【摘要】：汽車用四輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有低速行駛時減小車輛轉(zhuǎn)彎半徑、高速行駛時提高車輛的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的作用。作為四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)中技術(shù)含量最高、對車輛靈活性提升最大的轉(zhuǎn)向技術(shù),四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù),可以很輕松的實現(xiàn)汽車的全向移動。然而,由于四輪獨立轉(zhuǎn)向需要單獨控制每個車輪的動作,無疑提高了車輛懸掛系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的復(fù)雜度。采用輪轂電機驅(qū)動的車輛無傳動軸和半軸,使得車輛的結(jié)構(gòu)在一定程度上得以簡化,并且使得四輪獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)的布置變得更加靈活。本論文旨在設(shè)計一種可以實現(xiàn)電動汽車小半徑轉(zhuǎn)向、原地掉頭、橫向行駛、斜向行駛功能的新型四輪獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)。研究內(nèi)容分為以下五部分:1.通過分析輪轂電機驅(qū)動的特點和四輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點,提出一種針對四輪輪轂電機驅(qū)動電動車的四輪獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)。以轉(zhuǎn)向時功耗為優(yōu)化目標(biāo),利用MATLAB優(yōu)化工具箱確定四輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)的參數(shù),并利用ADAMS軟件對參數(shù)進行了驗證。2.轉(zhuǎn)向機構(gòu)模型的建立和驗證。首先,利用CATIA軟件建立單個車輪的轉(zhuǎn)向機構(gòu)模型,結(jié)合ADAMS軟件對該單輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)模型進行仿真驗證。然后,基于單輪轉(zhuǎn)向模型建立整車的轉(zhuǎn)向機構(gòu)模型并進行模型仿真。在建立轉(zhuǎn)向機構(gòu)模型時,為了提高車輛的可靠性,在車輛前軸上加入應(yīng)急轉(zhuǎn)向裝置。3.車輛轉(zhuǎn)向二自由度運動學(xué)模型的建立與驗證。首先,基于Ackerman轉(zhuǎn)向理論建立車輛的轉(zhuǎn)向控制數(shù)學(xué)模型。然后,利用SIMULINK軟件搭建四輪獨立轉(zhuǎn)向的仿真模型。最后,仿真驗證搭建的控制模型。4.基于整車轉(zhuǎn)向機構(gòu)模型,利用ADAMS軟件建立整車的虛擬樣機模型。利用建立的SIMULINK控制模型和虛擬樣機模型進行聯(lián)合仿真,驗證采用本文設(shè)計的四輪獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)車輛的轉(zhuǎn)向性能。5.特定工況下整車轉(zhuǎn)向機構(gòu)仿真驗證。驗證具有本文所設(shè)計的四輪獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)的車輛是否能實現(xiàn)小半徑轉(zhuǎn)向、原地掉頭、橫向行駛以及斜向行駛功能。
【圖文】：

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒論5圖1.1 特殊結(jié)構(gòu)的車輪Fig.1.1 Special structure wheelsGuoli Li 等人利用萬向輪原理和輪轂電機設(shè)計了一種四輪轉(zhuǎn)向裝置，其結(jié)構(gòu)如圖 1.2所示。并利用這個裝置設(shè)計完成了一個全向行駛的機器人[44]。圖1.2 一種萬向輪的結(jié)構(gòu)Fig.1.2 A Universal Wheel Structure下面介紹四輪獨立轉(zhuǎn)向在車輛上的研究狀況。2005 年，同濟大學(xué)的車輛研究團隊，在萬鋼教授的帶領(lǐng)下開發(fā)的“春暉二號”電動車便是在輪轂電機驅(qū)動的基礎(chǔ)上，，加入四輪獨立轉(zhuǎn)向與線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實驗電動車的獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)是電機通過萬向節(jié)，控制安裝在主銷上的齒輪旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)車輪的偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車輛的全向行駛[45]。但是這種設(shè)計的轉(zhuǎn)向機構(gòu)會使簧下質(zhì)量增大對乘坐舒適性的影響變得更明顯。2008 年，香港中文大學(xué)開發(fā)了一款輪轂電機驅(qū)動電動車 OK-1，這款實驗車輛采用線控轉(zhuǎn)向與四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)

[44]。圖1.2 一種萬向輪的結(jié)構(gòu)Fig.1.2 A Universal Wheel Structure下面介紹四輪獨立轉(zhuǎn)向在車輛上的研究狀況。2005 年，同濟大學(xué)的車輛研究團隊，在萬鋼教授的帶領(lǐng)下開發(fā)的“春暉二號”電動車便是在輪轂電機驅(qū)動的基礎(chǔ)上，加入四輪獨立轉(zhuǎn)向與線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實驗電動車的獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)是電機通過萬向節(jié)，控制安裝在主銷上的齒輪旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)車輪的偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車輛的全向行駛[45]。但是這種設(shè)計的轉(zhuǎn)向機構(gòu)會使簧下質(zhì)量增大對乘坐舒適性的影響變得更明顯。2008 年，香港中文大學(xué)開發(fā)了一款輪轂電機驅(qū)動電動車 OK-1，這款實驗車輛采用線控轉(zhuǎn)向與四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)，實現(xiàn)了車輛在狹小空間內(nèi)的行駛[46]。它的轉(zhuǎn)向機構(gòu)如圖1.3
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM30;U469.72

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鐘停江;吳榮燎;查煜;翟經(jīng)緯;;一種三輪車雙搖桿式傾斜轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計[J];河南科技;2019年35期

2 程昆朋;張效宇;趙祥磊;馬驍;;智能汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制方法[J];上海汽車;2019年11期

3 馬帥超;何予鵬;李冠峰;李明陽;李華樸;;高架四輪轉(zhuǎn)向作業(yè)車轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化[J];農(nóng)機化研究;2018年01期

4 馬翔;李耀明;唐忠;黃錦;朱磊華;;履帶式聯(lián)合收割機轉(zhuǎn)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點及發(fā)展趨勢[J];農(nóng)機化研究;2018年04期

5 裴艷博;張亮亮;孫爍;;基于ADAMS的焊裝轉(zhuǎn)臺牽引轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化[J];航空精密制造技術(shù);2017年03期

6 王磊;孫大剛;紀鵬;梁培根;高蓬;;雙前橋轉(zhuǎn)向機構(gòu)可靠性穩(wěn)健設(shè)計[J];工程機械;2014年02期

7 董恩國;張蕾;關(guān)志偉;;雙前橋轉(zhuǎn)向機構(gòu)穩(wěn)健設(shè)計的研究[J];汽車工程;2013年08期

8 董恩國;張蕾;關(guān)志偉;;基于蒙特卡羅方法的汽車雙前橋轉(zhuǎn)向機構(gòu)穩(wěn)健分析[J];汽車技術(shù);2012年08期

9 甘建偉;曹中一;吳萬榮;;履帶式液壓機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)的分析與仿真[J];機械傳動;2011年03期

10 韓立石;棱鏡轉(zhuǎn)向機構(gòu)在爆轟測試中的應(yīng)用[J];爆炸與沖擊;1988年01期

相關(guān)會議論文 前9條

1 彭自力;;汽車車燈轉(zhuǎn)向機構(gòu)的探討(摘要)[A];四川省汽車工程學(xué)會第一屆二次年會論文集[C];1991年

2 孫勇;付田志;張鴻瓊;李文哲;;基于CATIA的雙功率流履帶車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)實體建摸與運動仿真分析[A];2007年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2007年

3 趙靜一;張建福;程斐;楊帆;;基于ADAMS自行式框架車轉(zhuǎn)向機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[A];第十五屆流體動力與機電控制工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

4 劉鋼;左林;;基于GB11557—2011分析某車型轉(zhuǎn)向機構(gòu)安全性[A];推進節(jié)能環(huán)保，給力綠色崛起——海南省機械工程學(xué)會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會2012年海南機械科技學(xué)術(shù)報告會交流論文集[C];2012年

5 田杰;陳寧;高翔;;車輛線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分數(shù)階魯棒控制研究[A];第八屆全國動力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

6 戴建生;;變胞機構(gòu)研究中的幾個問題[A];第十四屆全國機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會暨第二屆海峽兩岸機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

7 耿會良;曲登偉;任中立;;一種大噸位搬運車設(shè)計[A];武漢機械設(shè)計與傳動學(xué)會第20屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

8 田海波;方宗德;寇發(fā)榮;;六輪行星探測車的轉(zhuǎn)向特性分析與仿真[A];中國宇航學(xué)會深空探測技術(shù)專業(yè)委員會第三屆學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

9 李侃;趙靜一;;基于CAN總線的全液壓自行式平板車轉(zhuǎn)向協(xié)同控制[A];2008’“先進集成技術(shù)”院士論壇暨第二屆儀表、自動化與先進集成技術(shù)大會論文集[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 本報記者 謝水旺;金交中心轉(zhuǎn)向機構(gòu)資金 備案小額項目[N];21世紀經(jīng)濟報道;2017年

2 武洪波;市場偏好轉(zhuǎn)向機構(gòu)增持短債[N];證券時報;2007年

3 李春成;前輪搖擺的原因與排除（之一）[N];中國汽車報;2002年

4 記者 何福輝;五菱去年銷車超十一萬輛[N];中國汽車報;2001年

5 吳家文;筑起安全質(zhì)量屏障[N];中國郵政報;2010年

6 銀河證券 易小斌;調(diào)整壓力逐步增大[N];中國證券報;2006年

7 首任 中國證監(jiān)會主席、資本市場研究會主席劉鴻儒;借鑒國際經(jīng)驗做大做強基金業(yè)[N];證券時報;2006年

8 肖永清;富康ZX轎車轉(zhuǎn)向發(fā)沉[N];中國汽車報;2001年

9 韓雪;農(nóng)機不能這樣操作[N];山西科技報;2002年

10 銀泰證券;60日均線強支撐[N];中國證券報;2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 魏占國;林木聯(lián)合采育機底盤設(shè)計理論研究與應(yīng)用[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

2 Saifullah Samo（塞夫樂·薩莫）;燃料驅(qū)動跳躍機器人研究[D];北京理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 曾鈞;4WD輪轂電機電動車四輪獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計[D];山東理工大學(xué);2019年

2 張國華;基于協(xié)同學(xué)習(xí)差分進化算法的雙轉(zhuǎn)向機構(gòu)優(yōu)化研究[D];江蘇科技大學(xué);2019年

3 李U

本文編號：2612142