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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110155206A(43)申请公布日2019.08.23(21)申请号201910339905.4B62D137/00(2006.01)(22)申请日2019.04.25(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人熊璐邓振文陈广蒋椰涵沈伟付志强彭雨晴(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人赵继明(51)Int.Cl.B62D63/02(2006.01)B62D63/04(2006.01)B62D5/04(2006.01)B62D6/00(2006.01)B60C7/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种用于重载搬运小车的主动独立转向装置(57)摘要本发明涉及一种用于重载搬运小车的主动独立转向装置,主要面向于重载搬运无人驾驶小车,包括转向电机、电机控制器、减速器、电机支架、花键套筒、转轴、车身连接板、圆锥滚子轴承、深沟球轴承、锁紧螺母、实心轮胎和防松螺母。电机控制器可以通过CAN通讯,实时解析CAN线中的转向轮角度位置信号,并驱动转向电机旋转,电机通过减速器进行降速增扭,采用闭环控制方法使转轴旋转至对应的角度。区别于传统的单轮,本发明转轴上安装有两个实心轮胎,能提升转向系统的承载能力并减少转轴所需的转向力矩;转向电机的控制系统采用增加干扰控制量以及饱和控制方法,增强了该转向系统在多种工况条件下的适用性和性能,适用于重载搬运无人驾驶小车。CN110155206ACN110155206A权利要求书1/2页1.一种用于重载搬运小车的主动独立转向装置,其特征在于,包括转向电机(1)、电机控制器(2)、减速器(3)、电机支架(4)、花键套筒(5)、转轴(6)、车身连接板(7)、圆锥滚子轴承(8)、深沟球轴承(9)、锁紧螺母(10)、实心轮胎(11)和防松螺母(12),所述转向电机(1)的传动轴与所述减速器(3)相连接,所述减速器(3)的输出轴设有花键,所述花键通过所述花键套筒(5)与所述转轴(6)的顶端连接,所述转轴(6)通过所述圆锥滚子轴承(8)和所述深沟球轴承(9)与所述车身连接板(7)相连接,并通过所述锁紧螺母(10)与所述车身连接板(7)形成轴向固定,所述车身连接板(7)上设置有所述电机支架(4),所述电机支架(4)的内侧和外侧分别设置有由所述转向电机(1)和所述减速器(3)组成的转向动力总成和所述电机控制器(2),所述转轴(6)的底部两端通过所述防松螺母(12)固定有所述实心轮胎(11)。2.根据权利要求1所述的一种用于重载搬运小车的主动独立转向装置,其特征在于,所述的转向电机(1)的传动轴通过用于抵消装配时产生的形位公差并减少工作时的振动的梅花联轴器与所述减速器(3)的传动轴相连接。3.根据权利要求1所述的一种用于重载搬运小车的主动独立转向装置,其特征在于,所述减速器(3)的主体采用铸铝成型,其上下端面均设有端面密封,所述端面设有内螺纹孔,所述减速器(3)通过所述内螺纹孔与所述电机支架(4)螺纹连接。4.根据权利要求1所述的一种用于重载搬运小车的主动独立转向装置,其特征在于,所述减速器(3)内集成设置有绝对角度传感器,所述绝对角度传感器包括与所述减速器(3)的输出轴固定连接的第一齿轮和与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮和第三齿轮,所述绝对角度传感器采用用于代替传统电磁式传感器的PCB式线圈。5.根据权利要求1所述的一种用于重载搬运小车的主动独立转向装置,其特征在于,所述电机控制器(2)固定于所述电机支架(4)的外侧侧壁上,通过CAN总线与整车控制器实时通信,其内部设有用于实时解析CAN线中转向轮期望角度位置信号的CAN卡,所述期望角度位置与所述减速器(3)内的角度传感器形成闭环,并最终通过所述转向电机(1)实现对所述减速器(3)的输出轴的角度精准控制。6.根据权利要求5所述的一种用于重载搬运小车的主动独立转向装置,其特征在于,所述电机控制器(2)的控制逻辑集成有转向控制算法,该算法包括反馈控制器、干扰控制器和补偿饱和控制器,其中:所述反馈控制器,用于根据第一预设关系中所设定的反馈比例控制参数、反馈积分控制参数、反馈微分控制参数,及由所述减速器(3)内部获取的实际转向角与期望转向角的差值,共同确定所述反馈控制器的第一控制量;所述干扰控制器,用于根据第二预设关系中所设定的干扰控制增益参数,及所计算的实际转向角值、总控制输出量和确定干扰控制器的第二控制量;所述补偿饱和控制器,用于根据第三预设关系,利用获取所述补偿饱和控制器的补偿增益参数、所述转向电机(1)的最大转矩值、所述第一控制量和所述第二控制量计算并确定所述转向控制模型的总控制输出量。7.根据权利要求5所述的