CN108422825A - 农用车辆作业平台预检测主动调平***及调平方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种农用车辆作业平台预检测主动调平***及调平方法，属于车辆平台调平技术领域。包括：平台、十字万向节、底座、车身、悬架、车轮、测距传感器、车身倾角传感器、平台倾角传感器、平台侧倾调整机构、平台俯仰调整机构、中央处理器，农用车辆在行走作业过程中，车身倾角传感器周期性读取车身的俯仰角和侧倾角，同时测距传感器周期性同步测量车轮前方地面的相对高度信息，计算出下一时刻车身的俯仰角、侧倾角变化量，预先获取在保持平台水平条件下、平台侧倾调整机构和平台俯仰调整机构的直线位移调整量，两个调整机构在调整周期内完成预定直线位移调整，实现农用车辆作业平台在行走过程中的预检测主动调平。

Description

农用车辆作业平台预检测主动调平***及调平方法
技术领域
本发明属于车辆平台调平技术领域，涉及一种农用车辆作业平台预检测主动调平***及调平方法。
背景技术
在我国农作物种植用地中丘陵、盆地占有面积较多，农用车辆在丘陵、盆地等地形上行走作业时，存在着丘陵、盆地等复杂地形变化会引起车身俯仰角和侧倾角产生较大变化的问题，导致车辆作业平台或车身上的工作部件的作业效果产生较大的波动；因此，需要采取一定的调平技术措施使车辆作业平台或车身上的工作部件在一定误差允许范围内保持水平，从而保障工作部件的作业质量，常见的农用车辆动态调平技术措施主要有车辆作业平台调平和车身调平两种。
车辆作业平台调平和车身调平这两种调平方式都可以采用位置误差调平法、角度误差调平法或基于“离散平面”的调平策略，无论何种动态调平技术措施都是利用传感器检测车辆作业平台或者车身的倾角信息，然后把检测到的倾角信息传送到控制器进行处理，执行机构按照控制器的计算结果进行调整，从而实现车辆作业平台或车身的动态调平；以上的调平方法都属于被动调平方法，调整动作发生在不平状态出现之后具有一定的延后性，导致调平精度低或调整功耗大，不能够预先检测要通过的地面的高度信息并提前进行调整动作，不能实现车身预检测主动调平；CN106427451A公开了一种农用动力底盘调平***和调平方法，通过提前检测地面的高度信息，计算下一时刻各悬架调整量来实现对车身的主动调平，此种方法需要调整四组悬架的高度，因此调整过程比较复杂、缓慢、且调整功耗大，适用于重载、低速车辆的车身调平，不能满足农用车辆高速、高效作业的发展趋势；因此，探索一种能够满足高速作业要求的农用车辆作业平台预检测主动调平***及调平方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是要提供一种农用车辆作业平台预检测主动调平***及调平方法，针对丘陵、盆地等复杂地形变化引起车身俯仰角和侧倾角变化较大问题，实现农用车辆行走作业过程中车辆作业平台预检测主动调平；通过检测各车轮前方地面相对高度信息，计算出下一时刻车身俯仰角、侧倾角的变化量，预先获得在保持车辆作业平台水平条件下、平台的俯仰角和侧倾角调整机构的直线位移调整量，从而可以提前一段时间开始调整平台的俯仰角、侧倾角，实现农用车辆在丘陵、盆地等复杂地形行走作业中车辆作业平台的主动调平。
农用车辆作业平台预检测主动调平***包括：平台(1)、十字万向节(2)、底座(3)、车身(4)、悬架(5)、车轮(6)、测距传感器(7)、车身倾角传感器(8)、平台倾角传感器(9)、平台侧倾调整机构(10)、平台俯仰调整机构(11)、中央处理器(12)，四组悬架(5)按给定的轴距b和轮距a左右对称安装在车身(4)上、四组悬架(5)下部分别与四个车轮(6)联接，四个测距传感器(7)分别安装在车身(4)上、位于各车轮(6)前方距离s处，十字万向节(2)的两转动轴线Lv和Lu垂直相交，平台(1)与十字万向节(2)转动连接、绕转动轴线Lv自由转动，平台(1)下表面至转动轴线Lv的距离为c，底座(3)与十字万向节(2)转动连接、绕转动轴线Lu自由转动，底座(3