发明名称 非轨道接触式车辆的操舵装置及其操舵方法
摘要 非轨道接触式车辆是具备:车轮、及支承在上述车轮的车辆主体、及操舵控制系。上述操舵控制系是具有:非机械式地控制上述车轮的操舵的控制部、及机械式地驱动上述车轮的操舵的驱动部。上述控制部是具有:检测目标运行路线的1维座标值的第1检测器、及保持与上述1维座标值对应的目标操舵角的操舵角保持部、及检测在上述目标运行路线与上述车辆主体的现在位置之间的现在偏差的第2检测器、及产生与上述现在偏差及上述目标操舵角对应的控制操舵角的控制操舵角计算部。
申请公布号 TWI266713 申请公布日期 2006.11.21
申请号 TW092130291 申请日期 2003.10.30
申请人 三菱重工业股份有限公司 发明人 河野浩幸;山口正博;山下博;森近俊二;增川正久;持留裕之;福田弘毅
分类号 B61F5/00(2006.01) 主分类号 B61F5/00(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种非轨道接触式车辆,其特征为:具备:车轮、及支承在上述车轮的车辆主体、及操舵控制系,上述操舵控制系是具有:非机械式地控制上述车轮的操舵的控制部、及机械式地驱动上述车轮的操舵的驱动部,上述控制部是具有:检测目标运行路线的1维座标値的第1检测器、及保持与上述1维座标値对应的目标操舵角的操舵角保持部、及检测在上述目标运行路线与上述车辆主体的现在位置之间的现在偏差的第2检测器、及产生与上述现在偏差及上述目标操舵角对应的控制操舵角的控制操舵角计算部,上述现在偏差是可定义对应于与上述目标运行路线直交的直交方向的距离,上述驱动部是根据上述控制操舵角来使上述车轮转向。2.如申请专利范围第1项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述目标运行路线是可设定在路面上,上述第2检测器是非接触地检测上述位置偏差。3.如申请专利范围第1项所记载之非轨道接触式车辆,其中,更具备搭载于上述车辆主体的计算部,上述计算部是藉由上述车辆主体的速度资料的积分来计算2维座标値而且保持。4.如申请专利范围第1项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述目标运行路线是可设定在路面上,而且上述目标运行路线是具有输出上述1维座标値的输出部分,上述1维座标値是可从上述输出部分以无线电来传送到上述第1检测器。5.如申请专利范围第4项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述目标操舵角是可记入于上述运行路线。6.一种非轨道接触式车辆的操舵装置,系针对于申请专利范围第1项的非轨道接触式车辆,其特征为:上述控制部是更具备检测上述车辆主体的速度的第3检测器,上述操舵角控制器是产生与上述位置偏差及上述适合的操舵角及上述速度对应的控制値。7.如申请专利范围第1项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述控制部是更具备将上述控制操舵角最佳化成最佳解的最佳化计算部,上述最佳解是以将起因于上述车辆的操舵的振动最小化的方式所决定。8.一种非轨道接触式车辆的操舵装置,系针对于申请专利范围第1项的非轨道接触式车辆,其特征为:上述控制部是更具备:决定与上述目标运行路线的未来位置对应的未来操舵角,而且产生与上述现在偏差及上述目标操舵角及上述未来操舵角对应的修正操舵角之操舵角修正控制器,上述控制操舵角计算部是产生与上述现在偏差、上述目标操舵角、及上述修正操舵角对应的上述控制操舵角。9.如申请专利范围第8项所记载之非轨道接触式车辆的操舵装置,其中,上述控制部是更具备:在上述车辆进行上述目标运行路线的第N次的运行时,检测对于现在位置的现在操舵的第2检测器、及从N次份的上述现在操舵角的全部或一部份求取现在最佳目标操舵角的最佳解计算部,上述最佳解计算部是以将起因于上述车辆的操舵的振动最小化的方式来决定上述现在最佳目标操舵角。10.如申请专利范围第9项所记载之非轨道接触式车辆的操舵装置,其中,上述最佳解计算部是包含决定上述修正操舵角的类神经网路(Neuro-network)。11.