CN112758174A - 一种多轴协同智能运输车及其协同转向控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多轴协同智能运输车,包括车架及整车控制器;还包括转向系统、制动系统、增程式混合动力系统、增程式发电机系统、电动力控制系统、定位感知系统及通信系统;本发明还公开对应协同转向控制方法;本发明可减小转弯半径,多轴协同精确转向,提升了车辆机动性;每个轮胎的承载载荷均匀,满足大承载需求;可根据需要工作于纯电动模式、增程模式两种运行模式,使得发动机功率小、噪音低、可靠性高,且能够保持在发动机高效区运行。
Description
技术领域
本发明的实施例属于运输车领域,更具体地,涉及一种多轴协同智能运输车及其协同转向控制方法。
背景技术
目前,运输车场地比较狭窄,由于传统的液压运输车成本较高,速度低,而普通的多轴线机械运输车很难合理分配各驱动桥驱动力。因此急需提供一种能够适应运输场地较为狭窄的具有成本低、能双头驾驶、能合理分配驱动桥驱动力,制动性能可靠,适应路面能力强,并能获得较高车速的运输车。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明目的在于提供一种能双头驾驶、能合理分配驱动桥驱动力,制动性能可靠,适应路面能力强,协同转向控制性能优良、并能获得较高车速的运输车。
为了实现上述目的,本发明涉及:一种多轴协同智能运输车,包括车架(1)及整车控制器(18);其特征在于:还包括转向系统、制动系统、增程式混合动力系统、增程式发电机系统、电动力控制系统、定位感知系统及通信系统;
所述转向系统包括布置在车架纵梁上依次布置的前转向一桥、前转向二桥、液压驱动控制系统、后转向驱动一桥、后转向驱动二桥及角度传感器,所述的前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥和后转向驱动二桥均配置数量不少于两个的单胎和转向油缸(均左右对称布置),转向油缸与液压驱动控制系统通过管路连接;所述角度传感器分别安装在前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥、后转向驱动二桥的左端,实时采集整车四轴左侧车轮转角,并将信息反馈给整车控制器VCU;
所述制动系统包括电动空气压缩机、储气筒、电控制动模块以及分别安装在前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥、后转向驱动二桥中的制动器;所述储气筒包括布置在前转向一桥前方的两个储气筒和布置在后转向驱动二桥后方的两个储气筒,布置在前转向一桥前方的两个储气筒分别与前转向一桥和前转向二桥配合、控制前转向一桥、前转向二桥制动,布置在后转向驱动二桥后方的两个储气筒分别与后转向驱动一桥和后转向驱动二桥配合、控制后转向驱动一桥、后转向驱动二桥制动;且前转向一桥前方布置的两个储气筒和后转向驱动二桥后方布置的两个储气筒相对于整车前后对称布置,使前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥、后转向驱动二桥的制动保持同步。制动时,电动空气压缩机通过制动管路向储气筒提供气源,电控制动模块与制动器连接,通过电控制动模块将气动压力控制信号发送给制动器,从而调节控制制动器的气压,实现控制导引车前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥、后转向驱动二桥的制动;
所述增程式混合动力系统包括在后转向驱动一桥前侧安装的直驱动力电机、底盘上安装的电机控制器及与电机控制器连接的直驱动力电机;所述直驱动力电机的输出端通过传动轴与后转向驱动一桥和后转向驱动二桥连接,电机控制器控制直驱动力电机的动力输出,驱动后转向驱动一桥和后转向驱动二桥实现车辆前进或后退;