)上表面至转动轴线Lu的距离为d，中线Lw垂直于转动轴线Lv和Lu、并通过Lv和Lu交点；当平台(1)下表面与底座(3)上表面平行时、两平面距离为c+d，平台侧倾调整机构(10)两端分别球面铰接于平台(1)下表面和底座(3)上表面，两球面铰接点连线位于Lw和Lu形成的平面内，两球面铰接点连线平行于Lw、且与Lw距离为e；当平台(1)下表面与底座(3)上表面平行时，平台俯仰调整机构(11)两端分别球面铰接于平台(1)下表面和底座(3)上表面，两球面铰接点连线位于Lw和Lv形成的平面内，两球面铰接点连线平行于Lw、且与Lw距离为e；平台(1)相对底座(3)的双自由度转动由平台侧倾调整机构(10)和平台俯仰调整机构(11)的直线位移量调整、控制，底座(3)固连在车身(4)上、保持转动轴线Lu与车身(4)前进方向垂直，车身倾角传感器(8)安装在车身(4)上、测量车身(4)的俯仰角和侧倾角，平台倾角传感器(9)安装在平台(1)上、测量平台(1)的俯仰角和侧倾角残留量，中央处理器(12)设置在车身(4)上，组成农用车辆作业平台预检测主动调平***。
农用车辆在行走作业过程中车身倾角传感器(8)周期性读取车身(4)的俯仰角和侧倾角，同时测距传感器(7)周期性同步测量车轮(6)前方s处地面的相对高度信息，由车轮(6)前方地面的相对高度信息、结合车身(4)的结构参数和悬架(5)协调变形原理，由中央处理器(12)计算出下一时刻车身的俯仰角、侧倾角变化量，预先获取在保持平台(1)水平条件下、平台侧倾调整机构(10)和平台俯仰调整机构(11)的直线位移调整量，两个调整机构在调整周期内完成预定直线位移调整，实现农用车辆在行走作业过程中平台(1)的预检测主动调平；由高精度的平台倾角传感器(9)获得调平后平台(1)的俯仰角、侧倾角残留量，用作下一调整周期两个调整机构直线位移调整量的补偿值；由于可以检测车辆前方地面的相对高度信息，并预先按照计算量驱动各调整机构完成调整过程，农用车辆作业平台预检测主动调平***可以实现农用车辆在丘陵、盆地行走作业时车辆作业平台的主动调平。
所述的平台侧倾调整机构(10)和平台俯仰调整机构(11)同为直线位移调整、控制机构，选用直线伺服电机实现直线位移调整、控制，应用于高精度、高响应速度平台调平；选用伺服电动缸实现直线位移调整、控制，应用于高速、高精度平台调平；选用电动推杆实现直线位移调整、控制，应用于控制精度要求不高的平台调平；选用伺服液压缸实现直线位移调整、控制，应用于重载平台调平；均可实现平台(1)俯仰角、侧倾角动态调控。
农用车辆作业平台预检测主动调平方法包括：
步骤1：***启动初始化
设定***参数：车辆底盘的轴距为b、轮距为a，测距传感器布置在车轮前方距离s处位于车身的F1、F2、F3、F4点，F1F2＝F3F4＝a、F1F4＝F2F3＝b，车辆的行走作业速度v，测距周期T＝s/v，调整平台俯仰角、侧倾角为0°；
步骤2：传感器读取测量信息
j时刻，读取测距传感器的四点测量值读取车身倾角传感器的俯仰角侧倾角读取平台倾角传感器的俯仰角和侧倾角将读取到的信息传输到中央处理器；
步骤3：中央处理器进行分析计算
⑴计算j+1时刻各个车轮中心的相对高度
由j时刻车身俯仰角侧倾角计算F1、F2、F3、F4各点与F1点在铅垂方向相对高度差，分别为：
ΔH1＝0，计算j+1时刻各个车轮中心到F1点所在水平面的距离为：得到j+1时刻各个车轮中心的相对高度为：
⑵计算j+1时刻车身俯仰角、侧倾角
根据协调变形原理，设定x、y分别为j+1时刻对应悬架1、3和2、4的变形量，令 联立以下公式：h1-h2＝h4-h3、可以解得j+1时刻车身的俯仰角侧倾角
⑶计算两个调整机构的直线位移调整量
为保证平台水平，平台在周期T内俯仰角、侧倾角的理论调整量为 实际调整量为
平台俯仰调整机构、平台侧倾调整机构在周期T内的直线位移调整量为
步骤4：两个调整机构完成调整动作
在周期T内，平台俯仰调整机构调整平台侧倾调整机构调整进行下一步；
步骤5：判断是否继续调平
若要继续调平则令j＝j+1重复步骤2、继续下一调平周期，否则结束调平。
