CN114889712A - 一种自主行驶铰接式车辆试验平台及其轴荷动态调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自主行驶铰接式车辆试验平台及其轴荷动态调整方法,属于铰接式车辆的技术领域,该试验平台包括分段式框架结构车体、自主行驶系统和变轴荷配重系统;其中,分段式车体采用框架式结构,前后车体间具有横滚和横摆两个自由度;自主行驶系统能够实现各车轮的独立转矩控制和铰接转向控制;变轴荷配重系统能够通过组合滑移驱动前后配重的形式获得不同比例的轴荷,并进行整车前后轴荷的动态调整,在主动变轴荷模式下实现前后轴荷的主动趋优分配,在定比例轴荷模式下可测试不同轴荷比下整车控制算法的鲁棒性。本发明能够使铰接式车辆的轴荷分配更加合理,提高行驶稳定性,以及车辆控制系统开发测试效率和便捷性。
Description
技术领域
本发明属于铰接式车辆的技术领域,具体公开了一种自主行驶铰接式车辆试验平台及其轴荷动态调整方法。
背景技术
随着社会经济和科学技术的快速发展,无人驾驶技术受到了广泛的关注。目前无人驾驶技术的研究和应用主要集中于传统车辆和标准结构化道路场景,针对工程车辆的无人自主行驶和无人化作业的关注相对较低。然而随着环保及能源问题的加剧,工程车辆也逐渐迈入了新能源时代,同时工程机械的发展越来越注重以人为本,逐步将人从繁重和复杂的操纵作业中解放出来,因而实现工程车辆的全自主无人化作业成为了一项新的探索。
铰接式车辆作为一种重要的工程机械,广泛应用于港口、农业和矿山等行业,具有转向半径小、控制灵活、承载能力强等特点。但是其线控底盘也存在着转向迟滞、横向稳定性和路径跟踪控制性能差等问题,以及上层感知、决策、规划算法的可靠性问题。解决以上技术问题不仅需要改进底盘动力学特性和整车控制算法,还需要依托实车测试获取大量的试验数据,然而基于量产车辆改装试验车辆的成本较高,测试功能单一,且庞大的车体,不易于试验的开展,因而需要一种铰接式车辆的通用测试平台。
发明内容
为了提高铰接式车辆的行驶稳定性,拓展试验车辆的测试功能,缩短整车控制系统开发周期,提高测试效率及便捷性,本发明提供了一种自主行驶铰接式车辆试验平台及其轴荷动态调整方法。
上述自主行驶铰接式车辆试验平台,包括分段式车体、自主行驶系统和变轴荷配重系统;分段式车体包括前车体、后车体和摆转体,前车体和后车体通过摆转体连接,具有横滚和横摆两个自由度,前车体和后车体上均设置有车轮,前车体上车轮的中心连线为前轴,后车体上车轮的中心连线为后轴;变轴荷配重系统包括前端配重装置和后端配重装置;前端配重装置与前车体的前端连接,包括前端配重加载区和前端配重驱动单元,前端配重加载区用于加载配重,前端配重驱动单元用于调节前端配重加载区与前轴间距;后端配重装置与后车体的后端连接,包括后端配重加载区和后端配重驱动单元,后端配重加载区用于加载配重,后端配重驱动单元用于调节后端配重加载区与后轴间距;自主行驶系统可控制各车轮的独立转矩,控制前车体和后车体间的铰接转向角度,以及通过配重驱动单元控制配重加载区与车轴间距从而控制轴荷分配。
进一步地,自主行驶系统包含上层感知计算系统和下层控制执行系统,上层感知计算系统包括感知单元和计算单元,下层控制执行系统包括整车控制单元、分布式电驱动/制动单元和线控铰接转向单元;计算单元中运行无人驾驶决策规划算法,并结合感知单元获取的环境信息,实时规划行驶轨迹;整车控制单元中运行整车控制算法,并通过分布式电驱动/制动单元控制每个车轮的独立转矩、通过线控铰接转向单元控制前车体和后车体间的铰接转向角度、通过配重驱动单元调节配重加载区与车轴的间距;变轴荷配重系统具有主动变轴荷和定比例轴荷两种工作模式,在主动变轴荷工作模式下可实现前后轴荷的主动趋优分配,优化驱动力和转向力分配;在定比例轴荷工作模式下可测试不同轴荷分配下整车控制算法的鲁棒性。
