CN106585717B - 一种履带车及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种履带车及其控制方法，属于履带车领域；所要解决的技术问题是一种履带车及其控制方法，通过电子离合器与电子刹车之间的配合来实现履带车的行走和转弯，通过控制系统对电子离合器和电子刹车进行精确控制，使得履带车的行驶和转弯更加平稳和精确；解决该技术问题采用的技术方案为：一种履带车及其控制方法，包括车架总成、驱动装置、变速器、转向制动系统、履带本体和控制系统，履带本体为于车架总成两侧，驱动装置的输入端设置有油门控制装置，油门控制装置上设置有油门传感器，油门传感器与操作杆连接，驱动装置与变速器连接，变速器与倒挡器，倒档器与转向制动系统连接，转向制动系统与履带本体连接，控制系统控制转向系统。

Description

一种履带车及其控制方法

技术领域

本发明一种履带车及其控制方法，属于履带车技术领域。

背景技术

现有技术中的履带车，其转向系统是在皮带传输的基础上通过与可变直径的带轮进行配合实现左右履带的差速，从而实现履带车的转向，但这种方式会导致履带车的转弯半径很大，不易转弯；另外的，对于履带车的转弯，很难达到角度的精确和速度的稳定，这对于驾驶者来说，有很大的安全隐患。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种履带车及其控制方法，通过电子离合器与电子刹车之间的配合来实现履带车的行走和转弯，通过控制系统对电子离合器和电子刹车进行精确控制，使得履带车的行驶和转弯更加平稳和精确。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种履带车，包括车架总成、驱动装置、变速器、转向制动系统和履带本体，所述履带本体为两个，对称设置于车架总成的两侧，所述车架总成的前侧设置有用于控制履带车的操作杆，所述车架总成的上表面设置有踏板，所述驱动装置和变速器均固定于车架总成的内部，所述驱动装置的输入端设置有油门控制装置，所述油门控制装置的信号输入端与操作杆的信号输出端通过导线连接，所述驱动装置的输出端与变速器的输入端连接，所述变速器的输出端连接有用于改变履带车运行方向的倒挡器，所述倒档器的输出端通过传输带与转向制动系统连接，所述转向制动系统的两个输出端分别与履带本体连接。

所述转向制动系统包括同步输出轴、电子刹车、电子离合器和转向控制装置，所述同步输出轴上设置有与传输带啮合的齿轮，所述同步输出轴的两个输出端分别设置有电子离合器，所述电子刹车为两个，分别位于两个电子离合器输出轴的外侧，两个所述电子离合器的输出端分别与两个履带本体通过传动链连接。

所述转向控制装置为方向杆或为踏板，所述方向杆位于操作杆上。

所述履带本体包括履带支架、履带驱动轮和履带，所述履带驱动轮位于履带支架的内部，所述履带驱动轮的输入端与传动链连接，所述履带驱动轮的输出端与履带连接，所述履带环绕在履带支架外缘。

还包括控制系统，所述控制系统包括油门控制传感器、转向控制传感器、主控电路板、陀螺仪和测速传感器；

所述油门控制传感器位于油门控制装置上，所述油门控制传感器用于检测油门控制装置的油门开度，所述油门控制传感器的信号输出端与主控电路板的信号输入端通过导线连接；

所述转向控制传感器设置于转向控制装置上，所述转向控制传感器用于检测转向控制装置的旋转程度，所述转向控制传感器的信号输出端与主控电路板的信号输入端通过导线连接；

所述陀螺仪位于车架总成上，所述陀螺仪的信号输出端与主控电路板的信号输入端通过导线连接；

所述测速传感器为两个，分别设置于两个履带驱动轮的外侧，所述测速传感器的信号输出端与主控电路板的信号输入端通过导线连接；

所述主控电路板的油门开度信号输出端与油门控制装置的信号输入端通过导线连接，所述主控电路板的刹车力度信号输出端与两个电子刹车的信号输入端通过导线连接，所述主控电路板的离合器结合力度信号输出端与两个电力离合器的信号输入端通过导线连接。

