一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统，包括四个轮架；控制单元，包括整车控制器，以及与所述整车控制器相连的轮架综合控制器和行走电驱动控制器；四个轮架驱动机构，与所述轮架综合控制器相连，各轮架驱动机构分别与对应的轮架相连，控制对应轮架的位姿；四组车轮单元，每组车轮单元至少包括2个车轮，各车轮均设于对应轮架的同一侧，由对应轮架控制位姿；四组行走驱动单元，与所述行走电驱动控制器相连，各组行走驱动单元分别与对应的车轮单元相连，控制对应车轮单元中各车轮的运行状态为行走状态、转向状态或停止状态。本发明专利技术能够实现姿态可调、动力输出的综合，以实现全地面和高通过性的运行要求。

【技术实现步骤摘要】
一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统
本专利技术属于电驱动、电动汽车领域，具体涉及一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统。
技术介绍
多轮独立驱动车辆具有机动、灵活、反应迅速、可靠性高、易于实现复杂的驱动力控制等特点。多轮独立驱动电动车每个车轮装备一台驱动电机，在一个或几个驱动电机损坏的情况下，车辆在合理的控制策略下仍可以正常行驶，在方便的时候更换损坏的驱动电机，提高了驱动系统工作的冗余度和可靠性。多轮独立驱动适用于复杂地面的通过性要求，而增加车辆的姿态调节功能可以进一步提高通过性能、增强动力和整车行驶的灵活性。为了增强整车的通过性，目前的新型行走机构如三角履带行走机构，包括行走支架、前轮座、承重轮、导向轮、后轮座、驱动轮、三角橡胶履带及履带张紧调节机构，采用发动机驱动和机械差速或者两侧分别采用电机独立驱动。而一些高通过性的轮式行走机构，趋势为采用多轮独立驱动，利用多个独立控制的电动机分别驱动电动汽车的多个车轮，车轮之间没有机械传动环节。而整车利用液压悬挂系统进行调姿。或者附加整车的调姿结构，利用离合器实现行走与调姿动力的切换，实现整车的调姿。可见，现有技术，存在以下缺点：(1)多轮独立驱动车辆利用整车的悬挂系统进行调姿，调节范围有限。(2)行走与姿态调节的动力输出控制需要利用离合器等机械进行切换，不能实现独立控制，灵活性和可控性差；并且动力输出单一，为了满足某些高通过性的工况需求，行走与姿态调节的动力配合难以实现。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统，能够实现姿态可调、动力输出的综合，以实现全地面和高通过性的运行要求。为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统，包括：四个轮架；控制单元，包括整车控制器，以及与所述整车控制器相连的轮架综合控制器和行走电驱动控制器；四个轮架驱动机构，与所述轮架综合控制器相连，各轮架驱动机构分别与对应的轮架相连，控制对应轮架的位姿；四组车轮单元，每组车轮单元至少包括2个车轮，各车轮均设于对应轮架的同一侧，由对应轮架控制位姿；四组行走驱动单元，与所述行走电驱动控制器相连，各组行走驱动单元分别与对应的车轮单元相连，控制对应车轮单元中各车轮的运行状态为行走状态、转向状态或停止状态。可选地，所述轮架驱动机构包括：轮架翻转电机，用于提供驱动力；轮架翻转减速器，其输入轴与所述轮架翻转电机相连；轮架翻转制动器，与所述轮架翻转电机相连，用于提供机械制动力；轮架翻转链，套设于所述轮架翻转减速器输出轴处的链轮外侧，以及套设在对应的轮架外侧，实现带动对应轮架转动，改变轮架的位姿。可选地，所述轮架驱动机构包括旋转编码器，所述旋转编码器与所述轮架翻转电机相连，用于进行测速。可选地，当所述轮架翻转电机处于旋转状态，且所述轮架翻转制动器处于解除锁状态时，所述轮架翻转减速器和轮架翻转链由所述轮架翻转电机驱动，所述轮架驱动机构处于持续转动的状态；当所述轮架翻转电机处于堵转模式产生电磁力通过所述轮架翻转减速器和轮架翻转链的传动，实现轮架电磁力锁止；当所述轮架翻转制动器处于锁止状态，通过所述轮架翻转链的传动，实现轮架机械锁止；当所述轮架翻转制动器处于解除锁止状态，轮架翻转电机工作在旋转角度模式，通过所述轮架翻转减速器和轮架翻转链的传动实现持续转动，到达所设定角度后切换到电磁力锁止，电磁力锁止后，根据工况需要可以切换到机械锁止，实现轮架调姿并定位；当所述轮架翻转制动器处于解除锁止状态，轮架翻转电机不工作，轮架的转动通过轮架翻转链和轮架翻转减速器的传动拖动轮架翻转电机转动，实现轮架随动。可选地，所述行走驱动单元包括：行走电机，用于提供驱动力；行走链条，分别与对应车轮单元中的各车轮相连；行走减速器，其输入轴与所述行走电机相连，输出轴与行走链条相连，利用行走链条控制各车轮的运行状态为行走状态、转向状态或停止状态；行走制动器，与所述行走电机相连，用于提供机械制动力。可选地，当遇到纵坡，且纵坡坡度大于某个设定值时，所述轮架综合控制器分别控制前轮架内侧轮着地、后轮架外侧轮着地，调节完成后分别锁止，通过着地轮的调节实现载荷的均衡增强大爬坡能力；当遇到侧倾，且侧倾坡坡度大于某个设定值时，所述轮架综合控制器控制坡下方一侧单轮着地，之后锁止各轮架，通过下方一侧车轮的抬高补偿两侧载荷不均的影响，增强大侧倾坡通过能力。可选地，定义1个轮架与对应的1组车轮单元为一个轮系，当需要进行原地转向时，所述轮架综合控制器根据整车控制器命令，控制轮架翻转电机驱动各轮系旋转到设计的角度后轮架翻转电机工作在堵转定位模式，轮架综合控制器进行各轮系载荷的辨识并进行调节完成后，各轮系附加机械锁止，接下来整车控制器发送转向命令给行走驱动单元，行走驱动单元驱动各轮系实现转向。可选地，定义1个轮架与对应的1组车轮单元为一个轮系，当需要进行越壕，且壕沟宽度大于某个设定值时，所述轮架综合控制器分别控制前轮架内侧轮着地、后轮架外侧轮着地，调节完成后分别锁止，接下来整车控制器发送直行命令给行走驱动单元，行走驱动单元驱动各轮系实现越壕。可选地，当需要进行越障时，障碍高度分三个档，当高度小于设定的较小值时整车在直线行驶的状态下直接通过，当高度大于设定的较小值小于设定的较大值，轮架综合控制器控制各轮架驱动机构通过障碍，行走驱动单元处于自由随动状态。可选地，所述轮架综合控制器和行走电驱动控制器通过不同的CAN总线与所述整车控制器相连。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术提出一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统，能够实现姿态可调、动力输出的综合，以实现全地面和高通过性的运行要求。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：图1为本专利技术一种实施例的四轮独立驱动轮架的整体结构示意图。图2为本专利技术一种实施例的四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统的结构示意图；图3为本专利技术一种实施例的四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统的原理图；图4为本专利技术一种实施例的四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统的工作流程图；其中：1-行走电机、2-行走减速器、3-行走制动器、4-悬挂连接铰臂、5-车架安装座、6-轮架翻转电机、7-轮架翻转减速器、8-轮架翻转制动器、9-轮架翻转链、10-轮架、11-车轮、12-行走链条、13-整车控制器、14-行走电驱控制器、15-轮架综合控制器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术的保护范围。下面结合附图对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统，其特征在于，包括：/n四个轮架；/n控制单元，包括整车控制器，以及与所述整车控制器相连的轮架综合控制器和行走电驱动控制器；/n四个轮架驱动机构，与所述轮架综合控制器相连，各轮架驱动机构分别与对应的轮架相连，控制对应轮架的位姿；/n四组车轮单元，每组车轮单元至少包括2个车轮，各车轮均设于对应轮架的同一侧，由对应轮架控制位姿；/n四组行走驱动单元，与所述行走电驱动控制器相连，各组行走驱动单元分别与对应的车轮单元相连，控制对应车轮单元中各车轮的运行状态为行走状态、转向状态或停止状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统，其特征在于，包括：
四个轮架；
控制单元，包括整车控制器，以及与所述整车控制器相连的轮架综合控制器和行走电驱动控制器；
四个轮架驱动机构，与所述轮架综合控制器相连，各轮架驱动机构分别与对应的轮架相连，控制对应轮架的位姿；
四组车轮单元，每组车轮单元至少包括2个车轮，各车轮均设于对应轮架的同一侧，由对应轮架控制位姿；
四组行走驱动单元，与所述行走电驱动控制器相连，各组行走驱动单元分别与对应的车轮单元相连，控制对应车轮单元中各车轮的运行状态为行走状态、转向状态或停止状态。


