CN111806178B - 一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法，属于车辆行走技术领域；所述控制方法所应用的具有伸缩摇臂悬架的四轮车包括：左前轮、左前伸缩摇臂、右前轮、右前伸缩摇臂、左后轮、左后伸缩摇臂、右后轮、右后伸缩摇臂、车体；本发明所指的伸缩摇臂结合了大角度摆动和大行程伸缩两项功能，当具有伸缩摇臂悬架的四轮车在越壕时，通过四个伸缩摇臂不同角度摆动与不同行程伸缩的配合，使整车重心可以合理地落入接地受力的三个车轮形成的受力三角形之内或是接地受力的四个车轮形成的受力四边形之内，顺利越过远超车轮直径长度的壕沟，大大提高了四轮车辆跨越壕沟的能力。

Description

一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法
技术领域
本发明属于车辆行走技术领域，涉及一种四轮车越壕控制方法，尤其是涉及一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法。
背景技术
传统四轮车的越壕能力是由壕沟的宽度和车轮的直径决定的，这就局限了四轮车的越壕宽度，也局限了相应车轮直径的选取。随着摇臂悬架技术的逐渐发展，越来越多的四轮车采用了摇臂悬架技术，比如美国的GXV-T，采用摇臂悬架的四轮车大大增加了其越壕宽度。但是只靠摇臂实现越壕的宽度还是有一定的局限性，四轮车考虑长宽比的协调导致摇臂长度不能过长。具有伸缩结构的机械臂在机械行业广泛应用，技术成熟，将摇臂的大摆角功能和伸缩臂的伸缩功能结合在一起，可以大大增加四轮车的越壕能力。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法，提高了四轮车辆跨越壕沟的能力。
一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法，所述四轮车包括四个车轮，每个车轮对应的由伸缩摇臂安装到车体(9)上；所述四个车轮分别为左前轮(1)、右前轮(3)、左后轮(5)和右后轮(7)；四个所述伸缩摇臂分别为左前伸缩摇臂(2)、右前伸缩摇臂(4)、左后伸缩摇臂(6)和右后伸缩摇臂(8)；所述伸缩摇臂具有伸缩功能，且可相对于车体(9)摆动；所述控制方法包括如下步骤：
步骤0、左前轮(1)与路面的接触点定义为A，右前轮(3)与路面的接触点定义为B，左后轮(5)与路面的接触点定义为C，右后轮(7)与路面的接触点定义为D，整车重心定义为G；初始状态时，四个伸缩摇臂缩回到最短状态，左前伸缩摇臂(2)和右前伸缩摇臂(4)摆到各自与车体(9)连接点的前方，左后伸缩摇臂(6)和右后伸缩摇臂(8)摆到各自与车体(9)连接点的后方；
步骤1：四轮车前行至壕沟附近停车原地调整姿态，左前伸缩摇臂(2)保持初始摇臂角度不变，伸长至最长状态，右后伸缩摇臂(8)保持初始摇臂角度不变，伸长至最长状态，左后伸缩摇臂(6)从初始摇臂角度向车前方向摆动，右前伸缩摇臂(4)从初始摇臂角度向车后方向摆动，直至BC连线的方向垂直于AC连线，同时BC连线位于重心G前方；
步骤2：四轮车保持步骤1的状态匀速前行，左前轮(1)进入壕沟上空悬空；
步骤3：四轮车持步骤2的状态匀速前行直至A点越过壕沟边缘搭在壕沟另一侧路面上，同时BC连线接近壕沟边缘位置时停车，左前轮(1)和右前轮(3)保持位置不动，左后伸缩摇臂(6)向车后方向摆动，右后伸缩摇臂(8)向车前方向摆动，直至CD连线的方向垂直于BD连线，同时CD连线位于重心G后方；
步骤4：四轮车保持步骤3的状态匀速前行，右前轮(3)进入壕沟上空悬空；
步骤5：四轮车保持步骤4的状态匀速前行直至CD连线靠近壕沟边缘位置时停车，右前伸缩摇臂(4)向车前方向摆动直至B点越过壕沟边缘搭在壕沟另一侧路面上，左前伸缩摇臂(2)向车后方向摆动，直至AB连线的方向垂直于AC连线，同时右后伸缩摇臂(8)向车后方向摆动，C点保持位置不动；
步骤6：四轮车保持步骤5的状态匀速前行，左后轮(5)进入壕沟上空悬空；
步骤7：四轮车持步骤6的状态匀速前行直至D点接近壕沟边缘位置时停车，左后伸缩摇臂(6)朝车前方向摆动，直至C点越过壕沟边缘搭在壕沟另一侧路面上，右前伸缩摇臂(4)朝车后方向摆动，直至BC连线的方向垂直于BD连线；