所述倒挡器与转向制动系统之间还串联有减速倒档器。

所述履带本体通过快速连接扣与车架总成连接。

一种履带车的控制方法，包括以下步骤：

a、履带车启动后，油门控制传感器和转向控制传感器分别采集油门控制装置和转向控制装置的状态，并将信号发送至主控电路板；

b、主控电路板根据步骤a的信号，计算出履带车的目标油门大小和履带车的目标转向速度；

c、主控电路板通过陀螺仪获取履带车的实际转向速度；主控电路板通过测速传感器获取履带车的实际移动速度；

d、主控电路板根据目标转向速度和实际转向速度计算出转向速度的偏差量，如果偏差量为零，执行步骤a，如果偏差量不为零，执行步骤e；

e、以偏差量和当前实际移动速度为输入量，主控电路板计算出控制电子刹车力度值或控制电子离合器结合程度值；

f、主控电路板判断履带车的实际转向速度是否大于目标转向速度，如果小于，则执行步骤g；如果大于，则执行步骤h；

g、主控电路板将控制电子刹车力度值转换为控制电子刹车的电信号，然后输出到电子刹车；

h、主控电路板将控制电子离合器结合程度值转换为控制电子离合器的电信号，然后输出到电子离合器；

i、完成一次控制，执行步骤a。

所述步骤g中，主控电路板判断履带车的转向方向，当履带车向左转时，主控电路板将控制电子刹车的电信号输出到左侧的电子刹车，当履带车向右转时，主控电路板将控制电子刹车的电信号输出到右侧的电子刹车。

所述步骤h中，主控电路板判断履带车的转向方向，当履带车向左转时，主控电路板将控制电子离合器的电信号输出到左侧的电子离合器，当履带车向右转时，主控电路板将控制电子离合器的电信号输出到右侧的电子离合器。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本装置采用电子刹车和电子离合器配合的方式来控制履带车的转弯，对于行驶中的履带车或者低速小角度的转弯，本装置都可以通过电子刹车和电子离合器的配合达到预期的转角和转弯速度。

2、本装置利用控制系统对整个履带车进行控制，控制电路板通过收集实际值和计算目标值来计算偏差值，通过控制电路板对电子刹车和电子离合器对实际值进行调整，使得实际值与目标值相吻合，使得转弯速度和角度更为精确，履带车行驶更加稳定安全。

3、本装置采用两个倒档器串联的方式来进一步降低履带车的行驶速度，实现履带车大扭力小速度的功能。

4、本装置中的履带本体和车架总成之间采用快速连接扣，方便履带车的拆卸和组装。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的电路结构示意图。

图3为本发明的控制流程图。

图中1为车架总成、2为驱动装置、3为变速器、4为转向制动系统、5为履带本体、6为操作杆、7为油门控制装置、8为倒挡器、9为同步输出轴、10为电子刹车、11为电子离合器、12为转向控制装置、13为履带支架、14为履带驱动轮、15为履带、16为传动链、17为控制系统、18为油门控制传感器、19为转向控制传感器、20为主控电路板、21为陀螺仪、22为测速传感器、23为减速倒档器、24为快速连接扣。

具体实施方式

如图1~图3所示，本发明一种履带车，包括车架总成1、驱动装置2、变速器3、转向制动系统4和履带本体5，所述履带本体5为两个，对称设置于车架总成1的两侧，所述车架总成1的前侧设置有用于控制履带车的操作杆6，所述车架总成1的上表面设置有踏板，所述驱动装置2和变速器3均固定于车架总成1的内部，所述驱动装置2的输入端设置有油门控制装置7，所述油门控制装置7的信号输入端与操作杆6的信号输出端通过导线连接，所述驱动装置2的输出端与变速器3的输入端连接，所述变速器3的输出端连接有用于改变履带车运行方向的倒挡器8，所述倒档器8的输出端通过传输带与转向制动系统4连接，所述转向制动系统4的两个输出端分别与履带本体5连接，其中，油门控制装置7可以是油门线等触发装置。

