CN104670303A - 多轮车辆万能转向机械式操控机构和助力方式及辅助方法 - Google Patents

Abstract

一种陆用非轨道多轮车辆全动全控机械式二维坐标操控转向技术。是由刹柄控制中轴摆杠头、尾齿轮，调控贯通车体的“工”字中轴摆杠框架偏转确定可纵向移动车架转向中心、转向角补偿基线、正弦传动比例。方向盘旋转传动给四个边角转向轴后产生补偿后的转向角和关键操控点，四个操控点经同步连杆和比例摆杠纵、横向输出，压感电液助力于同步连杆框架操控比例摆杆转向框架，二维合成坐标操控所有车轮转向轴摆臂轮盘。再经齿轮桥接并增设助力电机带动转向轴，轴芯中套接伞形齿轮驱动轴，实现多列多排车轮全驱全控万能转向操控。数控模拟电控和电磁阀比例阀液压助力逐级辅助。光学测试，增设安全装置，保障整车安全和万能转向、横漂、钟摆过弯性能。

Description

多轮车辆万能转向机械式操控机构和助力方式及辅助方法

技术领域

本项专利技术申请属陆用非轨道多轮车辆车轮转向操控技术领域，分类代码为B62D5。 

背景技术

经过国家知识产权局网络查新得知，目前，国内外多轮车辆转向技术中，侧边轮转向以梯形传动补偿为主，未见有可变梯形设计；后轮转向中，常见有梯形传动补偿，也有微电脑操控助力转向。有一种设计可作为特例，以车体定轴为分界线，前半段车体为机械梯形传动转向、后半段车体采用微电脑反向模拟前半段对应车轮转向。在大型多轮多轴重型车辆设计中，常见为全部采用微电脑操控车轮助力转向技术，通常应用在多轴装甲车、导弹载车上，其向中低档车辆普及过程中，较高的制造成本成为障碍。常见为固定梯形转向，即车架转向中心固定在后半段某一轴或相邻两轴，其它各轴的转向梯形预设角度也就是固定的，一般归零位置梯形角度线指向固定的车架转向中心，转向传动系统按位置比例分配方向盘转向角涡杆传动和助力系统传递而来的正弦值。即使四轮转向的高档轿车，也是按后轴固定来设计前轮转向梯形参数，后轮为无偏差转向。部分重装车辆的后轮转向，采用反转的固定梯形设计，在两排固定轴中间设计为固定的车架转向中心。四轴车辆上的中轴摆臂六连杆技术，每一轴中间位置设一组中轴摆臂，再用连杆将摆臂连接，完成同步转向，其同轴两侧转向梯形为固定块或固定角度摆臂。侧边车轮正切值同列比例传动的同心圆转向原理，侧边列余切补偿计算中，当直角余弦为零时，正切值为无穷大，计算机得出失效数值，这个关口阻碍了方向盘过直角时的操控计算。在现有万能转向轮中，偏心轴懒轮成为主流。未见通体摆杠操控可变梯形补偿设计和二维调长摆臂，也未见车架转向中心可随意移动，所查新出的技术特征都与本设计不同，且不能完全达到本设计的车辆任意转向的效果。 

发明内容

（一）本项技术概述 

1、本项技术主要特征：为机械式贯穿车架的摆杠（摆杆）与连杆组合、滑槽滑杆传动为主，把方向盘旋转产生的正弦、余弦分别传动操控，在各车轮转向轴位置再由滑杆(或滑槽)将正弦、余弦二维合成产生垂直层叠交叉点操控转向轴摆臂，完成对各车轮转向轴摆臂二维坐标转向操控，再由过桥传动齿轮与驱动轴万向连接将驱动和转向组合于悬架轴套中。

2、本项技术机构的构成： 

（1）基本机构包括：“工”字形（或“王”字形）中轴摆杠、中轴摆杠前后操控齿轮、中轴摆杠操控刹柄及传动组件、补偿基线滑杆（或滑槽）、平行约束“士” 字随动滑槽、方向盘、方向盘传动轴、中轴纵向传动平行多组四连杆组合、中轴“T”字形摆杆比例分配传动转换机构组合、纵向余弦同步传动连杆和正弦摆杆、横向正弦同步连杆和余弦摆杆、转向轴摆臂及其操控盘、转向传动过桥齿轮与动力驱动齿轮同心轴套接悬架组合。

（2）辅助机构包括：光学反光镜组和激光校验系统、直线双组滚轮和垂直四组滚轮夹持连接、同步助力连杆的“F”或 “目”字形变形应用、与同步助力连杆配套的电力或液力助力系统组合（包含压力感应器、管道、电磁阀门、比例阀门、恒压溢流阀、滑动电阻比例电位器、助力电机或液力泵、储液罐、液压缸）、二维传动转向微电脑模型数控系统、补偿基线禁止位置报警限定器、行进速度感应转向模式安全性自动限定器、方向盘自动安全装置。 

3、转向控制理论。 

（1）通用的转向基础理论 

多轮车辆每一个车轮的轮毂法线都指向同一个转弯圆心，每一个车辆都只有滚动，没有侧滑，随着方向盘的转动和方向机构传动，所有车轮对应的同一个瞬时圆心相对于车体移动，这正是转向操作控制系统的关键要求。

车体中轴线距转弯圆心的距离即转弯半径，是最主要的操控变量r。每一个轮的转向角α_i，其值等于所在轴位到转弯圆心连线与垂直车体的转弯半径间的夹角，其正切值等于所在轴位距定轴的距离与转弯半径的比值。 

因车体宽度与转弯半径的空间位置关系影响，对应转弯内侧车轮的转弯半径总是小于外侧，同轴两侧车轮转向角的余切值也总是相差两轴的宽度，内侧车轮转向角度总是大于外侧。设计转向机构时，必须考虑这种角度关系。 

以最小转弯半径r。为控制变量，位于i位的车轮距定轴的轴距为H_i，两侧车轮距车架中心轴距离为M，方向盘在中轴位置产生的转向角α，两侧车轮转向角β_内和β_外的关系为： 

tgα_i=H_i/ r

tgβ_i内=H_i/（r-M），ctgα_i内=（r-M）/H_i= r/ H_i+ M/ H_i，

tgβ_i外=H_i/（r+M），ctgα_i外=（r+M）/H_i= r/ H_i+ M/ H_i，

要使外侧轮操控转向轴摆臂余弦加长，转向角减小，同时内侧轮操控摆杆轴距缩短，转向角加大。内外两侧转向角的余切值即两侧转弯半径永远相差两侧轴间距离，正切值按所有轴位置距车架转向中心的距离成正比，即按比例分配。

常规梯形转向是利用梯形角度，梯形线延伸线指向固定的车架转向中心即固定轴中点，预设梯形角度的正切值为M / H_i。在起始位置，等量正弦引发的余弦变量是相等的，但继续同步加大正弦位移后，在同排两侧转向轴摆臂等量正弦位移，引发了两侧不同的余弦值和转向角度响应，内侧余弦值递增性地减小时而外侧余弦值递减性地增大，β_内>α>β_外。但当内侧转向轴梯形角度线与传动杆趋近于直线时，转向机失效，转向角达到极限，即转向角不可能大于直角减去梯形角度的差值。 

在微电脑模拟时，直角正弦为无穷大，无法按比例分配，这是转向过直角操控计算的障碍。 

（2）本项技术的转向操控理论 

本项技术在通用转向基础理论上进行了改进，保留了正弦比例分配和连杆传动，增设余弦同步传动操控机构、中轴摆杠偏转调控摆杆偏转机构、摆杆偏转余弦补偿机构和全轮全动层叠式过桥传动机构，并要求悬架系统尽量减少对360度转向的限制。本项技术因刹柄对中轴摆杠的调控，使车架转向中心是可纵向移动的。方向盘的旋转角度从零增大到直角的过程中，所有车轮轮毂法线聚集点即转向圆心将从车无穷远端开始沿着车架转向中心位置车体中轴的垂直延伸线向车体趋近，直到与车架转向中心重合；再继续旋转方向盘，转向圆心将继续沿着这条直线向另一侧远端而去。这是针对整车转向圆心的二维坐标可操控特性。本项技术将正弦与余弦分解后传动，中轴余弦可以随方向盘余弦由同步多组四连杆机构操控纵向移动，甚至是整个转向框架都同步移动，从而在正弦值达到极限值操控失效之前，余弦传动早已替代成为转向操控动力源，转向轴摆臂360度全圆全控。纵向连杆、摆杆和横向连杆、摆杆组成余弦、正弦二维传动网格，纵横网格可以结合实际情况相互替代，只有保证向每个作用于转向轴摆臂的关键操控点传动而来的正弦值、余弦值都是正确的即可。这是转向传动操控机构的二维坐标操控特性。

对某个转向轴摆臂操控，可以用横向连杆与横向偏转摆杆组合，它们与中轴摆杆共同构成最为实用的转向机构，是各种双列转向轴车辆的首选；也可以纵向连杆与纵向偏转摆杆组合，这种组合机构适用于中轴位置有其它设计障碍的转向传动机构，如装甲车、抱轮飞机索引车；用两个相互垂直的连杆组合，最适用于多排多列车轮增强型助力方式；也可以用两个相互垂直的摆杆组合，因摆杆弹性和挠性误差和承载力限制，这种组合不常用，但将它们组成垂直网格框架后，用连杆助力操控网格框架还是不错的，可以增强助力操控的转向精度。 

在两侧车轮转向角补偿设计方面，本项技术将转向轴摆臂设计为与轮轴垂直且半径可变的滑动杆或滑槽。同排车轴两侧转向轴的正弦同步恒等，设计专门的余弦补偿机构对两侧余弦值进行补偿，且补偿差值为sinα_i* M/H_i，补偿后的余弦值为cosβ_i。 

