CN101767617A

CN101767617A - 车辆的平衡保持机构

Info

Publication number: CN101767617A
Application number: CN200810204947A
Authority: CN
Inventors: 高俊; 倪云浩; 陈杰; 郑小维
Original assignee: Shanghai Qibao High School
Current assignee: Shanghai Qibao High School
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2010-07-07

Abstract

本发明公开了一种车辆的平衡保持机构，设于底盘和承载平台之间，包括：驱动装置，用于支撑和顶升、降低承载平台不同位置以保持承载平台的水平；感测装置，获得在车辆行驶过程中振动产生的倾斜角度信号；控制装置，从感测装置获得车辆倾斜角度信号并根据倾斜角度信号控制驱动装置顶升、降低承载平台不同位置。这种车辆的平衡保持机构克服了车辆行驶过程中的振动产生对承载平台的倾斜影响，具有保持平衡的优点，提高了车辆平顺性和操纵稳定性。

Description

车辆的平衡保持机构

技术领域

本发明涉及车辆，尤其涉及车辆的平衡保持机构。

背景技术

机动能力在很大程度上取决于车辆车底盘的机动性，因此车辆车底盘必须有较高的车速、较大的爬坡度、更大的载重量、较好的稳定性、可靠的制动性能、良好的道路适应性，并具有较强的越野能力，以适应各种使用环境和条件。

车辆振动作用于人体所产生的主观感觉不同于作用于物体。人体作为极其复杂的振动系统，生理上的感觉并非遵循力学原理，人体对振动的感受性更可能是非线性关系。人体对振动的感觉不仅与振动幅值、频率、振动作用方向及振动持续的时间有关，而且也受一系列心理及环境因素的影响。

车辆行驶中不平路面将激起车辆的振动.振动与乘坐舒适性(也称行驶平顺性)、结构耐久性、操纵稳定性以及车辆通过性都有关。

振动现象按系统响应的性质可分为规则振动与随机振动。

对一个振动系统，人们关心的是输出与输人的幅值比以及相位角，即系统的动力响应(也称传递特性)，系统的响应特性决定于系统的固有参数，与激励方式(规则激励或随机激励)无关，因此规则振动是随机振动分析的基础。考虑到以上原因，仍按规则振动理论来分析。规则振动便于分析，其结论基本上能反映车辆的振动，例如，砂土路和雪地都有一种类似于正弦曲线的波形，引起车身的振动。

路面不平度引发非线性振动对车辆的开发设计是非常重要的，舒适性的好坏很大程度上也取决于车辆的悬架减振系统。车辆振动是影响车辆性能的重要因素，这种振动会严重地影响车辆的平顺性和操纵稳定性。

由路面不平度激起的车辆振动是一类复杂的随机振动。但现有技术中，还没有一种机构来克服车辆行驶过程中的这种随机振动，以提高车辆的平顺性和操纵稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以克服车辆行驶过程中的振动，提高车辆平顺性和操纵稳定性的车辆的平衡保持机构。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种车辆的平衡保持机构，设于底盘和承载平台之间，其特征在于包括：

驱动装置，用于支撑和顶升、降低承载平台不同位置以保持承载平台的水平；

感测装置，获得在车辆行驶过程中振动产生的倾斜角度信号；

控制装置，从感测装置获得车辆倾斜角度信号并根据倾斜角度信号控制驱动装置顶升、降低承载平台不同位置。

所述驱动装置包括四个平衡舵机，四根支撑杆，所述四根支撑杆支撑住承载平台的四个边，其下端分别连接四个平衡舵机。

所述感测装置为陀螺仪。

所述陀螺仪设置在承载平台上。

所述控制装置为单片机和舵机控制器，该单片机的输入端连接陀螺仪、输出端连接陀螺仪控制器，陀螺仪控制器再连接四个平衡舵机。

采用上述技术方案，由于控制装置能够根据感测装置感测到的车辆在行驶过程中振动产生的倾斜角度信号控制驱动装置来顶升、降低承载平台的不同位置，从而使承载平台始终保持平衡。因此，本发明的车辆的平衡保持机构克服了车辆行驶过程中的振动产生对承载平台的倾斜影响，具有保持平衡的优点，提高了车辆平顺性和操纵稳定性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明

图1为本发明的车辆结构示意图。

图2为本发明的车辆的平衡保持机构的控制原理图。

图中：

100，底盘 200，承载平台 301，平衡舵机 302，支撑杆

401，陀螺仪 501，单片机 502，舵机控制器

具体实施方式

如图1所示，本发明的车辆的平衡保持机构，设于底盘100和承载平台200之间，其包括驱动装置，感测装置、控制装置。

具体地，驱动装置包括四个平衡舵机301，四根支撑杆302。四个平衡舵机301固定在底盘上，四根支撑杆302支撑住承载平台200的四个边，四根支撑杆302的下端分别与四个平衡舵机301相连接。感测装置为陀螺仪401。该陀螺仪401设置在承载平台200上。控制装置采用单片机501和舵机控制器502，单片机501和舵机控制器502固定在底盘100上。

如图2，所示，单片机501的输入端连接陀螺仪401、输出端连接陀螺仪控制器502，陀螺仪控制器502再连接四个平衡舵机301。

在这里，陀螺仪401是一种用来感测与维持方向的装置，基于角动能不灭的理论设计出来的。陀螺仪401主要是由一个位于轴心可以旋转的轮子构成。陀螺仪401一旦开始旋转，由于轮子的角动能，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。由于它的两个基本特性：一为定轴性(inertia orrigidity)，另一是逆动性(precession)，这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下。

陀螺仪401大量地采集并有效地处理随机振动数据，根据陀螺仪401的判定，以驱动四个平衡舵机301，保持中间承载平台300正负30度范围内自动保持水平。

在上述部件中，驱动装置用于支撑和顶升、降低承载平台不同位置以保持承载平台的水平；感测装置用于获得在车辆行驶过程中车辆行驶过程中振动产生的倾斜角度信号；控制装置用于从感测装置获得车辆倾斜角度信号并根据倾斜角度信号控制驱动装置顶升、降低承载平台不同位置。

采用这样的结构，控制装置能够根据感测装置感测到的车辆在行驶过程中振动产生的倾斜角度信号控制驱动装置来顶升、降低承载平台的不同位置，从而使承载平台始终保持平衡。

因此，本发明的车辆的平衡保持机构克服了车辆行驶过程中的振动产生对承载平台的倾斜影响，具有保持平衡的优点，提高了车辆平顺性和操纵稳定性。

当然，在上述结构中，平衡舵机301可以用其它驱动装置代替，如液压油缸，控制装置也可以采用PLC控制器。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围。

Claims

1.一种车辆的平衡保持机构，设于底盘和承载平台之间，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的车辆的平衡保持机构，其特征在于：所述驱动装置包括四个平衡舵机，四根支撑杆，所述四根支撑杆支撑住承载平台的四个边，其下端分别连接四个平衡舵机。

3.根据权利要求2所述的车辆的平衡保持机构，其特征在于：所述感测装置为陀螺仪。

4.根据权利要求3所述的车辆的平衡保持机构，其特征在于：所述陀螺仪设置在承载平台上。

5.根据权利要求3所述的车辆的平衡保持机构，其特征在于：所述控制装置为单片机和舵机控制器，该单片机的输入端连接陀螺仪、输出端连接陀螺仪控制器，陀螺仪控制器再连接四个平衡舵机。