如申请专利范围第9项所记载之非轨道接触式车辆的操舵装置,其中,上述最佳解计算部是实行根据基因演算法(GeneticAlgorithm)来决定上述修正操舵角的程式。12.如申请专利范围第11项所记载之非轨道接触式车辆的操舵装置,其中,上述最佳解计算部是实行根据基因演算法来决定上述修正操舵角的程式。13.如申请专利范围第8项所记载之非轨道接触式车辆的操舵装置,其中,上述控制部是更具备将上述控制値最佳化的最佳化计算部,上述最佳解是将起因于上述车辆的操舵的振动最小化。14.如申请专利范围第13项所记载之非轨道接触式车辆的操舵装置,其中,在m与n是采用任意的复数的组合之时,将上述车辆的上述目标运行路线的第m次的运行与第n次的运行时的车体位置间的偏差作为振幅并显示,上述最佳化计算部是以将上述振幅的平方最小化的方式来决定上述修正操舵角。15.如申请专利范围第13项所记载之非轨道接触式车辆的操舵装置,其中,在m与n是采取任意的复数的组合之时,将上述车辆的上述目标运行路线的第m次的运行与第n次的运行时的车体的加速度显示,上述最佳化计算部是以将上述加速度的平方最小化的方式来决定上述修正操舵角。16.如申请专利范围第1、2、3、4、5或7项所记载之非轨道接触式车辆,其中,更具备:支承在车轮上的台车、及对上述台车支承并且接触于轨道侧固定体的安全杆,上述驱动部是架设在上述台车与上述车轮之间,上述驱动部的变位部分是机械式地连接在上述车轮与上述安全杆。17.如申请专利范围第6、8、9、10、11、12、13、14、15项所记载之非轨道接触式车辆的操舵装置,其中,更具备:支承在车轮上的台车、及对上述台车支承并且接触于轨道侧固定体的安全杆,上述驱动部是架设在上述台车与上述车轮之间,上述驱动部的变位部分是机械式地连接在上述车轮与上述安全杆。18.如申请专利范围第16项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述变位部分是藉由电动马达所驱动的滚珠螺杆或与上述滚珠螺杆结合的螺帽。19.如申请专利范围第17项所记载之非轨道接触式车辆的操舵装置,其中,上述变位部分是藉由电动马达来驱动的滚珠螺杆或与上述滚珠螺杆结合的螺帽。20.如申请专利范围第16项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述变位部分是藉由流体压源所驱动的缸体或与缸体结合的活塞杆。21.如申请专利范围第17项所记载之非轨道接触式车辆的操舵装置,其中,上述变位部分是藉由流体压源所驱动的缸体或与缸体结合的活塞杆。22.一种非轨道接触式车辆,其特征为:具备:车轮、及支承在上述车轮的台车、及操舵装置,上述操舵装置是具备:马达、及与上述马达的输出轴连结的螺杆、及将上述螺杆支承的轴承、及与上述螺杆螺合的螺帽、及支承上述螺帽的第1支承体、及支承上述轴承的第2支承体、及将上述车轮操舵的连杆机构,上述第1支承体与上述第2支承体之中的任一是形成固定在上述台车的固定侧支承体,而且上述第1支承体与上述第2支承体之中的任一是形成与上述连杆机构连结的可动侧支承体。23.如申请专利范围第22项所记载之非轨道接触式车辆,其中,更具备:安全杆、及支承在上述安全杆的安全轮,上述安全杆是与上述可动侧支承体结合,上述台车是与固定侧支承体结合,而且上述螺帽是可支承在上述台车。24.如申请专利范围第23项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述马达与上述轴承是可支承在上述安全杆。25.如申请专利范围第23项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述操舵装置是更具备架设在上述螺杆与上述马达之间的离合器,对应于上述安全轮与轨道侧固定体的接触并可解除上述离合器的结合。26.如申请专利范围第24项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述操舵装置是更具备架设在上述螺杆与上述马达之间的离合器,对应于上述安全轮与轨道侧固定体的接触并可解除上述离合器的结合。27.如申请专利范围第22项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述螺帽是可支承在上述连杆机构;上述马达与上述轴承是可支承在上述台车。