【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水陆两栖特种车辆，更具体地说，是涉及一种特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法。
技术介绍
1、两栖特种车辆装备具有“水上快速而隐蔽、陆上机动而灵活、以及在水陆交界处具有独特通行性能”等特点，因而无论在民用交通运输方面还是在军事上都显示出它的相当重要性。两栖特种车辆装备应用车轮与履带复合行驶系统，可以提高在岸滩行驶的通过能力，保障高效运输的使用需求。特种车辆在岸滩行驶时，需要使用车轮与履带复合行驶系统，此时对车辆转向时车轮与履带的驱动力匹配控制，是避免车轮拖拽履带或履带拖拽车轮行驶，进而减轻结构件额外负载与减少车轮、履带磨损的关键。目前没有关于车轮与履带复合行驶系统中对转向时车轮与履带驱动力匹配控制，无法避免车轮拖拽履带或履带拖拽车轮行驶，无法减轻结构件额外负载与减少车轮、履带磨损。
2、现有技术中有名称为“一种用于高速行进的履带式车辆底盘”、公开号为“cn111572658b”的技术，该技术公开了一种用于高速行进的履带式车辆底盘，属于底盘机架设计与制造
包括支撑机构、行走机构、减振机构、张紧机构和驱动机构，驱动机构采用轴形驱动轮，配合橡胶质地齿形履带及高速液压马达高速行进；行走机构包括端部行走轮和中部行走轮，均通过减振机构的减振弹簧和减振侧板活动连接至支撑机构，两端的减振机构可带动车轮活动，缓冲了斜向下的后座力，同时具有减振效果，中部的减振机构可消减竖直方向上的振动，且中部行走轮设置有两对，使车辆重心更稳定；所述的张紧机构张紧履带，在驱动机构驱动下，各个车轮配合使车辆稳定行驶。另外
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种步骤简单，能够可靠应用于具有单前桥与履带复合行走系统的特种车辆，在行驶转向过程中实时控制履带驱动力的大小，使车轮及履带转向力矩按承载比例一致，避免车轮拖拽履带或履带拖拽车轮行驶，进而减轻结构件额外负载并使车轮及履带各自磨损实现最小化，提升整体性能的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法。
2、要解决以上所述的技术问题，本专利技术采取的技术方案为：
3、本专利技术为一种特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：所述的单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法的控制步骤为：
4、s1.单前桥车轮与履带复合行走系统包括多个传感器，测量获取以下参数：
5、(1)转向外侧车轮转向角δo，
6、(2)转向内侧车轮转向角δi，
7、(3)前桥(一桥)的载荷gw，
8、(4)履带法向负荷gt，
9、(5)转向内车轮输出扭矩twi、外车轮输出扭矩two；
10、s2.特种车辆设计时确定以下参数；
11、(1)前桥左主销、右主销中心线的延长线与地面交点之间的距离k，
12、(2)车轮接地面上的主销偏置距离a，
13、(3)履带中心距b，
14、(4)前桥与两侧履带中心连线的距离lc，
15、(5)单侧履带的接地长度lt；
16、s3.控制部件根据公式计算以下数值：
17、(1)转向内侧履带驱动力fti，
18、(2)转向外侧履带驱动力fto；
19、s4.控制部件控制驱动电机输出根据计算得到的转向内侧履带驱动力fti和转向外侧履带驱动力fto的数值的驱动力，实现以转向期间以优化的转向内侧履带驱动力fti和转向外侧履带驱动力fto进行特种车辆转向的转向力矩控制，使得特种车辆的车轮及履带的转向力矩按承载比例一致；
20、s5.控制部件每间隔0.5s-1.5s进行一次转向内侧履带驱动力fti和转向外侧履带驱动力fto计算，同时控制部件根据每一次计算所得的实时转向内侧履带驱动力fti和转向外侧履带驱动力fto，控制驱动电机输出计算得到的转向内侧履带驱动力fti和转向外侧履带驱动力fto。
21、履带转向半径及当量履带回转轴线(3)位置与转向外侧车轮转向角δo、转向内侧车轮转向角δi之间符合几何关系：
22、(1)转向外侧车轮转向角δo符合公式的几何关系，
23、
24、根据上式(1)得：
25、
26、(2)转向内侧车轮转向角δi符合公式的几何关系，
27、
28、(3)根据转向角δo与δi的几何关系，求得履带的转弯半径r，即：
29、
30、(4)将r代入到公式中，求得当量履带回转轴位置与前桥之间的距离，即：
31、
32、车轮的转向半径的计算：
33、得到用履带转向半径r表示的转向外侧车轮的转向半径rwo：
34、
35、同理，得到用履带转向半径r表示的转向内侧车轮的转向半径rwi：
36、