步骤8：四轮车保持步骤7的状态匀速前行，右后轮(7)进入壕沟上空悬空；
步骤9：四轮车保持步骤8的状态匀速前行直至D点越过壕沟边缘，然后左前伸缩摇臂(2)、右前伸缩摇臂(4)、左后伸缩摇臂(6)、右后伸缩摇臂(8)调整位置并收缩摇臂直至达到初始状态。
较佳的，所述伸缩摇臂的摆动功能由摆动液压缸实现。
较佳的，所述摆动液压缸为齿轮齿条式、叶片式或者螺旋式。
较佳的，所述伸缩摇臂的伸缩功能由机械伸缩结构、液压伸缩结构或者电动伸缩结构实现。
本发明具有如下有益效果：
与现有技术相比，本发明结合了摇臂的大角度摆动和伸缩臂的大行程伸缩两项功能，通过四个伸缩摇臂不同角度摆动与不同行程伸缩的配合，使整车重心可以合理地落入接地受力的三个车轮形成的受力三角形之内或是接地受力的四个车轮形成的受力四边形之内，使之越过远超车轮直径长度的壕沟，大大提高了四轮车辆跨越壕沟的能力。本发明提供的控制方法在工程上实现难度小，对于拓展四轮车越壕能力有重要参考价值。
附图说明
图1为一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法的整体示意图；
图2A为越壕之前具有伸缩摇臂悬架的四轮车局部侧视图。
图2B为越壕之前具有伸缩摇臂悬架的四轮车局部俯视图。
图3A为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤1对应的局部侧视图。
图3B为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤1对应的局部俯视图。
图4A为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤2对应的局部侧视图。
图4B为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤2对应的局部俯视图。
图5A为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤3对应的局部侧视图。
图5B为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤3对应的局部俯视图。
图6A为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤4对应的局部侧视图。
图6B为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤4对应的局部俯视图。
图7A为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤5对应的局部侧视图。
图7B为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤5对应的局部俯视图。
图8A为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤6对应的局部侧视图。
图8B为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤6对应的局部俯视图。
图9A为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤7对应的局部侧视图。
图9B为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤7对应的局部俯视图。
图10A为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤8对应的局部侧视图。
图10B为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤8对应的局部俯视图。
图11A为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤9对应的局部侧视图。
图11B为具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕步骤9对应的局部俯视图。
其中，1-左前轮，2-左前伸缩摇臂，3-右前轮，4-右前伸缩摇臂，5-左后轮，6-左后伸缩摇臂，7-右后轮，8-右后伸缩摇臂，9-车体，10-路面。