所述增程式发电机系统包括排气消音装置、进气空滤装置、增程式发电机、冷却器、中冷器、发电机控制器、油箱、尿素箱。本增程式混合动力系统可根据需要工作于纯电动模式或者增程模式:在超级电容充满电的初期行驶阶段,整车的需求功率完全由超级电容提供,发动机不参与工作,此时本牵引车相当于一台纯电动汽车;当超级电容的能量消耗到一定程度时,发动机启动,与超级电容协同工作,此时本牵引车相当于混合动力汽车;
所述定位感知系统包括安装在车身前后左右四面居中位置的超声波雷达和激光雷达、安装在车身前后两面居中位置的毫米波雷达、组合惯导、摄像头;组合惯导包含GPS定位天线及惯导主机,GPS定位天线安装在车头上方两边位置,惯导主机安装在整车的中心位置;所述摄像头安装在车身前后左右四面居中位置、激光雷达的上方;
所述激光雷达用于获取车辆边的物理空间环境信息,其返回的数据为点云;传回的点云通过算法进行分析,得到周边的障碍物类别、位置及运动趋势信息;毫米波雷达穿透能力强,具有良好的抗干扰能力,其返回的数据为目标的位置及运动速度;毫米波雷达用于中距离的障碍物感知,并将其数据和激光雷达内的障碍物数据进行融合,综合感知周边障碍物信息,组合惯导通过捷联惯导算法综合输出惯导当前位置用于实时定位;摄像头色彩信息丰富,能够通过深度学习算法识别出障碍物类别、车道线等信息。摄像头用于辅助障碍物识别、车道保持与远程驾驶功能。
进一步的,所述液压驱动控制系统包括液压油箱、液压电机、液压泵和比例多路控制阀,所述的比例多路控制阀布置在该液压驱动控制系统外侧。该种布置结构便于调试与维修。
进一步的,所述前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥、后转向驱动二桥相对于整车中心前后对称布置;所述的前转向一桥和前转向二桥之间的轴距与后转向驱动一桥和后转向驱动二桥之间的轴距相等,且前转向二桥和后转向驱动一桥之间的轴距为前转向一桥和前转向二桥之间轴距的三至五倍。
进一步的,连接前转向一桥和前转向二桥的前平衡悬架与连接后转向驱动一桥和后转向驱动二桥的后平衡悬架结构、刚度相同;因此使得前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥、后转向驱动二桥分别承载载荷的四分之一,实现了每个轮胎的承载载荷均匀。
进一步的,所述后转向驱动一桥、后转向驱动二桥、直驱动力电机、传动轴和后平衡悬架为模块化设计形成模块Ⅰ,所述的前转向一桥、前转向二桥和前平衡悬架)为模块化设计形成模块Ⅱ,所述的模块Ⅰ与车架1的连接结构与模块Ⅱ与车架1的连接结构相同;因此,模块Ⅱ可以用模块Ⅰ更换,从而实现整车为前后双电机驱动,增大驱动能力。
进一步的,所述整车控制器上设置有外部信号指令接收端口,整车控制器通过接收外部环境感知传感器的信号,分析处理后发出控制指令,实现底盘自动前进、自动转向、自动制动,从而实现整车的自动控制。
进一步的,所述动力控制系统包括超级电容、BMS控制箱和高压控制箱,超级电容分别与直驱动力电机以及电动空气压缩机连接;BMS控制箱与超级电容连接,以对超级电容的充放电进行管理;高压控制箱用于高压配电管理以及用电设备的高低压和直流或交流的转换。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
(1)本发明的多轴协同智能运输车,前转向一桥、前转向二桥与后转向驱动一桥、后转向驱动二桥相对于车辆中心前后对称布置,即采用8×4驱动形式,结构合理、可靠性强且成本低廉,位于后部的两根并排的驱动转向桥实现车辆向不同方向前进,车辆正反转向效果一致,无需区分前进或倒车;且前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥和后转向驱动二桥同步协调转向一致,减小转弯半径,提升了车辆机动性。
