多物理场仿真 Chrono 转向机构

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基础类别ChSteering规定，任何衍生的转向机构类别（转向机构模板）都提供了一个转向连杆体，可转向悬架可以连接到该转向连杆体上（通常通过悬架的连杆）。
衍生转向机构类型定义了特定类型转向机构的主体、关节、受力元件和拓扑结构，假设所有位置都是相对于机构参考系提供的（衍生的转向机构类型可以自由选择该参考系的位置和方向）。
通过指定机构总成参考系相对于底盘参考系的位置和方向，将转向机构总成连接到车辆底盘上（参见ISO参考系的定义）。
轮式车辆可以具有多个转向机构，每个转向机构与不同的可转向车轴相关联。类似地，单个转向机构可以连接到多个可转向车轴。

转向垂臂

该转向机构是一个四连杆机构，其转向连杆体通过皮特曼臂和惰轮臂连接到底盘，皮特曼臂体通过万向节连接到转向连杆，并通过旋转接头连接到底盘。驾驶员转向输入用于控制旋转接头的角度。在Chrono::Vehicle Pitman臂模板中，惰轮臂使用复合旋转球形接头建模
参考 ChPitmanArm and PitmanArm.

拓扑结构：

硬点：

具有PitmanArm转向机构规范的示例JSON文件如下：

{
  "Name":                       "HMMWV Pitman Arm Steering",
  "Type":                       "Steering",
  "Template":                   "PitmanArm",
 
  "Vehicle-Frame Inertia":      false,
 
  "Steering Link":
  {
    "Mass":                     3.681,
    "COM":                      [0.129, 0, 0],
    "Moments of Inertia":       [0.252, 0.00233, 0.254],
    "Products of Inertia":      [0, 0, 0],
    "Radius":                   0.03
  },
 
  "Pitman Arm":
  {
    "Mass":                     1.605,
    "COM":                      [0.064, 0.249, 0],
    "Moments of Inertia":       [0.00638, 0.00756, 0.00150],
    "Products of Inertia":      [0, 0, 0],
    "Radius":                   0.02
  },
 
  "Revolute Joint":
  {
    "Location":                 [0, 0.249, 0],
    "Direction":                [0, 0, 1],
    "Maximum Angle (deg)":      30
  },
 
  "Universal Joint":
  {
    "Location":                 [ 0.129, 0.249, 0],
    "Direction Arm":            [0, 0, 1],
    "Direction Link":           [1, 0, 0]
  },
 
  "Revolute-Spherical Joint":
  {
    "Location Chassis":         [0, -0.325, 0],
    "Location Link":            [0.129, -0.325, 0],
    "Direction":                [0, 0, 1]
  },
 
  "Tierod Locations":
  {
    "Pitman Side":              [0.195,  0.448, 0.035],
    "Idler Side":               [0.195, -0.448, 0.035]
  }
}

• List item

齿条小齿轮

Chrono::Vehicle齿条齿轮转向模板是齿条齿轮转向机构的运动学模型,转向连杆体通过棱柱形接头连接到底盘上。齿条位移计算如下：
d = r ( α m a x s ) d = r (\alpha_{max} s) d=r(αmax​s)
式中： r 小齿轮半径， r 小齿轮半径， r小齿轮半径，\alpha_{max} 小齿轮最大角度,$s \in [-1,1]驾驶转向输入,该位移用于控制转向连杆的平移,
参考ChRackPinion 和RackPinion.

拓扑如下：

硬点：

具有RackPinion转向机构规格的示例JSON文件如下：

{
  "Name":                       "HMMWV Rack-Pinion Steering",
  "Type":                       "Steering",
  "Template":                   "RackPinion",
 
  "Steering Link":
  {
    "Mass":                     9.072,
    "COM":                      0,
    "Inertia":                  [1, 1, 1],
    "Radius":                   0.03,
    "Length":                   0.896
  },
 
  "Pinion":
  {
    "Radius":                   0.1,
    "Maximum Angle (deg)":      50
  }
}

旋转臂

旋转臂转向是一个绕轴旋转的简单杠杆臂。它适用于实心曲拐轴和实心趾杆轴。它经常被用作卡车、农用拖拉机和联合收割机的转向系统
参考ChRotaryArm和RotaryArm.

拓扑：

硬点：

带有RotaryArm转向机构规格的示例JSON文件如下：

{
  "Name":                       "UAZBUS Rotary-Arm Steering",
  "Type":                       "Steering",
  "Template":                   "RotaryArm",
 
  "Pitman Arm":
  {
    "Mass":                     5.0,
    "Inertia":                  [0.00638, 0.00756, 0.00150],
    "Inertia Products":         [0, 0, 0],
    "Radius":                   0.03,
    "Axis of Rotation":         [0, 1, 0],           // arm-chassis revolute joint
    "Point of Rotation":        [0.6, 0.5325, 0.4],  // location of chassis connection
    "Point to Draglink":        [0.6, 0.5325, 0.2],  // location of draglink connection
    "Maximum Angle (deg)":      12.5
  }
  
}