2.根据权利要求1所述的一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统，其特征在于，所述轮架驱动机构包括：
轮架翻转电机，用于提供驱动力；
轮架翻转减速器，其输入轴与所述轮架翻转电机相连；
轮架翻转制动器，与所述轮架翻转电机相连，用于提供机械制动力；
轮架翻转链，套设于所述轮架翻转减速器输出轴处的链轮外侧，以及套设在对应的轮架外侧，实现带动对应轮架转动，改变轮架的位姿。


3.根据权利要求2所述的一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统，其特征在于，所述轮架驱动机构包括旋转编码器，所述旋转编码器与所述轮架翻转电机相连，用于进行测速。


4.根据权利要求2所述的一种四轮独立驱动轮架可调姿车辆综合驱动系统，其特征在于，
当所述轮架翻转电机处于旋转状态，且所述轮架翻转制动器处于解除锁状态时，所述轮架翻转减速器和轮架翻转链由所述轮架翻转电机驱动，所述轮架驱动机构处于持续转动的状态；
当所述轮架翻转电机处于堵转模式产生电磁力通过所述轮架翻转减速器和轮架翻转链的传动，实现轮架电磁力锁止；
当所述轮架翻转制动器处于锁止状态，通过所述轮架翻转链的传动，实现轮架机械锁止；
当所述轮架翻转制动器处于解除锁止状态，轮架翻转电机工作在旋转角度模式，通过所述轮架翻转减速器和轮架翻转链的传动实现持续转动，到达所设定角度后切换到电磁力锁止，电磁力锁止后，根据工况需要可以切换到机械锁止，实现轮架调姿并定位；
当所述轮架翻转制动器处于解除锁止状态，轮架翻转电机不工作，轮架的转动通过轮架翻转链和轮架翻转减速器的传动拖动轮架翻转电机转动，实现轮架随动。


5.根据权利要求2所述的一种四轮独立驱动轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，杜万亮，解德杰，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32