CN111619336A - 港口转运车辆及其控制方法 - Google Patents

港口转运车辆及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111619336A
CN111619336A CN202010605439.2A CN202010605439A CN111619336A CN 111619336 A CN111619336 A CN 111619336A CN 202010605439 A CN202010605439 A CN 202010605439A CN 111619336 A CN111619336 A CN 111619336A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wheel
motor
wheel body
control unit
wheels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010605439.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111619336B (zh
Inventor
贾体锋
刘西超
王伟
张强
岳泰宇
刘继权
孟海滨
宋健
李洋
郑晓雯
程猛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xuzhou Xugong Port Machinery Co ltd
Original Assignee
Xuzhou XCMG Railway Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xuzhou XCMG Railway Equipment Co Ltd filed Critical Xuzhou XCMG Railway Equipment Co Ltd
Priority to CN202010605439.2A priority Critical patent/CN111619336B/zh
Publication of CN111619336A publication Critical patent/CN111619336A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111619336B publication Critical patent/CN111619336B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0418—Electric motor acting on road wheel carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开一种港口转运车辆及其控制方法，港口转运车辆包括：车架；多个车轮，安装在所述车架上，所述车轮包括轮体和用于使所述轮体相对所述车架偏转的第一电机，至少一个所述车轮为驱动轮，所述驱动轮包括与轮体驱动连接的第二电机，所述第二电机用于驱动所述轮体转动；电池，与所述第一电机和所述第二电机电连接；和整车控制器，与所述第一电机和所述第二电机信号连接，被配置为控制各所述第一电机驱动轮体偏转和控制第二电机驱动轮体转动。