内侧转向角余弦值cosβ_i=cosα_i（1-tanα_i* M/H_i）= cosα_i-sinα_i* M/H_i

外侧转向角余弦值cosβ_i=cosα_i（1+tanα_i* M/H_i）= cosα_i+sinα_i* M/H_i

sinβ_i=sinα_i      

sinα_i / H_i =sinα₁/H₁   

设计中，选定横坐标为sinβ_i=sinα_i=sinα₁* H_i /H₁，对应的纵坐标为cosβ_i= cosα_i ±sinα_i* M/H的交叉点为第i排车轴两侧转向轴摆臂关键操控点G，关键操控点划出的轨迹是短轴指向车架转向中心的椭园形，转向轴摆臂长度是变化的，这是本项技术的特征之一。

中轴位置的余弦值是补偿起始位置，一般是随动的，这由纵向滑动的余弦同步连杆传动框架操控，可以完成360度全能转向操控；如果设为固定值不动，设余弦值固定为1，则余弦变为余切，正弦变为正切，这符合通用转向理论，将成为本项技术向通用转向过渡的简化版本，它可适用于某些降低成本的简化转向机构车辆，它将不再完成360度转向操控，但仍能调控车架转向中心纵向无限移动。 

多排多列车轮转向轴构成的网格化转向角间关系是余弦值同列相等，正弦值同排相等，各自数值差异值按空间位置比例进行分配。正弦值按距离车架转向中心的距离按比例分配，这是通用转向理论都确认的概念。为此设计了将中轴摆杠和方向盘两种操控动作进行传动转换的中轴“T”字形比例分配传动转换机构组合。也可以直接用微电脑模拟和液压比例阀助力组合进行部分替代。余弦同列相等，不同列按距离车架中轴的距离进行分配，这是从公式中推算出来，公式中第i列分配所的补偿差值纵向是相等的，同列各排按sinα_i=sinα₁*Hi/H₁分配所得中轴正弦值sinα_i与M/H_i乘积的结果都等于sinα₁* M/H₁，补偿差值和起始位置间距离都相等，所以，同列余弦值相等，这可以用余弦同步连杆进行等距离约束传动。 

那么按空间位置等比例分配所得的各点，是什么关系呢？这些点是直线关系。本项技术中用直线摆杆进行约束传动，横向是余弦比例传动摆杆，纵向是正弦比例传动摆杆，它们与连杆组成构成完成的二维转向操控网格，这些网格可以简化或相互替代，但必须保证每个关键操控点是由正确的正弦、余弦值两组滑杆（或槽）交叉获得。 

相比较而言，由摆杆传动而来的数值，其弹性（或挠性）误差较大，所以，优先采用连杆助力方式。在摆杆设计时，也优选其设计形状。 

深入研究这个关键操控点G划出的轨迹，它划出一个椭圆，长轴与补偿基线平行，短轴指向车架转向中心。 

比例摆杠应对扭力矩为零的状态时，相邻车轮正反方向差别最大，主要操控力矩由同列纵向同步连杆控制，cosβ值由正转负，脱离零力矩后，再调控转移出转向中心。此时，内侧车轮为垂直方向，围绕车架内侧框架边定轴位置为中心原地转圈，我们称这种状态为操控零力矩“陷”。相比于其它纵列车轮，内侧车轮提前达到垂直方向，转向角的余弦偏差是由补偿滑槽线坡度决定，也就是由两组对称中轴摆杠确定的圆心位置决定。再增转向角为90度，tanα_i=∞，位移为零。补偿槽重叠，车辆转弯圆心与车架中心重叠，车辆整体原地定点转向。 

当调控车架头、尾摆杠齿轮旋转量为逆向不等量时，车辆头、尾中轴摆杠交叉点向前或向后偏离车架中心时，头、尾车轮的补偿滑槽线坡度随之变化，但其过轴圆弧切线的垂直线总是指向交叉点。正切比例摆杠传动比例随之正比例变化，而余弦偏差角相同，同列纵向余弦连杆同步运动，即车辆仍能围绕这个中心原地转向，即使交叉点离开车架实体以外，直至交叉点距离车体=∞，即两对称中轴摆杠重叠。 

当调控车架头、尾摆杠齿轮旋转量为同向不等量时，两个摆杠与车架中轴线交叉点发生移动，并延伸出车体以外，成为车辆整体横向摆动转弯圆心。如果此时方向盘指向离开90度位置，转弯圆心就是两个摆杠延伸线交叉点横向垂直延伸线与远端点中间方向盘指向垂直线的交叉点，车辆斜侧蟹行缓弧线转弯。 

当调控车架头、尾摆杠齿轮旋转量为同向等量时，两摆杠与中轴线平行，补偿线全部水平指向，所有车轮同步无差别转向，车辆整体平行漂移或蟹行，平移运动方向由方向盘控制。 

操控要求车头、车尾中距离车架转向中心较远的一端为主操控端，要求该端摆杠旋转幅度达到标准的1倍，方向盘传动比例也为标准的1倍，即保证远端操控力矩为最大值。 

4、本项技术的转向操控过程即主要技术方案 

（1）中轴摆杠操控。贯通车体的中轴摆杠和车头、车尾摆杠（或框架）受刹柄和传动组件调整车头、车尾齿轮旋转操控旋转或偏转，带动横杠两端相应滑槽滑杆传动机构产生侧边轮转向角补偿基线，所有车轮转向轴的补偿基线的过轴垂直线都重合于以车架转向中心，即为同心圆的半径线。补偿基线就是转向轴位置的圆弧切线或垂直平分线穿过转向轴的割线及其平行线，其与水平线夹角的正切值或称坡度比为M/H_i，它用来辅助补偿两侧车轮转向角度因距离转向圆心半径不同形成的偏差。本项技术中用中轴摆杠和专门的滑槽滑杆传动机构配合确定可调式的补偿基线，容后详述。车架转向中心是由中轴摆杠操控和调整的，体现为中轴摆杠偏转后与车架中心轴的交叉点，它可随着中轴摆杠偏转角度和位置变化延着车架中心轴向前、后移动，可从车架实体质心重合状态移动离开直到无穷远，-∞～0～+∞，无穷远即是中轴摆杠与车架中轴平行，重合即是可以实现整车原地转向。

（2）方向盘转动所产生正弦值和余弦的分解与合成传动。中轴摆杠的作用除确定转向角补偿基线外，另一个作用是对方向盘转动产生的正弦值，根据转向轴所有车架相对位置，按比例分配正弦值给各对应转向轴摆臂。本文中暂时规定摆杠只受头、尾刹柄齿轮调控，摆杆则受方向盘和摆杠双重动态调控。 

在转向操控中，车头或车尾至少有一端中轴方向盘摆臂旋转为标准半径圆，一般优先设定车头第一轴中点位置方向盘摆臂旋转为标准半径圆，所选端即为主方向盘操控端。主方向盘摆臂和所有车轮都以直线行驶状态为零点起始位，主方向盘旋转离开起始位后产生圆弧角度和余弦值、正弦值。余弦值由纵向同步连杆传递到车尾车轴中点位置方向盘摆臂，各排轴中点标准半径摆臂全部为平行状态，共同组成纵向余弦传动平行四连杆组，同步传动操控所有横向连杆组成的“王”字形框架纵向移动，为减少移动阻力，可以增设纵向压感助力系统。方向盘转向产生的横向正弦位移，经T形直角摆杆传动到右侧标准半径圆弧上转换成纵向传动的正弦值，在各轴中点位置，设置距离中点轴心等于标准半径的纵向滑槽，滑槽埋设中的T形直角滑动杆，其水平摆杆把圆弧上的正弦值投影到纵向滑槽上，产生一个交叉点，滑槽交叉点上还连接另一组的大直径T形摆杆，这个大直径摆杆的摆转角度在±45°内。各排轴中点位置的大直径摆杆两端用连杆连接构成纵向正弦传动平行四连杆组。各排轴中点因中轴摆杠位置控制的T形纵向滑槽与大直径摆杆交叉点位置不同，按正比例获得纵向正弦比例分配值，即从大直径T形摆杆上下载对应轴位按比例所分配到的正弦值，但这个值先是纵向的，还需经纵向滑槽中滑动的T形滑动杆水平杆把这个纵向正弦值投影传动到标准半径圆右侧圆弧上，再用标准半径T形直角摆杆把纵向正弦值转换到下侧圆弧上的横向正弦位移，所得到的竖直滑杆水平正弦位移，可以直接操控两侧转向轴摆臂的正弦，也可增加感应器控制水平助力。所得正弦值与方向盘同步平行传动来的余弦值二维合成得到的一个交叉点，即获得各排车轴中点虚拟转向摆臂关键操控点。这个操控点可以作为同轴横向助力系统的操控标准值，用于控制电动助力的压敏电阻或液压助力的阀门。这个点与两侧转向轴的同轴操控点连接成直线，且各轴中点位置的转向摆臂操控点也可用摆杆串连成直线。这个直线摆杆称为中轴传动摆杆，它受方向盘转向角和中轴摆杠双重作用，它的长度因偏转角度增加而稍有伸长的，但其纵向投影即纵向连杆长度恒定，它与只受刹柄齿轮调控的中轴摆杠相互区别。 

