Рулевое устройство колесного транспортного средства Советский патент 1980 года по МПК B62D5/04 

1

Изобретение относится к безрельсовому транспорту, а именно к рулевым устройствам колесного шасси. Оно может применяться в самоходных колес- ных шасси различного назначения. Наиболыиее применение оно может найти и большегрузных шасси, работающих, в ограниченных для маневра условиях.

Известно рулевое устройство колес- О ного транспортного средства, содер-. жащее рулевое колесо и блок формирования сигналов управления поворотом шасси по радиусной кривой, вход которого связан с рулевым колесам, а вы- 15 ход - со входом испольнительных приводов поворота 1).

Недостатком рулевого устройства является, то, что криволинейная тра- 20 ектория движения управляемого шасси из-за изменения дорожных условий, параметров движения и др. причин может значительно отличаться от радиусной кривой траектории поворота дви-25 женин, задаваемой водителем, в результате водителю приходится чаще поворачивать рулевое колесо для ввода корректирующих поправок на заданный радиус поворота.30

Цель изобретения - создание рулевого устройства позволяющего улучшить маневренность путем повышения точности движения шасси по радиусной кривой.

Поставленная цель достигается тем, что рулевое устройство снабжено задатчиками радиуса и кривизны траектории, датчиками угла поворюта шасси и линейной скорости шасси, множителем, интегратором и сумматором, при этом входы задатчиков радиуса и кривизны траектории связаны с рулевым колесом, выходы задатчика кривизны траектории и датчика линейной скорости шасси через множитель соединены . со входом интегратора, а его выход и выходы датчика угла поворота шасси и задатчика радиуса траектории через сумматор соединены со входом блока формирования сигналов управления.

На фиг.1 показана структурная, блок-схема предлагаемого рулевого устройства; на фиг.2 - схема движения шасси по радиусной кривой.

Рулевой вал 1 связан с датчиком 2 двух сигналов, которые при повороте вала 1 изменяются в прямой и обратной пропорции: первый - от нуля до

максимума, а второй - от максимума ло нуля. Первый сигнал подается на вход преобразователя 3, который преобразует сигнал прямой пропорциональности ,в сигналы, пропорциональные координата1М осей поворота колес А-,, AI, Aj, А4 относительно осей прямоугольных координат О, , X, , Y, , скрепленных с шасси, т.е. пропорциональные величинам L, , Lij. и 2 Выходы преобразователя, соответствуюище сиг налам, пропорциональным величинам L и L, т.е. по оси О, X:, , подаются на первый вход датчика 4 .обратной связи каждого привода поворота 5 управляемого колеса 6. Второй сигнал датчика 2 обратной пропорциональности подается на первый вход сумматоров 7, количество которых равно количеству управляемых колес. Выходы преобразователя сигналов, пропорциональных величинам и - , подсоединяются ко вторым входам сумматоров 7. Выхода сумматоров подсоединены ко второму входу датчика 4 обратной связи. Ротор датчика обратной связи соединен с осью поворота 8 управляемого колеса. Выход датчика обратной связи соединен со входом усилителя мощности 9, который управляет исполнительным приводом 10, состоящим из мотора и редуктора, выходной вал которого соединен с осью поворота колеса. Датчик 2, преобразователь 3 и сумматор 7 образуют блок 11 формирования сигналов управления поворотом колес.

В качестве задатчика двух сигналов и датчиков обратной связи используются синусно-косинуснь1е вращающиеся трансформаторы, У датчика обратной связи входами являются обмотки возбуждения и квадратурная, а выходом - косинусная обмотка, В качестве преобразователя используется оди трансформатор напряжения, у которого числа витков вторичных обмоток пропорциональны величинам L, L,,

-Ж }. При повороте рулевого вала 1 от

нулевого положения до максимума каждое колесо поворачивается от

до

глахЧ

,/2-и,

max

rjfte коэффициенты при L-, иЪ,./2 - напряжение первого выхода датчика. 2, а первое слагаемое знаменателя - напряжение второго выхода датчика 2, т.е, при нулевом положении рулевого вала 1 управляемые колеса параллельны оси О, X, , а при крайнем положении рулевого вала оси вращения управляемых колес пересекают точку О .