(2)本发明的多轴协同智能运输车,前转向一桥和前转向二桥之间的轴距与后转向驱动一桥和后转向驱动二桥之间的轴距相等,且前转向二桥和后转向驱动一桥之间的轴距为前转向一桥和前转向二桥之间轴距的三至五倍;通过合理布置轴距,有利于均匀承担载荷。
(3)本发明的多轴协同智能运输车,前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥和后转向驱动二桥均配置单胎,连接前转向一桥和前转向二桥的前平衡悬架与连接后转向驱动一桥和后转向驱动二桥的后平衡悬架结构、刚度相同;使得前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥和后转向驱动二桥分别承载载荷的四分之一,实现每个轮胎的承载载荷基本一致,满足大承载需求。
(4)本发明的多轴协同智能运输车,可根据需要工作于纯电动模式、增程模式两种运行模式,混合动力増程器发动机不需要提供车辆所有的动力需求,发动机的功率显著降低,使得发动机功率小、噪音低、可靠性高,且能够保持在发动机高效区运行;同时由于动力系统构型简单,能量转换效率大幅提高,燃油消耗和有害排放也大幅降低,解决了传统燃油发动机动力集装箱牵引车油耗高、排放高、污染大等问题。
(5)本发明的多轴协同智能运输车,可通过增程式发电机系统随时对车辆进行充电,因此其车载动力电池只需配置同级别纯电动车电池用量30%~40%,其生产及使用成本下降;增程单元和动力电池组共同工作时,动力电池组的充放电倍率降低,这样有利于延长电池寿命和使用周期,车辆制造和使用成本也因此得以降低。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的整体结构示意图;
图2为本发明较佳实施例的定位感知系统示意图。
图3为本发明较佳实施例的通信系统示意图。
图4为本发明较佳实施例的多轴协同转向的结构示意图。
在所有附图中,同样的附图标记表示相同的技术特征,具体为:1-车架,2-前转向一桥,3-前平衡悬架,4-前转向二桥,5-高压控制箱,6-多合一控制器,7-电机控制器,8-电容冷却空调,9-超级电容,10-液压站,11-驱动电机,12-传动轴,13-后转向驱动一桥,14-后平衡悬架,15-后转向驱动二桥,16-储气筒,17-蓄电池,18-整车控制器,19-液压回油冷却器,20-尿素装置,21-油箱,22-发电机控制器,23-发电机中冷器,24-发电机冷却器,25-增程式发电机,26-进气空滤,27-排气消音,28-轮胎,29-超声波雷达,30-定位天线,31-激光雷达,32-毫米波雷达,33-摄像头,34-组合惯导。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参考图1-图2,一种多轴协同智能运输车,包括车架1及整车控制器18;还包括转向系统、制动系统、增程式混合动力系统、增程式发电机系统、电动力控制系统、定位感知系统及通信系统;
所述转向系统包括布置在车架纵梁上依次布置的前转向一桥2、前转向二桥4、液压驱动控制系统10、后转向驱动一桥13、后转向驱动二桥15及角度传感器,所述的前转向一桥2、前转向二桥4、后转向驱动一桥13和后转向驱动二桥15均配置数量不少于两个的单胎和转向油缸(均左右对称布置),转向油缸与液压驱动控制系统10通过管路连接;所述角度传感器分别安装在前转向一桥2、前转向二桥4、后转向驱动一桥13、后转向驱动二桥15的左端,实时采集整车四轴左侧车轮转角,并将信息反馈给整车控制器VCU;