进一步地,前端配重装置为货叉与滑板组合式,包括固定在前车体前端的前货叉以及滑动设置在前货叉上的滑板,前端配重驱动单元采用前电动推杆;滑板为前端配重加载区,与前货叉通过前电动推杆连接,滑板可直接放置标准配重砝码或组合成不同容积的货箱,货箱加载均质散装配重物。
进一步地,滑板的上平面设置有多组固定孔和定位槽;每组固定孔和定位槽围合成矩形限位区,固定孔呈对角线布置,矩形限位区的中心均与滑板上平面的中心重合;前端配重装置还包括铰接杆和多种尺寸的铰接平板;铰接平板的下端为凸形边缘,凸形边缘可插入定位槽中,两侧交错布置的铰接套筒;铰接杆从相邻两片铰接平板交错设置的铰接套筒内部穿过,底端插入固定孔,四根铰接杆将四片铰接平板铰接成矩形箱体,通过切换不同容积的货箱来改变同等质量配重物的质心高度。
进一步地,铰接杆的两端设置有凸台圆柱,下端的凸台圆柱插入固定孔;前端配重装置还包括两组交叉拉杆,两组交叉拉杆的中心通过竖向铰轴连接;交叉拉杆包括中心铰接段、旋转套筒和螺纹杆,中心铰接段的两端分别与两侧的旋转套筒转动连接;螺纹杆的头部配有关节轴承,关节轴承内圈套于铰接杆上端的凸台圆柱上,并通过锁紧螺母进行固连,尾端与旋转套筒螺纹连接。
进一步地,后端配重装置为伸缩杆与货叉组合式,包括固定在后车体上的外伸缩杆、与外伸缩杆滑动配合的内伸缩杆以及固定在内伸缩杆后端的后货叉;后货叉为后端配重加载区;后端配重驱动单元采用后电动推杆,连接后车体和后货叉。
进一步地,内伸缩杆与外伸缩杆间采用两端点滑动接触形式;内伸缩杆的截面形状呈下端开口的“凸”字形,杆前端的外缘为导向支座,导向支座上安装有承重轮和导向轮,且承重轮和导向轮的安装轴线相互垂直,承重轮与外伸缩杆的内壁顶面滑动接触,导向轮与外伸缩杆的内壁侧面滑动接触;外伸缩杆后端的内缘下平面设置有承重支座,承重支座与内伸缩杆的下端开口滑动插接,承重支座上安装有承重轮和导向轮,且承重轮和导向轮的安装轴线相互垂直,承重轮与内伸缩杆下端开口的内壁顶面滑动接触,导向轮与内伸缩杆下端开口的内壁侧面滑动接触。
进一步地,前车体和后车体均为由纵梁和横梁围合而成,且上下层及左右侧均对称的框架式结构,前车体前端和后车体后端的两侧面上设置有驱动单元连接板,驱动单元连接板用于安装控制各车轮独立转矩的分布式电驱动/制动单元;外伸缩杆为后车体中的部分纵梁。
进一步地,分段式车体还包括连接前车体和后车体的摆转体;摆转体分为前、中、后三段,前段固定在前车体的后端,后段固定在后车体的前端;摆转体的前段与中段之间设置有回转轴承,回转轴承的外圈和内圈分别与前段和中段连接;摆转体的中段与后段采用铰接的连接形式,铰接处设置有关节轴承和销轴,关节轴承通过上法兰端盖和下法兰端盖固定于中段的连接耳上;线控铰接转向单元的执行元件采用液压缸,液压缸的头部与摆转体上的前吊耳相连,尾部与后车体前端的后吊耳相连。
上述自主行驶铰接式车辆试验平台的轴荷动态调整方法,包括以下步骤:
步骤一:根据配重和整车空载质量,建立轴荷调节基础参数表,主要参数包括轴荷比值、前配重物质量、后配重物质量、前配重物质心距前轴前轮连接中心水平距离、后配重物质心距后轴水平距离;
步骤二:选择变轴荷配重系统工作模式,在主动变轴荷模式下,整车控制单元依据整车状态参数和行驶轨迹信息,实时计算前后轴的最佳轴荷分配比;在定比例轴荷模式下,整车控制单元读取轴荷比命令值;
