Рулевое устройство транспортного средства со всеми управляемыми колесами Советский патент 1980 года по МПК B62D7/14 

1

Изобретение относится к безрельсовому транспорту, а именно к рулевым устройствам колесного шасси. Оно может применяться в самоходных шасси различного назначения. Наибольшее применение оно может найти в большегрузных шасси, работающих в ограниченных дпя маневра условиях.

Известно рулевое устройство транспортного средства со всеми управляемыми колесами, обеспечивающее шлсокие маневренные возможности колесному шасси-изменение радиуса поворота от бесконечности до нуля и изменение направления движения относительно шасси в диапазоне 360 (1.°

Однако это рулевое устройство целесообразно применять, в основном, на шасси сравнительно малой грузоподъемности. На шасси крупных размеров и повышенной грузоподъемности это рулевое устройство целесообразно использовать как устройство, задающее углы для исполнительных следящих п{эиводов поворота колес.

Недостатком такого защакяцего устройства является его сложность.

Известно также рулевое устройство транспортного средства со всеми управляемыми колесами, содерясадее

следящий привод поворота колес с датчиком обратной связи в виде сдвоенного синусно-косинусного элемента с двумя входами, выход которого

5 соединен со входом усилителя мощности, связанный с рулевым колесом задатчик сигналов прямой и обратной прбпорционсшьности, у которого выход сигнала прямой пропсч циональности со10 единен со входом преобразователя сигнала пропорционально величинам прямоугольных координат осей поворота колес, и сумматоры 2.

Однако это рулевое устройство

15 обеспечивает сравнительно малые маневренные возможности - изменение радиуса поворота от бесконечности до нуля.

Целью изобретения является увеЛя-.

20 чение маневренности транспортного средства путем обеспечения изменения направления движения относительно шасси.

Поставленная цель достигается тем,

25 4SO рулевое устройство снабжено дополнительными сумматорги и по числу колес, вторым рулевым колесом и преобразователем координат, один из входов которого соединен со вторым

30 рулевым колесом, а второй вход подключей к выходу сигналов обратной пропорциональности эадатчика, при этом выходы преобразователей через сумматоры соединены соответственно с первым и вторым входами датчика обратной связи.

На фиг,1 показана структурная схма предлагаемого рулевого устройства; на фиг,2 - схема рулевого устройства при повороте колес на угол &1 ; на фиг.З - то же, при повороте колес на угол ,

На фиг,2 и 3 осями OXY обозначены неподвижные координаты, O-,X,Y, - координаты, жестко связанные с шасси, при этом точка Oi совпадает с началом отсчета радиуса поворота, Or, Х 2 координаты, обозначающие новое направление движения относительно шасси.

Известно, что управляемое колесо поворачивается вокруг оси поворота

Аг на угол

L

9.-c «rctg 3

)

В

J координаты оси поворота

где L и колеса в прямоугольных координатах O,X,Y,, R - радиус поворота. При изменении величины R в ди апазоне +00- о дробь L/1г-Ь/2изменяется в диапазоне О - 2Lfb. Такого

же изменения дроби можно достичь,одновременно изменяя величины L иВ/2 от нуля до положительной или отрицательной конечной величины, а радиус R - от конечной величины до нуля. Этот принцип и заложен в рулевое устройство, поскольку моделировать бесконечно большой радиус невозможно.

Необходимо отметить, что величина R в этом случае моделирует не радиус поворота, а абстрактную величину, изменяющуюся от R,qj,c. До нуля.

При изменении направления движения относительно шасси на угол все колеса должны повернуться на этот угол. Если же в этом случае потребуется осуществить поворот с радиусом R , то угол поворота колеса определяется из треугольника AtO,,e;

9,--arcttf , - V Т1со51 -Ъ/2

Рулевое колесо 1 валом связано с Дс тчиком 2 двух сигналов, которые пци повороте рулевого колеса изменяются в прямой и обратной пропорции: первый - от нуля до плюс-минус максимума, а второй - от максимума до нуля.

Первый сигнал подается на вход преобразователя 3, которлй преобразует сигнал прямой пропорциональности в,сигналы, пропорциональные координатам осей поворота колес А относительно осей прямоугольных координат О,Х,У,, т.е. пропорционально величинам L иЬ/2. Второй сигнал датчика 2, моделирующий радиус R, подключается на вход модуля (вектора) преобразователя 4 полярных координат в прямоугольные, у которого вход аргумента (угла) соединен валиком со вторым рулевым колесом 5, угол поворота которого соответствует углуь..