所述制动系统包括电动空气压缩机、储气筒16、电控制动模块以及分别安装在前转向一桥2、前转向二桥4、后转向驱动一桥13、后转向驱动二桥15中的制动器;所述储气筒16包括布置在前转向一桥2前方的两个储气筒16和布置在后转向驱动二桥15后方的两个储气筒16,布置在前转向一桥2前方的两个储气筒16分别与前转向一桥2和前转向二桥4配合、控制前转向一桥2、前转向二桥4制动,布置在后转向驱动二桥15后方的两个储气筒16分别与后转向驱动一桥13和后转向驱动二桥15配合、控制后转向驱动一桥13、后转向驱动二桥15制动;且前转向一桥2前方布置的两个储气筒16和后转向驱动二桥15后方布置的两个储气筒16相对于整车前后对称布置,使前转向一桥2、前转向二桥4、后转向驱动一桥13、后转向驱动二桥15的制动保持同步;制动时,电动空气压缩机通过制动管路向储气筒16提供气源,电控制动模块与制动器连接,通过电控制动模块将气动压力控制信号发送给制动器,从而调节控制制动器的气压,实现控制导引车前转向一桥2、前转向二桥4、后转向驱动一桥13、后转向驱动二桥15的制动;
所述增程式混合动力系统包括在后转向驱动一桥13前侧安装的直驱动力电机11、底盘上安装的电机控制器及与电机控制器连接的直驱动力电机11;所述直驱动力电机11的输出端通过传动轴12与后转向驱动一桥13和后转向驱动二桥15连接,电机控制器控制直驱动力电机11的动力输出,驱动后转向驱动一桥13和后转向驱动二桥15实现车辆前进或后退;
所述增程式发电机系统包括排气消音装置27、进气空滤装置26、增程式发电机25、冷却器24、中冷器23、发电机控制器22、油箱21、尿素箱20;本增程式混合动力系统可根据需要工作于纯电动模式或者增程模式:在超级电容9动力电池充满电的初期行驶阶段,整车的需求功率完全由超级电容9动力电池提供,发动机不参与工作,此时本牵引车相当于一台纯电动汽车;当超级电容9动力电池的能量消耗到一定程度时,发动机启动,与超级电容9动力电池协同工作,此时本牵引车相当于混合动力汽车;
所述定位感知系统包括安装在车身前后左右四面居中位置的超声波雷达29和激光雷达31、安装在车身前后两面居中位置的毫米波雷达32、组合惯导、摄像头33;组合惯导包含GPS定位天线30及惯导主机34,GPS定位天线30安装在车头上方两边位置,惯导主机34安装在整车的中心位置;所述摄像头33安装在车身前后左右四面居中位置、激光雷达31的上方;
所述激光雷达用于获取车辆边的物理空间环境信息,其返回的数据为点云;传回的点云通过算法进行分析,得到周边的障碍物类别、位置及运动趋势信息;毫米波雷达32穿透能力强,具有良好的抗干扰能力,其返回的数据为目标的位置及运动速度;毫米波雷达32用于中距离的障碍物感知,并将其数据和激光雷达31内的障碍物数据进行融合,综合感知周边障碍物信息,组合惯导通过捷联惯导算法综合输出惯导34当前位置用于实时定位;摄像头33色彩信息丰富,能够通过深度学习算法识别出障碍物类别、车道线等信息;摄像头33用于辅助障碍物识别、车道保持与远程驾驶功能。
所述液压驱动控制系统10包括液压油箱、液压电机、液压泵和比例多路控制阀,所述的比例多路控制阀布置在该液压驱动控制系统10外侧。该种布置结构便于调试与维修。
所述前转向一桥2、前转向二桥4、后转向驱动一桥13、后转向驱动二桥15相对于整车中心前后对称布置;所述的前转向一桥2和前转向二桥4之间的轴距与后转向驱动一桥13和后转向驱动二桥15之间的轴距相等,且前转向二桥4和后转向驱动一桥13之间的轴距为前转向一桥2和前转向二桥4之间轴距的三至五倍。
连接前转向一桥2和前转向二桥4的前平衡悬架3与连接后转向驱动一桥13和后转向驱动二桥15的后平衡悬架14结构、刚度相同;因此使得前转向一桥2、前转向二桥4、后转向驱动一桥13、后转向驱动二桥15分别承载载荷的四分之一,实现了每个轮胎28的承载载荷基本一致。
所述后转向驱动一桥13、后转向驱动二桥15、直驱动力电机11、传动轴12和后平衡悬架14为模块化设计形成模块Ⅰ,所述的前转向一桥2、前转向二桥4和前平衡悬架3为模块化设计形成模块Ⅱ,所述的模块Ⅰ与车架1的连接结构与模块Ⅱ与车架1的连接结构相同;因此,模块Ⅱ可以用模块Ⅰ更换,从而实现整车为前后双电机驱动,增大驱动能力。