Description

港口转运车辆及其控制方法
技术领域
本发明涉及港口机械技术领域，特别涉及一种港口转运车辆及其控制方法。
背景技术
作为进出口贸易前端的港口，集装箱吞吐业务量大，在集装箱的运输过程中港口转运车辆发挥了重要作用。
现有技术的港口转运车辆多采用传统的转向驱动通桥、传动轴、外置驱动电机组成的驱动系统。传统的驱动系统存在结构复杂、传动部件多、布置杂乱、传输效率较低等问题。由于受传统驱动系统的结构限制，现有技术的港口转运车辆一般采用前轮转向或者后轮转向，转向模式单一，车辆转弯不够灵活。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以实现多种转向模式的港口转运车辆及其控制方法。
本发明第一方面公开一种港口转运车辆，包括：
车架；
多个车轮，安装在所述车架上，所述车轮包括轮体和用于使所述轮体相对所述车架偏转的第一电机，至少一个所述车轮为驱动轮，所述驱动轮包括与轮体驱动连接的第二电机，所述第二电机用于驱动所述轮体转动；
电池，与所述第一电机和所述第二电机电连接；和
整车控制器，与所述第一电机和所述第二电机信号连接，被配置为控制各所述第一电机驱动轮体偏转和控制第二电机驱动轮体转动。
在一些实施例中，各所述车轮还包括用于检测轮体的偏转角度的角度检测装置，所述角度检测装置与所述整车控制器信号连接，所述整车控制器被配置为根据所述角度检测装置的检测结果控制所述第一电机以对所述车轮的轮体的偏转角度进行调控。
在一些实施例中，所述驱动轮还包括用于检测轮体的转速的转速检测装置，所述转速检测装置与所述整车控制器信号连接，所述整车控制器被配置为根据所述转速检测装置的检测结果控制所述第二电机以对所述驱动轮的轮体的转速进行调控。
在一些实施例中，各所述车轮还包括用于检测轮体的负载压力的压力检测装置，所述压力检测装置与所述整车控制装置信号连接，所述整车控制器被配置为根据所述压力检测装置的检测结果控制所述第二电机以对所述驱动轮的轮体的转速进行调控。
在一些实施例中，所述驱动轮还包括用于控制所述第二电机的输入转矩的电机控制器，所述整车控制器通过所述电机控制器与所述第二电机信号连接，所述整车控制器被配置为根据所述压力检测装置的检测结果控制所述第二电机的输出转矩。
在一些实施例中，所述车轮还包括用于对所述第二电机进行冷却的冷却装置和用于检测所述第二电机的温度的温度检测装置，所述温度检测装置和所述冷却装置与所述整车控制器信号连接，所述整车控制器被配置为根据所述温度检测装置的检测结果控制所述冷却装置对所述第二电机进行冷却。
在一些实施例中，所述驱动轮包括两个轮体和两个第二电机，所述两个第二电机分别对应与所述两个轮体驱动连接。
在一些实施例中，包括四个所述车轮，所述四个车轮中的两个安装于所述车架的前侧，另外两个安装于所述车架的后侧，所述四个车轮中的两个为驱动轮，所述两个驱动轮位于所述四个车轮围成的四边形的对角线上。
在一些实施例中，所述四个车轮包括两个驱动轮和两个制动轮，所述制动轮包括轮体和与用于对所述轮体制动的制动机构，所述制动机构与所述整车控制器信号连接，所述整车控制器被配置为信号控制所述制动机构对轮体制动。
本发明第二方面公开一种任一所述的港口转运车辆的控制方法，包括：
向所述整车控制器输入目标转向信息；
利用所述整车控制器，根据输入的所述目标转向信息计算各车轮的轮体的目标偏转角度和驱动轮的轮体的目标转速；
利用所述整车控制器根据目标偏转角度控制各所述第一电机驱动相应的轮体偏转和根据目标转速控制第二电机驱动相应的轮体转动。
在一些实施例中，输入的所述目标转向信息包括：
转向模式；
某一车轮的轮体的偏转角度；和
车架相对转动中心的转速或某一车轮的轮体的转速。
在一些实施例中，利用所述整车控制器根据目标偏转角度控制各所述第一电机驱动相应的轮体偏转包括：
检测各车轮的轮体的实际偏转角度；
计算各轮体的实际偏转角度和目标偏转角度的第一差值，根据所述第一差值控制第一电机的转动，以将所述实际偏转角度调节至与所述目标偏转角度相同。
在一些实施例中，利用所述整车控制器根据目标转速控制各所述第二电机驱动相应的轮体转动包括：
检测驱动轮的轮体的实际转速；
计算驱动轮的轮体的实际转速和目标转速的第二差值，根据所述第二差值控制第二电机的转动，以将所述实际转速调节至与所述目标转速相同。
在一些实施例中，根据所述第二差值控制第二电机的转动包括：
检测各车轮的负载压力，根据检测结果计算驱动轮的摩擦阻力矩和确定将所述实际转速调节至所述目标转速的时间或加速度；
根据确定的所述时间或加速度计算和调节第二电机的输出转矩。
基于本发明提供的港口转运车辆，通过设置每个车轮均包括由电池供电的用于偏转轮体的第一电机和设置由第二电机驱动轮体转动的驱动轮，整车控制器可以灵活方便地控制各车轮的轮体的偏转角度以及控制驱动轮的轮体的转速，从而可以实现港口转运车辆多种模式的转向，同时，由于设置轮边驱动，减少了传统结构的驱动桥的设置，简化了车辆结构。
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
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的港口转运车辆的结构示意图；