所述转向制动系统4包括同步输出轴9、电子刹车10、电子离合器11和转向控制装置12，所述同步输出轴9上设置有与传输带啮合的齿轮，所述同步输出轴9的两个输出端分别设置有电子离合器11，所述电子刹车10为两个，分别位于两个电子离合器11输出轴的外侧，两个所述电子离合器11的输出端分别与两个履带本体5通过传动链16连接，其中，电子离合器11为常闭状态。

其中，电子刹车10和电子离合器11可采用液压等机械结构，通过电动控制。

所述转向控制装置12为方向杆，所述方向杆位于操作杆6上，使用者在转弯时操作方向杆来控制履带车转向，转向控制装置12也可为踏板，使用者通过踩踏踏板使踏板旋转，从而操作履带车转向。

所述履带本体5包括履带支架13、履带驱动轮14和履带15，所述履带驱动轮14位于履带支架13的内部，所述履带驱动轮14的输入端与传动链16连接，所述履带驱动轮14的输出端与履带15连接，所述履带15环绕在履带支架13外缘。

还包括控制系统17，所述控制系统17包括油门控制传感器18、转向控制传感器19、主控电路板20、陀螺仪21和测速传感器22；

所述油门控制传感器18位于油门控制装置7上，所述油门控制传感器18用于检测油门控制装置7的油门开度，所述油门控制传感器18的信号输出端与主控电路板20的信号输入端通过导线连接；

所述转向控制传感器19设置于转向控制装置12上，所述转向控制传感器19用于检测转向控制装置12的旋转程度，所述转向控制传感器19的信号输出端与主控电路板20的信号输入端通过导线连接；

所述陀螺仪21位于车架总成1上，所述陀螺仪21的信号输出端与主控电路板20的信号输入端通过导线连接；

所述测速传感器22为两个，分别设置于两个履带驱动轮14的外侧，所述测速传感器22的信号输出端与主控电路板20的信号输入端通过导线连接；

所述主控电路板20的油门开度信号输出端与油门控制装置7的信号输入端通过导线连接，所述主控电路板20的刹车力度信号输出端与两个电子刹车10的信号输入端通过导线连接，所述主控电路板20的离合器结合力度信号输出端与两个电力离合器11的信号输入端通过导线连接。

所述倒挡器8与转向制动系统4之间还串联有减速倒档器23。

所述履带本体5通过快速连接扣24与车架总成1连接。

一种履带车的控制方法，包括以下步骤：

a、履带车启动后，油门控制传感器18和转向控制传感器19分别采集油门控制装置7和转向控制装置12的状态，并将信号发送至主控电路板20；

b、主控电路板20根据步骤a的信号，计算出履带车的目标油门开度和履带车的目标转向速度；

c、主控电路板20通过陀螺仪21获取履带车的实际转向速度；主控电路板20通过测速传感器获取履带车的实际移动速度；

d、主控电路板根据目标转向速度和实际转向速度计算出转向速度的偏差量，如果偏差量为零，执行步骤a，如果偏差量不为零，执行步骤e；

e、以偏差量和当前实际移动速度为输入量，主控电路板20计算出控制电子刹车力度值或控制电子离合器结合程度值；

f、主控电路板判断履带车的实际转向速度是否大于目标转向速度，如果小于，则执行步骤g；如果大于，则执行步骤h；

g、主控电路板20将控制电子刹车力度值转换为控制电子刹车10的电信号，然后通过刹车力度信号输出端将电信号输出到电子刹车10，其中，主控电路板20判断履带车的转向方向，当履带车向左转时，主控电路板将控制电子刹车10的电信号输出到左侧的电子刹车10，当履带车向右转时，主控电路板将控制电子刹车10的电信号输出到右侧的电子刹车10；

h、主控电路板20将控制电子离合器结合程度值转换为控制电子离合器11的电信号，然后通过离合器结合力度信号输出端将电信号输出到电子离合器11；主控电路板20判断履带车的转向方向，当履带车向左转时，主控电路板将控制电子离合器11的电信号输出到左侧的电子离合器11，当履带车向右转时，主控电路板将控制电子离合器11的电信号输出到右侧的电子离合器11。

