采用8×8独立油气弹簧悬架匹配轮毂电机分布式驱动技术方案，可实现车辆越野路面，几何障碍条件下的车轮最优附着、最优驱动力矩分配，进而实现车辆超高的通过性能。（2）行驶驱动系统前三桥采用单纵臂悬架导向机构，大幅度提高车辆悬挂系统侧向刚度，有效避免车辆通过几何障碍过程中的车身侧翻、侧滑，实现车辆超常规的几何越障能力。（3）行驶驱动系统第四桥采用双横臂悬架导向结构，匹配转向系统具备车辆后轮转向能力，匹配车辆差速控制功能，可实现车辆灵活的横向偏转运动，大幅度提高车辆的越野机动性能。(4)行驶驱动系统纵臂布置方案为第一桥前摆，二桥后摆，实现车辆90度接近角，结合大行程低偏频悬架参数设计，可实现车辆一桥轮大面积附着，二、三、四桥车轮有效降低地面冲击功能。(5)行驶驱动系统匹配油气弹簧，与液压驱动系统协调，可实现车辆姿态的高低、俯仰、侧倾、斜倾调节。(6)系统采用第四桥机械转向、匹配车辆差速转向功能、可实现车辆中心转向、原地转向功能；高速机动时机械转向可实现车辆灵活横向机动。(7)转向器采用线控电驱动转向器，集成度高，可实现转向功能线控化。附图说明图1：行驶驱动操纵系统示意图。附图标记如下：1-轮胎轮辋总成，2-纵臂，3-纵臂安装架，4-油气弹簧，5-转向器，6-下横臂，7-上横臂，8-轮毂电机，9-转向拉杆，10-转向摇臂，11-中心拉杆，12-转向节。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。如图1所示，本技术提供了一种无人车辆轮毂电机高机动性行驶驱动操纵系统，行驶驱动系统采用8×8独立油气弹簧悬架匹配轮毂电机分布式驱动技术方案，前三桥为单纵臂桥，第四桥为双横臂桥，可实现车辆越野路面，几何障碍条件下的车轮最优附着、最优驱动力矩分配，进而实现车辆超高的通过性能；行驶驱动系统前三桥采用单纵臂悬架导向机构，大幅度提高车辆悬挂系统侧向刚度，有效避免车辆通过几何障碍过程中的车身侧翻、侧滑，实现车辆超常规的几何越障能力；行驶驱动系统第四桥采用双横臂悬架导向结构，匹配转向系统具备车辆后轮转向能力，匹配车辆差速控制功能，可实现车辆灵活的横向偏转运动，大幅度提高车辆的越野机动性能。单纵臂桥包括轮胎轮辋总成1、纵臂2、纵臂安装架3、油气弹簧4、轮毂电机8；双横臂桥包括上横臂7、下横臂6、转向节12、轮毂电机8和转向电机5部件。行驶驱动系统匹配大扭矩轮毂电机，可实现车辆超大角度纵坡、超高垂直障碍的攀爬通过，所述轮胎轮辋总成1螺接于轮毂电机8输出端；所述纵臂2轮胎端与轮毂电机8壳体螺接固定，车体端通过纵臂安装支架3紧固与车体上，使纵臂可绕车体横向轴线大角度摆动；所述上横臂7、下横臂6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与转向节12，并形成转向节偏转轴线。所述转向节12设计有转向系统连接点，通过转向系统驱动，可使转向节12绕自身轴线偏转，实现转向功能；转向节12与轮毂电机8通过螺栓紧固。所述油气弹簧4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2，下横臂6，并在此间传递弹性力和阻尼力，实现车轮跳动衰减。转向器5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9两端分别连接转向节和专项摇臂10，由转向摇臂10驱动，进而带动轮毂电机、轮胎轮辋实现转角偏转。行驶驱动系统匹配油气弹簧，与液压驱动系统协调，可实现车辆姿态的高低、俯仰、侧倾、斜倾调节；系统采用第四桥机械转向、匹配车辆差速转向功能、可实现车辆中心转向、原地转向功能；高速机动时机械转向可实现车辆灵活横向机动。作为上述实施例的优选，驶驱动系统纵臂布置方案为第一桥前摆，二桥后摆，可以实现车辆90度接近角，结合大行程低偏频悬架参数设计，可实现车辆一桥轮大面积附着，二、三、四桥车轮有效降低地面冲击功能。优选地，转向器采用线控电驱动转向器，集成度高，可实现转向功能线控化。本技术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。虽然本技术已以较佳实施例披露如上，但本技术并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本技术的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本技术的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人车辆轮毂电机高机动性行驶驱动操纵系统，其特征在于，前三桥为单纵臂桥，第四桥为双横臂桥，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与车体上，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与转向节，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专项摇臂，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。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人车辆轮毂电机高机动性行驶驱动操纵系统，其特征在于，前三桥为单纵臂桥，第四桥为双横臂桥，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与车体上，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与转向节，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，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵松，王福鹏，廖桐舟，冯付勇，闫智洲，张勇，丁鹏，赵艳辉，杨志勇，汤治伟，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11