本发明的有益效果在于，农用车辆在行走作业过程中，通过检测各车轮前方地面相对高度信息，计算出下一时刻车身俯仰角、侧倾角的变化量，预先获得在保持车辆作业平台水平条件下、两个调整机构的直线位移调整量，从而可以提前一段时间开始调整平台的俯仰角、侧倾角，实现农用车辆在丘陵、盆地等复杂地形高速度行走作业中车辆作业平台的主动调平。满足农用车辆在丘陵盆地植保、收获、运输高速度作业要求，提高了丘陵盆地农用车辆的作业质量和应用范围；本套预检测主动调平台***采用现有成熟技术实现，***工作原理和平台的载具关联性不强，因此除了满足农用车辆使用外，还适用于其他车辆的平台调平。
附图说明
图1为农用车辆作业平台预检测主动调平***原理图；
图2为农用车辆作业平台预检测主动调平***中测距传感器布置方式图；
图3为农用车辆作业平台预检测主动调平***流程图；
其中，1：平台；2：十字万向节；3：底座；4：车身；5：悬架；6：车轮；7：测距传感器；8：车身倾角传感器；9：平台倾角传感器；10：平台侧倾调整机构；11：平台俯仰调整机构；12:中央处理器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示的农用车辆作业平台预检测主动调平***原理图，农用车辆作业平台预检测主动调平***包括：平台(1)、十字万向节(2)、底座(3)、车身(4)、悬架(5)、车轮(6)、测距传感器(7)、车身倾角传感器(8)、平台倾角传感器(9)、平台侧倾调整机构(10)、平台俯仰调整机构(11)、中央处理器(12)，四组悬架(5)按给定的轴距b和轮距a左右对称安装在车身(4)上、四组悬架(5)下部分别与四个车轮(6)联接，四个测距传感器(7)分别安装在车身(4)上、位于各车轮(6)前方距离s处，位于车身的F1、F2、F3、F4点(如图2所示)，为了保证测距传感器测量地面相对高度信息时不受车轮的影响，保证r<s<b-2r；十字万向节(2)的两转动轴线Lv和Lu垂直相交，平台(1)与十字万向节(2)转动连接、绕转动轴线Lv自由转动，平台(1)下表面至转动轴线Lv的距离为c，底座(3)与十字万向节(2)转动连接、绕转动轴线Lu自由转动，底座(3)上表面至转动轴线Lu的距离为d，中线Lw垂直于转动轴线Lv和Lu、并通过Lv和Lu交点；当平台(1)下表面与底座(3)上表面平行时、两平面距离为c+d，平台侧倾调整机构(10)两端分别球面铰接于平台(1)下表面和底座(3)上表面，两球面铰接点连线位于Lw和Lu形成的平面内，两球面铰接点连线平行于Lw、且与Lw距离为e；当平台(1)下表面与底座(3)上表面平行时，平台俯仰调整机构(11)两端分别球面铰接于平台(1)下表面和底座(3)上表面，两球面铰接点连线位于Lw和Lv形成的平面内，两球面铰接点连线平行于Lw、且与Lw距离为e；平台(1)相对底座(3)的双自由度转动由平台侧倾调整机构(10)和平台俯仰调整机构(11)的直线位移量调整、控制，通过控制平台俯仰调整机构(11)、侧倾调整机构(10)的伸缩可以分别调整平台(1)的俯仰角、侧倾角，底座(3)固连在车身(4)上、保持转动轴线Lu与车身(4)前进方向垂直，车身倾角传感器(8)安装在车身(4)上、测量车身(4)的俯仰角和侧倾角，平台倾角传感器(9)安装在平台(1)上、测量平台(1)的俯仰角和侧倾角残留量，和车身倾角传感器(8)相比较平台倾角传感器(9)的测量精度更高，中央处理器(12)设置在车身(4)上，组成农用车辆作业平台预检测主动调平***。