图2为另一实施例的港口转运车辆的控制系统结构示意图；
图3为本发明又一实施例的港口转运车辆的控制逻辑流程图；。
图4为本发明又一实施例的港口转运车辆的八字转向模式的结构示意图；
图5为本发明又一实施例的港口转运车辆的半八字转向模式的结构示意图。
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。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。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
图1本实施例的港口转运车辆包括车架1、多个车轮2、电池3和整车控制器4。
多个车轮2安装在车架1上。在图示所示的实施例中，港口转运车辆包括四个车轮2，在一些图示未示出的实施例例中，港口转运车辆也可以包括六个车轮2、八个车轮2等。
车轮2包括轮体21和用于使轮体21相对车架1偏转的第一电机，每个车轮2均包括第一电机，每个车轮2的第一电机均可以对该车轮2的轮体21进行偏转，从而实现多种转向模式。至少一个车轮2为驱动轮，驱动轮包括与轮体21驱动连接的第二电机222，第二电机222用于驱动轮体21转动，电池3与第一电机和第二电机222电连接。驱动轮采用轮边电机驱动，利用电池3供电，减少了传统结构的驱动桥的设置，简化了车辆结构。
整车控制器4与第一电机和第二电机222信号连接，整车控制器4被配置为控制各第一电机驱动轮体21偏转和控制第二电机222驱动轮体21转动。整车控制器4通过控制各第一电机，从而可以控制各个车轮2的轮体的偏转角度，整车控制器4通过控制第二电机222，可以控制驱动轮的轮体21的转动速度。整车控制器4通过调节各车轮2的轮体21的偏转角度和驱动轮的轮体21的转动速度，从而可以实现港口转运车辆在满足阿克曼转向原理下的多种转向模式，例如图4所示的八字转向模式和图5所示的半八字转向模式等。
本实施例的港口转运车辆，通过设置每个车轮2均包括由电池3供电的用于偏转轮体21的第一电机和设置由第二电机222驱动轮体21转动的驱动轮，整车控制器4可以灵活方便地控制各车轮2的轮体21的偏转角度以及控制驱动轮的轮体21的转速，从而可以实现港口转运车辆多种模式的转向，同时，由于设置轮边驱动，减少了传统结构的驱动桥的设置，简化了车辆结构。
在一些实施例中，各车轮2还包括用于检测轮体21的偏转角度的角度检测装置51，角度检测装置51与整车控制器4信号连接，整车控制器4被配置为根据角度检测装置51的检测结果对车轮2的轮体21的偏转角度进行调控，角度检测装置51可以是对轮体21的偏转角度进行检测的装置，也可以是对第一电机的转动角度进行检测的装置。设置角度检测装置51可以对轮体21的偏转角度进行实时测量，并反馈到整车控制器4，整车控制器4可以根据角度检测装置51的检测结果根据轮体21的实际偏转角度和目标偏转角度的偏差对轮体21的偏转角度进行闭环控制。在一些如图2、图3所示的实施例中，第一电机包括伺服电机221，车轮2还包括用于控制伺服电机221的伺服电机驱动器223，整车控制器4通过伺服电机驱动器223控制伺服电机221。伺服电机221对车轮2的轮体21的偏转角度控制精度高。角度检测装置51包括编码器，编码器把伺服电机的角位移转变成电信号传输给整车控制器4。
在一些实施例中，驱动轮还包括用于检测轮体21的转速的转速检测装置52，转速检测装置52可以是对驱动轮的轮体21的转速进行检测的装置，也可以是对第二电机222的转速进行检测的装置。转速检测装置52与整车控制器4信号连接，整车控制器4被配置为根据转速检测装置52的检测结果对驱动轮的轮体21的转速进行调控。在一些实施例中，转速检测装置52包括旋变变压器，旋变变压器将第二电机222的转速信号反馈到整车控制器4，整车控制器4计算得到轮体21的实际转速，并根据轮体21的实际转速和目标转速的偏差对驱动轮的轮体21的转速进行反馈调节。
在一些实施例中，各车轮2还包括用于检测轮体21的负载压力的压力检测装置53，压力检测装置53与整车控制器4信号连接，整车控制器4被配置为根据压力检测装置53的检测结果对驱动轮的轮体21的转速进行调控。设置压力检测装置53可以检测各车轮2的轮体21的负载，同时还可以得到港口转运车辆的总负载，可以判断港口转运车辆属于轻载还是重载，从而整车控制器4根据负载情况可以对港口转运车辆设置合理的限速值。
在一些实施例中，如图2和图3所示，驱动轮还包括用于控制第二电机222的输出转矩的电机控制器224，整车控制器4通过电机控制器224与第二电机222信号连接，整车控制器4被配置为根据压力检测装置53的检测结果控制第二电机222的输出转矩。本实施例的电机控制器224能够在整车控制器4的控制下控制输入第二电机222的输出转矩，在对港口转运车辆的驱动轮进行闭环控制时，由压力检测装置53的压力检测结合港口转运车辆的结构参数(港口转运车辆的质量、轮体21的质量、轮体21转动时的动力半径等)和地面滚动摩擦系数(港口转运车辆工作环境较为固定，地面滚动摩擦系数大小较为固定)整车控制器224可以得到港口转运车辆的滚动摩擦阻力矩，当转速检测装置52检测到驱动轮的轮体21的实际转速与目标转速有偏差时，通过设置实际转速调节到与目标转速一致这一过程的边界条件(例如规定调节过程的时间、调节过程中的加速度大小等，该类边界条件可以预先设定或者在港口转运车辆操作过程中由操作者临时设定)，结合港口转运车辆的结构参数整车控制器4可以计算得到第二电机222的输出转矩大小，通过电机控制器224控制第二电机的输出转矩。