（3）确定转向轴摆臂关键操控点的方法主要有两种。第一种是在四个边角转向轴位置，先由中轴摆杠的偏转，按本技术指明的方法确定补偿基线，以补偿基线的过轴垂直线为基础建立垂直和平行约束连接，设置“士” 字形余弦随动平行补偿线滑槽，按中轴摆杆分配所得并传动而来的正弦值水平滑动竖直正弦滑杆，其位移在角度平行补偿线滑槽上爬坡产生余弦补偿值增减变量，得到补偿后的余弦值为cosβ= cosα- sinα* M/H，随动平行补偿线滑槽与竖直正弦滑杆的交叉点就是关键操控点G(见附图2、3)。所有车轮都增设转向轴摆臂操控盘，同排或同列转向轴摆臂关键操控点都用连杆和摆杆串连，使所有车轮的转向轴摆臂操控盘同步联动。车轮转向轴摆臂余弦值同列同步位移传动，用F形（或“目”字形阶梯形双连杆）连杆，这是一个控制层；车轮转向轴摆臂正弦值同排同步位移，用另一个控制层。两组滑槽（杆）的两层传动，各自控制纵余弦、横正弦坐标，两个控制层的垂直滑槽交叉位置点，就是操控各车轮转向轴摆臂的关键操控坐标点，四个边角的关键操控坐标点确定后，再用等距平行连杆和直线摆杆连接成为网格，以二维坐标方式完成对所有各车轮转向的控制。通过刹柄和齿轮调整中轴摆杠两端距离车架中轴的相对位置，实现对车架转向中心位置的移动和调控方向盘转向角对主要边角车轮转向轴的余弦补偿角度基线滑杆的调整，中轴摆杠的偏转也同时调整了方向盘标准正弦值在各排转向轴的分配比例，使所有转向轴每时每刻都保持瞬时同心圆转向。操纵刹柄就能控制车轮转向圆心所在轴及延伸线和转向模式。再配合主转向方向盘，所有车轮同步控制转向操控，完成各种模式的转向。最后的效果就如同超市购物车一样，每一个车轮都是偏心万向轮，可以任意转向，所不同的是，所有车轮都同步受转向机构操纵控制。 

第二种确定转向轴摆臂关键操控点的方法，外观像“王”“王”字形的重叠，它由图1所示的正切滑槽法演化而来。受中轴摆杠和方向盘双重调控的中轴摆杆，因受中轴摆杠影响发生正弦比例分配和偏转。从车轴中点虚拟转向轴摆臂关键操控点横向伸展出横向余弦摆杆，它与中轴摆杆始终为垂直关系，随中轴摆杠偏转角度增加而稍有伸长，但其水平投影线即水平正弦连杆长度始终恒定为车轴宽度的1/2。各轴余弦摆杆与两侧转向轴位置正弦连杆端点水平移动的竖直滑槽交叉点，即是对应转向轴的摆臂操控关键点G (见附图2、附图3)。 

上述二种方法确定的是同一个点，根据具体设计条件自由选择。 

（4）车轮转向轴操控传动网格构成。车头、车尾方向盘转动传递给四边角车轮后产生补偿后的转向角及关键操控点G，以这四个点为基础，纵向余弦同列同步用连杆连接、纵向正弦按位置比例分配用摆杆连接，横向正弦同排同步用连杆连接、横向余弦按位置成比例分配用摆杆连接，纵横交叉成转向轴操控传动网格后，在各转向轴位置连杆和摆杠传递来的二维坐标合成操控转向轴摆臂，所有车轮转向轴摆臂的垂直线即轮毂法线都指向同一转向圆心。两侧转向轴操控摆杠与中轴比例摆杠成平行关系，它们与中轴传动摆杠成垂直关系。从整体上看，一个随着方向盘转向角余弦、正弦变化与固定转向轴框架相对应的同步动态偏转摆杠垂直网格框架操控着整个车辆的所有转向轴摆臂，二元操控机构就是控制两个垂直框架的相对偏转角度和车架十字轴位置的偏转位移，达到n列m排所有车轮同步转向操控转向圆心坐标的目的。（见附图3、4）。 

用简单摆杠控制传动正弦比例时，只需在头、尾车轴中点位置安装“T”形比例摆杆；在摆杠较长时，可在若干排车轴中点安装“T”形比例摆杆，对摆杠起到同步传动和支撑作用；更甚者，每排车轴中点位置都安装“T”字比例摆杆，其作用完全可能替代比例摆杠，把垂直方向的撬动力，转化为连杆纵向拉推力操控“T”形比例摆杆，从而减少摆杆撬动力弯曲变形的影响。比例摆杠传递来的正弦值与纵向移动的余弦值滑杆二维交叉合成操控方向盘摆臂杆，完成头、尾方向盘旋转传动。比例摆杆传动与补偿基线调控为同步，只要头、尾方向盘中至少有一端为标准半径旋转，即可实现车架转向中心任意调整，且比例摆杆的传动比例也同步调整，变换头尾方向盘转动方向与头尾摆杠相对位移方向和位移量成正相关。 

（5）利用几何特性和光学特性进行校正。关键是所有车轮的法向线都随方向盘和中轴摆杠头尾位移连续指向同一个转弯圆心，这个圆心是首尾车轴方向盘指向线的法向线与中轴摆杠及其延伸线交叉点决定的车架（含虚拟）转向中心位置车体垂直延伸线的交叉点。整车在出厂前，需要经过光学测试台测试调整，保证其整车协调性和精确同心圆转弯。对于简单单摆杠补偿线经光学测试校正后，其成本和精确度都能兼顾。 

5、本项转向技术的效果。 

（1）整车驾驶性能。在建立微机辅助驾驶程序时，先设定车速与转弯半径的函数关系，保证低速整车灵活转弯，甚至原地掉头，即车架转向中心趋近于车辆实体质心；而高速转弯时，转弯半径线趋近于车体对角线，即速度提高使虚拟车架转向中心向车体后部延伸到车体以外，并随着方向盘的转动，方向盘的法线与转向中心法线的交叉点趋近于车架对角线，这被称为“钟摆过弯”。在手控驾驶时，也有同样的要求。 

（2）多车组合。采用本项技术后，多车组合成为简单实用技术。组合原则是三重合，即各单体车体中轴平行或重合、车架转向中心重合、转弯圆心重合，达到此三重合后即视为组合整体。首先把所有车辆的车架都平行，最好是纵向同轴，横向同排，所有车辆的车架转向中心都调整到同一排横轴上各列中轴位置，即所有单车的补偿基线垂直指向激光束都聚集于此点。方向盘转向时，外侧转向角余切值=内侧转向角余切值+两组方向盘横向距离M/转向中心距H的比值。所有车轮的轮毂激光束都指向同一转向圆心。 

（二）关键技术环节 

1、补偿基线的确定方法

补偿基线是侧边车轮转向时正弦同步状态下，余弦增减补偿同心转向偏差的坡度线，该线与水平夹角的正切值或称坡度比跟车轮所在位置有关，即M/H_i。几何学分析后，它就是指向车架中心的过轴径向线的垂直线，即以车架中心为圆心的圆弧在转向轴处的切线。对于固定车架中心的转向系统来讲，这是可以在设计和安装中就可以固定下来的，出厂前也可以调试，而对于本设计来说，要求车架转向中心点沿着车架轴线前后移动可调，确定补偿基法的方法就成为首先要解决的关键问题。这是本项技术的核心之一。

下列为4种补偿基线滑槽（或滑杆）确定方法： 

（1）单中轴摆杠正切滑槽法。齿轮操控单中轴摆杠偏转，“工”字形横摆杠中点处产生水平位移J，横杠与中轴摆杠间为垂直可纵向滑动连接关系，且在两侧端点处增设一个随正弦水平位移同步移动的竖直滑槽，从转向轴处开始同步随动水平位移，该竖直滑槽与中轴摆杠中点间为横平竖直固定边长的点连接，从这个中轴摆杠连接点伸出两组横杠，即垂直约束偏转摆杠和水平滑动正弦滑槽连接杠。形象而言，象“工”或“王” 字形。“工”字形摆杠横杠偏转角度的正切值为J/H，在竖直滑槽内产生纵向滑动位移为J*M/H，这个滑动交叉点操控转向轴“士”字形补偿基线滑槽的过轴垂直摆臂，该垂直摆臂的转向角的正切值即是共用的竖直滑槽位移/水平位移J，即正切值总是M/H。换言之，转向轴“士”字形补偿基线垂直摆臂总是切线，“士”字形轴线总是穿过车架转向中心的径线，属几何恒等关系（见附图1、3、4）。水平随动竖直滑槽称为共用正切滑槽。设计中，齿轮操纵滑杆齿条在水平滑槽内移动，齿条两端为竖直滑槽，中点位置轴承与横摆杠连接，横摆杠中点垂直杠架上用四个滚轮夹持中轴摆杠实现垂直约束可滑动连接。车架转向中心距离前车轴H和水平摆杠中点位移J是随两端齿轮差异性偏转而任意滑动调控的。

（2）双中轴摆杠对旋法。在精确设计中，采用双中轴摆杠（架）对旋法。起始位置与各转向轴竖直重叠两组“工”字形摆杠，等角度逆向旋转一个较小角度，产生操控方向圆半径（标准单位）的位移，对称逆旋弧段端点连线的过转向轴垂直平分线，保证其必是通过圆心（即中轴摆杠交叉点）的径线（见附图1）。设计中围绕摆动杆补偿线十字架轴点设置平行四边形，转向轴心固定点在棱形等边四边形的一个垂直对角线上滑动，对称逆旋的两个中轴摆杠控制端点作为在另一对称线上滑动的两端顶角，这样过轴心的对角线就是精确径线。再用平行四连杆或者垂直于径线的滑动槽设置端点随着余弦滑槽平行移动的补偿滑槽，即前述“士”字形平行滑动槽，用于调控余切补偿比例。如果每一个车轮都采用这种方法，太过复杂，所以机构操控中只按此操控远端四个边角转向轴，再依此为基础用同步连杆和比例摆杠操控之间的车轮，简化操控机构。 