农用车辆在行走作业过程中车身倾角传感器(8)周期性读取车身(4)的俯仰角和侧倾角，同时测距传感器(7)周期性同步测量车轮(6)前方s处地面的相对高度信息，由车轮(6)前方地面的相对高度信息、结合车身(4)的结构参数和悬架(5)协调变形原理，由中央处理器(12)计算出下一时刻车身的俯仰角、侧倾角变化量，预先获取在保持平台(1)水平条件下、平台侧倾调整机构(10)和平台俯仰调整机构(11)的直线位移调整量，两个调整机构在调整周期内完成预定直线位移调整，实现农用车辆在行走作业过程中平台(1)的预检测主动调平；由于调整过程中会存在一定的误差，会使调整后的平台(1)的俯仰角、侧倾角不为0°，为了避免误差的积累需要消除误差，在每个调整周期内，由高精度的平台倾角传感器(9)获得调平后平台(1)的俯仰角、侧倾角残留量，用作下一调整周期两个调整机构直线位移调整量的补偿值，以达到消除误差的目的；由于可以检测车辆前方地面的相对高度信息，并预先按照计算量驱动各调整机构完成调整过程，农用车辆作业平台预检测主动调平***可以实现农用车辆在丘陵、盆地行走作业时车辆作业平台的主动调平。
所述的平台侧倾调整机构(10)和平台俯仰调整机构(11)同为直线位移调整、控制机构，选用直线伺服电机实现直线位移调整、控制，应用于高精度、高响应速度平台调平；选用伺服电动缸实现直线位移调整、控制，应用于高速、高精度平台调平；选用电动推杆实现直线位移调整、控制，应用于控制精度要求不高的平台调平，以便降低制造成本；选用伺服液压缸实现直线位移调整、控制，应用于重载平台调平；均可实现平台(1)俯仰角、侧倾角动态调控，以便农用车辆适应不同地面及作业环境。
图3所示的农用车辆作业平台预检测主动调平***流程图，农用车辆作业平台预检测主动调平方法包括：
建立右旋直角坐标系XYZ，Y正向为车身(4)前进方向，Z正向为车身(4)向上方向，由右旋正交确定X正向，以下各角度值的符号由X、Y方向确定；
步骤1：***启动初始化
设定***参数：车辆底盘的轴距为b、轮距为a，测距传感器布置在车轮前方距离s处位于车身的F1、F2、F3、F4点，F1F2＝F3F4＝a、F1F4＝F2F3＝b，车辆的行走作业速度v，测距周期T＝s/v，调整平台俯仰角、侧倾角为0°；j＝1；
步骤2：传感器读取测量信息
j时刻，读取测距传感器的四点测量值预先获取j+1时刻地面相对高度信息；读取车身倾角传感器的俯仰角侧倾角读取平台倾角传感器的俯仰角和侧倾角因为的理论值为0°，所以俯仰角调平误差为侧倾角调平误差为将读取到的信息传输到中央处理器；
步骤3：中央处理器进行分析计算
⑴计算j+1时刻各个车轮中心的相对高度
由j时刻车身俯仰角侧倾角计算F1、F2、F3、F4各点与F1点在铅垂方向相对高度差，分别为：
ΔH1＝0，计算j+1时刻各个车轮中心到F1点所在水平面的距离为：得到j+1时刻各个车轮中心的相对高度为：
⑵计算j+1时刻车身俯仰角、侧倾角
根据协调变形原理，设定x、y分别为j+1时刻对应悬架1、3和2、4的变形量，令 联立以下公式：h1-h2＝h4-h3、可以解得j+1时刻车身的俯仰角侧倾角
⑶计算两个调整机构的直线位移调整量
从j时刻到j+1时刻，车身的俯仰角变化量为侧倾角变化量为平台在周期T内侧倾角的理论调整量为在保持平台水平的前提下，平台在周期T内俯仰角的理论调整量αm和Δα、Δβ的关系式为因此，为保证平台水平，平台在周期T内俯仰角、侧倾角的理论调整量为实际调整量为αt＝αm+αj p、
平台俯仰调整机构、平台侧倾调整机构在周期T内的直线位移调整量为
步骤4：两个调整机构完成调整动作
在周期T内，平台俯仰调整机构调整平台侧倾调整机构调整进行下一步；
步骤5：判断是否继续调平
若要继续调平则令j＝j+1重复步骤2、继续下一调平周期，否则结束调平。
参考奇瑞PK400-B拖拉机底盘，试验样机设计参数：轴距b＝1966mm，轮距a＝1300mm，车轮半径r＝400mm，测距传感器分别安装在车架上位于车轮正前方距离s＝600mm；设定车辆的作业为喷药作业，车辆保持v＝10km/h匀速直线运动，传感器地面信息采集周期和两个倾角调整电机调整周期T＝0.216s。
试验过程中，通过检测各车轮前方地面相对高度信息，计算出下一时刻车身俯仰角、侧倾角的变化量，预先获得在保持车辆作业平台水平条件下、两个调整机构的直线位移调整量，从而可以提前一段时间开始调整平台的俯仰角、侧倾角，实现农用车辆在丘陵、盆地等复杂地形行走作业中车辆作业平台的主动调平。对开沟机、采摘机械等有一定调平作业要求的农用机械具有较强的使用价值，除此之外，还可以应用于一些具有调平作业要求的工程机械等。