步骤三:整车控制单元根据轴荷比值命令,通过查寻步骤一中标定的轴荷调节基础参数表,获取该轴荷比值对应的前配重物质心距前轴水平距离和后配重物质心距后轴水平距离,并发送驱动控制信号给前端配重驱动单元和后端配重驱动单元;
步骤四:前端配重驱动单元和后端配重驱动单元依据控制信号驱动前后配重到指定位置,使配重物与车体间产生相对位移,通过前后配重的组合移动,改变整车质心位置及前后轴荷;
步骤五:整车控制单元根据各分布式电驱动/制动单元的力矩反馈计算当前轴荷值,分析前后轴荷比是否符合命令值,若不符合则整车控制单元进行闭环反馈调节,发送微调信号给前端配重驱动单元和后端配重驱动单元,直至轴荷比达到命令值;
步骤六:车辆运行中周期性的重复步骤二到步骤五,实时动态调整前后轴荷比与命令值相等。
本发明与现有技术相比,具有以下优点。
1.底盘整体采用框架式结构,并优化了各连接部件结构,改善了现有底盘技术中结构过于复杂、质量重、尺寸误差大的问题。
2.整车采用组合式滑动驱动可调配重系统,能够实现前后轴荷比的连续调节,解决整车前后轴荷分配不合理,以及试验过程中反复加载、加载不准确等问题。
3.整车具有主动变轴荷和定比例轴荷两种轴荷分配工作模式,在主动变轴荷工作模式下可实现前后轴荷的动态趋优分配,合理利用整车驱动力矩和转向力矩;在定比例轴荷工作模式下可测试不同轴荷分配下整车控制算法的鲁棒性,提高铰接式车辆控制系统开发和测试效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为自主行驶铰接式车辆试验平台的结构示意图;
图2为前后车体的结构示意图;
图3为摆转体的结构示意图;
图4为前端配重装置的爆炸图;
图5为交叉拉杆的结构示意图;
图6为铰接平板的平面图;
图7为后端配重装置的结构示意图;
图8为伸缩杆的结构示意图;
图9为内伸缩杆的截面图;
图10为承重支座的结构示意图。
图中:1-滑板;2-前端配重装置;3-前车体;4-后车体;5-线控铰接转向单元;6-整车控制单元;7-后货叉;8-后端配重装置;9-计算单元;10-感知单元;11-转摆体;12-分布式电驱动/制动单元;13-交叉拉杆;14-货箱;15-前货叉;16-驱动单元连接板;17-连接止口;18-横梁;19-贯通式主纵梁;20-前加强板;21-前吊耳;22-后吊耳;23-加强筋;24-斜梁;25-后加强板;26-后段;27-中段;28-前段;29-中心孔;30-下法兰端盖;31-关节轴承;32-上法兰端盖;33-销轴;34-回转轴承;35-定位槽;36-固定孔;37-铰接平板;38-铰接套筒;39-铰接杆;40-前电动推杆;41-后电动推杆;42-内伸缩杆;43-外伸缩杆;44-导向支座;45-承重支座;46-承重轮;47-导向轮;48-竖向铰轴;49-中心铰接体;50-旋转套筒;51-螺纹拉杆。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种自主行驶铰接式车辆试验平台,包括分段式车体、自主行驶系统和变轴荷配重系统。
如图1所示,自主行驶系统包含上层感知计算系统和下层控制执行系统,上层感知计算系统包括感知单元10和计算单元9,下层控制执行系统包括整车控制单元6、分布式电驱动/制动单元12和线控铰接转向单元5。计算单元9中运行无人驾驶决策规划算法,并结合感知单元10获取的环境信息,实时规划行驶轨迹;整车控制单元6中运行整车控制算法,并通过分布式电驱动/制动单元12控制每个车轮的独立转矩、线控铰接转向单元5控制前车体和后车体间的铰接转向角度、通过配重驱动单元调节配重加载区与车轴的间距从而控制轴荷分配。