（3）单中轴摆杠齿轮滑杆对称操控模拟双中轴摆杠对旋法。 

增设一组无中轴的横向摆杠，沿中轴纵向滑动产生纵坐标，上下两层可横向滑动的横杠中点受齿轮控制对称性水平伸展，产生对称横坐标。如此用齿轮和滑杆把单中轴摆杠两端的空间位置，以车架中轴为对称轴，把摆杠端点位置复制到对侧，形成模拟双中轴摆杠对旋的效果。以每个转向轴位置一实体一模拟这两端点为操控点，其连线的过轴垂直线就是我们需要的补偿线基线，依此设置“士”字形滑槽滑杆。这种方法要求齿轮齿条精密，并要用压力感应器件直接控制液力助力或电动涡杆，锁定补偿线基线。 

（4）微电脑数控电传模拟法。对于微机操控模型来讲，本项技术要求首选是用微电脑虚拟摆杠。根据手柄或速度传感器，得到车架转向中心位置参数后，计算出各边角车辆转向轴的补偿线。其计算过程是先确定Hi，计算M/Hi反推正切角度值，操控液压助力系统或电传操控电动机旋转滑杆与横向车架达到此角度并锁定，即得到补偿基线。 

（5）光学反光镜校正法。反光平面镜面安装于过轴补偿基线竖直位置，或者车轮平行上。在安装、出厂调试和返修调试时，都可以采用。从车架中心发出的激光束，被镜面反射后，都聚焦回到光源位置，这是对于补偿线的精确要求。若出现偏差，就要根据偏差进行调整，调整完成后，锁定相应连接件，保持同步调控关系。 

2、光学测试台 

在整车出厂和返修时，将反光镜贴于车轮轮毂端面上，镜面法线与车轮法线重合，从转弯圆心发出的激光束必须反射聚焦于这个圆心（或规定半径范围内）。对于整车调试，可以将整车悬空起来，反光镜悬挂固定于车轮转向轴竖直下方，平行于车轮轮毂平面，摆杠和方向盘联合测试，也是要求激光束反射聚焦回到光源所在位置的垂直投影点上，且随方向盘或中轴摆杠调整车体转向中心，光源点和聚焦点都可呈现连续位移。这种光学测试台，是本转向技术校正出厂的一个附加技术特征。它同时还用于车轮悬空行车测试，在滚动排轴架上，测试各种车速状态下的安全禁止程序、转向性能，测试高速运行过弯时的车轮光学聚焦点连线与车体对角线的趋近性。

安全禁止程序包括：（1）方向盘转向角接近直角前，车架转向中心离开任意一个实体车轴位置，除此之外，低速时允许任何转向操纵；（2）中速状态车架转向中心后移接近车尾，禁止蟹行；（3）高速状态时，自动安全限定器控制后轴摆杠齿轮，使车架转向中心后移出车体1～5倍，禁止后轮反转，禁止车架转向中心前移，禁止原地转向。根据这些要求，补偿基线的绕动轴边缘设置感应电极，在适当的旋转相位角接通报警电路或启动脱险驱动电路。 

重型多车辆并连、串连组合时，在车辆四角车轮设置光学激光束发射器，指示车架转向中心和车轮法线指向。举例为运梁车抬梁，前后两车串连，两车中轴要求重合，车架转向中心要聚焦于一点并同步移动。 

3、数学控制模型 

（1）先测定车速，车速传感器安装距离司机最近的车轮轴上。设定车速对应转向模式。 对于安全性自动限定器，应安装后轴转速离心感应器，离心力经弹簧平稳后输出轴向位移，用操控杆限定后轴摆杠操控齿轮，禁止车架转向中心向后轴以前移动，只能向后轴以后移动。即高速行驶时，方向盘转向只能钟摆过弯，后轮与前轮同向转向，禁止反向转向，预防侧翻。

（2）设定虚拟车架转向中心，依此计算各车轮对应位置参数下的转向补偿坡度，计算同步转向补偿函数关系。 

（3）方向盘传感器，感知方向盘转向角的正弦和余弦，根据各车轮相对于虚拟转向中心的位置参数，先计算出四个远端边角的转向轴余弦补偿值，由此得到各列同步余弦补偿值，各排正弦比例分配值，按同列正弦比例分配，同排余弦比例分配法计算中间车轮转向角，所有车轮转向角数据用总线传令给各车轮转向轴操控电机。 

（4）操控电机完成转向角同步操控动作，在传动齿轮槽中设置电磁驱动插销，在没有电磁启动电机的信号时弹性力使之处于暂时锁定位置，直到下一个指令到达。 

（5）根据同列余弦同步、同排正弦同步的原则，为了减化助力传动机构，减少转向轴操控电机数量，采用一种新的助力操控布局方法替代前面的（3）和（4）两个操控步骤。具体方法是：方向盘传感器，感知方向盘转向角的正弦和余弦，根据各车轮相对于虚拟转向中心的位置参数，先计算出四个远端边角的转向轴余弦补偿值，由此得到各列同步余弦补偿值，各排正弦比例分配值，我们只需用数控直线性电动力或液压力助力，操控各列纵向同步余弦传动阶梯形双连杆、在各排按比例计算后的横向同步正弦传动阶梯形双连杆，在每一个转向轴位置，两级相互垂直的连杆相交叉，交叉点即是转向轴摆臂的操控点，如此助力传递来的正弦、余弦坐标二维合成操控转向轴摆臂。这是本项专利技术的创新之一，明显区别其它数学模拟模型转向操控系统。 

在数学模型计算中，中轴摆杠属虚拟性设置，直接给每一个车轮设定虚拟补偿线，即M_i/ H_i，M_i是由车轮所在轴列位置决定的，H_i而由所有轴排决定并随车架转向中心（虚拟中心）的位移随着H值变量相对变化。 

注意，当方向盘到直角状态时，式中cosα=0，sinα=1，cosβ= cosα- sinα* M/H=- M/H，cosγ=+ M/H，即补偿线与侧轮转向角余弦线重合。车架越长这个值越小，车架所有车轮指向都是同心圆切线，这是补偿线的原理所决定的，整车以车架转向中心所在地面为圆心，在成对车轮差速器动力推动下，呈现原地转向状态。 

当cosβ=0时，sinβ达到最大值=1，只有定轴位置的车轮sinβ₀=0，为规避零操控力矩，我们避开此处安装车轮或将车架转向中心转移到两轴中间，即最小的正弦值为sinβ_0.5=0.5/ H。此处增加助力转向能量即可克服转向阻力，完成转向，过了这个关隘，360度全角度转向也就顺利实现。 

每一个车轮按位置参数，可以设定成为矩阵公式。 

atan(tanα（1-tanα* M/H）)              α         atan(tanα（1+tanα* M/H）) 

atan(tanα（1-tanα* M/H）* H_i/ H)   atan(tanαH_i/ H)   atan(tanα（1+tanα* M/H）H_i/ H)

矩阵公式特征是：同列余弦相同，正弦按位置比例分配；同排正弦相同，余弦按位置比例分配。

那个摆杆操控点在平面上滑动出的轨迹是一个倾斜的椭圆形，其长轴为补偿线、短轴指向车架转向中心。 

针对本项技术中轴摆杠太长后的形变误差，微机辅助数控过程中，首要解决的是用微机控制电动机得出边角转向轴的补偿角度线，用虚拟摆杠替代实体摆杠，提高操控精度。微电脑计算机数控电动机带动齿轮齿条，主要对同步连杆（或者增强为双连杆阶梯）传动进行数控助力操控，横向同步从中轴对应位置输出正弦同步数控助力，与纵向摆杆的转向轴位置的纵向滑槽或滑杆连接，或对同步摆杆进行分段增强，或对每个转向轴都加强，甚至全部替换纵向摆杠；纵向数控助力主要增强头、尾余弦同步，用双连杆阶梯传递给同列上的每一个车轮转向轴。如此来看，多轮车辆的微电脑数控助力操作，沿虚拟“工”字形摆杠对应节点布局助力直线性电动机齿轮齿条或液压活塞缸，分别产生和传动正弦值、余弦值及作在位置的比例值，数字化纵横控制同步双连杆阶梯，形成网格，在转向轴位置垂直交叉控制转向轴摆臂，产生较为精确的转向角，形成360度角全轮全动全部操控的数控转向系统。这种二维合成转向数控系统与现有转向角微电脑计算方法有明显区别，具有创新性和实用性。 

受同步操控滑槽的限制，车体转向中心只能延车体中心轴的延伸线移动。而对于全程计算机数控，车体转向中心可以偏离车体中心轴。在此状态下，以车体转向中心和车架中心连线为中心轴，建立新坐标系，重新定义各车轮的位置参数，方向盘同步传动计算的起始位置也相应更新，计算过程复杂了一层次，万能转向概念也更深一个层次。本项技术从机械式简化机构来讲，已经完全能够达到万能转向的目的。本项技术拟将微电脑辅助确定补偿角线与连杆、摆杠结合实现全轮全控360度角转向，并为建立新的数控模型提供一种新概念基础。在数控模型方面，余弦和正弦分解计算后，每个转向轴用两组数控液压活塞杆或电动齿条完成操控。 

车辆有两列车轮时，可以用纵向余弦同步连杆替代横向余弦摆杆，而有多列如四列车轮时，需要横向输出余弦摆杆。四角的车轮由轴或者垂直的两组连杆完成方向盘360度全圆同步，其余车轮按所在位置接受四角输出而来的相互垂直的同步连杆滑槽、摆杠滑槽。四角车轮转向轴操控点给出的是：横向输出补偿调整后的正弦同步连杆和余弦摆杠，纵向输出补偿调整后的正弦摆杠和余弦同步连杆，这样整个车轮的所有车轮转向杆都穿过垂直的两组滑槽确定的坐标点，即正弦、余弦二维合成操控对转向轴摆臂同步受到操控，效果就是所有车轮的法线都指向瞬时转弯圆心。无论是实体机构或是虚拟计算，这就是万能转向的实质机理。8、微电脑辅助方法 