Claims (3)

1.农用车辆作业平台预检测主动调平***，其特征在于，包括：平台、十字万向节、底座、车身、悬架、车轮、测距传感器、车身倾角传感器、平台倾角传感器、平台侧倾调整机构、平台俯仰调整机构、中央处理器，四组悬架按给定的轴距b和轮距a左右对称安装在车身上、四组悬架下部分别与四个车轮联接，四个测距传感器分别安装在车身上、位于各车轮前方距离s处，十字万向节的两转动轴线Lv和Lu垂直相交，平台与十字万向节转动连接、绕转动轴线Lv自由转动，平台下表面至转动轴线Lv的距离为c，底座与十字万向节转动连接、绕转动轴线Lu自由转动，底座上表面至转动轴线Lu的距离为d，中线Lw垂直于转动轴线Lv和Lu、并通过Lv和Lu交点；当平台下表面与底座上表面平行时、两平面距离为c+d，平台侧倾调整机构两端分别球面铰接于平台下表面和底座上表面，两球面铰接点连线位于Lw和Lu形成的平面内，两球面铰接点连线平行于Lw、且与Lw距离为e；当平台下表面与底座上表面平行时，平台俯仰调整机构两端分别球面铰接于平台下表面和底座上表面，两球面铰接点连线位于Lw和Lv形成的平面内，两球面铰接点连线平行于Lw、且与Lw距离为e；平台相对底座的双自由度转动由平台侧倾调整机构和平台俯仰调整机构的直线位移量调整、控制，底座固连在车身上、保持转动轴线Lu与车身前进方向垂直，车身倾角传感器安装在车身上、测量车身的俯仰角和侧倾角，平台倾角传感器安装在平台上、测量平台的俯仰角和侧倾角残留量，中央处理器设置在车身上；
农用车辆在行走作业过程中：车身倾角传感器周期性读取车身的俯仰角和侧倾角，同时测距传感器周期性同步测量车轮前方s处地面的相对高度信息，由车轮前方地面的相对高度信息、结合车身的结构参数和悬架协调变形原理，由中央处理器计算出下一时刻车身的俯仰角、侧倾角变化量，预先获取在保持平台水平条件下、平台侧倾调整机构和平台俯仰调整机构的直线位移调整量，两个调整机构在调整周期内完成预定直线位移调整，实现农用车辆在行走作业过程中平台的预检测主动调平；由高精度的平台倾角传感器获得调平后平台的俯仰角、侧倾角残留量，用作下一调整周期两个调整机构直线位移调整量的补偿值。
2.根据权利要求1所述的平台侧倾调整机构和平台俯仰调整机构同为直线位移调整、控制机构，选用直线伺服电机、伺服电动缸、电动推杆或伺服液压缸均可实现直线位移调整、控制。
3.农用车辆作业平台预检测主动调平方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：***启动初始化
设定***参数：车辆底盘的轴距为b、轮距为a，测距传感器布置在车轮前方距离s处位于车身的F1、F2、F3、F4点，F1F2＝F3F4＝a、F1F4＝F2F3＝b，车辆的行走作业速度v，测距周期T＝s/v，调整平台俯仰角、侧倾角为0°；
步骤2：传感器读取测量信息
j时刻，读取测距传感器的四点测量值读取车身倾角传感器的俯仰角侧倾角读取平台倾角传感器的俯仰角和侧倾角将读取到的信息传输到中央处理器；
步骤3：中央处理器进行分析计算
⑴计算j+1时刻各个车轮中心的相对高度
由j时刻车身俯仰角侧倾角计算F1、F2、F3、F4各点与F1点在铅垂方向相对高度差，分别为：ΔH1＝0，计算j+1时刻各个车轮中心到F1点所在水平面的距离为：得到j+1时刻各个车轮中心的相对高度为：
⑵计算j+1时刻车身俯仰角、侧倾角
根据协调变形原理，设定x、y分别为j+1时刻对应悬架1、3和2、4的变形量，令 联立以下公式：h1-h2＝h4-h3、可以解得j+1时刻车身的俯仰角侧倾角
⑶计算两个调整机构的直线位移调整量
为保证平台水平，平台在周期T内俯仰角、侧倾角的理论调整量为 实际调整量为
平台俯仰调整机构、平台侧倾调整机构在周期T内的直线位移调整量 为
步骤4：两个调整机构完成调整动作
在周期T内，平台俯仰调整机构调整平台侧倾调整机构调整进行下一步；
步骤5：判断是否继续调平
若要继续调平则令j＝j+1重复步骤2、继续下一调平周期，否则结束调平。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109203901A (zh) * 2018-11-10 2019-01-15 石河子大学 一种可调节侧倾及俯仰角悬架***的高地隙车辆及其工作方式
CN110238093A (zh) * 2019-06-20 2019-09-17 内蒙古大学 一种用于太阳能电池板的清洁装置及其使用方法
CN110514229A (zh) * 2019-09-25 2019-11-29 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 一种测量测绘仪器的调平设备及调平方法
CN114486216A (zh) * 2022-01-12 2022-05-13 北京航天控制仪器研究所 一种动态自动调平装置的测试及评价方法
CN114604325A (zh) * 2022-03-15 2022-06-10 江苏英拓动力科技有限公司 一种无人履带车运载平台整车控制***用辅助校平机构

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030060906A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-27 Kim Boo Y. Vehicle actuator remote control system
DE102004021943A1 (de) * 2004-05-04 2005-12-01 Adam Opel Ag Kraftfahrzeug mit einer Niveauregulierung
CN102623358A (zh) * 2012-03-27 2012-08-01 华中科技大学 一种转动解耦的两自由度调平机构
CN102929295A (zh) * 2012-11-08 2013-02-13 中国地质大学（武汉） 一种基于单片机的自动调平控制装置
CN103182916A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 长春孔辉汽车科技有限公司 多轴车辆油气悬架调平装置及方法
CN104648072A (zh) * 2014-12-18 2015-05-27 无锡伊诺永利文化创意有限公司 一种行走机构的调平装置
EP3045936A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-20 XenomatiX BVBA Surround sensing system with telecentric optics
CN106004312A (zh) * 2016-06-28 2016-10-12 苏州斯锐奇机器人有限公司 室内服务机器人的稳定移动平台
CN106427451A (zh) * 2016-09-26 2017-02-22 中国农业大学 农用动力底盘调平***及其调平方法
CN106737455A (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 上海电机学院 船用自动调平的承载工作台
CN107031331A (zh) * 2016-02-03 2017-08-11 福特全球技术公司 横穿道路的异常检测***和方法
CN107303791A (zh) * 2016-04-21 2017-10-31 山东科技大学 一种车辆主动悬架车体姿态控制***
CN107351613A (zh) * 2017-05-22 2017-11-17 昆明理工大学 一种自适应调平行走装置
CN207059675U (zh) * 2017-06-07 2018-03-02 四川农业大学 一种电动丝杆调平装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030060906A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-27 Kim Boo Y. Vehicle actuator remote control system
DE102004021943A1 (de) * 2004-05-04 2005-12-01 Adam Opel Ag Kraftfahrzeug mit einer Niveauregulierung
CN103182916A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 长春孔辉汽车科技有限公司 多轴车辆油气悬架调平装置及方法
CN102623358A (zh) * 2012-03-27 2012-08-01 华中科技大学 一种转动解耦的两自由度调平机构
CN102929295A (zh) * 2012-11-08 2013-02-13 中国地质大学（武汉） 一种基于单片机的自动调平控制装置
CN104648072A (zh) * 2014-12-18 2015-05-27 无锡伊诺永利文化创意有限公司 一种行走机构的调平装置
EP3045936A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-20 XenomatiX BVBA Surround sensing system with telecentric optics
CN107031331A (zh) * 2016-02-03 2017-08-11 福特全球技术公司 横穿道路的异常检测***和方法
CN107303791A (zh) * 2016-04-21 2017-10-31 山东科技大学 一种车辆主动悬架车体姿态控制***
CN106004312A (zh) * 2016-06-28 2016-10-12 苏州斯锐奇机器人有限公司 室内服务机器人的稳定移动平台
CN106427451A (zh) * 2016-09-26 2017-02-22 中国农业大学 农用动力底盘调平***及其调平方法
CN106737455A (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 上海电机学院 船用自动调平的承载工作台
CN107351613A (zh) * 2017-05-22 2017-11-17 昆明理工大学 一种自适应调平行走装置
CN207059675U (zh) * 2017-06-07 2018-03-02 四川农业大学 一种电动丝杆调平装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109203901A (zh) * 2018-11-10 2019-01-15 石河子大学 一种可调节侧倾及俯仰角悬架***的高地隙车辆及其工作方式
CN110238093A (zh) * 2019-06-20 2019-09-17 内蒙古大学 一种用于太阳能电池板的清洁装置及其使用方法
CN110514229A (zh) * 2019-09-25 2019-11-29 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 一种测量测绘仪器的调平设备及调平方法
CN114486216A (zh) * 2022-01-12 2022-05-13 北京航天控制仪器研究所 一种动态自动调平装置的测试及评价方法
CN114486216B (zh) * 2022-01-12 2024-03-15 北京航天控制仪器研究所 一种动态自动调平装置的测试及评价方法
CN114604325A (zh) * 2022-03-15 2022-06-10 江苏英拓动力科技有限公司 一种无人履带车运载平台整车控制***用辅助校平机构

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