如图1和图2所示,分段式车体包括前车体3、后车体4和摆转体11三部分,前车体3和后车体4通过摆转体11铰接,具有横滚和横摆两个自由度,前车体3和后车体4上均设置有车轮,前车体3上车轮的中心连线为前轴,后车体4上车轮的中心连线为后轴。
前车体3和后车体4均采用框架式结构,由矩形型材切割焊接而成,且前后车体的框架式结构分别包括五根贯通式主纵梁19和三组横梁18构成,上下层及左右侧均为对称结构形式;前车体3前端和后车体4后端的两侧面上设置有驱动单元连接板16,驱动单元连接板16用于安装车轮以及用于控制各车轮独立转矩的分布式电驱动/制动单元12;驱动单元连接板16由板材切割而成,其上设计有连接止口17,连接止口17外围均布有螺栓连接孔,起到定心、连接作用,作为优选,驱动单元连接板16通过焊接形式连接于车体杆系上,同时背面增加有加强筋23,形成立体的受力结构,提高动力单元的安装可靠性和整车的承载能力。
后车体4的前端呈等腰三角形结构,等腰三角形结构的斜梁24与车体横梁成60度角布置,构成铰接转向空间。
如图1和图3所示,摆转体11分为前、中、后三段,各段都由板材切割焊接而成,用于将前后车体连接成整体,使前后车体间具有相对横滚和横摆运动自由度。前段28焊接于前车体3的后端,后段26焊接于后车体4的前端,焊接处分别设计有前加强板20和后加强板25,用于增加受力面,提高连接处的强度;摆转体11的前段28与中段27之间设置有回转轴承34,回转轴承34的外圈和内圈分别通过螺钉与前段28和中段27连接;摆转体11的中段27与后段26采用铰接的连接形式,铰接处设置有关节轴承31和销轴33,其中关节轴承31通过上法兰端盖32和下法兰端盖30固定于中段27的连接耳上;摆转体11的各段的竖板中部都留有直径相等的中心孔29,用于布置前后车体之间连接的线路和管路。
作为优选,线控铰接转向单元5的执行元件采用液压缸,液压缸的头部与摆转体11上的前吊耳21相连,尾部与后车体4前端的后吊耳22相连。
如图1所示,变轴荷配重系统包括前端配重装置2和后端配重装置;前端配重装置2与前车体3的前端连接,包括前端配重加载区和前端配重驱动单元,前端配重加载区用于加载配重,前端配重驱动单元用于调节前端配重加载区与前轴间距;后端配重装置8与后车体4的后端连接,包括后端配重加载区和后端配重驱动单元,后端配重加载区用于加载配重,后端配重驱动单元用于调节后端配重加载区与后轴间距。
如图1和图4所示,前端配重装置2为货叉与滑板组合式,包括固定在前车体3前端的前货叉15以及滑动设置在前货叉15上的滑板1,前端配重驱动单元采用前电动推杆40;滑板1为前端配重加载区,与前货叉15通过前电动推杆40连接。
前电动推杆40的头部连接于前货叉15的横梁,尾部连接于滑板1的横梁,其轴线于与滑板1中线重合,通过控制前电动推杆40的伸缩,实现滑板在前货叉15上的前后移动。
滑板1的上平面可直接放置标准配重砝码,也可快速组合成不同容积的货箱14,加载碎石、砂砾等均质散装配重物。滑板1的上平面设置有多组固定孔36和定位槽35;每组固定孔36和定位槽35围合成矩形限位区,固定孔36呈对角线布置,定位槽35与滑板的边缘平行,矩形限位区的中心均与滑板1上平面的中心重合;前端配重装置2还包括铰接杆39和多种尺寸的铰接平板37;铰接平板37的下端为凸形边缘,凸形边缘可插入定位槽35中,两侧交错布置的铰接套筒38;铰接杆39从相邻两片铰接平板35交错设置的铰接套筒38内部穿过,底端插入固定孔36,四根铰接杆39将四片铰接平板37铰接成矩形箱体。各组固定孔36和定位槽35与铰接平板37和铰接杆39配合构成不同容积的货箱14,该组合式货箱能够保证配重物质心与滑板1上平面中心重合,且可以通过切换不同容积的货箱14来改变同等质量配重物的质心高度。