4、微电脑数控模型模拟方法操控助力实施方式。本项技术为重型多轮车辆微电脑模拟数控转向提出了一种新的计算方法和操控实现方法，微电脑程序可以按操控步骤逐步模拟替代本项专利技术中的实体操控部件或操控系统，首先是用微电脑虚拟摆杠替代实体摆杠，确定车架转向中心、高精度侧轮补偿基线、余弦补偿公式计算、余弦和正弦同步助力传动，使本项技术从全机械操控、半机械半电脑操控逐步进展到全部微电脑操控，余弦和正弦分解计算后，每个转向轴用两组数控液压助力滑杆完成操控，传动机构不同程度地简化，直到达到直接用微电脑操控安置在各列纵向同步余弦传动阶梯形双连杆上、在各排按比例计算后的横向同步正弦传动阶梯形双连杆上的数控直线助力器。方向盘转向杆产生的正弦、余弦被分解后，分别按各列、按各排相对于虚拟车架转向中心的位置进行补偿计算和比例计算后，发出同步连杆助力传动指令。内侧车轮转向角的纵列同步余弦值一定小于外侧，各排轴中距离车架转向中心最远的排轴为标准1或100%，距离越近越趋近于0，但要求任一排实体车轴的在位置都不能等于0，即车架转向中心必须落于两排车轴之间或者车体以外，这是为了规避“零操控力矩”陷井。纵横传动而来的助力连杆滑杆，在每一个转向轴位置再把助力传递来的正弦、余弦坐标值二维合成为一个操控坐标交叉点，操控转向轴摆臂。。

5、转向摆杆框架和同步连杆框架的相互作用——转向摆杆框架操控法 

图3、图4中还看到一种几何关系，就是正弦比例摆杆与余弦比例摆杆互相垂直，以中轴正弦比例摆杆为对称轴，构成一个运动中的偏转传动垂直框架，称为转向摆杆框架。纵横同步连杆是原本就垂直的方形框架。合理地运用这两个框架，是简化助力传动一种途径。这种途径可以避开“士” 字形随动滑槽机构，直接由余弦比例摆杆与按位置比例横向移动的正弦竖直滑槽交叉点，作为操控关键点G，这是因为随动补偿线就是移动的正切滑槽方法确定移动的补偿线。随中轴余弦纵向移动的正弦、余弦纵横连杆框架助力操控摆杆转向框架发生偏转补偿，直接控制各自对应的车轮转向轴摆臂。由随中轴位置余弦值纵向移动的连杆垂直框架，中轴正弦比例分配滑槽与余弦值的交叉点为余弦摆杆中间点，此点为中轴比例摆杆垂直连接点，随中轴正弦比例摆杆偏转从该连接点伸展出垂直的余弦比例摆杆，同时该点横向伸展出臂长为固定值的同步移动正弦值连杆，连杆端设竖直滑槽，余弦比例摆杆与正弦值竖直滑槽的交叉点，即是与“士” 字形随滑槽机构等效的转向轴摆臂关键操控点G，这样由中轴正弦比例摆杆直接产生随动补偿关系。G点的余弦补偿量大小，取决于中轴正弦比例摆杆的即时偏转角度，转向摆杆框架的偏转角度与中轴摆杆即时角度同步变化。这种简化操控方法在此称为转向摆杆框架操控法。以中轴位置车头或车尾传动比例为1的标准半径摆臂操控为基准，随其余弦和正弦值变化，两侧余弦产生偏转补偿。G点与中轴余弦值纵坐标点连线平行于确定补偿基线共用切线方法1所确定的补偿基线，其实质是中轴补偿基线变成随动补偿基线。将从操控点G传输出的比例摆杆定置为纵向正弦、横向余弦垂直关系，但其连接部分为小幅度可伸缩，这可以简化制造工艺环节，加强相互约束，与同步连杆助力配合，提高操控精度，简化助力。图6中的压感助力方式，就是施加在同步连杆框架上的助力，帮助操控转向比例摆杆框架，其机械式操控环节就可以采用转向摆杆框架，来控制液压比例阀，助力推动摆杆到位后，液压平衡，锁定到下一个操控指令到达，开始下一个转向动作。

6、应用直线双组和垂直四组滚轮组合夹持连接 

本项技术设计中有太多的滑动摩擦点，转变滑动为滚动，是减少摩擦的阻力和机械磨损的必经之路。从摆杠（架）齿轮、摆杠直角连接、补偿基线“士”字连接和随动滑槽补偿、同步连杆、比例摆杠传动等多处，所有滑动移动位置、垂直连接位置，都用尼龙和不锈钢滚轮夹持，一般直线滑动处为同心轴承带动对称双组滚轮夹持，垂直连接处为四组滚轮夹持，对转向摆臂轮盘传动处为同一摆臂梁双组滚轮夹持同时再被上面连杆层槽钢梁、摆杠层槽钢梁两层同心轴承带动对称四组滚轮夹持。总而言之，把所有摆滑槽内滑动全部转变为滚轮夹持滑杆滚动，减少阻力和磨损，增强系统工作寿命。

7、实体空间设计垂直重叠分层布局装配关系 

在设计上，一般设计模式的转向轴与车架的连接方式限制了车轮转向，有一个极限。当转向轴以独立悬挂方式重叠于车轮上方，并给每个车轮留出足够的自由转动空间时，所有车轮在同步转向机构调控下都可以任意转向，实现车轮整体任意全能转向。

与之配套的动力传动系统也需要相应变革，同轴两侧车轮反向驱动，这由差速器来解决。从驱动轴到车轮的联接方式成为一个需要克服的空间布局设计障碍。采用的弓形钢板车桥万向节传动、独立悬架万向节传动，都限制转向角，一般在±60°之间。采用独立悬架锥形齿轮低位轴传动，转向角能够达到约±90°。如果要突破这种限制，就要抬起车架或缩小车轮直径，提升车架相对于车轮的位置，给车轮360°转向腾出一个桶形空间。这就要从车轮上方转向轴位置布局竖直悬架轴套，用轴芯位置顶端的锥形齿轮或伞形涡轮传动驱动力，位于传动轴芯为内外两层为可纵向滑动齿轮，以适应减震变形缀余量，同时传递驱动力。中层轴套传动转向力矩，外层轴套通过弹性减震悬架组件与车架连接并传递承载力。外层轴套外布置刹车副轴向传动环，控制刹车助力系统和刹车片，刹车副夹持位置设计为前后水平位置。位于上层的转向摆杠操控层将转向轴盘外缘齿轮转动通过绕过中心驱动齿轮的边缘齿轮桥传递给驱动齿轮下层外圈的转向轴齿轮，压感助力电动机的驱动力，也可添加于这个桥接齿轮上，完成转向角传动（见附图5）。远端边角转向轴可以直接操控，过桥传动齿轮用与不用皆可。 

如果采用竖轴两侧布局双轮，还在与转向轴连为一体的倒T形壳体内部设置两侧半轴差速器，明显减少原地转弯阻力，增加车辆承重性和灵活性，适用于高端重型车辆。 

配合万能转向，驱动动力轴的差速器需要设置为多级，一般是一级前半部、后半部差速，二级为前半部和后半部内部前后分级差速，最后为同轴左右车轮差速。变速箱输出动力经多级差速分枝，传动到各车轴和各车轮，距离转向圆心最远的一端获得的转速和功率最大，距离转向圆心最近的车轮停滞不前，并不影响车轮整体转向。 

8、转向操控助力方式 

转向操控助力有两类：一是回转圆周助力，转向轴摆臂压敏电阻器——继电器——电磁解锁弹簧锁定插销——直流双向电机助力——齿轮或涡杆——转向盘齿轮——过桥齿轮传动转向轴。二是二维合成直线助力，用正弦连杆和余弦连杆组成的垂直框架二维直线助力辅助操控摆杆框架的纵向中轴余弦移动及偏转补偿，对所有同步的传动都增加助力，并把同步连杆增强为阶梯形双连杆架，这样减少摆杠传动垂直橇动力变形，这种助力可以用压敏电阻——电动齿轮——齿条或涡轮——齿条，也可以用压敏电阻——继电器控制——液压阀——液压传动作动活塞缸。对应的，在数控模型方面，余弦和正弦分解计算后，每个转向轴用两组相垂直的数控液压活塞杆完成对转向轴摆臂操控。对于第二种助力的控制方式，除有微电脑控制器，还有缩微模型模拟控制。具体介绍如下：

（1）压感电动回转圆周助力。在转向轴摆臂与转向齿轮盘之间远端两侧对称地安装压敏电阻，受压电阻阻值减小，直流电通电驱动继电器动作，启动电动机驱动涡轮杆再传动齿轮转向盘或者过桥齿轮，向着减少压力的方向转动涡杆，直到两侧压敏电阻平衡，转向轴受涡杆锁定。当没有启动电动机的电信号时，电磁驱动插销处于锁定状态，地面障碍对车轮的冲击力被锁定插销抵消，减少对传动机构的冲击。这种助力属圆周回环助力，360度角随动。

（2）压感直线性电动齿条或控阀液压助力。液压助力作用于垂直的正弦、余弦两组滑杆上。在规划为重载车辆上，可以每个车轮转向轴配一组两个助力液压缸；在载重量较轻的车辆上，可以相对简化省略一些助力液压缸，纵向上每列至少设置一个液压缸，对纵向余弦同步连杆（或者增强为双连杆阶梯）进行助力，横向上，助力于正弦同步连杆并与摆杠的纵向操控滑杆相连，根据需要可合理布局，至少在头、中、尾设置三组助力液压缸，液压动力也是经过双连杆阶梯横向同步传动，也可增强为每排一个液压缸，在对应位置的中轴处设置“T”形正弦比例分配摆杆，控制正弦同步和操控压感液压阀。如此纵横布局同步液压助力，再用双连杆阶梯传动，减少摆杆横向受力和剪切力变形，摆杆的作用就是用较小的压力感应来操控液压阀，提高操控精度和摆杆寿命。这种助力是直线助力，必须经垂直的滑杆二维合成为360度助力。 