37、车轮的滚动阻力系数与履带行驶的地面变形阻力系数较为接近，在本专利中取相同的数值为行驶阻力系数f(该系数根据不同路面试验得到)，即：
38、单个车轮的行驶阻力通过车桥载荷gw和行驶阻力系数f求得：
39、
40、单边履带的行驶阻力可通过履带法向负荷gt和行驶阻力系数f求得：
41、
42、履带转向阻力的计算：
43、采用履带法向负荷沿接地段均匀分布的假设，即负荷图形为矩形；地面转向阻力fz和法向负荷gt成正比，其比例系数以转向阻力系数μ表示，
44、
45、作出接地段法向负荷图及转向阻力分布图，然后计算接地段前部和后部的转向阻力；
46、作用在接地段单位长度上的法向负荷p，通过履带法向负荷gt和接地段长度lt求得：
47、
48、已知接地段单位长度上的法向负荷后，求其相应的接地段单位长度转向阻力fzd，由假设可知，接地段单位长度上的转向阻力和其单位长度法向负荷p也成正比，比例系数仍为μ：
49、
50、作用在两侧履带接地段，当量履带回转轴线前段(长度lω1)，
51、
52、转向当量阻力fts1可由下式表示：
53、
54、同理，作用在两侧履带接地段，当量履带回转轴线后段(长度lω2)
55、
56、转向当量阻力fts2由下式表示：
57、
58、由于车辆绕o点旋转，所以fts1与fts2的作用方向正好相反，方向如图1所示。
59、转向阻力系数μ采用公式(8)计算：
60、
61、其中μmax为行驶路面的最大转向阻力系数，根据不同路面试验得到。
62、得到如下(18)、(19)、(20)三本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：所述的单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法的控制步骤为：
2.根据权利要求1所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：履带转向半径及当量履带回转轴线(3)位置与转向外侧车轮转向角δo、转向内侧车轮转向角δi之间符合几何关系：
3.根据权利要求2所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：所述的车轮的转向半径的计算：
6.根据权利要求5所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：履带转向阻力的计算：
8.根据权利要求7所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特
9.根据权利要求8所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：整理方程(18)、(20)，得：
10.根据权利要求9所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：所述的特种车辆倒车时，内履带驱动力Fti、外履带驱动力Fto根据向前行驶的控制方程，各个受力方向按照倒车行进的转向受力代入上述方程中，方向相反的力便将其改为负值，根据相应的控制方程得到倒车时内履带驱动力Fti、外履带驱动力Fto，控制部件控制驱动电机输出计算得到的转向内侧履带驱动力Fti和转向外侧履带驱动力Fto。
...【技术特征摘要】
1.一种特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：所述的单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法的控制步骤为：
2.根据权利要求1所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：履带转向半径及当量履带回转轴线(3)位置与转向外侧车轮转向角δo、转向内侧车轮转向角δi之间符合几何关系：
3.根据权利要求2所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：所述的车轮的转向半径的计算：
6.根据权利要求5所述的特种车辆单前桥车轮与履带复合行走系统的转向控制方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的特种车辆单前桥车轮与...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟柱，张丹丹，夏诚浩，陶东东，徐维维，梁小龙，孙路遥，牛涛，丁雄鑫，侯伟，
申请(专利权)人：芜湖造船厂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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