《2022年2022年铰链式集装箱货车停车问题分析 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年2022年铰链式集装箱货车停车问题分析 .pdf（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、#1248 1 一问题重述本文主要讨论的问题是怎样让驾驶员在狭窄的空间里把车停在合适的位置，或在短小的停车位上侧位停车 . 铰链式集装箱货车该如何侧向停车呢？当车位旁有障碍物或是行人存在时，小车又该如何停车呢? (1) 大型车辆有时也会面临在狭窄空间中停车的问题。例如铰接式的集装箱货车，考虑到车头和拖挂的集装箱拖车之间有可活动的连接部，所以整车在转弯时不是刚性的。对这样的车辆，请设计一个方法来判断本车是否能在保证安全的情况下停入侧向车位。(2) 通过第一阶段的工作，我们已经能够设计出较优的停车线路。但人工驾驶时操作可能不准确，由于客观条件（需要避让的行人或临时出现的障碍物），也可能影响驾驶员的
2、判断，使其不能按照设计的线路行进。假设我们可以实时测定本车的确切位置，请建立合理的模型，以根据本车的当前位置，随时提出建议的停车线路，并提出对驾驶员操作的建议。建议需要考虑实用性。为简化问题，在此问题中只需考虑小型车辆。二 问题分析(1) 我们分析该问题为铰链式集装箱货车怎样顺利侧位停车问题. 由已知条件我们知道此货车的车头与拖挂车厢之间的转弯不是刚性的，我们得知其停车路线必定以车尾进。分析问题时，我们有两种模型可供参考. 第一种就是，当大货车的车头与拖挂车厢之间达到一定的夹角时 (如下图 1-1(c) ，这时我们就可以假设它们为一固定状态，最后以圆弧运动抛进车位。第二种是，当大货车的车头的车
3、轮转向角达到某一固定值时，直接将车厢退车位底座 ( 如下图 1-4) ，此时我们认为拖挂车厢的后内轮不动，最后只用将模型转化为车头进车位模型，带动车厢的后外轮转动，从而安全停车。(2) 由于在实际生活中，考虑到在停车位时需要避让行人或临时的障碍物，导致驾驶员无法按原有路线停车。经分析、讨论，由于车子的任何时刻的位置已知，我们只考虑需避让的行人或临时的障碍物在车位旁的某个区域内是否挡住车子的停车路线？从而可以临时改进停车路线，以便驾驶员安全停车。三 模型的假设及 符号说明3.1.1 模型一的假设1.现假设铰接式集装箱货车整体是以稳定的圆周运动在进入停车位，此时牵引车与车厢将具有相同的转动角速度，
4、铰链点的速度也保持一致；2.牵引车与车厢的速度瞬心交于一点，即牵引车与车厢的三根轴在运动时应始终满足交于一点；3.各轴上的车轮均维持纯滚动，且不计车轮弹性. 3.1.2符号说明1O 牵引车直线运动状态下的瞬时转向中心2O 车厢在过渡状态下的瞬时转向中心aL 车厢的轴距L 牵引车轴距0一外转向轮转向角的临界值B 一转向轴的轮距e一牵引销与牵引车后轴之间的偏置距O为铰接式集装箱货车的运动瞬心名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - -
5、- - #1248 2 aO 车厢的牵引销中心bO 车厢的后轴中心a转向节主销中心至同侧车轮中心的距离在地面上的投影EH 车位的宽度EG车位的长度3.2.1 模型二的假设1. 忽略离心力所引起的侧滑与轮胎变形所引起的侧向偏离对运动轨迹的影响；2. 假设车位旁的空间足够大，倒车的各个状态均为理想状态；3. 安全停车必须要让汽车的几何尺寸小于车位的几何尺寸；4. 汽车在转向过程中车轮的运动均为纯滚动运动；5. 假设其运动轨迹为一小段光滑的圆弧. 3.2.2 符号说明1O 牵引车的瞬时转向中心2O 车厢的瞬时转向中心牵引车瞬时转向平均角铰接时集装箱货车还未转向前的折角1铰接时集装箱货车转向运动中的折
6、角1R 牵引车后桥中点的转向半径1L 牵引车的轴距2L 车厢的轴距S B 点转向时扫过的弧度四模型的建立与求解4.1 模型一的建立与求解1.在铰接式集装箱货车运动过程中，其转向过程如下图（1-1）（a）货车直线行驶状态（b）货车转向过渡状态（c）货车稳态圆弧运动图（ 1-1 ）引用文献1铰接式集装箱货车一般在停车时通常先经历图（1-1）的 3 个过程 . 铰接式集装箱名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - #1248
7、3 货车刚打足方向盘使其开始从直线行驶进入转向状态，形成了牵引车的瞬时转向中心1O ,但依然处于直线行驶状态. 随着转向的继续车轮从直线行驶的位置滑向1O 的一侧，其转向瞬心从无穷远处逐渐转向1O ，此时为过渡状态 .2O 与1O 从逐渐接近直到重合出现了牵引车与车厢之间无相对运动的稳定圆弧运动，这是铰接式集装箱货车转向的稳定状态.现以牵引车转向关系为基础，做出其运动瞬心O，然后以半挂车牵引销中心aO 与O的距离为直径作一半圆，利用直径上的圆周角是直角的几何关系，以aO 为圆心，车厢的轴距aL 为半径画弧，交半圆弧bO ，以baOO连线为车厢纵向中心线，连线即是bOO 后轴线. 其理想转向如下