进一步地,铰接杆39的两端设置有凸台圆柱,下端的凸台圆柱插入固定孔36;前端配重装置还包括两组交叉拉杆13,两组交叉拉杆13的中心通过竖向铰轴48连接;交叉拉杆13包括中心铰接体49、旋转套筒50和螺纹杆51,中心铰接体49的两端分别与两侧的旋转套筒50转动连接;螺纹杆51的头部配有关节轴承,关节轴承内圈套于铰接杆39上端的凸台圆柱上,并通过锁紧螺母进行固连,尾端与旋转套筒50螺纹连接。通过转动旋转套筒50,螺纹杆51可向内收缩或向外伸展,从而适应不同尺寸的不同容积的货箱14。
如图1和图5所示,后端配重装置8为伸缩杆与货叉组合式,包括固定在后车体4上的外伸缩杆43、与外伸缩杆43滑动配合的内伸缩杆42以及固定在内伸缩杆42后端的后货叉7,后货叉7为后端配重加载区;本实施例中外伸缩杆43借用了后车体4的贯通式主纵梁;后端配重驱动单元采用后电动推杆41,头部连接于后车体4的横梁,尾部连接于后货叉7下部框架的横梁,其轴线于与后货叉7下部框架中线重合,通过控制后电动推杆41的伸缩,实现后货叉7相对于后车体4的前后移动。
进一步地,内伸缩杆42与外伸缩杆43间采用两端点滑动接触形式,内伸缩杆42的外壁和外伸缩杆43的内壁作为滑道使用;内伸缩杆42的截面形状呈下端开口的“凸”字形,杆前端的外缘为导向支座44,导向支座44上安装有承重轮46和导向轮47,且承重轮46和导向轮47的安装轴线相互垂直,承重轮46与外伸缩杆43的内壁顶面滑动接触,导向轮47与外伸缩杆43的内壁侧面滑动接触;外伸缩杆43后端的内缘下平面设置有承重支座45,承重支座45与内伸缩杆42的下端开口滑动插接,承重支座45上安装有承重轮46和导向轮47,且承重轮46和导向轮47的安装轴线相互垂直,承重轮46与下端开口的内壁顶面滑动接触,导向轮47与下端开口的内壁侧面滑动接触。
上述变轴荷配重系统能够通过组合滑移驱动前后配重的形式获得不同比例的轴荷,并进行整车前后轴荷的动态调整和前后轴荷比的连续调节,在主动变轴荷模式下实现前后轴荷的主动趋优分配,在定比例轴荷模式下可测试不同轴荷分配下整车控制算法的鲁棒性。
上述自主行驶铰接式车辆的轴荷动态调整方法为:
步骤一:根据配重和整车空载质量,建立轴荷调节基础参数表,主要参数包括轴荷比值、前配重物质量、后配重物质量、前配重物质心距前轴前轮连接中心水平距离、后配重物质心距后轴水平距离;
步骤二:选择变轴荷配重系统工作模式,在主动变轴荷模式下,控制单元6依据整车状态参数和行驶轨迹信息,实时计算前后轴的最佳轴荷分配比;在定比例轴荷模式下,控制单元6读取轴荷比命令值;
步骤三:整车控制单元6根据轴荷比值命令,通过查寻步骤一中标定的轴荷调节基础参数表,获取该轴荷比值对应的前配重物质心距前轴水平距离和后配重物质心距后轴水平距离,并发送驱动控制信号给前电动推杆40和后电动推杆41;
步骤四:前电动推杆40和后电动推杆41依据控制信号驱动前后配重到指定位置,使配重物与车体间产生相对位移,通过前后配重的组合移动,改变整车质心位置及前后轴荷;
步骤五:整车控制单元6根据各分布式电驱动/制动单元12的力矩反馈计算当前轴荷值,分析前后轴荷比是否符合命令值,若不符合则整车控制单元6进行闭环反馈调节,发送微调信号给前电动推杆40和后电动推杆41,直至轴荷比达到命令值;