所述整车控制器18上设置有外部信号指令接收端口,整车控制器18通过接收外部环境感知传感器的信号,分析处理后发出控制指令,实现底盘自动前进、自动转向、自动制动,从而实现整车的自动控制。
所述动力控制系统包括超级电容9、BMS控制箱和高压控制箱,超级电容9分别与直驱动力电机11以及电动空气压缩机连接;BMS控制箱与超级电容9连接,以对超级电容9的充放电进行管理;高压控制箱用于高压配电管理以及用电设备的高低压和直流或交流的转换。
请参考图3,底盘控制器之间采用CAN通信。上层定位感知系统之间采用车载以太网通信。车辆与后台调度系统、智能红绿灯系统之间采用4G/5G/WIFI无线通信。
请参考图4,上述多轴协同智能运输车的协同转向控制方法包括:建立基于阿克曼转角定理的广义多轴协同转向模型,利用高精度伺服阀和转角编码器组成闭环控制系统,实现多轴协调精确转向;
在得到一轴左侧车轮转角后,通过基于阿克曼转角定理建立的广义多轴协同转向模型,根据转角关系公式:
前转向一桥轴、前转向二桥轴外轮转角关系式:
tan(Aout1)/tan(Aout2)=(2*L1+L2)/L2 (1)
前转向一桥轴内外轮转角关系式:
cot(Aoutl)-cot(Ainl)=K/(L1+L2/2) (2)
前转向二桥轴内外轮转角关系式:
cot(Aout2)-cot(Ain2)=K/(L2/2) (3)
式(1)~(3)中,1表示前转向一桥轴、前转向二桥轴之间轴距或三轴、四轴之间轴距;L2表示前转向二桥轴、后转向驱动一桥之间轴距;K表示主销中心距;Ain1表示前转向一桥内轮转角;Aout1表示前转向一桥外轮转角,Ain2表示前转向二桥内轮转角;Aout2表示前转向二桥外轮转角,计算得出前转向二桥轴、后转向驱动一桥轴、后转向驱动二桥轴左侧车轮对应的目标转角值;
将计算得到的各轮目标转角值与角度传感器采集的实时转角值对比分析后,通过转向多路阀来分别控制安装在前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥、后转向驱动二桥上的多个液压转向油缸。从而达到多轴协同精确转向的目的。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多轴协同智能运输车,包括车架(1)及整车控制器(18);其特征在于:还包括转向系统、制动系统、增程式混合动力系统、增程式发电机系统、电动力控制系统、定位感知系统及通信系统;
所述转向系统包括布置在车架纵梁上依次布置的前转向一桥(2)、前转向二桥(4)、液压驱动控制系统(10)、后转向驱动一桥(13)、后转向驱动二桥(15)及角度传感器,所述的前转向一桥(2)、前转向二桥(4)、后转向驱动一桥(13)和后转向驱动二桥(15)均配置数量不少于两个的单胎和转向油缸,转向油缸与液压驱动控制系统(10)通过管路连接;所述角度传感器分别安装在前转向一桥(2)、前转向二桥(4)、后转向驱动一桥(13)、后转向驱动二桥(15)的左侧;
所述制动系统包括电动空气压缩机、储气筒(16)、电控制动模块以及分别安装在前转向一桥(2)、前转向二桥(4)、后转向驱动一桥(13)、后转向驱动二桥(15)中的制动器;所述储气筒(16)包括布置在前转向一桥(2)前方的两个储气筒(16)和布置在后转向驱动二桥(15)后方的两个储气筒(16),布置在前转向一桥(2)前方的两个储气筒(16)分别与前转向一桥2和前转向二桥(4)配合、控制前转向一桥(2)、前转向二桥(4)制动,布置在后转向驱动二桥(15)后方的两个储气筒(16)分别与后转向驱动一桥(13)和后转向驱动二桥(15)配合、控制后转向驱动一桥(13)、后转向驱动二桥(15)制动;且前转向一桥(2)前方布置的两个储气筒(16)和后转向驱动二桥(15)后方布置的两个储气筒(16)相对于整车前后对称布置,使前转向一桥(2)、前转向二桥(4)、后转向驱动一桥(13)、后转向驱动二桥(15)的制动保持同步;制动时,电动空气压缩机通过制动管路向储气筒(16)提供气源,电控制动模块与制动器连接,通过电控制动模块将气动压力控制信号发送给制动器,从而调节控制制动器的气压,实现控制导引车前转向一桥(2)、前转向二桥(4)、后转向驱动一桥(13)、后转向驱动二桥(15)的制动;