具体实施方式
为了更好地理解本专利，下面结合附图和实施例对本发明提供的具体实施方案进行更为详细的阐述。
如图1所示，本发明提出了一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法。包含左前轮1、左前伸缩摇臂2、右前轮3、右前伸缩摇臂4、左后轮5、左后伸缩摇臂6、右后轮7、右后伸缩摇臂8、车体9、具有壕沟的路面10。左前伸缩摇臂2、右前伸缩摇臂4、左后伸缩摇臂6、右后伸缩摇臂8不仅具有大角度的摆动功能，还同时具有大行程的伸缩功能。
如图2A和图2B所示，左前轮1与路面的接触点定义为A，右前轮3与路面的接触点定义为B，左后轮5与路面的接触点定义为C，右后轮7与路面的接触点定义为D，整车重心定义为G。接触点A、B、C、D根据与路面的接触情况会形成不同形状的受力三角形或受力四边形，整车重心通过合理匹配布置各分系统位置使得重心G位于车体9示意四边形的正中心位置。这两个图显示了具有伸缩摇臂悬架的四轮车在越壕前所有伸缩摇臂都没有伸长时的初始状态。
由各伸缩摇臂及各车轮组成的簧下质量相比车体等簧上质量比值较小，各伸缩摇臂位置的变动不影响整车重心G的位置。
在越壕过程中，所述控制方法包括如下步骤：
步骤1：如图3A和图3B所示，车辆前行至壕沟附近停车原地调整姿态，左前伸缩摇臂2保持初始摇臂角度不变，伸长至最长状态，右后伸缩摇臂8保持初始摇臂角度不变，伸长至最长状态，左后伸缩摇臂6从初始摇臂角度向车前方向摆动，右前伸缩摇臂4从初始摇臂角度向车后方向摆动，直至BC连线的方向垂直于AC连线，同时BC连线位于重心G前方，此时重心G落在受力四边形ACDB之内；
步骤2：如图4A和图4B所示，车辆保持步骤1的状态匀速前行，左前轮1进入壕沟上空悬空，不再支撑整车重量，此时由右前轮3、左后轮5、右后轮7支撑整车重量，B、C、D三点形成直角受力三角形△CBD，重心G落入其内；
步骤3：如图5A和图5B所示，车辆保持步骤2的状态匀速前行直至A点越过壕沟边缘搭在壕沟另一侧路面上，同时BC连线接近壕沟边缘位置时停车，左前轮1和右前轮3保持位置不动，左后伸缩摇臂6向车后方向摆动，右后伸缩摇臂8向车前方向摆动，直至CD连线的方向垂直于BD连线，同时CD连线位于重心G后方，此时重心G落在受力四边形ACDB之内；
步骤4：如图6A和图6B所示，车辆保持步骤3的状态匀速前行，右前轮3进入壕沟上空悬空，不再支撑整车重量，此时由左前轮1、左后轮5、右后轮7支撑整车重量，A、C、D三点形成直角受力三角形△ACD，重心G落入其内；
步骤5：如图7A和图7B所示，车辆保持步骤4的状态匀速前行直至CD连线靠近壕沟边缘位置时停车，右前伸缩摇臂4向车前方向摆动直至B点越过壕沟边缘搭在壕沟另一侧路面上，左前伸缩摇臂2向车后方向摆动，直至AB连线的方向垂直于AC连线，同时右后伸缩摇臂8向车后方向摆动，C点保持位置不动，此时重心G落在受力四边形ACDB之内；
步骤6：如图8A和图8B所示，车辆保持步骤5的状态匀速前行，左后轮5进入壕沟上空悬空，不再支撑整车重量，此时由左前轮1、右前轮3、右后轮7支撑整车重量，A、B、D三点形成直角受力三角形△ABD，重心G落入其内；
步骤7：如图9A和图9B所示，车辆保持步骤6的状态匀速前行直至D点接近壕沟边缘位置时停车，左后伸缩摇臂6朝车前方向摆动，直至C点越过壕沟边缘搭在壕沟另一侧路面上，右前伸缩摇臂4朝车后方向摆动，直至BC连线的方向垂直于BD连线，此时重心G落在受力四边形ACDB之内；
步骤8：如图10A和图10B所示，车辆保持步骤7的状态匀速前行，右后轮7进入壕沟上空悬空，不再支撑整车重量，此时由左前轮1、右前轮3、左后轮5支撑整车重量，A、C、B三点形成直角受力三角形△ACB，重心G落入其内；
步骤9：如图11A和图11B所示，车辆保持步骤8的状态匀速前行直至D点越过壕沟边缘，然后左前伸缩摇臂2、右前伸缩摇臂4、左后伸缩摇臂6、右后伸缩摇臂8调整位置并收缩摇臂直至达到未越壕前的行车状态。
实现摇臂功能的摆动液压缸可以是齿轮齿条式、叶片式、螺旋式等；实现伸缩臂伸缩功能的可以是机械伸缩结构、液压伸缩结构、电动伸缩结构等。
通过四个伸缩摇臂不同角度摆动与不同行程伸缩的配合，使整车重心可以合理地落入接地受力的三个车轮形成的受力三角形之内，顺利越过远超车轮直径大小的壕沟，大大提高了四轮车辆跨越壕沟的能力。
