铰链式集装箱货车停车问题分析.docVIP

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 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，铰链点的速度也保持一致； 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； 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 —牵引车直线运动状态下的瞬时转向中心 —车厢在过渡状态下的瞬时转向中心 —车厢的轴距 —牵引车轴距 一外转向轮转向角的临界值 一转向轴的轮距 一牵引销与牵引车后轴之间的偏置距 —为铰接式集装箱货车的运动瞬心 —车厢的牵引销中心 —车厢的后轴中心 —转向节主销中心至同侧车轮中心的距离在地面上的投影 —车位的宽度 —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 —牵引车的瞬时转向中心 —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 —铰接时集装箱货车转向运动中的折角 —牵引车后桥中点的转向半径 —牵引车的轴距 —车厢的轴距 —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 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 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,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的一侧，其转向瞬心从无穷远处逐渐转向，此时为过渡状态.与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，然后以半挂车牵引销中心与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，以为圆心，车厢的轴距为半径画弧，交半圆弧，以连线为车厢纵向中心线，连线即是后轴线. 其理想转向如下图（1-2） 图1-2 由上图可知 当车厢轴距时，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，则铰接式集装箱货