8、图（ 1-2）图1-2 由上图可知当车厢轴距aOOLa时，这种正确的转向关系便不复存在，此时必有一轴的车轮出现滑摩的情况，因aOO 是随转向轮转角改变而不断变化的，故若转向轮转角转至最大后， 仍然有aaOOL，则铰接式集装箱货车的三根车轴上的车轮转向时始终能保持纯滚动条件；但若转向轮转至最大时， 出现aaOOL的情况，则此时转向过程必存在一个临界转角，使aaOOL. 根据图中几何条件：由直线及三角形的性质得：EFOFOE（1）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共
9、 11 页 - - - - - - - - - #1248 4 DEOE0cot（2）222aaFOOFOO（3）且由图上的条件得：eFOa（4）2BEF（5）LOE（6）综合上式得；2202coteBLOOa由以上知：令aaOOL得：LBeLa2arctan220现又由问题 1可知，我们需要建立一模型使铰接式集装箱货车能够在一较狭窄的空间里停车， 在此， 我们设铰接式集装箱货车是以稳定的圆弧运动进入车位，其轨迹如图（1-3） ，并建立如下的直角坐标系：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -
10、 - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - #1248 5 当货车能够停入车位时，可知有以下约束条件：BR-REHREGminmaxmax ;其中：22max2eLBOOODRa; aLRmax0minsin在实际停车中，铰接式集装箱货车的情况不同，我们可以由牵引车的轴距和货车后轮的最大轴距可以算得货车的最大平均转向角，并由此可绘得下图。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - #1248
11、 6 图1-4 由以上表知，max0在35与40之间. 此时货车进入车位的安全性较高. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - #1248 7 4.2 模型二的建立与求解对假设的分析与讨论，我们做出如下图形: 图（2-1）根据图形，可得微分方程211sin1LRVdtdB13积分处理可得：11111112tan211211BSABSAeLAeALR23可有1111111ar c t an2211211BSABSAeLA
12、eALR其中2122111RLA1212111lnALALBt a nLR11现对上式取极限：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - #1248 8 S时，121122tanlimALR即121m a x2a r c t a n2ALR本文研究的铰链式集装箱火车进行计算，有关参数如下：车头前桥轴距3150mm ，牵引销至拖挂车厢第一桥和第二桥中心线的距离为8680mm ，普通半挂车牵引销至第二桥中心线的距离为 9360
13、mm 。当牵引车驶入半径为 15m 的弯道时，计算得到牵引车后桥中点轨迹的圆周半径为 14665mm ，将参数代入公式：40max。那么，若车头刚好以此角度转动时，该货车刚好可以安全停入停车位。问题 2 的解决图 1-5 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - #1248 9 图 （1-6）图（1-7）引用文献2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -
14、 - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - #1248 10 由图(1-5) 看出，小型汽车的位置多种多样，但由于障碍物的存在，导致汽车的停车路线因临时状况而要改变。根据第一阶段的所建立的两种模型，来判断小型汽车在障碍物的某个存在区域内是否可以安全停车？图（1-7）是一种自动泊车系统，只用考虑障碍物的范围；从第一阶段知：小车的转弯半径24sin4SLR2222其中2L车位长2S车位宽车轮的转向角易得22X-RXtan（X为外车轮进入停车位的位置）由上面几式得24sin2S2LX222即当45时，障碍物的尺寸应小于1222S224
15、sin2S2L (1S 是车宽 ) 五 模型优缺点5.1 优点：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - #1248 11 （1） 在模型建立过程中，两个模型的建立均考虑到汽车操作的实际性，两个模型都可以作为参照 . （2） 经过模型一的计算、推测. 此种方式进车位市一种常见的倒车模型。此模型安全系数高，操作性强，需要驾驶员有较好的驾车技巧. （3） 讨论模型二的实际操作性时发现此种方法更容易停车，可行性强。. 5.2 缺点：（1） 模型一、二的进车位方式难度都较高，让驾驶员很难掌握是否有违规现象发生。六 参考文献：1韩厚禄三轴半挂车转向协调性及随动转向桥结构原理研究2009.05.01 第二、三章；2 赵玲 平行泊车方法研究与仿真 2009.05.15 第三章名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -