СПОСОБ ПОВОРОТА КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
METHOD OF AUTOMOTIVE WHEEL TURNING

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к рулевому управлению колесными транспортными средствами.
Известен способ поворота колесного транспортного средства посредством рулевого привода, включающего трапецию с поворотными рычагами и колеса, за счет принудительного изменения величины скорости вращения задающего колеса, которое начинает изменять свое положение, изменяя угол поворота поворотного рычага, кинематически связанного через трапецию с другим поворотным рычагом, который в свою очередь отклоняется в другую сторону, изменяет положение второго колеса. При этом поворот осуществляют за счет увеличения скорости вращения задающего внешнего колеса относительно заданной при движении траектории поворота и/или за счет уменьшения скорости вращения задающего внутреннего колеса относительно заданной при движении траектории поворота (RU 2476344, B62D/00; D60K 17/30; B62B 15/00; 28.06.11).
Недостатком такого способа управления является то, что при расчете требуемых скоростей вращения колес не учитывается дополнительный путь, который проделывает каждое из колес при движении по неровной поверхности, и, как следствие, приводит к ошибке управления.
Техническим результатом является создание более эффективного управления поворотом колесного транспортного средства за счет использования разности скоростей вращения управляемых колес, отличающийся тем, что для расчета требуемых скоростей вращения колес учитывается дополнительный путь, который проделывает каждое из колес при движении по неровной поверхности.
Это достигается тем, что в способе поворота колесного транспортного средства посредством рулевого привода, включающего трапецию с поворотными рычагами и колеса, за счет принудительного изменения величины скорости вращения задающего колеса, которое начинает изменять свое положение, изменяя угол поворота поворотного рычага, кинематически связанного через трапецию с другим поворотным рычагом, который в свою очередь отклоняется в другую сторону, изменяет положение второго колеса, при этом поворот осуществляют за счет увеличения скорости вращения задающего внешнего колеса относительно заданной при движении траектории поворота и/или за счет уменьшения скорости вращения задающего внутреннего колеса относительно заданной при движении траектории поворота, особенность заключается в том, что учитывается влияние неровностей поверхности, по которой движется транспортное средство, путем вычисления производной величины угла между поворотным рычагом и горизонталью каждого из колес, что в свою очередь позволяет определить увеличение пути и, как следствие, определить требуемую скорость каждого колеса.
Перечень фигур чертежей.
На фиг.1 изображен вектор моментальной скорости колеса при его наезде на неровность.
Способ осуществляется следующим образом.
<mrow><mi>V</mi><mo>'</mo><mo>=</mo><msqrt><mrow><msup><mi>V</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>H</mi><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt></mrow>
Пусть, колесное транспортное средство имеет независимую подвеску колес, прямолинейно движется и на пути одного из его рулевых колес встречается неровность. Чтобы компенсировать увеличение пути этого колеса и сохранить прежнее направление движения транспортного средства, скорость данного колеса нужно увеличить. Для определения, каким должно быть это увеличение, отложим (фиг.1) от оси (O) вращения колеса векторы моментальных скоростей по вертикали (H) и по горизонтали (V). Тогда модуль вектора моментальной скорости V′ можно вычислить по формуле
.
Допустим, далее, что рама транспортного средства при его движении не меняет угол своего наклона по всем трем осям и движется прямолинейно с постоянной скоростью. Тогда моментальная скорость V колеса по горизонтали будет равна скорости транспортного средства. Моментальная же скорость H подъема колеса по вертикали вычисляется из треугольника, образуемого рычагом колеса длинной l, высотой h подъема колеса и проекцией рычага на плоскость рамы. При этом высоту h подъема колеса можно выразить через длину l рычага и синус угла θ между рычагом и плоскостью рамы h=lsinθ.
Значит, моментальное изменение h′ высоты h будет производной этой функции h′=lcosθ. Она фактически показывает, как изменится катет h при изменении угла на l радиан при угле θ.
<mrow><mfrac><mrow><mi>d</mi><mi>θ</mi></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><mi>H</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>d</mi><mi>θ</mi></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mfrac><mi>l</mi><mi>cos</mi><mi>θ</mi></mrow>
Умножив эту функцию на производную
угла (моментальная скорость изменения угла), получим моментальную скорость - изменение высоты h по времени
.
<mrow><msubsup><mi>V</mi><mi>i</mi><mo>'</mo></msubsup></mrow>
Таким образом, скорость каждого из колес транспортного средства
при движении по неровности будут подчиняться следующему закону:
i
где R - радиус движения транспортного средства при повороте; R - радиус движения i-го колеса.
i
<mrow><msub><mi>ω</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>V</mi><mi>i</mi><mo>'</mo></msubsup></mrow><mrow><mn>2</mn><mi>π</mi><mi>r</mi></mrow></mfrac></mrow>
Следовательно, угловые скорости их вращения (ω) будут рассчитываться следующим образом:
, где r - радиус колеса.
Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».
Таким образом, можно управлять поворотом колес транспортного средства по выбранному закону, обеспечивая необходимые условия для поворота с учетом неровностей поверхности движения колесного транспортного средства.