i、完成一次控制，执行步骤a。

具体操作过程：

启动时，使用者控制操作杆6，给油门控制装置7一个信号，油门控制装置7触发驱动装置2工作，驱动装置2输出动力给变速器3，变速器3的输出轴传递给倒档器8，倒档器8通过链条将动力传递给减速倒挡器23，减速倒档器23通过链条将动力传输给同步输出轴9，同步输出轴9的两端与电子离合器11连接，由于电子离合器11为常闭状态，因此当同步输出轴9旋转时，两侧的电子离合器11会带动输出轴旋转，电子离合器11的输出轴通过传动链16将动力传输至履带驱动轮14，履带驱动轮14拨动履带15传输，此时车辆直线行驶。

当在行驶中需要转弯时，使用者控制转向控制装置12，转向控制传感器19将转向控制装置12的信号传递给主控电路板20，如果向左转弯，则控制左侧的电子离合器11打开，左侧的履带驱动轮14失去动力，行驶速度降低，而此时右侧行驶正常，右侧的履带15的传输速度比左侧的大时，实现履带车的左转。

如果需要实现低速小角度的旋转时，在打开左侧电子离合器11的同时，启动左侧电子刹车10，此时左侧履带驱动轮14在失去动力的同时受到制动，从而实现小角度旋转，启动右侧电子刹车10，使得右侧履带15的传输速度也降低，从而实现低速的目的。

当需要倒车时，使用者控制操作杆6来控制倒挡器8的正转和反转，当倒挡器8正转时，倒挡器8传递给同步输出轴9正向的动力，履带车向前运动，当倒挡器反转时，倒挡器8传递给同步输出轴9反向的动力，履带车向后运动，由于在倒档器8和同步输出轴9之间还串联了减速倒档器23，因此，无论是控制倒挡器8还是控制减速倒档器23都可以达到倒车的效果。

当倒挡器8和减速倒挡器9同时反转时，倒挡器8给了减速倒挡器9一个反向的动力，减速倒挡器9将反向动力再反向为正向动力传递给同步输出轴9，由于倒挡器8反转减速的原理，倒挡器8与减速倒挡器9对履带车进行双重的减速，实现低速大扭力行驶。

在转弯过程中，通过陀螺仪21获取履带车的实际转向速度，通过测速传感器22获取履带车的实际移动速度，当转速过快时，主控电路板21控制油门控制装置7、电子刹车10和电子离合器11对移动速度和转速进行调整，使整个履带车达到目标移动速度和转向速度。

另外的，可使用外界遥控器直接对油门控制传感器18和转向控制传感器19进行操作，油门控制传感器18和转向控制传感器19将电信号传给主控电路板20后，通过主控电路板20直接对履带车进行控制，从而实现远程遥控履带车的目的。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种履带车，其特征在于：包括车架总成（1）、驱动装置（2）、变速器（3）、转向制动系统（4）和履带本体（5），所述履带本体（5）为两个，对称设置于车架总成（1）的两侧，所述车架总成（1）的前侧设置有用于控制履带车的操作杆（6），所述车架总成（1）的上表面设置有踏板，所述驱动装置（2）和变速器（3）均固定于车架总成（1）的内部，所述驱动装置（2）的输入端设置有油门控制装置（7），所述油门控制装置（7）的信号输入端与操作杆（6）的信号输出端通过导线连接，所述驱动装置（2）的输出端与变速器（3）的输入端连接，所述变速器（3）的输出端连接有用于改变履带车运行方向的倒挡器（8），所述倒挡器（8）的输出端通过传输带与转向制动系统（4）连接，所述转向制动系统（4）的两个输出端分别与履带本体（5）连接；

所述转向制动系统（4）包括同步输出轴（9）、电子刹车（10）、电子离合器（11）和转向控制装置（12），所述同步输出轴（9）上设置有与传输带啮合的齿轮，所述同步输出轴（9）的两个输出端分别设置有电子离合器（11），所述电子刹车（10）为两个，分别位于两个电子离合器（11）输出轴的外侧，两个所述电子离合器（11）的输出端分别与两个履带本体（5）通过传动链（16）连接；