Таким образом, -поворот рулевого вала 1 от О до 90 соответствует изменению радиуса поворота от бесконечности до нуля, т.е. поворачивая рулевой вал на определенный .угол, водитель задает определенный радиус поворота R,,,

Однако из-за изменения дорожных условий, параметров движения или других причин шасси двигается по криволинейной траектории, истинный радиус которой равен Ry, (см.фиг.2). Через отрезок времени t точка О, шасси будет находиться в точке , а его угловое положение равно о(ц . Ес{1и бы шасси следовало по кривой заданного радиуса К, то в зтот момент времени оно находилось бы в точке О, с угловым положением o(i, . Здесь разница углов сХу , есть ошибка, т.е, отличие углового положения шасси от заданного. Если поворачивать рулевой вал 1 дополнительно на угол (. ) то шасси во время движения всегда будет занимать задаваемое угловое положение и таким образом следовать по траектории заданного радиуса Rs,.

Для осуществления этого рулевое устройство снабжено датчиком 12 углового положения шасси, состоящим из гироскопического датчика угла, закрепленного на корпусе шасси, и следящего привода, включающего элемент сравнения, датчик обратной связи, усилитель и исполнительный привод, исходной валик которого поворачивается на уголс ии соединен с первым входом сумматора 13 (дифференциала). Рулевое колесо 14 через задатчик 15 радиуса траектории соединено со вторым входом сумматора, а также соединено со входом задатчика 16 кривизны траектории поворота движения, выход которого соединен с первым входом множителя 17, второй вход которого соединен с выходом 18 линейной скорости шасси, закрепленного на корпусе.

Выход мнбжителя соединен со входом интегратора 19, включающего элемент сравнения, усилитель, тахогенератор и исполнительный привод, выходной валик которого поворачивается на уголоС н соединен с третьим входом сумматора. Для повышения чувствительности целесообразно в некоторых случаях выходные валики датчика угла и интегратора соединять с сумматором через повышающие редукторы 20. Выход сумматора соединен с рулевым валом 1. Задатчик 15 радиуса траектории поворота выполнен в виде кулачковего согласующего редуктора, входной вал которого соединен с рулевым колесом и снабжен рейкой, взаимодействующей с шестерней, скрепленной с выходным валом.

Согласующий кулачковый редуктор предназначен для того, чтобы поворот

рулевого вала 1 и поворот всех колес соответствовсши движению по такой радиусной кривой, которая также задана задатчиком 16 кривизны.

При движении шасси со скоростью V по кривой, соответствующей заданной задатчиком 16 кривизне /, траектории, на выходе множителя появляется сигнал лропорциональный величине выходах интегратора и датчика угла - соответственно углы

t

j,-J(. и о(и , котоЕме будут равны по- абсолютной величине. Разница углов Ы. , otj, на выходе сумматора 13 будет равна нулю, а рулевой вал 1 будет повернут на угол, соответствующий заданному рулевым колесом радиуса RO,.

При движении шасси по кривой, отличной от заданной, на выходе датчи-. ка 12 угол(Ху будет отличаться от задаваемого углао. на выходе интегратора 19, В этом случае рулевой вал 1 дополнительно повернется на угол ( )ip (где ip - передаточное число повышающих редукторов 20). до тех пор, пока шасси примет угловое положение ,, соответствующее заданному интегратором 19, т.е. будет двигаться по траекторий с кривизной / заданной задатчиком 16 кривизны.

Это устройство может быть выполнено на постоянном или переменном токе, с использованием стандартных злё ментрв. В случае использования переменного тока для упрощения схемы целесообразно в качестве задатчика 16 кривизны и множителя 17 использовать

один вращающийся трансформатор, у которого валик соединить с рулевым колесом, обмотку возбуждения соединить через дополнительный усилитель с выходом датчика линейной скорости, а выход соединить с интегратором.

Фор/тула изобретения

Рулевое устройство колесного транспортного средства, содержащее рулевое колесо и блок формирования сигналов управления поворотом шасси по радиусной кривой, вход которого связан с рулевым колесом, а выход - со

входом исполнительных приводов поворота, отличающееся тем, что, с целью улучшения маневренности транспортного средства путем повышения точности движения по радиусной

кривой, устройство снабжено задатчиками радиуса и кривизны траектории, датчиками угла поворота шасси и линейной скорости шасси, множителем, интегратором и сумматором, при этом входы задатчиков радиуса и кривизны траектории связаны с рулевым колесом, выхода задатчкка кривизны траектории и датчика линейной скорости шасси через множитель соединены со входом интегратора, а его выход и выходы датчика угла поворота шасси и задатчика радиуса траектории через сумматор соединены со входом блока формирования сигналов управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по. зйяв| е, W 2573286/11, кл. В 7/14, 27.01.78.