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申请/专利权人：龙门实验室

摘要：本发明公开了一种三角履带行走机构、可调平车辆及调平方法，所述行走机构，包括围绕在三个行走轮外侧的行走履带；三个所述行走轮呈三角形排布，其中两个在下方分别作为驱动轮和随动轮，另一个在上方作为支撑轮；所述驱动轮连接有驱动装置，用于驱使所述行走履带循环转动而使所述三角履带行走机构行走；每个所述行走轮中心连接一个可独立伸缩的液压油缸，三个所述液压油缸的末端铰接于所述三角履带机构的中心处，用于三个所述行走轮的位置均可调整。本发明可使车辆的自身重心降低，且具备车体自动全角度调平的能力；从而，降低在丘陵山地作业的车辆倾覆的风险，提高安全性，适合在山地丘陵实际推广使用。

主权项：1.一种可调平车辆的调平方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：设定四个行走机构的位置；车辆处于任意坡道上，a、b、c、d为四个三角履带行走机构，a为坡道上的最高点，以行走机构a为基准点；a、b连线方向为车体轴向，即车体长度方向，a、c连线方向为车体径向，即车宽方向；S2：获取姿态参数；利用姿态传感器获取a、c所在位置连线与水平面的倾角为γ，利用姿态传感器获取a、b所在位置连线与水平面的倾角为δ；S3：选择调平方式；当倾角δ等于0、且倾角γ大于0时，说明车体横向单侧倾斜，则进行径向调平；当倾角δ大于0、且倾角γ等于0时，说明车体纵向单侧倾斜，则进行轴向调平；当倾角δ和倾角γ均大于0时，进行全向调平，调平过程分为两个阶段，第一阶段先进行径向调平，而后第二阶段再进行轴向调平；其中，所述径向调平是以车体纵向一侧的行走机构a、b为支点、并保持行走机构a、b姿态不变，升高另一侧行走机构c、d，以保证车身径向水平；控制系统根据所述倾角γ，计算行走机构c和d的内部液压油缸伸缩量并控制其伸缩，使得行走机构c和d的升高量均为Hc；且当行走机构c升高至Hc时，行走机构c的支撑轮与行走机构a的支撑轮同高度；其中，所述轴向调平是以车体横向一侧行走机构a、c为支点，并保持行走机构a、c姿态不变，升高行走机构b、d以保证车身轴向水平；控制系统根据所述倾角δ，计算行走机构b和d的内部液压油缸伸缩量并控制其伸缩，使得行走机构b和d的升高量均为Hb，且当行走机构b升高至Hb时，行走机构b的支撑轮与行走机构a的支撑轮同高度；其中，所述升高量为所述支撑轮的初始位置至升高后的终止位置之间的距离；其中，所述径向调平中，行走机构c和d的内部液压油缸伸缩量的确定方法，如下所示：当车体径向一侧处于坡度θ的位置时，只需调整低端侧的前后两个行走机构c、d高度即可调平车身；在高度调整过程中，通过控制与行走轮相连的三个液压油缸，在保证履带张紧的前提下缩短或伸长第二和第三液压油缸，可改变第一液压油缸的伸缩距离，从而实现整个行走机构高度的改变；可建立计算模型获取行走机构升高距离H1与液压油缸收缩量s1的关联函数；设履带总长度为l0，当车体在平地运动时，行走机构各轮中心形成等边三角形，且中心距离为l，三角形的高为h，行走机构中心点O到各轮中心距离为s0；当车体一侧在倾角为θ的斜坡上运动时，右侧行走机构轮调整高度形成等腰三角形，其高为h1，第二和第三液压油缸的伸缩距离为s1； （1）则行走机构升高距离H1的关联函数为： -s0＜s1＜smax（2）式中，smax为液压油缸最大伸长量，与履带长度l0相关，根据行走机构的结构参数获得；按照自变量s1的伸缩范围来确定行走机构高度的变化特征；利用姿态传感器获取车体行进过程中的倾斜角θ，根据车体轮距D可得到左右两侧行走机构的高度差H10；通过上述方式调整左右两侧行走机构高度，使高度差尽可能减小为0，即可保证车身处于调平状态；其中，所述轴向调平时，行走机构b和d的内部液压油缸伸缩量的确定方法，如下所示：当车体轴向一侧处于坡度α的位置时，只需调整将低端侧的车身后端两个行走机构b和d升高即可调平车身；在提升高度过程中，通过控制与行走轮相连的三个液压油缸，在保证履带张紧的前提下缩短第二液压油缸，使第一液压油缸伸长；可建立计算模型获取行走机构升高距离H2与坡度角α的关联函数；第二液压油缸的伸缩量与坡度角α相关，可构建伸缩量关联函数sα，如公式3所示；在坡度变化过程中，根据实际角度变化，行走机构可动态调整其提升高度； （0≤α＜30°）（3）由坡度角获取伸缩量后，结合形变后的各行走轮中心位置，即△O10O20O3，可以计算上端行走轮的升高距离；以坡度角α为例，设OO10为s10，OO20为s20，OO3为s30，O10O20为l10，O20O3为l20，O3O10为l30； （4）式中，l20、s30为已知量，可根据坡度角和公式（3）求解；在△O2O20O3中，其高O20H为h0； （5）由公式（5）即可求得；上端支撑轮的升高距离为；从式（4）即可求得升高距离与坡度角的关联函数H2α；然后，根据坡度角α以及车体前后行走机构轴距L，可得到后侧行走机构需提升高度H20，通过判别H2和H20的大小来确定车身调平质量；其中，所述全向调平时，行走机构d的内部液压油缸伸缩量的确定方法，如下所示：行走机构d的总升高量Hd为；第一阶段先进行径向调平，调平结束后，行走机构d升高量为Hc；即第一阶段行走机构d的内部液压油缸伸缩量与行走机构c相同；而后第二阶段再进行轴向调平，调平结束后，行走机构d二次升高量为Hb；即第二阶段行走机构d的内部液压油缸伸缩量与行走机构b相同；其中，所述步骤S1至S3是基于一种可调平车辆来实现的，所述车辆的底盘架的四角处分别连接有三角履带行走机构；所述三角履带行走机构，包括围绕在三个行走轮外侧的行走履带；三个所述行走轮呈三角形排布，其中两个在下方分别作为驱动轮和随动轮，另一个在上方作为支撑轮；所述驱动轮连接有驱动装置，用于驱使所述行走履带循环转动而使所述三角履带行走机构行走；每个所述行走轮中心连接一个可独立伸缩的液压油缸，三个所述液压油缸的末端铰接于所述三角履带机构的中心处，用于三个所述行走轮的位置均可调整；三个所述液压油缸分别是第一液压油缸、第二液压油缸和第三液压油缸，分别对应连接支撑轮、驱动轮和随动轮。

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