所述转向控制装置（12）为方向杆或为踏板，所述方向杆位于操作杆（6）上；

所述履带本体（5）包括履带支架（13）、履带驱动轮（14）和履带（15），所述履带驱动轮（14）位于履带支架（13）的内部，所述履带驱动轮（14）的输入端与传动链（16）连接，所述履带驱动轮（14）的输出端与履带（15）连接，所述履带（15）环绕在履带支架（13）外缘；

包括控制系统（17），所述控制系统（17）包括油门控制传感器（18）、转向控制传感器（19）、主控电路板（20）、陀螺仪（21）和测速传感器（22）；

所述油门控制传感器（18）位于油门控制装置（7）上，所述油门控制传感器（18）用于检测油门控制装置（7）的油门开度，所述油门控制传感器（18）的信号输出端与主控电路板（20）的信号输入端通过导线连接；

所述转向控制传感器（19）设置于转向控制装置（12）上，所述转向控制传感器（19）用于检测转向控制装置（12）的旋转程度，所述转向控制传感器（19）的信号输出端与主控电路板（20）的信号输入端通过导线连接；

所述陀螺仪（21）位于车架总成（1）上，所述陀螺仪（21）的信号输出端与主控电路板（20）的信号输入端通过导线连接；

所述测速传感器（22）为两个，分别设置于两个履带驱动轮（14）的外侧，所述测速传感器（22）的信号输出端与主控电路板（20）的信号输入端通过导线连接；

所述主控电路板（20）的油门开度信号输出端与油门控制装置（7）的信号输入端通过导线连接，所述主控电路板（20）的刹车力度信号输出端与两个电子刹车（10）的信号输入端通过导线连接，所述主控电路板（20）的离合器结合力度信号输出端与两个电力离合器（11）的信号输入端通过导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种履带车，其特征在于：所述倒挡器（8）与转向制动系统（4）之间还串联有减速倒档器（23）。

3.根据权利要求1所述的一种履带车，其特征在于：所述履带本体（5）通过快速连接扣（24）与车架总成（1）连接。

4.一种履带车的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、履带车启动后，油门控制传感器（18）和转向控制传感器（19）分别采集油门控制装置（7）和转向控制装置（12）的状态，并将信号发送至主控电路板（20）；

b、主控电路板（20）根据步骤a的信号，计算出履带车的目标油门大小和履带车的目标转向速度；

c、主控电路板（20）通过陀螺仪（21）获取履带车的实际转向速度；主控电路板（20）通过测速传感器获取履带车的实际移动速度；

d、主控电路板根据目标转向速度和实际转向速度计算出转向速度的偏差量，如果偏差量为零，执行步骤a，如果偏差量不为零，执行步骤e；

e、以偏差量和当前实际移动速度为输入量，主控电路板（20）计算出控制电子刹车力度值或控制电子离合器结合程度值；

f、主控电路板（20）判断履带车的实际转向速度是否小于目标转向速度，如果小于，则执行步骤g；如果大于，则执行步骤h；

g、主控电路板（20）将控制电子刹车力度值转换为控制电子刹车（10）的电信号，然后输出到电子刹车（10）；

h、主控电路板（20）将控制电子离合器结合程度值转换为控制电子离合器（11）的电信号，然后输出到电子离合器（11）；

i、完成一次控制，执行步骤a。

5.根据权利要求4所述的一种履带车的控制方法，其特征在于：所述步骤g中，主控电路板（20）判断履带车的转向方向，当履带车向左转时，主控电路板将控制电子刹车（10）的电信号输出到左侧的电子刹车（10），当履带车向右转时，主控电路板将控制电子刹车（10）的电信号输出到右侧的电子刹车（10）。

6.根据权利要求4所述的一种履带车的控制方法，其特征在于：所述步骤h中，主控电路板（20）判断履带车的转向方向，当履带车向左转时，主控电路板将控制电子离合器（11）的电信号输出到左侧的电子离合器（11），当履带车向右转时，主控电路板将控制电子离合器（11）的电信号输出到右侧的电子离合器（11）。