在一些实施例中，车轮2还包括用于对第二电机222进行冷却的冷却装置和用于检测第二电机222的温度的温度检测装置，温度检测装置和冷却装置与整车控制器4信号连接，整车控制器4被配置为根据温度检测装置的检测结果控制冷却装置对第二电机222进行冷却。该设置可以实时采集第二电机222的温度并向整车控制器反馈，对第二电机222及时有效地进行冷却，在第二电机222温度异常时整车控制器也可以采取报警措施。
在一些实施例中，如图1、图4和图5所示，驱动轮包括两个轮体21和两个第二电机222，两个第二电机222分别对应与两个轮体21驱动连接。驱动轮为两个轮体21，可以使驱动轮的承载更加均衡，驱动能力更强。在一些实施例中，如图所示，车轮2均包括两个轮体21和一个第一电机，两个轮体21的偏转均由第一电机同时驱动。
在一些实施例中，如图1、图4和图5所示，港口转运车辆包括四个车轮2，四个车轮2中的两个安装于车架1的前侧，另外两个安装于车架1的后侧，四个车轮2中的两个为驱动轮，两个驱动轮位于四个车轮2围成的四边形的对角线上。面对图1、图4和图5读者的左侧为港口转运车辆的前方，右侧为港口转运车辆的后方，上侧为港口转运车辆的右方，下侧为港口转运车辆的左方，港口转运车辆包括左前方车轮、右前方车轮、左后方车轮和右后方车轮，四个车轮中的右前方车轮和左后方车轮为驱动轮。由于港口转运车辆的长度较大，在港口转运车辆的前方和后方均设置驱动轮，同时驱动轮对角设置，可以使港口转运车辆的驱动效率和均衡性更好。
在一些实施例中，港口转运车辆包括四个车轮2包括两个驱动轮和两个制动轮，制动轮包括轮体21和与用于对轮体21制动的制动机构，制动机构与整车控制器4信号连接，整车控制器4被配置为信号控制制动机构对轮体21制动。该设置也可以提高港口转运车辆在制动时制动力的均衡性。
在一些实施例中，整车控制器4与电机控制器224可以通过CAN总线连接。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，有利于减少控制线路，降低系统的复杂性。
在一些实施例中还公开一种港口转运车辆的控制方法，包括：
向整车控制器4输入目标转向信息；
利用整车控制器4，根据输入的目标转向信息计算各车轮2的轮体21的目标偏转角度和驱动轮的轮体21的目标转速；
利用整车控制器4根据目标偏转角度控制各第一电机驱动相应的轮体21偏转和根据目标转速控制第二电机222驱动相应的轮体21转动。
在一些实施例中，向整车控制器4输入目标转向信息可以如图2所示，通过遥控器6和/或无人驾驶导航系统7来输入。
在一些实施例中，输入的目标转向信息包括转向模式、某一车轮2的轮体21的偏转角度；以及车架1相对转动中心的转速或某一车轮2的轮体21的转速。
在一些实施例中，利用整车控制器4根据目标偏转角度控制各第一电机驱动相应的轮体21偏转包括：
检测各车轮2的轮体21的实际偏转角度；
计算各轮体21的实际偏转角度和目标偏转角度的第一差值，根据第一差值控制第一电机的转动，以将实际偏转角度调节至与目标偏转角度相同。
在一些实施例中，利用整车控制器4根据目标转速控制各第二电机222驱动相应的轮体21转动包括：
检测各车轮2的轮体21的实际转速；
计算各轮体21的实际转速和目标转速的第二差值，根据第二差值控制第二电机222的转动，以将实际转速调节至与目标转速相同。
在一些实施例中，根据第二差值控制第二电机222的转动包括：
检测各车轮2的负载压力，根据检测结果计算驱动轮的摩擦阻力矩和确定将实际转速调节至目标转速的时间或加速度；
根据确定的时间或加速度计算和调节第二电机222的输入转矩。
下面以两个实施例示意港口转运车辆转向时在目标转向信息的输入下整车控制器4计算确定各轮体21的目标偏转角度和驱动轮的轮体的目标转速过程。
实施例1
如图4所示，港口转运车辆包括四个车轮2，各车轮均包括两个轮体21，具体的，左前方车轮和右后方车轮为非驱动轮，左前方车轮包括左前方外侧轮体711和左前方内侧轮体712。右后方车轮包括右后方外侧轮体718和右后方内侧轮体717。右前方车轮和左后方车轮为驱动轮，右前方车轮包括右前方外侧轮体714和右前方内侧轮体713以及两个第二电机222。左后方车轮包括左后方外侧轮体715和左后方内侧轮体716以及两个第二电机222。
目标转向信息包括转向模式为阿克曼转向原理下的八字转向模式，即港口转运车辆的左前方车轮和左后方车轮的偏转角度大小相同，方向相反，右前方车轮和右后方车轮的偏转角度大小相同，方向相反，左前方车轮的偏转角度为θ，车架相对转动中心O的转速为n，即车架的中心相对转动中心O的转速为n。
其中，O为转动中心；α为右前方车轮的偏转角度；R1为左前方外侧轮体711和左前方内侧轮体712的轮轴的中心与转动中心O之间的距离，也可称为左前方车轮的转弯半径，也为左后方车轮的转弯半径；R2为连接右后方外侧轮体718和右后方内侧轮体717轮轴的中心与转动中心O之间的距离，也可称为右后方车轮的转弯半径，也为右前方车轮的转弯半径；R0为车架1的中心与转动中心O之间的距离；L为右前方车轮和右后方车轮之间的距离，也即左前方车轮和左后方车轮之间的距离；A为同一车轮2的轮体21的中心之间的距离，也可称为轮距；W为左前方车轮和右前方车轮的距离，也即左后方车轮和右后方车轮的距离。同时，将右前方内侧轮体713相对转动中心O的转速记为n1，将右前方外侧轮体714相对转动中心O的转速记为n2，将左后方外侧轮体715相对转动中心O的转速记为n3，将左后方内侧轮体716相对转动中心O的转速记为n4。
Figure BDA0002560915480000111
Figure BDA0002560915480000112
Figure BDA0002560915480000113
Figure BDA0002560915480000114
Figure BDA0002560915480000115
根据上式即可得到各驱动轮的轮体21相对转动中心O的转速，再根据各驱动轮的轮体21相对转动中心O的转速与各驱动轮的轮体21与转动中心O的距离的乘积和各驱动轮的轮体21的转速与自身的动力半径的乘积相等，可以计算得到各驱动轮的轮体21的转速。(例如图4中右前方内侧轮体713与转动中心O的距离为R2-A/2，右前方内侧轮体713的相对转动中心的转速为n1，两者相乘除以右前方内侧轮体713的动力半径即可得到右前方内侧轮体713的目标转速)
即给定八字转向模式下，左前方车轮的偏转角度θ，车架相对转动中心O的转速n，按照上述公式即可求得各车轮2的各轮体21的目标偏转角度和各驱动轮的轮体21的目标转速，从而可以实现对港口转运车辆的转向时各轮体的偏转角度控制和各驱动轮的轮体21的差速控制。
实施例2
如图5所示，港口转运车辆包括四个车轮2，各车轮均包括两个轮体21，具体的，左前方车轮和右后方车轮为非驱动轮，左前方车轮包括左前方外侧轮体711和左前方内侧轮体712。右后方车轮包括右后方外侧轮体718和右后方内侧轮体717。右前方车轮和左后方车轮为驱动轮，右前方车轮包括右前方外侧轮体714和右前方内侧轮体713及两个第二电机222。左后方车轮包括左后方外侧轮体715和左后方内侧轮体716及两个第二电机222。
目标转向信息包括转向模式为阿克曼转向原理下的半八字转向模式，即港口转运车辆的左后方车轮和右后方车轮的偏转角度为0，左前方车轮的偏转角度为θ，车架相对转动中心O的转速为n，即车架的中心相对转动中心O的转速为n。
其中，O为转动中心；α为右前方车轮的偏转角度；β为车架1的中心相对转动中心O对应的转向角度，R1为左前方外侧轮体711和左前方内侧轮体712的轮轴的中心与转动中心O之间的距离，也可称为左前方车轮的转弯半径；R2为连接右前方外侧轮体714和右前方内侧轮体713轮轴的中心与转动中心O之间的距离，也可称为右后方车轮的转弯半径；R3为左后方外侧轮体715和左后方内侧轮体716的轮轴的中心与转动中心O之间的距离，也可称为左后方车轮的转弯半径；R0为车架1的中心与转动中心O之间的距离；L为右前方车轮和右后方车轮之间的距离，也即左前方车轮和左后方车轮之间的距离；A为同一车轮2的轮体21的中心之间的距离，也可称为轮距；W为左前方车轮和右前方车轮的距离，也即左后方车轮和右后方车轮的距离。同时，将右前方内侧轮体713相对转动中心O的转速记为n1，将右前方外侧轮体714相对转动中心O相对转动中心O的转速记为n2，将左后方外侧轮体715相对转动中心O的转速记为n3，将左后方内侧轮体716相对转动中心O的转速记为n4。
Figure BDA0002560915480000121
Figure BDA0002560915480000122
Figure BDA0002560915480000123
Figure BDA0002560915480000124
Figure BDA0002560915480000131
Figure BDA0002560915480000132
Figure BDA0002560915480000133
根据上式即可得到各驱动轮的轮体21相对转动中心O的转速，再根据各驱动轮的轮体21相对转动中心O的转速与各驱动轮的轮体21与转动中心O的距离的乘积和各驱动轮的轮体21的转速与自身的动力半径的乘积相等，可以计算得到各驱动轮的轮体21的转速。(例如图5中右前方内侧轮体713与转动中心O的距离为R2-A/2，右前方内侧轮体713的相对转动中心的转速为n1，两者相乘除以右前方内侧轮体713的动力半径即可得到右前方内侧轮体713的目标转速)
即给定半八字转向模式，左前方车轮的偏转角度θ，车架相对转动中心O的转速n即可求得各车轮2的各轮体21的目标偏转角度和各驱动轮的轮体21的目标转速，从而可以实现对港口转运车辆的转向时各轮体的偏转角度控制和各驱动轮的轮体21的差速控制。
在一些实施例中，在上面所描述的控制器可以为用于执行本发明所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (14)