步骤六:车辆运行中周期性的重复步骤二到步骤五,实时动态调整前后轴荷比与命令值相等。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种自主行驶铰接式车辆试验平台,其特征在于,包括分段式车体、自主行驶系统和变轴荷配重系统;
所述分段式车体包括前车体、后车体和摆转体,前车体和后车体通过摆转体连接,具有横滚和横摆两个自由度,前车体和后车体上均设置有车轮,前车体上车轮的中心连线为前轴,后车体上车轮的中心连线为后轴;
所述变轴荷配重系统包括前端配重装置和后端配重装置;
所述前端配重装置与前车体的前端连接,包括前端配重加载区和前端配重驱动单元,前端配重加载区用于加载配重,前端配重驱动单元用于调节前端配重加载区与前轴间距;
所述后端配重装置与后车体的后端连接,包括后端配重加载区和后端配重驱动单元,后端配重加载区用于加载配重,后端配重驱动单元用于调节后端配重加载区与后轴间距;
所述自主行驶系统可控制各车轮的独立转矩,控制前车体和后车体间的铰接转向角度,以及通过配重驱动单元控制配重加载区与车轴的间距从而控制轴荷分配。
2.根据权利要求1所述的自主行驶铰接式车辆试验平台,其特征在于,所述自主行驶系统包含上层感知计算系统和下层控制执行系统,上层感知计算系统包括感知单元和计算单元,下层控制执行系统包括整车控制单元、分布式电驱动/制动单元和线控铰接转向单元;
计算单元中运行无人驾驶决策规划算法,并结合感知单元获取的环境信息,实时规划行驶轨迹;
整车控制单元中运行整车控制算法,并通过分布式电驱动/制动单元控制每个车轮的独立转矩、通过线控铰接转向单元控制前车体和后车体间的铰接转向角度、通过配重驱动单元调节配重加载区与车轴的间距;
所述变轴荷配重系统具有主动变轴荷和定比例轴荷两种工作模式,在主动变轴荷工作模式下可实现前后轴荷的主动趋优分配,优化驱动力和转向力分配;在定比例轴荷工作模式下可测试不同轴荷分配下整车控制算法的鲁棒性。
3.根据权利要求2所述的自主行驶铰接式车辆试验平台,其特征在于,前端配重装置为货叉与滑板组合式,包括固定在前车体前端的前货叉以及滑动设置在前货叉上的滑板,前端配重驱动单元采用前电动推杆;
所述滑板为前端配重加载区,与前货叉通过前电动推杆连接,滑板可直接放置标准配重砝码或组合成不同容积的货箱,货箱加载均质散装配重物。
4.根据权利要求3所述的自主行驶铰接式车辆试验平台,其特征在于,所述滑板的上平面设置有多组固定孔和定位槽;
每组固定孔和定位槽围合成矩形限位区,固定孔呈对角线布置,矩形限位区的中心均与滑板上平面的中心重合;
所述前端配重装置还包括铰接杆和多种尺寸的铰接平板;
所述铰接平板的下端为凸形边缘,凸形边缘可插入定位槽中,两侧交错布置的铰接套筒;
所述铰接杆从相邻两片铰接平板交错设置的铰接套筒内部穿过,底端插入固定孔,四根铰接杆将四片铰接平板铰接成矩形箱体,通过切换不同容积的货箱来改变同等质量配重物的质心高度。
5.根据权利要求4所述的自主行驶铰接式车辆试验平台,其特征在于,所述铰接杆的两端设置有凸台圆柱,下端的凸台圆柱插入固定孔;
所述前端配重装置还包括两组交叉拉杆,两组交叉拉杆的中心通过竖向铰轴连接;
所述交叉拉杆包括中心铰接段、旋转套筒和螺纹杆,中心铰接段的两端分别与两侧的旋转套筒转动连接;
