CN111572628A - 转运车辆和转运车辆的转向方法 - Google Patents

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CN111572628A CN202010604344.9A CN202010604344A CN111572628A CN 111572628 A CN111572628 A CN 111572628A CN 202010604344 A CN202010604344 A CN 202010604344A CN 111572628 A CN111572628 A CN 111572628A
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贾体锋
王伟
孟海滨
岳泰宇
刘西超
刘继权
郑晓雯
牛勇
程猛
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Abstract

本发明涉及一种转运车辆和转运车辆的转向方法，转运车辆包括：车架(1)；转向轮(2)，安装在所述车架(1)上；电机(3)，与所述转向轮(2)连接，并配置成驱动所述转向轮(2)转向；蓄电池(4)，与所述电机(3)电连接；以及整车控制器(5)，与所述电机(3)通信连接，以通过控制所述电机(3)转动来控制所述转向轮(2)转向。应用本发明的技术方案，转运车辆的转向由蓄电池(4)以及与其电连接的电机(2)完成，因此，该转向系统有利于适用于电力驱动的新能源车辆。

Description

转运车辆和转运车辆的转向方法
技术领域
本发明涉及车辆领域，具体而言，涉及一种转运车辆和转运车辆的转向方法。
背景技术
一般车辆采用方向盘、方向机控制传动机构实现转向；大型搬运、转运设备在采用液压马达走行的基础上，利用已有的液压系统，采用液压油缸或油缸加连杆的方式驱动转向；新能源转运设备没有传统汽车使用的驾驶室和方向盘，也没有大型搬运、转运设备所配备的大型液压泵站。
(1)现有方向盘、方向机控制传动机构局限于具备驾驶室及单向行驶车辆，所具备的扭矩较小，满足不了大型转运设备双向行驶及大扭矩需求；
(2)现有大功率泵站驱动油缸进行转向的方式油缸转向响应速度慢；需要较大的功率需求，在电机、泵站、马达之间的驱动过程中能量损耗较大，不适用于电池供电的设备。
发明内容
本发明旨在提供一种具有适用于电动车辆的转向系统的转运车辆。
根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种转运车辆，转运车辆包括：
车架；
转向轮，安装在车架上；
电机，与转向轮连接，并配置成驱动转向轮转向；
蓄电池，与电机电连接；以及
整车控制器，与电机通信连接，以通过控制电机转动来控制转向轮转向。
在一些实施例中，转运车辆还包括电机控制器，电机控制器与整车控制器和电机均通信连接。
在一些实施例中，
电机包括伺服电机；
电机控制器包括伺服控制器。
在一些实施例中，整车控制器与电机控制器通过CAN总线连接。
在一些实施例中，转运车辆还包括检测转向轮的方向的角度检测部件，角度检测部件与整车控制器通信连接，以形成闭环控制系统。
在一些实施例中，角度检测部件包括编码器。
在一些实施例中，转运车辆为电力驱动车辆。
在一些实施例中，多个电机与多个转向轮一一对应地设置，电机驱动相应的转向轮转向。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上述的转运车辆的转向方法，转向方法包括:
获取转运车辆所要转向的模式，模式包括转向速度和转向角度；
根据转运车辆所要转向的模式计算转向轮所要转向的预定角度和/或预定速度；
控制电机转动，以使转向轮转动预定角度和/或预定速度。
在一些实施例中，在转运车辆停止的过程中，禁止电机转动。
在一些实施例中，转向方法还包括：
检测转向轮转动的实际角度和/或实际速度；
比较实际角度和预定角度的差值，并根据差值控制电机转动，以使转向轮转动的实际角度等于预定角度；和/或，比较实际速度和预定速度的差值，并根据差值控制电机转动，以使转向轮转动的实际速度等于预定速度。
应用本发明的技术方案，转运车辆的转向由蓄电池以及与其电连接的电机完成，因此，该转向系统有利于适用于电力驱动的新能源车辆。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明的实施例的转运车辆的第一转向模式的结构示意图；
图2示出了本发明的实施例的转运车辆的第二转向模式的结构示意图；
图3示出了本发明的实施例的转运车辆的电气控制系统原理框图；以及
图4示出了本发明的实施例的转运车辆的控制逻辑流程图。
图中：1、车架；2、转向轮；3、电机；4、蓄电池；5、整车控制器；6、电机控制器；7、角度检测部件；8、手柄。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
图1示出了本实施例的转运车辆的第一转向模式的结构示意图；
图2示出了本实施例的转运车辆的第二转向模式的结构示意图；图3示出了本实施例的转运车辆的电气控制系统原理框图；图4示出了本实施例的转运车辆的控制逻辑流程图。
结合图1至4所示，本实施例的转运车辆包括车架1、转向轮2、电机3、蓄电池4和整车控制器5。
转向轮2安装在车架1上；电机3与转向轮2连接，并配置成驱动转向轮2转向；蓄电池4与电机3电连接，以为电机3提供电能；整车控制器5与电机3通信连接，以通过控制电机3转动来控制转向轮2转向。
在本实施例中，转运车辆的转向由蓄电池4以及与其电连接的电机3完成，因此，该转向系统有利于适用于电力驱动的新能源车辆。
电机3驱动转向轮2绕竖直的转动轴线转动，以实现转向轮2的转向。
在本实施例中，转运车辆为电力驱动车辆。
转运车辆还包括电机控制器6，电机控制器6与整车控制器5和电机均通信连接。
电机3包括伺服电机；电机控制器6包括伺服控制器。
整车控制器5给伺服控制器发送电机使能控制信号、电机模式控制信号和、电机给定转矩给定转速信号；电机使能控制信号用于控制电机使能或电机禁止，电机模式控制信号用于控制电机停机、正向驱动或反向驱动。
整车控制器5与电机控制器6通过CAN总线连接。
如图4所示，转运车辆还包括手柄8,手柄8与整车控制器5通信连接，以通过整车控制器5控制转运车辆转向。
伺服电机控制器根据整车控制器发来的使能控制信号、模式控制信号、给定转矩给定转速信号等信息驱动电机，并通过CAN总线将电机当前的状态信息如电机温度、电流、控制器状态码等发送给整车控制器。
利用CAN总线通讯技术将各个系统连接通讯，指令、反馈等信息通过总线进行传输，减少控制线路，系统的复杂性减小。
伺服电机根据伺服控制器的指令进行动作，通过传动装置驱动转向轮2进行转向。
转运车辆还包括检测转向轮2的方向的角度检测部件7，角度检测部件7与整车控制器5通信连接，以形成闭环控制系统。
在一些实施例中，角度检测部件7包括编码器。
转向编码器实时检测轮组实际转向角度，作为反馈信号进入整车控制器，控制器比较指令角度和实际角度的差值，通过PID调节，进行转向闭环控制。
多个电机3与多个转向轮2一一对应地设置，电机3驱动相应的转向轮2转向。
图1示出了本实施例的转运车辆的第一转向模式的结构示意图。如图1所示，转运车辆的与A点连线的多个转向轮2转向，从而使得转运车辆整体绕A点转动。
图2示出了本实施例的转运车辆的第二转向模式的结构示意图。如图2所示，转运车辆的与B点连线的多个转向轮2转向，从而使得转运车辆整体绕B点转动。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上述的转运车辆的转向方法，转运方法包括:
获取转运车辆所要转向的模式，模式包括转向速度和转向角度；
根据转运车辆所要转向的模式计算转向轮2所要转向的预定角度和/或预定速度；
控制电机3转动，以使转向轮2转动预定角度和/或预定速度。
在一些实施例中，在转运车辆停止的过程中，禁止电机3转动。系统设置空挡不转向、行走速度不为零时才能转向、通讯故障不转向、故障人工复位才能转向等安全条件，提供系统安全性。
在一些实施例中，转向方法还包括：
检测转向轮2转动的实际角度和/或实际速度；
比较实际角度和预定角度的差值，并根据差值控制电机3转动，以使转向轮2转动的实际角度等于预定角度；和/或，比较实际速度和预定速度的差值，并根据差值控制电机3转动，以使转向轮2转动的实际速度等于预定速度。
本实施例的转运车辆利用整车控制器、伺服控制器、伺服电机和转向编码器构成控制闭环，系统根据设备的轴距和轮距，计算出不同转向模式下每个轮子所需要的角度和转向速度，伺服控制器根据整车控制器发出的转向指令实现转向，终端编码器作为转向终端的角度检测信号反馈再进入整车控制器5，实现闭环控制的方法。
结合新能源车辆与传统车辆以及大型液压搬运设备的差异性，利用新能源车辆的特点，利用伺服电机进行转向控制，解决了由于没有驾驶室和大功率液压泵站而无法转向的问题，保证设备的转向速度和精度，可在新能源搬运设备上推广使用。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种转运车辆，其特征在于，包括：
车架(1)；
转向轮(2)，安装在所述车架(1)上；
电机(3)，与所述转向轮(2)连接，并配置成驱动所述转向轮(2)转向；
蓄电池(4)，与所述电机(3)电连接；以及
整车控制器(5)，与所述电机(3)通信连接，以通过控制所述电机(3)转动来控制所述转向轮(2)转向。
2.根据权利要求1所述的转运车辆，其特征在于，还包括电机控制器(6)，所述电机控制器(6)与所述整车控制器(5)和所述电机均通信连接。
3.根据权利要求2所述的转运车辆，其特征在于，
所述电机(3)包括伺服电机；
所述电机控制器(6)包括伺服控制器。
4.根据权利要求2所述的转运车辆，其特征在于，所述整车控制器(5)与所述电机控制器(6)通过CAN总线连接。
5.根据权利要求1所述的转运车辆，其特征在于，还包括检测所述转向轮(2)的方向的角度检测部件(7)，所述角度检测部件(7)与所述整车控制器(5)通信连接，以形成闭环控制系统。
6.根据权利要求5所述的转运车辆，其特征在于，所述角度检测部件(7)包括编码器。
7.根据权利要求1所述的转运车辆，其特征在于，所述转运车辆为电力驱动车辆。
8.根据权利要求1所述的转运车辆，其特征在于，多个所述电机(3)与多个所述转向轮(2)一一对应地设置，所述电机(3)驱动相应的所述转向轮(2)转向。
9.一种权利要求1至8中任一项所述的转运车辆的转向方法，其特征在于，包括:
获取转运车辆所要转向的模式，所述模式包括转向速度和转向角度；
根据所述转运车辆所要转向的模式计算所述转向轮(2)所要转向的预定角度和/或预定速度；
控制所述电机(3)转动，以使所述转向轮(2)转动所述预定角度和/或预定速度。
10.根据权利要求9所述的转向方法，其特征在于，在所述转运车辆停止的过程中，禁止所述电机(3)转动。
11.根据权利要求9所述的转向方法，其特征在于，还包括：
检测所述转向轮(2)转动的实际角度和/或实际速度；
比较所述实际角度和所述预定角度的差值，并根据所述差值控制所述电机(3)转动，以使所述转向轮(2)转动的实际角度等于所述预定角度；和/或，比较所述实际速度和所述预定速度的差值，并根据所述差值控制所述电机(3)转动，以使所述转向轮(2)转动的实际速度等于所述预定速度。
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