1.一种港口转运车辆，其特征在于，包括：
车架(1)；
多个车轮(2)，安装在所述车架(1)上，所述车轮(2)包括轮体(21)和用于使所述轮体(21)相对所述车架(1)偏转的第一电机，至少一个所述车轮(2)为驱动轮，所述驱动轮包括与轮体(21)驱动连接的第二电机(222)，所述第二电机(222)用于驱动所述轮体(21)转动；
电池(3)，与所述第一电机和所述第二电机(222)电连接；和
整车控制器(4)，与所述第一电机和所述第二电机(222)信号连接，被配置为控制各所述第一电机驱动轮体(21)偏转和控制第二电机(222)驱动轮体(21)转动。
2.如权利要求1所述的港口转运车辆，其特征在于，各所述车轮(2)还包括用于检测轮体(21)的偏转角度的角度检测装置(51)，所述角度检测装置(51)与所述整车控制器(4)信号连接，所述整车控制器(4)被配置为根据所述角度检测装置(51)的检测结果控制所述第一电机以对所述车轮(2)的轮体(21)的偏转角度进行调控。
3.如权利要求1所述的港口转运车辆，其特征在于，所述驱动轮还包括用于检测轮体(21)的转速的转速检测装置(52)，所述转速检测装置(52)与所述整车控制器(4)信号连接，所述整车控制器(4)被配置为根据所述转速检测装置(52)的检测结果控制所述第二电机(222)以对所述驱动轮的轮体(21)的转速进行调控。
4.如权利要求3所述的港口转运车辆，其特征在于，各所述车轮(2)还包括用于检测轮体(21)的负载压力的压力检测装置(53)，所述压力检测装置(53)与所述整车控制装置信号连接，所述整车控制器(4)被配置为根据所述压力检测装置(53)的检测结果控制所述第二电机(222)以对所述驱动轮的轮体(21)的转速进行调控。
5.如权利要求4所述的港口转运车辆，其特征在于，所述驱动轮还包括用于控制所述第二电机(222)的输入转矩的电机控制器(224)，所述整车控制器(4)通过所述电机控制器(224)与所述第二电机(222)信号连接，所述整车控制器(4)被配置为根据所述压力检测装置(53)的检测结果控制所述第二电机(222)的输出转矩。
6.如权利要求1至5任一所述的港口转运车辆，其特征在于，所述车轮(2)还包括用于对所述第二电机(222)进行冷却的冷却装置和用于检测所述第二电机(222)的温度的温度检测装置，所述温度检测装置和所述冷却装置与所述整车控制器(4)信号连接，所述整车控制器(4)被配置为根据所述温度检测装置的检测结果控制所述冷却装置对所述第二电机(222)进行冷却。
7.如权利要求1至5任一所述的港口转运车辆，其特征在于，所述驱动轮包括两个轮体(21)和两个第二电机(222)，所述两个第二电机(222)分别对应与所述两个轮体(21)驱动连接。
8.如权利要求1至5任一所述的港口转运车辆，其特征在于，包括四个所述车轮(2)，所述四个车轮(2)中的两个安装于所述车架(1)的前侧，另外两个安装于所述车架(1)的后侧，所述四个车轮(2)中的两个为驱动轮，所述两个驱动轮位于所述四个车轮(2)围成的四边形的对角线上。
9.如权利要求8所述的港口转运车辆，其特征在于，所述四个车轮(2)包括两个驱动轮和两个制动轮，所述制动轮包括轮体(21)和与用于对所述轮体(21)制动的制动机构，所述制动机构与所述整车控制器(4)信号连接，所述整车控制器(4)被配置为信号控制所述制动机构对轮体(21)制动。
10.一种如权利要求1至9任一所述的港口转运车辆的控制方法，其特征在于，包括：
向所述整车控制器(4)输入目标转向信息；
利用所述整车控制器(4)，根据输入的所述目标转向信息计算各车轮(2)的轮体(21)的目标偏转角度和驱动轮的轮体(21)的目标转速；
利用所述整车控制器(4)根据目标偏转角度控制各所述第一电机驱动相应的轮体(21)偏转和根据目标转速控制第二电机(222)驱动相应的轮体(21)转动。
11.如权利要求10所述的港口转运车辆的控制方法，其特征在于，输入的所述目标转向信息包括：
转向模式；
某一车轮(2)的轮体(21)的偏转角度；和
车架(1)相对转动中心的转速或某一车轮(2)的轮体(21)的转速。
12.如权利要求10所述的港口转运车辆的控制方法，其特征在于，利用所述整车控制器(4)根据目标偏转角度控制各所述第一电机驱动相应的轮体(21)偏转包括：
检测各车轮(2)的轮体(21)的实际偏转角度；
计算各轮体(21)的实际偏转角度和目标偏转角度的第一差值，根据所述第一差值控制第一电机的转动，以将所述实际偏转角度调节至与所述目标偏转角度相同。
13.如权利要求10所述的港口转运车辆的控制方法，其特征在于，利用所述整车控制器(4)根据目标转速控制各所述第二电机(222)驱动相应的轮体(21)转动包括：
检测驱动轮的轮体(21)的实际转速；
计算驱动轮的轮体的实际转速和目标转速的第二差值，根据所述第二差值控制第二电机(222)的转动，以将所述实际转速调节至与所述目标转速相同。
14.如权利要求13所述的港口转运车辆的控制方法，其特征在于，根据所述第二差值控制第二电机(222)的转动包括：
检测各车轮(2)的负载压力，根据检测结果计算驱动轮的摩擦阻力矩和确定将所述实际转速调节至所述目标转速的时间或加速度；
根据确定的所述时间或加速度计算和调节第二电机(222)的输出转矩。
CN202010605439.2A 2020-06-29 2020-06-29 港口转运车辆及其控制方法 Active CN111619336B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010605439.2A CN111619336B (zh) 2020-06-29 2020-06-29 港口转运车辆及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010605439.2A CN111619336B (zh) 2020-06-29 2020-06-29 港口转运车辆及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111619336A true CN111619336A (zh) 2020-09-04
CN111619336B CN111619336B (zh) 2024-03-22