本发明中四轮车越壕的次序依次是左前轮、右前轮、左后轮、右后轮，也可以按照右前轮、左前轮、右后轮、左后轮的方式完成越障，两种越障方式是完全对称的，均属于本发明的保护范围。
以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明实施例的前提下，还可以对本实施例进行若干改进和调整，比如一些步骤中描述的直角受力三角形可以根据需要修改成非直角状态，各车轮靠近和远离壕沟边缘的远近也可自行根据需要调整，重心在受力三角形和受力四边形中的位置亦可以计算优化后确定，这些改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法，所述四轮车包括四个车轮，每个车轮对应的由伸缩摇臂安装到车体(9)上；所述四个车轮分别为左前轮(1)、右前轮(3)、左后轮(5)和右后轮(7)；四个所述伸缩摇臂分别为左前伸缩摇臂(2)、右前伸缩摇臂(4)、左后伸缩摇臂(6)和右后伸缩摇臂(8)；所述伸缩摇臂具有伸缩功能，且可相对于车体(9)摆动；其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
步骤0：左前轮(1)与路面的接触点定义为A，右前轮(3)与路面的接触点定义为B，左后轮(5)与路面的接触点定义为C，右后轮(7)与路面的接触点定义为D，整车重心定义为G；初始状态时，四个伸缩摇臂缩回到最短状态，左前伸缩摇臂(2)和右前伸缩摇臂(4)摆到各自与车体(9)连接点的前方，左后伸缩摇臂(6)和右后伸缩摇臂(8)摆到各自与车体(9)连接点的后方；
步骤1：四轮车前行至壕沟附近停车原地调整姿态，左前伸缩摇臂(2)保持初始摇臂角度不变，伸长至最长状态，右后伸缩摇臂(8)保持初始摇臂角度不变，伸长至最长状态，左后伸缩摇臂(6)从初始摇臂角度向车前方向摆动，右前伸缩摇臂(4)从初始摇臂角度向车后方向摆动，直至BC连线的方向垂直于AC连线，同时BC连线位于重心G前方；
步骤2：四轮车保持步骤1的状态匀速前行，左前轮(1)进入壕沟上空悬空；
步骤3：四轮车保持步骤2的状态匀速前行直至A点越过壕沟边缘搭在壕沟另一侧路面上，同时BC连线接近壕沟边缘位置时停车，左前轮(1)和右前轮(3)保持位置不动，左后伸缩摇臂(6)向车后方向摆动，右后伸缩摇臂(8)向车前方向摆动，直至CD连线的方向垂直于BD连线，同时CD连线位于重心G后方；
步骤4：四轮车保持步骤3的状态匀速前行，右前轮(3)进入壕沟上空悬空；
步骤5：四轮车保持步骤4的状态匀速前行直至CD连线靠近壕沟边缘位置时停车，右前伸缩摇臂(4)向车前方向摆动直至B点越过壕沟边缘搭在壕沟另一侧路面上，左前伸缩摇臂(2)向车后方向摆动，直至AB连线的方向垂直于AC连线，同时右后伸缩摇臂(8)向车后方向摆动，C点保持位置不动；
步骤6：四轮车保持步骤5的状态匀速前行，左后轮(5)进入壕沟上空悬空；
步骤7：四轮车保持步骤6的状态匀速前行直至D点接近壕沟边缘位置时停车，左后伸缩摇臂(6)朝车前方向摆动，直至C点越过壕沟边缘搭在壕沟另一侧路面上，右前伸缩摇臂(4)朝车后方向摆动，直至BC连线的方向垂直于BD连线；
步骤8：四轮车保持步骤7的状态匀速前行，右后轮(7)进入壕沟上空悬空；
步骤9：四轮车保持步骤8的状态匀速前行直至D点越过壕沟边缘，然后左前伸缩摇臂(2)、右前伸缩摇臂(4)、左后伸缩摇臂(6)、右后伸缩摇臂(8)调整位置并收缩摇臂直至达到初始状态。
2.根据权利要求1所述的一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法，其特征在于，所述伸缩摇臂的摆动功能由摆动液压缸实现。
3.根据权利要求2所述的一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法，其特征在于，所述摆动液压缸为齿轮齿条式、叶片式或者螺旋式。
4.根据权利要求1所述的一种具有伸缩摇臂悬架的四轮车越壕控制方法，其特征在于，所述伸缩摇臂的伸缩功能由机械伸缩结构、液压伸缩结构或者电动伸缩结构实现。
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