寂静回声 发表于 4 小时前

四轮越野传动


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传统汽车:动力沿垂直于车轮的方向输入(半轴),转向轴线也是垂直于地面的。两个轴线互相垂直,互不干涉。球笼万向节正好可以在垂直平面内偏转传递动力。
楼主的设计:动力沿平行于车轮的方向输入(电机轴→蜗杆轴→蜗轮轴→车轮轴),转向轴线同样是垂直于地面的。这两个轴线在同一个平面内重合了。
换句话说:如果楼主要让车轮绕垂直轴转 45 度,那么在没有任何万向节可以在输入轴和输出轴平行且共面的情况下,实现 45 度的偏转传动。整个蜗轮蜗杆减速器、甚至电机本身,都必须跟着车轮一起转 45 度。


电机输出的总扭矩是固定的,如果一部分扭矩用来驱动转向机构,那么用来驱动车轮滚动的扭矩就会相应减少。
更糟糕的是转向动作必须优先于驱动动作完成。也就是说,当电机开始反转时,必须先把所有扭矩都用来把车轮掰到 45 度,等车轮到位并锁死之后,扭矩才能全部转移到驱动车轮滚动上。


为了防止越野时车轮受侧向力自动偏转,转向机构在直线行驶状态必须有极强的自锁能力。
为了让电机反转时能轻松掰动车轮,转向机构在转向触发状态又必须完全没有自锁能力。


在两个电机之间加装一个小型电磁离合器,离合器的输出端连接一个齿轮齿条转向机构。
电磁离合器的控制信号直接取自两个电机的电压差,当两个电机电压极性相反时,离合器自动吸合;电压极性相同时,离合器自动断开国。
工作原理:
直线行驶:两电机同向→电压差为 0→离合器断开→转向机构锁死→电机全部动力驱动车轮
转向:两电机反向→电压差为 2 倍额定电压→离合器吸合→电机动力驱动转向机构把轮子掰到 45 度→到位后限位开关触发→离合器断开→电机动力驱动车轮滚动


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