Family

ID=72256770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010605439.2A Active CN111619336B (zh) 2020-06-29 2020-06-29 港口转运车辆及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111619336B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114248830A (zh) * 2020-09-22 2022-03-29 河北雷萨重型工程机械有限责任公司 车辆的转向控制方法、装置和车辆
CN114633801A (zh) * 2022-04-22 2022-06-17 武汉科技大学 一种运梁车隧道行走自动纠偏系统及方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1931649A (zh) * 2005-09-14 2007-03-21 比亚迪股份有限公司 车辆线传转向系统及转向控制方法
CN101417670A (zh) * 2008-11-13 2009-04-29 威海广泰空港设备股份有限公司 飞机牵引车四轮独立转向装置
CN101531131A (zh) * 2008-11-17 2009-09-16 牛建 电动轮全轮驱动车
US20120046835A1 (en) * 2009-04-17 2012-02-23 Yanmar Co., Ltd. Vehicle and Feedback Control Method
CN102910203A (zh) * 2012-10-29 2013-02-06 南京航空航天大学 可变安装高度的轮式差速驱动转向装置
CN104477232A (zh) * 2014-12-11 2015-04-01 上海理工大学 一种四轮独立转向车辆转向模式切换的控制方法
CN106080172A (zh) * 2016-06-28 2016-11-09 盐城富达新能源有限公司 一种基于plc控制的对角线布置的两轮独立驱动电动平车
CN108001293A (zh) * 2016-10-31 2018-05-08 比亚迪股份有限公司 电动车辆的原地转向控制系统和方法
CN109791049A (zh) * 2016-10-06 2019-05-21 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 用于确定车辆的姿态的方法
CN110901561A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 清华大学 汽车的底盘域控制器、系统及方法
CN111071368A (zh) * 2020-01-08 2020-04-28 诺力智能装备股份有限公司 一种适用于agv的全向行走装置
CN212861065U (zh) * 2020-06-29 2021-04-02 徐州徐工铁路装备有限公司 港口转运车辆

