[发明专利]一种可调节侧倾及俯仰角悬架系统的高地隙车辆及其工作方式

说明书

本发明提出一种具有可调节侧倾及俯仰角悬架系统的高地隙车辆，属于非传统车辆行驶及作业过程中稳定性控制领域，尤其针对农业装备中的高地隙运输及作业车辆的稳定性与安全性控制技术。该车辆包括缓冲吸震装置、侧倾及俯仰角度随动机构、主动调节机构、车身机械结构和电液控制系统，本发明的高地隙车辆悬架系统通过缓冲吸震装置减弱路面颠簸对整车稳定性的影响并通过主动调节机构调节车辆负载的质心位置，避免产生过大的倾覆力矩导致整车失稳程度过大甚至危险事故的发生，提高车辆行驶及作业安全性能，本发明的悬架系统也可结合具体作业工况，应用于其他领域的作业平台，以保障其作业过程中的稳定性。

技术领域

本发明涉及非传统车辆行驶及作业过程中稳定性控制领域，具体涉及一种具有可调节侧倾及俯仰角悬架系统的高地隙车辆及其工作方式。

背景技术

自走式高地隙车辆，由于其具有整车质心高、离地间隙大等结构特点，导致其行驶安全性及操纵稳定性易受到外部激励的影响，比如行驶在路面状况复杂的路面上或者外部侧向风较大时，其侧向及纵向的稳定性都难以得到保证；特别是农业装备中的高地隙作业车辆，常常在崎岖不平的路面条件下或在丘陵、山坡地带作业时，由于作业环境恶劣，整车的安全性及驾驶员的舒适性均受到较大影响，因此，对于高地隙作业平台的稳定性控制及底盘悬架系统的研究，一直是我国自走式非传统车辆作业过程中稳定性控制领域的重点研究方向。

在复杂路面条件下作业是农业机械装备中高地隙作业车辆的常态，同时在转弯工况下行驶存在一定危险，因此，研究高地隙车辆在行驶及作业工况下的稳定性控制系统对于提高行驶安全性及作业过程中的安全性及操纵稳定性具有重要意义，但现有的稳定性控制手段大多是基于传统车辆稳定性控制技术，而传统车辆失稳大多数为横摆失稳，较少发生侧翻及俯仰事故，因此在应用过程中，由于工作环境不同，类似的控制方法存在控制精度不佳、控制响应不足以及控制响应过度等诸多问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，针对复杂的作业环境下高地隙车辆侧倾及俯仰方向稳定性控制，利用主动调节机构，从根本上直接控制车辆负载的空间姿态，避免因重心偏移产生更大的倾覆力矩，保证高地隙车辆在行驶及作业过程中的安全性及操纵稳定性。

为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种具有可调节侧倾及俯仰角悬架系统的高地隙车辆，包括缓冲吸振装置、侧倾及俯仰角度随动机构、主动调节机构、车身机械结构和电液控制系统；其中：

所述缓冲吸震装置包括弹簧阻尼减震器Ⅰ、弹簧阻尼减震器Ⅱ、弹簧阻尼减震器Ⅲ、弹簧阻尼减震器Ⅳ；所述弹簧阻尼减震器Ⅰ、弹簧阻尼减震器Ⅱ、弹簧阻尼减震器Ⅲ、弹簧阻尼减震器Ⅳ的上端与上托板3均为平面铰连接，均可实现侧倾方向的旋转自由度；所述弹簧阻尼减震器Ⅰ、弹簧阻尼减震器Ⅱ、弹簧阻尼减震器Ⅲ、弹簧阻尼减震器Ⅳ的下端与下托板1均为平面铰连接，均可实现俯仰方向的旋转自由度。

所述侧倾及俯仰角度随动机构13包括侧倾方向铰接头131、侧倾与俯仰方向角度转换头132、俯仰方向铰接头133；所述侧倾方向铰接头131与上托板3构成移动副，在侧倾转动的同时上托板3还可进行平面移动，侧倾中心与负载18的质心高度可调；所述侧倾方向铰接头131与侧倾与俯仰方向角度转换头132通过两侧的铰接耳连接；所述侧倾与俯仰方向角度转换头132与俯仰方向铰接头133通过下部底座的铰接耳连接，实现俯仰方向的角度转动。

所述主动调节机构包括线位移传感器Ⅰ、液压油缸Ⅰ、线位移传感器Ⅱ、液压油缸Ⅱ、线位移传感器Ⅲ、液压油缸Ⅲ、线位移传感器Ⅳ、液压油缸Ⅳ；所述位移传感器Ⅰ、线位移传感器Ⅱ、线位移传感器Ⅲ、线位移传感器Ⅳ分别与液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、液压油缸Ⅲ、液压油缸Ⅳ平行安装，保证各线位移传感器的位移量与各液压油缸的伸缩量相等；所述线位移传感器Ⅰ、液压油缸Ⅰ、线位移传感器Ⅱ、液压油缸Ⅱ、线位移传感器Ⅲ、液压油缸Ⅲ、线位移传感器Ⅳ、液压油缸Ⅳ的上端分别与上托板3、下托板1利用球铰接进行连接，构成球面副。