所述螺纹杆的头部配有关节轴承,关节轴承内圈套于铰接杆上端的凸台圆柱上,并通过锁紧螺母进行固连,尾端与旋转套筒螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的自主行驶铰接式车辆试验平台,其特征在于,后端配重装置为伸缩杆与货叉组合式,包括固定在后车体上的外伸缩杆、与外伸缩杆滑动配合的内伸缩杆以及固定在内伸缩杆后端的后货叉;
后货叉为后端配重加载区;
后端配重驱动单元采用后电动推杆,连接后车体和后货叉。
7.根据权利要求6所述的自主行驶铰接式车辆试验平台,其特征在于,内伸缩杆与外伸缩杆间采用两端点滑动接触形式;
内伸缩杆的截面形状呈下端开口的“凸”字形,杆前端的外缘为导向支座,导向支座上安装有承重轮和导向轮,且承重轮和导向轮的安装轴线相互垂直,承重轮与外伸缩杆的内壁顶面滑动接触,导向轮与外伸缩杆的内壁侧面滑动接触;
外伸缩杆后端的内缘下平面设置有承重支座,承重支座与内伸缩杆的下端开口滑动插接,承重支座上安装有承重轮和导向轮,且承重轮和导向轮的安装轴线相互垂直,承重轮与内伸缩杆下端开口的内壁顶面滑动接触,导向轮与内伸缩杆下端开口的内壁侧面滑动接触。
8.根据权利要求7所述的自主行驶铰接式车辆试验平台,其特征在于,前车体和后车体均为由纵梁和横梁围合而成,且上下层及左右侧均对称的框架式结构,前车体前端和后车体后端的两侧面上设置有驱动单元连接板,驱动单元连接板用于安装控制各车轮独立转矩的分布式电驱动/制动单元;
外伸缩杆为后车体中的部分纵梁。
9.根据权利要求8所述的自主行驶铰接式车辆试验平台,其特征在于,分段式车体还包括连接前车体和后车体的摆转体;
摆转体分为前、中、后三段,前段固定在前车体的后端,后段固定在后车体的前端;
摆转体的前段与中段之间设置有回转轴承,回转轴承的外圈和内圈分别与前段和中段连接;
摆转体的中段与后段采用铰接的连接形式,铰接处设置有关节轴承和销轴,关节轴承通过上法兰端盖和下法兰端盖固定于中段的连接耳上;
线控铰接转向单元的执行元件采用液压缸,液压缸的头部与摆转体上的前吊耳相连,尾部与后车体前端的后吊耳相连。
10.一种权利要求2-9任一项所述自主行驶铰接式车辆试验平台的轴荷动态调整方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:根据配重和整车空载质量,建立轴荷调节基础参数表,主要参数包括轴荷比值、前配重物质量、后配重物质量、前配重物质心距前轴前轮连接中心水平距离、后配重物质心距后轴水平距离;
步骤二:选择变轴荷配重系统工作模式,在主动变轴荷模式下,整车控制单元依据整车状态参数和行驶轨迹信息,实时计算前后轴的最佳轴荷分配比;在定比例轴荷模式下,整车控制单元读取轴荷比命令值;
步骤三:整车控制单元根据轴荷比值命令,通过查寻步骤一中标定的轴荷调节基础参数表,获取该轴荷比值对应的前配重物质心距前轴水平距离和后配重物质心距后轴水平距离,并发送驱动控制信号给前端配重驱动单元和后端配重驱动单元;
步骤四:前端配重驱动单元和后端配重驱动单元依据控制信号驱动前后配重到指定位置,使配重物与车体间产生相对位移,通过前后配重的组合移动,改变整车质心位置及前后轴荷;
步骤五:整车控制单元根据各分布式电驱动/制动单元的力矩反馈计算当前轴荷值,分析前后轴荷比是否符合命令值,若不符合则整车控制单元进行闭环反馈调节,发送微调信号给前端配重驱动单元和后端配重驱动单元,直至轴荷比达到命令值;
步骤六:车辆运行中周期性的重复步骤二到步骤五,实时动态调整前后轴荷比与命令值相等。
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