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1931649A (zh) * 2005-09-14 2007-03-21 比亚迪股份有限公司 车辆线传转向系统及转向控制方法
CN101417670A (zh) * 2008-11-13 2009-04-29 威海广泰空港设备股份有限公司 飞机牵引车四轮独立转向装置
CN101531131A (zh) * 2008-11-17 2009-09-16 牛建 电动轮全轮驱动车
US20120046835A1 (en) * 2009-04-17 2012-02-23 Yanmar Co., Ltd. Vehicle and Feedback Control Method
CN102910203A (zh) * 2012-10-29 2013-02-06 南京航空航天大学 可变安装高度的轮式差速驱动转向装置
CN104477232A (zh) * 2014-12-11 2015-04-01 上海理工大学 一种四轮独立转向车辆转向模式切换的控制方法
CN106080172A (zh) * 2016-06-28 2016-11-09 盐城富达新能源有限公司 一种基于plc控制的对角线布置的两轮独立驱动电动平车
CN109791049A (zh) * 2016-10-06 2019-05-21 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 用于确定车辆的姿态的方法
CN108001293A (zh) * 2016-10-31 2018-05-08 比亚迪股份有限公司 电动车辆的原地转向控制系统和方法
CN110901561A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 清华大学 汽车的底盘域控制器、系统及方法
CN111071368A (zh) * 2020-01-08 2020-04-28 诺力智能装备股份有限公司 一种适用于agv的全向行走装置
CN212861065U (zh) * 2020-06-29 2021-04-02 徐州徐工铁路装备有限公司 港口转运车辆

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114248830A (zh) * 2020-09-22 2022-03-29 河北雷萨重型工程机械有限责任公司 车辆的转向控制方法、装置和车辆
CN114248830B (zh) * 2020-09-22 2023-09-05 河北雷萨重型工程机械有限责任公司 车辆的转向控制方法、装置和车辆
CN114633801A (zh) * 2022-04-22 2022-06-17 武汉科技大学 一种运梁车隧道行走自动纠偏系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111619336B (zh) 2024-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107627900B (zh) 一种电动汽车双轮边电机差速转矩控制系统及控制方法
CN109515512B (zh) 用于轮式独立驱动车辆的线控差动转向系统的控制方法
US8855861B2 (en) Vehicle drive control systems and the related vehicles
US10227069B2 (en) Method and system for controlling vehicle with four-wheel drive and vehicle
CN107685767A (zh) 一种多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置及其转向方法
CN102874304A (zh) 一种具有多转向模式的四轮独立线控转向系统
CN202987262U (zh) 一种具有多转向模式的四轮独立线控转向系统
CN104175902A (zh) 电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法
CN107031392A (zh) 一种移动式四轮全方位转向机器人底盘的控制方法
CN106882080B (zh) 一种差速转向系统及其自适应神经网络容错控制方法
CN111619336A (zh) 港口转运车辆及其控制方法
CN104709341A (zh) 车辆后轮辅助转向的控制系统及其控制方法
CN111152661A (zh) 一种四轮分布式驱动客车电驱动系统失效控制方法
US20200124159A1 (en) Shifting assembly and mobile carrier comprising same
CN206243331U (zh) 基于麦克纳姆轮设计的全向移动平衡车
CN212861065U (zh) 港口转运车辆
CN108001293A (zh) 电动车辆的原地转向控制系统和方法
CN110155171A (zh) 一种车辆底盘、车辆及该车辆底盘的控制方法
CN112026777B (zh) 一种车辆复合转向系统及其模式切换控制方法
CN110834547A (zh) 一种自卸车后轮电子差速控制方法
US5402344A (en) Method for controlling a vehicle with two or more independently steered wheels
US20220194465A1 (en) Steering method and steering system for an industrial truck
CN114771538B (zh) 农用四轮驱动底盘及其控制方法
CN108583676B (zh) 磁流变液双转子力感反馈装置及其使用方法
US6863149B2 (en) Steering mechanism of electric car

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210419

Address after: 221000 No.68, Gaoxin Road, Xuzhou Economic and Technological Development Zone, Xuzhou City, Jiangsu Province

Applicant after: Xuzhou Xugong Port Machinery Co.,Ltd.

Address before: 221004 Industrial Zone, Xuzhou Economic Development Zone, Jiangsu, Xuzhou

Applicant before: XCMG RAILWAY EQUIPMENT Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Country or region after: China

Address after: No. 99, Chengyi Road, Xuzhou Economic and Technological Development Zone, Xuzhou City, Jiangsu Province, 221000

Applicant after: Xuzhou Xugong Port Machinery Co.,Ltd.

Address before: No. 68, Gaoxin Road, Xuzhou Economic and Technological Development Zone, Xuzhou City, Jiangsu Province, 221000

Applicant before: Xuzhou Xugong Port Machinery Co.,Ltd.

Country or region before: China

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant