CN106089862B - 一种双平台四点支撑快速调平系统及其调平方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双平台四点支撑快速调平系统，包括主控计算机、液压电磁阀组、压力传感器、倾角传感器、车载平台和液压支腿，其中主控计算机主要由主控模块、驱动模块和电源模块构成，主控模块连接驱动模块的输入端，驱动模块的输出端通过液压电磁阀组控制连接四个液压支腿，而四个液压支腿分别安装在车载平台的底部四角，所述液压支腿上对应安装压力传感器，车载平台上安装倾角传感器，压力传感器和倾角传感器电连接主控模块的输入端，电源模块为驱动模块和主控模块供电。本发明采用双传感器可有效解决前后平台调平角度不一致的问题，实时监测调平角度，并及时反馈两个平台的角度值，达到提高调平精度、快速完成调平动作的效果。

Description

一种双平台四点支撑快速调平系统及其调平方法

技术领域

本发明涉及一种调平系统，具体是一种双平台四点支撑快速调平系统及其调平方法。

背景技术

为适应现代化作战需求，车辆的车载平台的快速自动调平技术已成为迫切需求。现阶段常用的调平技术主要有三点支撑调平、四点支撑调平和六点支撑调平，但这些调平技术都是针对一个车载平台，应用于双平台的自动调平技术现阶段还是一片空白。三点支撑调平方式抗倾覆能力差，必须增大支撑跨距以提高抗倾覆能力，且调平精度不高；四点和六点支撑方式模型较复杂，存在静不定问题，不能保证每条支腿受力状态具有很好的一致性，易出现“虚腿”现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双平台四点支撑快速调平系统及其调平方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双平台四点支撑快速调平系统，包括主控计算机、液压电磁阀组、压力传感器、倾角传感器、车载平台和液压支腿，其中主控计算机主要由主控模块、驱动模块和电源模块构成，主控模块连接驱动模块的输入端，驱动模块的输出端通过液压电磁阀组控制和连接四个液压支腿，而四个液压支腿分别安装在车载平台的底部四角，所述液压支腿上对应安装压力传感器，车载平台上安装倾角传感器，压力传感器和倾角传感器电连接主控模块的输入端，电源模块为驱动模块和主控模块供电，所述液压电磁阀组主要由油箱、过滤器、液压泵、单向阀、溢流阀、比例换向阀、单向溢流阀A、液压锁和单向节流阀B构成，每个液压支腿缸体上的两进出油孔均通过液压锁连接对应比例换向阀的两个工作油孔，其中液压锁和比例换向阀之间的一个管道上设置单向溢流阀A，而单向溢流阀A的压力控制端通过单向节流阀B连接另一个管道；所述比例换向阀的回油孔均连接油箱，比例换向阀的进油口连接溢流阀的输入端和液压泵的输出端，溢流阀的输出端连接油箱，液压泵的输入端通过过滤器连接油箱。

作为本发明进一步的方案：所述主控模块的输出端连接显示屏。

作为本发明进一步的方案：所述液压泵包括并联的油泵和手动泵，且油泵和手动泵的输出端均设置单向阀。

作为本发明进一步的方案：双平台四点支撑快速调平系统的调平方法，具体步骤如下：

(1)以车载平台的中心为原点建立空间坐标系，其中车载平台与Y轴形成的夹角为β，车载平台与X轴形成的夹角为α；

(2)设定调平精度，调平精度为δ；

(3)利用倾角传感器检测且判断α和β的角度大小和方向，得出最高点的液压支腿，保持最高点支腿不动，通过比例换向阀控制液压支腿的运动，调整α和β角度值，使α和β的绝对值不断减小，直到满足|α|≤δ和|β|≤δ的要求即可。

作为本发明进一步的方案：所述最高点的液压支腿的判断方法为：

(1)将四个液压支腿按照逆时针顺序分别记做支腿A、支腿B、支腿C和支腿D，使得支腿A和支腿B所在的平面与Y轴平行，支腿A和支腿D所在的平面与X轴平行；

(2)调平：

(a)当α≥0，β＜0时，支腿A为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿A、D不动，支腿B、C伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿C、D使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿A、B不动，支腿C、D伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿B、C使|β|≤δ；

(b)当α≥0，β≥0时，支腿B为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿B、C不动，支腿A、D伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿C、D使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿A、B不动，支腿C、D伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿A、D使|β|≤δ；

(c)当α＜0，β≥0时，支腿C为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿B、C不动，支腿A、D伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿A、B使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿C、D不动，支腿A、B伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿A、D使|β|≤δ；

(d)当α＜0，β＜0时，支腿D为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿A、D不动，支腿B、C伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿A、B使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿C、D不动，支腿A、B伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿B、C使|β|≤δ。

作为本发明进一步的方案：车载平台上安装辅助倾角传感器，调平时先以倾角传感器的数据为依据进行调平，当倾角传感器满足调平精度δ以后，再以辅助倾角传感器的数据为依据进行第二次调平，当以辅助倾角传感器角度值进行调平完成时，如果发现倾角传感器的值不满足要求，那么就退出当前调平状态，返回到以倾角传感器为依据就行调平，直到倾角传感器再次满足调平精度后，再以辅助倾角传感器为依据进行调平，这样反复进行，直到倾角传感器和辅助倾角传感器的值同时满足调平精度，调平完成，退出。

作为本发明进一步的方案：车载平台的角度满足要求后，还需进行虚腿检测及处理，通过压力传感器检测液压支腿承受的压力，当压力小于额定值，即为虚腿，通过微调伸出为虚腿的液压支腿，使得四个液压支腿的受力一致，虚腿处理完后，再次判断车载平台的α和β的角度大小和方向，若不符合要求，重新调平，以此循环，直到调平无虚腿为止。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用双传感器可有效解决前后平台调平角度不一致的问题，实时监测调平角度，并及时反馈两个平台的角度值，达到提高调平精度、快速完成调平动作的效果；

2)通过优化调平算法，实现了双平台调平角度的复杂复制，以及通过液压支腿压力检测避免了虚腿现象，到达了双平台自动调平控制的效果。

附图说明

图1为本发明中的液压系统的示意图。

图2为本发明的结构原理图。

图3为车载平台和液压支腿的结构示意图。

图4为调平流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种双平台四点支撑快速调平系统，包括主控计算机、液压电磁阀组、压力传感器、倾角传感器、车载平台和液压支腿10，其中主控计算机主要由主控模块、驱动模块和电源模块构成，主控模块连接驱动模块的输入端，驱动模块的输出端通过液压电磁阀组控制和连接四个液压支腿10，而四个液压支腿10分别安装在车载平台的底部四角，所述液压支腿10上对应安装压力传感器，车载平台上安装倾角传感器，压力传感器和倾角传感器电连接主控模块的输入端，以便于信号的采集，所述电源模块为驱动模块和主控模块供电，其中主控模块的输出端连接显示屏，从而进行实时的监控。

所述液压电磁阀组主要由油箱1、过滤器2、液压泵、单向阀5、溢流阀6、比例换向阀7、单向溢流阀A8、液压锁9和单向节流阀B11构成，每个液压支腿10缸体上的两进出油孔均通过液压锁9连接对应比例换向阀7的两个工作油孔，其中液压锁9和比例换向阀7之间的一个管道上设置单向溢流阀A8，而单向溢流阀A8的压力控制端通过单向节流阀B11连接另一个管道；所述比例换向阀7的回油孔均连接油箱1，比例换向阀7的进油口连接溢流阀6的输入端和液压泵的输出端，溢流阀6的输出端连接油箱，液压泵的输入端通过过滤器2连接油箱1，其中液压泵包括并联的油泵3和手动泵4，且油泵3和手动泵4的输出端均设置单向阀5。

双平台四点支撑快速调平系统的调平方法，具体步骤如下：

(1)以车载平台的中心为原点建立空间坐标系，其中车载平台与Y轴形成的夹角为β，车载平台与X轴形成的夹角为α；

(2)设定调平精度，调平精度为δ；

(3)利用倾角传感器检测且判断α和β的角度大小和方向，得出最高点的液压支腿，保持最高点支腿不动，通过比例换向阀控制液压支腿的运动，调整α和β角度值，使α和β的绝对值不断减小，直到满足|α|≤δ和|β|≤δ的要求即可。