Выходы преобразователя 4 и преобразователя 3, соответствующие продольным координатам, т.е. L и R sin 5 , подключаются к сумматору б, выход которого подключен к первому входу датчика 7 обратной связи следящего привода 8 поворота колеса 9. Выходы преобразователя 3 и преобразователя 4, соответствующие поперечным координатам, т.е.В/2 и R cos , подключаются к сумматору 10, выход которого подключен ко второму входу датчика 7 обратной связи. Ротор датчика 7 связан с осью 11 поворота колеса 9. Выход датчика обратной связи соединён с входом усилителя мощности 12, котогжлй управляет исполнительным приводом 13, включающим электромотор и редуктор, выходной вал которого соединен с осью поворота колеса.

Датчик 2, преобразователя 3, 4 и сумматоры 6, 10 образуют блок 14 формирования сигналов, пропорциональных углу поворота колеса.

Представленная схема может быть выполнена на переменном и постоянном токе. В случае использования переменного тока в качестве датчика 2 двух сигналов, датчика 7 обратной связи и преобразователя 4 используются синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ). Для датчика обратной связи входами являются обмотки возбуждения и квадратурная, а выходом - косинусная обмэтка. В качестве преобразователя 3 возможно использовать как один трансформатор напряжения, у которого числа витков вторичных обмоток пропорциональны величинам координат L и всех колес, так и стандартные вращающиеся трансформаторы типа СКВТ, МВТ и др., каждый из которых моделирует координаты оси РЧ поворота одного колеса (см. фиг.З). В качестве сумматоров используется последовательное соединение источников тока,

В случае использования постоянного тока в качестве преобразователя используется делитель напряжения на несколько выходов, при этом на.пряжения должны быть пропорциональны величинам координат L и всех колес.

В качестве датчика 7 обратной связи и преобразователя 4 используется сдвоенный синусно-косинусный потенциометр, при этом выходом датчика 7 являются последовательно соединенные обмотки - синусная одного и косинусная другого потенциометра В качестве датчика 2 используется сдвоенный потенциометр. При повороте рулевого колеса 1 от нуля до максимума на выходах дат чика 2 сигналы плавно изменяются в диапазоне: . макс I О При этом если рулевое колесо 5 повернуто на угол g , то на выходе преобразователя сигналы изменяются в диапазоне: . -OSins, ма. на выходе преобразователя 3 сигналы будут изменяться в пределах O-L . - макс О- - --. и Ъ11 2 макс На выходах сумматоров 6 и 10 и н входах датчика 7 сигналы будут изменяться в диапазоне: . U...,.,,-co5j(rO|V 0.0052-и макс 02 макса На выходе датчика 7 при отработ следящим приводом нулевого сигнала будем иметь: (MaKc °n-o|)(U g 5ma-o ,1пе-(о-со5 -и д |)-со5в.Со-5-.пх-и При этом углы поворота колеса б дут поворачиваться в диапазоне от U Sin-j -O-b 9..0irct / - -i . ДО 9.-arctg- агс °п til° 0-COS2 + U. махе 2.2 т.е. при нулевом положении рулевог колеса 1 колеса параллельны оси O. повернутой на угол х к оси О,Х,, а при повороте рулевого колеса до уп ра колеса плавно поворачиваются так, что точка Oj пересечения осей вращения всех колес плавно двигается по оси О от бесконечности до точки 0-1, Представленное рулевое устройство, собранное из стандартных деталей, простое и малогабаритное, позволяет при поворюте рулевого колеса 1 изменять радиус поворота от бесконечности до нуля, а при повороте рулевого колеса 5 на угол -jj (что можно контролировать при помощи стрелки и лимба) все колеса поворачиваются на угол относительно шасси, и при этом сохраняется возможность изменения радиуса поворота в тех же пределах. Формула изобретения Рулевое устройство транспортного средства со всеми управляемыми колесами, содержащее следящий привод поворота колес с датчиком обратной связи в виде сдвоенного синусно-косинусного элемента с двумя входат и, выход которого соединен со входом усилителя модности, связанный с рулевым колесом задатчик сигналов прямой и обратной пропорциональности, у которого выход сигнала прямой пропорциональности соединен со входом преобразователя сигнала пропорционально величинам прямоугольных координат осей поворота колес, и сумматоры, отличающееся тем, что, с целью увеличения маневренности путем обеспечения изменения направления движения относительно шасси, рулевое устройство снабжено дополнительными сумматорами по числу колес, втором рулевым колесом и преобразо.вателем координат, один из входов которого соединен со вторым рулевым колесом, а второй вход подключен к выходу сигналов обратной пропорциональности задатчика, при этом выходы преобразователей через сумматоры соединены соответственно с первым и вторым входами датчика обратной с.вязи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 561687, кл. В 62 D 3/02, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2573286/11, кл. В 62 D 7/14, 1978 (прототип).

;г 7 ff

Vui.l

Ipui.Z

(Puf.3