[实用新型]采用矢量电位电传操控的多轮车辆转向机构

说明书

一种采用矢量电位电传操控的多轮车辆转向机构，模型控制器与车轮转向轴之间、分体式控制器各模块之间用旋转式圆周或直线导轨滑动电阻电位器电传导线连接，使电刷位置与矢量电位一一对应；把方向盘的正弦和余弦位置用直线导轨滑动电阻电位器经首级供电转化为矢量电位后，再用镜相正弦矢量电位向中轴摆杠和余弦补偿摆杆按空间比例所连接的各滑动电阻比例电位器进行次级供电，实现正弦比例分配，输出正弦标的电位，与助力器联动的电刷监测电位反馈，用二极管电位平衡比较电路对电位差异信号三级管放大后，控制伺服助力器向负反馈的方向位移，直到差异信号湮灭，完成复位；以适当冗余度可靠电传矢量电位线控连接。

技术领域

本发明涉及采用矢量电位电传操控的多轮车辆转向机构，属模拟式电传操纵技术和机电一体化技术技术领域，实现模拟式电传操纵技术和机电一体化技术在陆用非轨道多轮车辆车轮转向操控

背景技术

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，后轮转向中，常见有梯形传动补偿，也有微电脑数控助力转向；在大型多轮多轴重型车辆设计中，全轮转向中现行先进技术为全部采用微电脑ECU操控车轮助力转向技术，即线控转向技术，在引进国外重卡技术中采用双向液压助力转向。本发明人在已授权案《模型操控栅格电液助力同步万能转向》中也采用液压同步反馈传动，也采用了精密双栅格控制步进电机。在机器人领域，直线导轨式和旋转式线圈滑动电阻电位计，是成熟老旧的位置传感器和同步机复位控制技术。在飞航操控领域，模拟式电传操纵技术也是老旧成熟，且面临淘汰的技术。

本发明人在发明专利申请(申请号201410170960.2)中指出中轴摆杠与方向盘配合的三大功能，以余弦补偿为主要特征，其中提到了“滑动电阻比例电位器”，只作为位置传感器采集位置数据，未充分详述；在《模型操控栅格电液助力同步万能转向》(专利号201720178646.8)中，中轴摆杠与倒转为纵向平行约束的摆杠控制摆杆，所产生的横向余弦补偿位移再用倒转齿轮变换为纵向，使占用空间向模型的中轴线收缩变窄；在发明专利申请《与多轮车辆转向操控机构矢量联动的电子调控差速机构》(申请号201711406387.0)中使用了“二极管电压(电位)平衡比较电路”和“矢量电位”获得伺服驱动电信号控制电子调控差速装置。自2017年12 月22日提交了矢量联动电子调控差速机构申请案之后，反复思考，在充分挖掘“滑动电阻比例分配器”的潜力，把前面已提交的几项万能转向技术申请案中的中轴摆杠控制正弦比例分配、与中轴摆杠纵向平行约束的余弦补偿摆杠(6B)控制余弦补偿虚拟摆杆(6b)控制余弦补偿位移、用“二极管电压(电位)平衡比较电路”获得主动和从动两端“矢量电位”差异伺服驱动电信号三项技术结合在一起，设计了本项矢量电位电传操控伺服助力技术方案，用矢量电位平衡差异电信号伺服负反馈控制助力器带动电刷位移同步复位，甚至实现模型控制器分解为若干模块的分体式控制器，进行异地电传两步复位，用滑动电阻电位器的线圈单匝电位替代栅格，其操控效果可以与全程数控替代校正相媲美，不必再为替代“六层层叠机械传动比例分配器”绕走集成电路数控计算环节，直接用简单的模拟式电传“次级供电正弦比例分配”即用正弦电位正、负镜相电位作为电源为“中轴摆杠(13)与倒转为纵向平行约束的余弦补偿摆杠(6B)”供电，完成矢量电位比例分配，同时带动同步实现余弦补偿效果，取得“余弦补偿虚拟摆杆位移补偿值”，再用“电位平衡控制伺服助力复位”，即可实现控制伺服助力到达需要的位置，原来的整体式机械模型控制器可以在空间分解为分体式模型控制器或模型控制器，再用电传助力复位连接起来，实现二维万能转向操控目的，利于适应车辆底盘空间布局设计，且操控流程简单可靠。这种电传矢量电位操控，应属于模拟式电传操纵技术在多轮车辆上的应用，其中薄膜式滑动电阻电位器常用于机器人活动关节伺服反馈自动控制，在现代飞航操控领域单通道模拟式电传操纵技术已经淘汰，现代多采用三余度甚至四余度数字电传飞行操控技术，显著提高了可靠性。本项设计方案借鉴这种模拟式电传矢量电位操控技术用于车辆全轮万能转向操控，为节省成本，在一般车辆上选用只增加电刷冗余设计的单通道，在乘用车和高挡高速车上，推荐双通道或三通道电传冗余设计，与单通道机械传动相结合，乘用车保留至少舵机位前轮与方向盘方向机是硬性直接机械连接。其安装适配性和实用性是显面易见的。

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