两种方式可以配合，分别操控不同的部位，电动助力作用于转向轴齿轮，电动齿条或液压助力作用于转向轴摆臂的垂直坐标滑杆。 

模拟中轴摆杠调控液压比例阀，对正弦值进行比例分配，是一种实用的方法。设计两级阀，一线为同步电磁阀，二级为比例阀。方向盘旋转需要向某助力缸右侧缸体中导入高压液流G，则一级电磁阀需要逆时针旋转一定角度，使一级电磁阀G高压供液口从R口流出经管道与二级比例阀G端连接，再与右侧缸管路R接通；同时一级电磁阀M低压液回流口接通L口再经管道与二级比例阀M端连接，再与左侧缸管路L接通。前如果模拟中轴摆杠控制二级比例阀位移反转，则二级阀G端就与L接通，助力缸将反方向动作，动作同期动作幅度受比例阀开口比例控制。在两级阀的高压、低压管道之间，并连恒压溢流阀，保证比例阀工作稳定。 

（3）缩微模型模拟控制器助力方式。在电动齿条或液压助力模式下，可以用等比例缩小版车架模拟控制对应位置的滑动变阻器或液力助力流量阀，替代实体通长的摆杠连杆，由模型模拟控制器来控制各个助力动作，实现转向操控。在控制器中，方向盘和中轴摆杠的操控、传动与实体相同，缩微的连杆、摆杆两组框架的对应节点控制阀门开口方向和截面积值，实现助力转向操控。一般同步和比例传动效果应该一致，驾驶员发现实体转向效果与操控控制器误差较大时，需要检修校正，各转向轴预置光学反射镜系统将帮助检修校正。 

全部为液力助力的液压阀控制器中，设置两级液压阀，一级为代表方向盘的同步供油液压阀，由方向盘控制供油阀开口大小和方向，二级为比例比例阀，由所有位置的正弦比例控制油路开口大小和方向，每一比例阀前端都设置恒压溢流阀的油路。需要注意的是，转换转向比例阀前，必须先使所有车轮回归直线先驱状态，必须时在直线道路上低速直线行驶，比例为等比例阀门全部半开，溢流阀强制全开短路，油泵不加压，在此状态下，由归位弹簧为主要归位力量来源，强制归零后，各车轮全部反馈回来归位信号后，再转换比例阀，恢复溢流阀功能，开始新的转向模式。 

9、转向模式安全性装置 

（1）补偿基线禁止位置报警限定器。设置于某一边角车轮，在补偿基线过轴垂直线上设置特定位置触发电极，当方向盘转向角大于60度时进行原定转向时若该线指向某一实体轴中点即启动报警，提醒驾驶员调整刹柄位置，防止原定转向时进行“零操控力矩陷井”。

（2）转向模式安全性自动限定器。是将转速离心感应器或微型发电机功率感应器安装在后轴上，离心力克服弹簧束缚后由轴承盘滑动输出轴向位移，用操控杆或者钢丝传动限定后轴摆杠操控齿轮，禁止车架转向中心向后轴以前移动，只能向后轴以后移动。即高速行驶时，方向盘转向只能钟摆过弯，后轮与前轮同向转向，禁止反向转向，预防侧翻。 

实现这种速度决定转向模式的操控，是由车尾位置轮轴的转速离心轮盘牵动操控杆或钢丝，与中轴摆杠车尾操控齿轮实现弹性联动，并由钢丝同步传递到后齿轮操控刹柄上，来完成操控的。也可用发电机转速感应器和电传操控完成。该刹柄以自动为主，中低速时人工手动干涉为辅，高速时，禁止手动干预。低速时，可任意手动操控，实现各种灵活转向动作。

（3）方向盘自动安全装置。我们也设置自动归位安全弹簧齿轮组合，方向柱转动传动到一个圆周上切割出四个平面的多棱轴上，用弹簧片给予合适的压紧力。在0°～±45°角度内旋转方向盘需要克服弹簧压力，松手即自动回归0°，这样转弯完成后方向盘可以自动归位，在直道行驶时，可短时间松手；转向相位到±45°～±60°时，弹簧片压在轴缘的圆周面上，没有归位力，是灵活驾驶相位段；当±60°～±120°时，弹簧片压入轴缘平面上，进入自动向90°归位阶段，车架转向中心即将成为转向圆心，此时驾驶员若松手后，车辆只能原地转圈。进入此状态时，弹簧片压紧力触发刹柄禁止位指示灯和报警电路，在车头补偿基线摆臂轴上预置的禁止指向位置（垂直线禁止指向实体车轴中点的位置）电极能够接通报警器电路，发出声光报警，提醒驾驶员检查，在安装有电控助力的车辆上，自动启动助力电机调整车头端横摆杠齿轮到标准位、车尾端横摆杠齿轮微调至报警电路断开，规避“零力矩陷井”。 

附图说明

图1，中轴摆杠确定补偿线模型比较分析示图。附图1中所示，图中显示确定补偿基线的正切滑槽法和对旋割线平行法两种方法。对旋割线法是：等弧度对旋AS=AB获得BS割线平行于切线AD，割线BS的垂直平分线和AD的垂直线都是过圆心O的径线，∠BET=∠IAD，正切值为M/H。获得切线AD的正切滑槽法是：偏转摆杠获得平移横杠中点从T点移动J距离到F点，J=AI=TF=QU，同时横杠中点垂直连接中轴，使横杠摆转角等于中轴偏转角且正切值J/H，两个共边三角形在I点的竖直共用正切滑槽线上产生正切值线段ID=M*J/H，∠IAD的正切值为M/H，无论中轴偏转角度和J值如何变化，这都属恒等几何关系。 

图2，中轴摆杠调控和方向盘指向对于车轮转向角的影响效果图。附图2所示为左前轮，主要是示意方向盘用连杆传动来的正弦值受补偿基线的平行线随动滑槽坡度作用对余弦值产生补偿作用，cosβ=cosα±sin* M/H，补偿基线平行随动滑杆与正弦滑槽的交叉点G，即是控制车轮转向摆臂的关键操控点，操控对应位置转向轴摆臂，并且由操控关键点纵向输出余弦同列同步连杆A、正弦比例摆杆B，横向输出正弦同排同步连杆C、余弦比例摆杆D。 

图3，用Solidworks软件绘制的整体布局草图和小半径转向演示图。演示多轮车辆全动全控万能转向机械式操控机构和助力方式及其辅助方法。车头中轴位置设置方向盘自动归位安全弹簧片轴缘压紧装置。中轴摆杠调控车架转向中心、同步确定余弦补偿基线，中轴位置大直径摆杆、直角摆杆和纵、横滑动T形滑槽受中轴摆杠位置调控完成对正弦比例摆杆的传动进行控制。四角的关键操控点由同步连杆和比例摆杆纵横连接成两组垂直网格，交叉点操即是各转向轴摆臂操控点。各轴分配所得正弦位移，与各轴中点方向盘平行指向半径的余弦同步连杆传动配合，二维坐标操控各排车轴中点虚拟摆臂和两侧车轮转向摆臂，完成同心圆转向。 

图4，用Solidworks软件绘制的自动安全限定器高速工况和钟摆过弯演示验证图。图中所有框架与图高速状态时后轴摆杠齿轮控制摆杠中点从附图3中左侧1倍半径移向右侧0.4倍半径，车架转向中心后移到车尾后0.4倍车体处。 

图5，摆杠调控转向轴组合装配关系示图。附图5左图为转向轴垂直重叠装配关系，右图为两组垂直坐标滑槽操控转向轴摆臂齿轮盘装配关系，总体为竖直重叠套接装配关系。左图中用过桥齿轮传递转向轴，并在过桥齿轮轴上增设转向助力，动力驱动轴套于转向轴心位置，悬架套于转向轴套壳外。 

图6，多轮车辆全动全控万能能转向操控机构和助力方式及其辅助方法——压感助力或电脑模拟数控电液助力二维合成操控转向轴摆臂示意图。施加在同步连杆框架上的助力，帮助操控转向比例摆杆框架。中轴比例摆杆和与之垂直的余弦比例摆杆组成简化的转向摆杆框架，作为液压比例控制阀的控制器，而助力系统作用于连杆框架上。助力系统增强了摆杠框架的承受能力，也简化传动网格。增强型同步连杆控制同列或同排转向轴摆臂二维坐标，每列和每排只需要一套助力装置，由压感助力或电磁液压比例阀操控，车轮越多助力系统简化程度越高。图示为2个余弦同步、4个正弦同步共6个液压助力缸，操控8个车轮。 

图7，电控液压助力一级电磁阀和二级比例阀示意图。每个阀都由外壳套和阀芯组成，当控制组件受力形变量达到使压敏电阻值显著减小时，电磁力带动齿条驱动阀芯旋转，管路同时发生开闭动作。管路中设置两级阀，一级为同步电磁阀，即附图7左侧部分，是由方向盘转向正弦或余弦位移方向控制同步开闭，余弦助力一级阀助力即可。二级为比例阀，即附图7右侧部分，是依据步进电机助力摆杠偏转传动齿条控制纵向并列比例阀组中各阀开口比例和方向，用于各轴位液压助力缸对应正弦比例分配控制。 