所述最高点的液压支腿的判断方法为：(1)将四个液压支腿10按照逆时针顺序分别记做支腿A、支腿B、支腿C和支腿D，使得支腿A和支腿B所在的平面与Y轴平行，支腿A和支腿D所在的平面与X轴平行；

(2)调平：

(a)当α≥0，β＜0时，支腿A为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿A、D不动，支腿B、C伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿C、D使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿A、B不动，支腿C、D伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿B、C使|β|≤δ；

(b)当α≥0，β≥0时，支腿B为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿B、C不动，支腿A、D伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿C、D使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿A、B不动，支腿C、D伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿A、D使|β|≤δ；

(c)当α＜0，β≥0时，支腿C为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿B、C不动，支腿A、D伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿A、B使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿C、D不动，支腿A、B伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿A、D使|β|≤δ；

(d)当α＜0，β＜0时，支腿D为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿A、D不动，支腿B、C伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿A、B使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿C、D不动，支腿A、B伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿B、C使|β|≤δ。

电气控制系统通过角度传感器进行反馈闭环控制，为了解决前后平台水平度不一致的问题，在车载平台1上安装辅助倾角传感器，调平时是先以倾角传感器的数据为依据进行调平，当倾角传感器满足调平精度δ以后，再以辅助倾角传感器的数据为依据进行第二次调平，当以辅助倾角传感器角度值进行调平完成时，如果发现倾角传感器的值不满足要求，那么就退出当前调平状态，返回到以倾角传感器为依据就行调平，直到倾角传感器再次满足调平平衡值后，再以辅助倾角传感器为依据进行调平，这样反复进行，直到倾角传感器和辅助倾角传感器的值同时满足调平精度，调平完成，退出。

角度满足后，还需进行“虚腿”检测及处理，通过压力传感器检测液压支腿10承受的压力，当压力小于额定值，即为“虚腿”，通过微调伸出为“虚腿”的液压支腿10，使得四个液压支腿10的受力一致。

“虚腿”处理完后，再次判断车载平台1的α和β的角度大小和方向，若不符合要求，重新调平，以此循环，直到调平无“虚腿”为止。

本发明的工作原理是：

本发明由机械系统和控制系统组成。

机械系统即为液压系统。液压系统由液压油箱、液压泵、多路比例换向阀组、液压支腿等组成。本液压系统以车辆底盘发动机加装取力器驱动油泵3为主动力源，也可采用手动液压泵4作为驱动。在油泵的驱动下，液压油从油箱1中经吸油过滤器2过滤后到达油泵，经单向阀5、溢流阀6产生高压压力油，经多路比例换向阀7分成四路分别驱动四条液压支腿10的动作，多路比例换向阀具备三位四通电磁阀及节流阀的功能，且能受控调速。当需要液压支腿10伸出时，主控板控制多路比例换向阀接通，液压油经单向溢流阀8、液压锁9后到达液压支腿10，驱动液压支腿伸出；当需要液压支腿10收缩时，主控板控制多路比例换向阀7进行切换，液压油经液压锁9中单向阀后到达液压支腿10，驱动液压支腿收缩。

控制系统采用主控模块加驱动模块的控制模式实现系统的自动调平。当发射车到达指定位置后停车，控制系统上电，倾角传感器将测得的初始角度的大小及方向传递给主控板，主控板将接收到的信号处理后传输给显示屏，操作人员依据显示数据判定是否进行调平操作，若初始角度不满足要求则更换发射场地。调平开始后主控板根据采集的角度数据经过调平算法换算为各液压支腿动作脉冲数，并将脉冲数传递给驱动板上的微控制器，驱动板微控制器驱动液压电磁阀动作，液压泵将液压油传递给液压支腿，实现液压支腿的伸长。倾角传感器能实时监测车载平台的水平度，将瞬时调平结果反馈给主控板进行多次操作，实现车载平台调平的全自动化、全闭环控制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种双平台四点支撑快速调平系统，包括主控计算机、液压电磁阀组、压力传感器、倾角传感器、车载平台和液压支腿，其特征在于，其中主控计算机主要由主控模块、驱动模块和电源模块构成，主控模块连接驱动模块的输入端，驱动模块的输出端通过液压电磁阀组控制和连接四个液压支腿，而四个液压支腿分别安装在车载平台的底部四角，所述液压支腿上对应安装压力传感器，车载平台上安装倾角传感器，压力传感器和倾角传感器电连接主控模块的输入端，电源模块为驱动模块和主控模块供电，所述液压电磁阀组主要由油箱、过滤器、液压泵、单向阀、溢流阀、比例换向阀、单向溢流阀A、液压锁和单向节流阀B构成，每个液压支腿缸体上的两进出油孔均通过液压锁连接对应比例换向阀的两个工作油孔，其中液压锁和比例换向阀之间的一个管道上设置单向溢流阀A，而单向溢流阀A的压力控制端通过单向节流阀B连接另一个管道；所述比例换向阀的回油孔均连接油箱，比例换向阀的进油口连接溢流阀的输入端和液压泵的输出端，溢流阀的输出端连接油箱，液压泵的输入端通过过滤器连接油箱；所述一种双平台四点支撑快速调平系统的调平方法，具体步骤如下：

(1)以车载平台的中心为原点建立空间坐标系，其中车载平台与Y轴形成的夹角为β，车载平台与X轴形成的夹角为α；

(2)设定调平精度，调平精度为δ；

(3)利用倾角传感器检测且判断α和β的角度大小和方向，得出最高点的液压支腿，保持最高点支腿不动，通过比例换向阀控制液压支腿的运动，调整α和β角度值，使α和β的绝对值不断减小，直到满足|α|≤δ和|β|≤δ的要求即可，其中，最高点的液压支腿的判断方法为：

(3.1)将四个液压支腿按照逆时针顺序分别记做支腿A、支腿B、支腿C和支腿D，使得支腿A和支腿B所在的平面与Y轴平行，支腿A和支腿D所在的平面与X轴平行；

(3.2)调平：

(a)当α≥0，β＜0时，支腿A为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿A、D不动，支腿B、C伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿C、D使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿A、B不动，支腿C、D伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿B、C使|β|≤δ；

(b)当α≥0，β≥0时，支腿B为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿B、C不动，支腿A、D伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿C、D使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿A、B不动，支腿C、D伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿A、D使|β|≤δ；

(c)当α＜0，β≥0时，支腿C为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿B、C不动，支腿A、D伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿A、B使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿C、D不动，支腿A、B伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿A、D使|β|≤δ；

(d)当α＜0，β＜0时，支腿D为最高点，其调平方法为：若|α|≤|β|，支腿A、D不动，支腿B、C伸出满足|β|≤δ，后伸出支腿A、B使|α|≤δ；若|α|≥|β|，支腿C、D不动，支腿A、B伸出满足|α|≤δ，后伸出支腿B、C使|β|≤δ；

(4)车载平台上安装辅助倾角传感器，调平时先以倾角传感器的数据为依据进行调平，当倾角传感器满足调平精度δ以后，再以辅助倾角传感器的数据为依据进行第二次调平，当以辅助倾角传感器角度值进行调平完成时，如果发现倾角传感器的值不满足要求，那么就退出当前调平状态，返回到以倾角传感器为依据就行调平，直到倾角传感器再次满足调平精度后，再以辅助倾角传感器为依据进行调平，这样反复进行，直到倾角传感器和辅助倾角传感器的值同时满足调平精度，调平完成，退出；

(5)车载平台的角度满足要求后，还需进行虚腿检测及处理，通过压力传感器检测液压支腿承受的压力，当压力小于额定值，即为虚腿，通过微调伸出为虚腿的液压支腿，使得四个液压支腿的受力一致，虚腿处理完后，再次判断车载平台的α和β的角度大小和方向，若不符合要求，重新调平，以此循环，直到调平无虚腿为止。

2.根据权利要求1所述的一种双平台四点支撑快速调平系统，其特征在于，所述主控模块的输出端连接显示屏。

3.根据权利要求1所述的一种双平台四点支撑快速调平系统，其特征在于，所述液压泵包括并联的油泵和手动泵，且油泵和手动泵的输出端均设置单向阀。