28.如申请专利范围第22~27项之任一项所记载的非轨道接触式车辆,其中,上述螺杆是形成滚珠螺杆。29.一种非轨道接触式车辆,其特征为:具备:车轮、及支承在上述车轮的台车、及操舵器,上述操舵器是具备:马达、及与上述马达的输出轴连结的移动体、及具有安全车轮的安全杆、及操舵上述车轮的连杆机构,上述连杆机构是与上述安全杆与上述移动体连结,上述安全杆是对于上述台车并可动性地支承,而且上述马达是可固定性地支承在台车。30.如申请专利范围第29项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述马达的输出轴是经由小齿轮与齿条而与上述移动体连结。31.一种非轨道接触式车辆,其特征为:具备:车轮、及支承在上述车轮的台车、及操舵器,上述操舵装置是具备:马达、及与上述马达的输出轴连结的螺杆、及支承上述螺杆的轴承、及与上述螺杆螺合的螺帽、及操舵上述车轮的连杆机构、及具有安全轮的安全杆,上述安全杆与上述马达与上述轴承是可固定性地支承在上述台车,上述螺帽是与上述连杆机构结合。32.如申请专利范围第31项所记载之非轨道接触式车辆,其中,上述操舵装置是更具备架设在上述螺杆与上述马达之间的离合器,对应于上述安全轮与轨道侧固定体的接触并可解除上述离合器的结合。33.一种非轨道接触式车辆的操舵方法,其特征为:具备:设定目标运行路线的1维座标値、及设定与上述1维座标値Xj对应的目标操舵角、及检测上述目标运行路线与上述车辆主体的位置之间的现在偏差、及产生与上述现在偏差及上述目标操舵角对应的控制操舵角、及使上述车轮转向在对应于上述控制操舵角的角度位置,上述现在偏差是可定义并对应于与上述目标运行路线直交的直交方向的距离。34.如申请专利范围第33项所记载之非轨道接触式车辆的操舵方法,其中,具备:设定与上述目标运行路线的未来位置对应的未来目标操舵、及产生与上述未来操舵角对应的修正操舵角,而且根据上述现在偏差、及上述目标操舵角、及上述修正操舵角,来决定上述控制操舵角。35.一种非轨道接触式车辆的操舵方法,其特征为:驱动部是具备:马达、及与马达的输出轴结合的滚珠螺杆、及与上述滚珠螺杆结合的螺帽、及架设在上述马达与上述滚珠螺杆之间的离合器、及与车轮结合而且藉由上述马达的输出轴的旋转来动作的连杆机构,更具备:检测上述车辆的一部份与路面侧构造的接触、及对应于上述接触并分离架设在其间的离合器。图式简单说明:第1图是显示利用本发明的第1实施例的非轨道接触式车辆的操舵装置之图。第2图是第1图的侧面剖面图。第3图是显示利用本发明的第1实施例的非轨道接触式车辆的操舵装置的驱动部的平面图。第4图是显示利用本发明的第1实施例的非轨道接触式车辆的操舵装置的控制部与驱动部的方块图。第5图是显示针对第1实施例的控制部的电路方块图。第6图是显示操舵角控制方法的平面图。第7图是显示其他的操舵角控制方法的平面图。第8图是显示另外其他的操舵角控制方法的平面图。第9图是显示另外其他的操舵角控制方法的平面图。第10图是显示另外其他的操舵角控制方法的平面图。第11图是显示利用本发明的第2实施例的非轨道接触式车辆的操舵装置的偏差检测方法的剖面图。第12图是显示第11图所示之偏差检测方法的变形例的剖面图。第13图是显示利用本发明的第3实施例的非轨道接触式车辆的操舵装置的偏差检测方法的剖面图。第14图是显示利用本发明的第3实施例的非轨道接触式车辆的操舵装置的偏差检测方法的变形例的剖面图。第15图是显示利用本发明的第4实施例的非轨道接触式车辆的操舵装置的偏差检测方法的剖面图。第16图是显示利用本发明的第5实施例的非轨道接触式车辆的操舵装置的偏差检测方法的剖面图。第17图是显示利用本发明的第6实施例的非轨道接触式车辆的操舵装置的驱动装置的平面图。第18图是显示利用本发明的第7实施例的非轨道接触式车辆的驱动装置的剖面图。第19图是显示利用本发明的第7实施例的非轨道接触式车辆的驱动装置的变形例的剖面图。第20图是显示利用本发明的第8实施例的非轨道接触式车辆的驱动装置的剖面图。第21图是显示利用本发明的第9实施例的非轨道接触式车辆的驱动装置的剖面图。第22图是显示利用本发明的第10实施例的非轨道接触式车辆的驱动装置的剖面图。
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