具体实施方式

1、具体实施方式 

本项技术为重型多轮车辆精确同心圆二维万能转向提出了一种新的计算方法和操控实现方法，利用在微电脑数控方法、缩微模型模拟控制方法和框架二维助力方式摆脱摆杠、摆杆变形的限制，提高控制精度，可加长车体，增加车轮数量，并为多车临时并串连组合提供了技术方法。在制造材料方面选用刚度中等且有低速耐磨性的低碳钢，如35号低碳结构钢和35SiMn合金结构钢。为减小摆杠和摆杆的撬挠形变误差，其截面应选“工”字形或等壁厚长方形，可伸缩的内外套嵌接，滚动轮组和润滑油加注孔及吸油海绵嵌在外套侧壁上，并用防尘箱包裹，伸缩部位可用柔性外套防尘。

在转向理论中介绍过转向轴摆臂操控传动方式，包括：用横向连杆与横向偏转摆杆组合；纵向连杆与纵向偏转摆杆组合；用两个相互垂直的连杆组合，尤其适用于增强型连杆助力方式；垂直的摆杆组合成摆杆垂直网格框架，与连杆助力操控相配合。 

2、具体实施实例 

（1）导弹载车。导弹运载发射一体车，在转移路中的灵活机动性定然占据优势，用本万能转向系统+液压浮动自动平衡悬架，越野性能和道路通过性能发生质的提升。现有DF41导弹载车为7轴，随着导弹射程和分弹头数量对载车的要求提高，再加长到10轴也是可以实现的。且在占领发射阵地过程中，车辆摆尾为主的方向盘操控，对正弹道导弹阵位靶心，相比于车轮前轮转向载车更加快捷，再配合激光束、重力锤和监视器，对正靶心更准更快。在导弹载车上，对刹车副加配喷水降温装置。

（2）轮式装甲车。应用本转向技术，可以增加装甲车轴数和长度，运载防空导弹的装甲车，可以装载更大型的战斗部；可提升了装甲车的转向性能和越野性能，后轮同步转向在规避路障和高速过弯，尤其是警用装甲车提升在现有道路上的通过性和特殊追击拦截灵活性。 

（3）飞机牵引车。抱轮牵引车是纵向连杆与纵向偏转摆杆组合的适用典型。应用本转向技术后的牵引车，转向灵活性明显提高，摆尾操作对飞机挂载连接效率提高。飞机牵引车可以双头布局，驾驶员可在任选更方便快捷地完成任务的一端来操纵，两端的仪器仪表和操纵系统按同步电传设计。发明的航母甲板上使用的双端牵引车，一端为可变长度有杆牵引，另一端为无杆抱轮牵引器，高效精准地挂接飞机前轮，并用液压助力抬起车架和飞机前轮，再灵活地牵引完成机身转向、牵引移动，先将一个后轮牵引到轮挡位置，再以此为转向圆心摆转调整飞机前轮到位，同时升起挡焰板。为提高弹射器对接效率，可设计无杆端为小幅度嵌入抱轮牵引布局，嵌入延伸车轮转向操控机构为摆杠延伸传动电液助力，液压助力抬高车轮悬架，灵活转向，一般是先牵引后轮对正跑道轮挡，再对正前轮弹射滑车道，前后移动牵引到位，或者计算好弧形轨迹后一次性推机到位，光电控制机械臂自动对接弹性拉断器梯块和弹射器滑车钩具，弹射器钩具连接杆拉紧和拉断器拉紧后，对抱轮系统产生挤压力，两个拉力杆上同时发出对接成功信号，进入起飞5秒倒计时，引车悬架液压缸减压降低车架，抱轮系统牵脱离抱轮，倒计时3秒快速走圆弧或蟹行转向脱离轨迹离开起飞航线，同时飞机发动机加大功率，挡焰导流板受到气流推力达到标准后发出一个允许起飞信号，牵引车发出完成脱离确认信号，0秒之前两个信号都收到后才能形成“走你”指挥信号，弹射器0秒发力拉断前轮弹性拉断器，踢倒后轮轮挡，以4～5G加速助推起飞。估计与弹射器配合提高首次精准对接效率30%，意谓着弹射器和舰载机综合战斗力明显提高。 

（4）运梁炮车。本项技术在数控辅助方面和助力辅助方面都能够帮助摆脱摆杠变形的限制，增加控制精度，可加长摆杠或虚拟摆杠，即加长车体，也能够增加车轮数量，增加整车载重能力。一个5轴*8轮炮车，其助力系统简化到只有9个液压助力活塞缸，每排8轮是4个T型轮对，每个轮对共用一列，即4列纵向余弦同步助力，5轴正弦助力。当炮车运梁时，前后车中轴重合，利用激光束发射器校正车架转向中心重合后，再装压运梁，临时绑定。方向盘转向时，前后车辆模拟同步操控。即使该车已经全部数控模拟操控了，也要把虚拟计算所得补偿角度基线过轴垂直线数传到位于四角车轮转向轴位置的激光束发射器基座转向台数控电机上。激光束确定聚焦于两车轴线连线上的一点后，再开始压载重梁起运。 

（5）超级龙门起重车。四组合或八组合而成的超级龙门起重车，可以完成无轨道万能转向，组合原则同为车体中轴平行或重合、车架转向中心重合、转弯圆心重合，达到此三重合后即视为整体，各组分车的方向盘后续操控就要求前后组合按同排轴正弦同步、同列轴余弦同步的原则，左右车按转弯圆心重合（方向盘转向角余切值差值=相差左右中轴间距/车架转向中心距离）的原则进行后续操控。在船厂大型分段组件转运中，无轨龙门吊可以完成较远距离转运大型分段并完成灵活转向，其灵活性是有轨龙门吊无法相比的。 

（6）拖挂车和大平板车。主要应用原则是：无驱动力的拖挂车和大平板车，转向模式应与驱动主车相同。这由电传操控中轴摆杠齿轮或直接的电脑模拟；拖挂车前轴方向连接绞盘也就是由与主车连接的拖挂架指向决定。 

前面主车转向模式提前给后车，但具体的转向响应时机则由后车方向盘（拖挂绞接架）指向决定。前车侧向靠边模式下，只有前车确实已经靠边后车挂架还未归正时，继续直线前行后车即跟随靠边，直到拖挂绞接架指向为正前方；前车为极小半径转向模式下，前车原地转向，未引起后车拖挂架转指向变化前，跟随前车车尾前进，而拖挂绞接架转向后，后车前轮同步转向，后车后轮反方向转向，原则上，后轮车辙轧前轮车辙位置，适应小场地转向，因后轮无动力，不能摆尾机动；前主车高速过弯状态下，拖挂车只有拖挂绞接架指向发生了偏转时才响应，后车尾轮同向转向侧斜车身过弯，主车与拖挂车的位置关系为“闪电々”形，直到主车位置处于后车正前方。带拖挂车时，刹车必须先从车尾车轮最先开始响应。 

(7)轿车和客车。应用本项技术可设计出三种转向型，帮助万能转向技术应用平民化和交通安全规范化。一类是全部车轮360°同步操控转向，是本设计的理想状态。二类是在追求成本与性能平衡协调的过程中，对于这些常规普通四驱车辆，为降低成本，余弦框架可简化设计成固定的，不再纵向移动，即中轴余弦为恒定值，前轮方向盘中轴转向角受到局限，极限约为60°，为后桥悬架限制转向角不超过±30°角，可在低速时减小转弯半径和横摆进泊，80迈以上高速时，安全平稳地“钟摆”过弯。三类是把后轮简化为固定轴，中轴摆杆在前轴保留横向正弦连杆和余弦摆杆，按方向盘在前轴中点位置旋转分解正弦和余弦，并增设垂直的两组助力，后轴中点位置简化为纵向滑槽无横向连接，这样前轮可完成大于直角的转向动作，而后轮为固定的驱动轴，此时车辆在低速时可完成类似叉车的转向动作。严格执行本项技术设计规范和交通规则，保障自动安全限位器正常运转，对于行车安全有利而无害，驾驶员和乘客也将得到全新的体验。 

(8)叉车。现有四轮叉车梯形转向技术已很成熟，但应用本项技术后，除原地转向外，一是可以蟹行横摆，二是可以增加车轮数量，为新型多轮重载叉车设计提供技术基础。 

（9）楼道电动车。一种四轮万能转向电动车，主要适用于医院急救伤员快速转运，工程遂道内、楼道内、超市内较重的物资转运。 

2、实施效果具体体现 

（1）低速时，<20千米/小时，车体转向中心可任意调整，各种转向模式都可以选择，主要依据道路需要，体现车辆整体灵活性和机动性，允许侧漂横移蟹行进泊、原地整体掉头、头尾倒位、甩头摆尾等动作。

需要强调的操作注意事项是，当方向盘转向角进入60～120度区间和240～300度区间时，摆杠操控车架转向中心尽量处于两排车轴中间位置或头尾车轴或车体以外，即离开任意一排实体车轴位置，这需要中轴摆杠刹柄位置中设置弹性定位卡槽。规避垂直状态时，位于转向中心的车轮转向操控摆杆余弦值和正弦值同时为零，进入零操控力矩陷井，它成为整车转向瞬时中心，即车轮将因地面阻力而停止移动和转动。若误操作使这种状态发生，应保持中轴摆杠原状态锁定不动，操控方向盘继续转向或后退，先使该列车轮转向操控摆杆脱离垂直状态，到30度角时，余弦值达到0.5，再操控摆杠将车架转向中心移位到两轴中间或头尾车轴或车体以外，脱离零操控力矩陷井。 

（2）中速时，20～80千米/小时，车体转向中心后接近尾轴，限制侧漂横移，在安全性、灵活机动性等方面的优异综合性能可以发挥出来，对于加长车辆道路通过性明显增强，尤其是在山区多弯道路上效果明显。 

（3）高速时，>80千米/小时，车体转向中心后移延伸到车尾以外n个车体长，车头和车尾同向异步转向，车尾响应幅度稍少于车头，方向盘与车尾摆杠同步操控，转弯半径与车体最长对角线趋近，转弯离心力被车体最长轴抵消，车辆高速平稳过弯道，完全没有侧翻风险和不适。常规采用1<n<5即可，精确公式为n=cotα，即转向角余切值同为车体宽、长的倍数。公路路面摩擦系数以0.5计，所能提供克服离心力、推进力、刹车力加速度也为0.5G，此时以80迈可通过的弯道最小半径为100米。雨天路面摩擦系数0.25，雪天路面摩擦系数0.12，过弯时相应车速要分别减小到70%、50%通过。 

以上这些技术性能，需要出厂前在悬空光学测试台上测试、验证、调整。 

坚持安全第一是永恒的守则，行车速度通过安全限位器来决定转向模式，高速禁止操作模式必须严格限定禁止！需要强调的操作注意事项是：高速过弯，谨慎超车！因高速转弯时占用道路宽度加大，需要声光警示后车，不得转弯超车，要求转向警示蹦灯在高速行驶时增加闪光强度，有雷达测距的高档车增加雷达扫描范围，本车也不得高速大侧斜过弯超车，需要超车时，先转换车体转向中心接近车尾，按常规车辆转向模式再行超车，防摆尾碰撞。而警用装甲车作为特例，在执行任务过程中允许其摆尾拦截和蟹行机动。  

Claims (10)

1.多轮车辆万能转向机械式操控机构和助力方式及辅助方法，主要技术特征是：贯通车体的“工” 或“王”字形中轴摆杠（或类似框架）在刹柄调控车头、尾齿轮操控下相对于车体中轴发生旋转或偏转，产生可纵向移动调整的车架转向中心和余弦补偿角度基线，补偿角度基线的坡度比为M/H_i，同步调整的还有由方向盘转向角正弦值向各排车轮传动时比例摆杠的传动比例，刹柄操控头、尾齿轮转动调整中轴摆杠偏转与方向盘旋转操控相配合，方向盘的转向角余弦和正弦传动到各车轮转向轴补偿联动机构后，产生余弦补偿效果，cosβ=cosα±sinα*M/H，内侧转向角余弦值减小转向轴摆臂半径缩短，外侧转向角余弦值增大转向轴摆臂半径伸长，同列余弦值相同，用余弦同步连杆传动，而各排转向轴摆臂的正弦值与所在排距离车架转向中心的距离成正比，用中轴“T”字形摆杆进行正弦比例分配传动，从车头、车尾转向轴摆臂正弦和补偿后余弦分解为同步传动和比例摆杆传动并构成传动纵横网格，在每一个转向轴位置上相互交叉的正弦、余弦滑杆（或滑槽）二维空间合成坐标操控其余转向轴摆臂，在所有车轮上产生与位置相应的同心圆转向角，操控所有车轮全部滚动无侧滑，并且转向圆心及其相对与车体的二维坐标是由刹柄和方向盘可随意操控的，在这些操控过程中，增设电力或液力助力方式和用光学方法、微电脑模拟方法辅助，且辅加了安全装置。

2.根据权利要求1所述，转向操控机构的特征是：由刹柄操控中轴摆杠导致车架转向中心延车体中轴线从车体质心向前后任意移动，即操控转向圆心纵坐标从-∞到0再到+∞，在此动态过程中确定转向轴余弦补偿角度基线和随动“士” 字形平行线的具体方法有（1）单中轴摆杠偏转正切滑槽法、（2）双中轴摆杠对旋法、（3）单中轴摆杠旋转齿轮滑杆对称模拟双中轴摆杠法、（4）微电脑数控电传操控模拟法，这四种方法得到精确补偿基线，（5）光学聚焦测试法，是用于装配校正补偿基线，在多车辆临时组合时校正组合关系。

3.根据权利要求1所述和权利要求2所述方法，转向操控机构的特征是：根据中轴摆杠偏转和方向盘旋转角度共同确定中轴摆杆的即时位置，中轴摆杆的横杆两端水平滑动竖直正弦滑杆（槽）与另一组滑杆（槽）交叉确定余弦补偿后的转向轴摆臂关键操控点G，设计方案是下列二项选一，（1）在权利要求2中所确定的补偿角度基线基础上，设置垂直和平行约束连接的“士” 字形余弦随动平行补偿线滑槽，按中轴摆杆分配所得并传动而来的正弦值水平滑动竖直正弦滑杆，其位移在平行补偿线滑槽上爬坡产生余弦补偿值增减变量，得到补偿后的余弦值为cosβ=cosα±sinα* M/H，竖直正弦滑杆与随动平行补偿线滑槽的交叉点就是关键操控点G，（2）受中轴摆杠和方向盘双重调控的中轴摆杆，因受中轴摆杠影响发生正弦比例分配和偏转，垂直可滑动连接的横向余弦摆杆同步发生偏转而与水平正弦连杆成夹角，正弦连杆端点水平移动的竖直滑槽与余弦摆杆交叉点，即是对应转向轴的摆臂操控关键点G。

4.根据权利要求1所述和权利要求3，本项专利技术指明了车辆万能转向的机理和特征在于二维坐标传动双变量可协调操控转向，即先对四边角车轮转向轴进行内外侧偏转角余弦补偿后得到转向轴摆臂关键操控点，由这四个关键操控点同时给出：纵向输出余弦补偿调整后的同列余弦同步连杆和正弦比例摆杠，横向输出余弦补偿调整后的同排正弦同步连杆和余弦比例摆杠，共同组成连杆和比例摆杆两组垂直框架，在同步连杆框架上施加助力帮助操控转向摆杆框架，使所有车轮转向轴摆臂都穿过垂直的两组框架摆杆（或滑槽）确定的坐标点，即正弦、余弦二维合成操控各个车轮转向轴摆臂，所有车轮同步受到操控，转向圆心二维坐标从一侧无穷远-∞到0与车架转向中心重合，再继续移开到+∞另一侧无穷远，而车架转向中心在中轴摆杠操控下，纵向移动从后端-∞到0与车辆实体质心重合，再继续移开到前端+∞，全程可调可控。

5.根据权利要求1、权利要求4所述，转向机构助力传动部份的特征是：同步连杆为F形或增强为’目’字阶梯形双连杆，在各列纵向同步余弦传动阶梯形双连杆上、在各排横向同步正弦传动阶梯形双连杆上，增设压敏电阻耦合调控启动时机的电动齿轮齿条或电动涡杆或电磁阀液压活塞缸直线助力系统，它们构成相互垂直的助力连杆框架。

6.根据权利要求1和权利要求4所述，转向机构中各部份间的空间布局特征是：补偿基线和“士”字形平行滑杆、连杆和摆杠垂直层叠于转向轴上方，得到操控的转向轴摆臂与较大半径的齿轮盘连为一体，经桥接齿轮传递给下方转向轴齿轮的过程中，增设压敏电阻调控耦合的压感电动机助力和电磁力解锁弹簧插销，构成电动轴圆周型助力，转向轴轴芯中套接伞形驱动轴和轴向滑动花键，外层轴套连接悬架、工字板或弹簧杆，悬架轴套外布置刹车副传动环，悬架类型决定车轮转向自由角度响应范围。

7.根据权利要求1和权利要求3或权利要求4所述，本项转向机构特征是：补偿基线“士” 字形平行线滑杆爬坡滑动、正弦和余弦分解为同步传动和比例摆杆传动等部位中，所有滑动移动位置、垂直连接位置，都用滚轮组合夹持替代滑动摩擦，并预设注油孔和储油海绵，定期加注润滑油。

8.根据权利要求1和权利要求2或权利要求3或权利要求4中有关微电脑模拟的所述，本项专利技术的特征是：应用于多类重型多轮多轴多轮车辆微电脑模拟数控转向时，提出了一种新的计算方法和操控实现方法，在同步连杆框架上施加助力帮助操控转向摆杆框架，并为多车临时并、串连组合提供了光学和模拟计算技术方法，微电脑程序可以按操控步骤逐步模拟替代本项专利技术中的机械实体操控部件或操控系统，确定车架转向中心、高精度侧轮补偿基线、余弦补偿公式计算、余弦和正弦同步助力传动和比例分配传动，使本项专利技术从纯机械操控、半机械半电脑操控逐步进展到全部微电脑操控不同程度地数控替代，操控机构逐步简化，直到直接用微电脑操控安置在各列纵向同步余弦传动阶梯形双连杆上、在各排按比例计算后的横向同步正弦传动阶梯形双连杆上的数控直线电力或液力助力器，方向盘转向产生的正弦、余弦被分解后，分别按各列、按各排相对于虚拟车架转向中心的位置进行补偿计算和比例计算后，发出同步连杆助力传动指令，最终在每一个转向轴位置再把助力传递来的正弦、余弦坐标二维合成操控转向轴摆臂，重型多轮多轴车辆所有转向轴都同心圆万能转向。

9.根据权利要求1和权利要求2，转向机构特征是：为整车安全增设专门装置，原地转向状态时补偿基线摆臂轴缘设禁止指向自动报警和调整电路，低速时方向盘自动归正，在后轴安装以感应转速为主要依据的转向模式自动安全限定器，高速时自动选择钟摆过弯而禁止原地转向，车辆出厂在光学测试台上测试校正，用激光束和反射镜测试调整所有车轮转向轴的补偿角度基线过轴垂直线、车轮法线聚焦于一点的性能，并在车轮悬空状态下，测试各种车速的禁止程序、安全性能、转向性能，尤其是高速状态下，转弯半径线与车体对角线的趋近性。

10.根据权利要求1和权利要求2、3、4，降低成本的简化型转向技术特征是：一轴以上转向轴摆臂保留由至少一组连杆、摆杆组合传动来正弦、余弦坐标值，合成为交叉点后完成转向轴摆臂操控，具体实施实例包括导弹载车、轮式装甲车、飞机牵引车、运梁炮车、超级起龙门超重车、拖挂车、大平板车、轿车、客车、叉车、楼道电动车。