所述增程式混合动力系统包括在后转向驱动一桥(13)前侧安装的直驱动力电机(11)、底盘上安装的电机控制器及与电机控制器连接的直驱动力电机(11);所述直驱动力电机11的输出端通过传动轴(12)与后转向驱动一桥(13)和后转向驱动二桥(15)连接,电机控制器控制直驱动力电机(11)的动力输出,驱动后转向驱动一桥(13)和后转向驱动二桥(15)实现车辆前进或后退;
所述增程式发电机系统包括在车架上从前至后依次布置的排气消音装置(27)、进气空滤装置(26)、增程式发电机(25)、冷却器(24)、中冷器(23)、发电机控制器(22)、油箱(21)及尿素箱(20);增程式混合动力系统根据需要工作于纯电动模式或者增程模式:在超级电容(9)充满电的初期行驶阶段,整车的需求功率完全由超级电容(9)提供,发动机不参与工作;当超级电容(9)的能量消耗大时,发动机启动,与超级电容(9)协同工作;
所述定位感知系统包括安装在车身前后左右四面居中位置的超声波雷达(29)和激光雷达(31)、安装在车身前后两面居中位置的毫米波雷达(32)、组合惯导、摄像头(33);组合惯导包含GPS定位天线(30)及惯导主机(34),GPS定位天线(30)安装在车头上方两边位置,惯导主机(34)安装在整车的中心位置;所述摄像头(33)安装在车身前后左右四面居中位置、激光雷达(31)的上方。
2.根据权利要求1所述的多轴协同智能运输车,其特征在于:所述液压驱动控制系统(10)包括液压油箱、液压电机、液压泵和比例多路控制阀,所述的比例多路控制阀布置在该液压驱动控制系统10外侧;该种布置结构便于调试与维修。
3.根据权利要求1所述的多轴协同智能运输车,其特征在于:所述前转向一桥(2)、前转向二桥(4)、后转向驱动一桥(13)、后转向驱动二桥(15)相对于整车中心前后对称布置;所述的前转向一桥(2)和前转向二桥(4)之间的轴距与后转向驱动一桥(13)和后转向驱动二桥(15)之间的轴距相等,且前转向二桥(4)和后转向驱动一桥(13)之间的轴距为前转向一桥(2)和前转向二桥(4)之间轴距的三至五倍。
4.根据权利要求1所述的多轴协同智能运输车,其特征在于:连接前转向一桥(2)和前转向二桥(4)的前平衡悬架(3)与连接后转向驱动一桥(13)和后转向驱动二桥(15)的后平衡悬架(14)结构、刚度相同。
5.根据权利要求1所述的多轴协同智能运输车,其特征在于:所述后转向驱动一桥(13)、后转向驱动二桥(15)、直驱动力电机(11)、传动轴(12)和后平衡悬架(14)为模块化设计形成模块Ⅰ,所述的前转向一桥(2)、前转向二桥(4)和前平衡悬架(3)为模块化设计形成模块Ⅱ,所述的模块Ⅰ与车架1的连接结构与模块Ⅱ与车架1的连接结构相同。
6.根据权利要求1所述的多轴协同智能运输车,其特征在于:所述整车控制器(18)上设置有外部信号指令接收端口,整车控制器(18)通过接收外部环境感知传感器的信号,分析处理后发出控制指令,实现底盘自动前进、自动转向、自动制动,从而实现整车的自动控制。
7.根据权利要求1所述的多轴协同智能运输车,其特征在于:所述动力控制系统包括超级电容(9)、BMS控制箱及高压控制箱;超级电容(9)分别与直驱动力电机(11)以及电动空气压缩机连接;BMS控制箱与超级电容(9)连接,以对超级电容(9)的充放电进行管理;高压控制箱用于高压配电管理以及用电设备的高低压和直流或交流的转换。
8.一种多轴协同智能运输车的协同转向控制方法,其特征在于包括:建立基于阿克曼转角定理的广义多轴协同转向模型,利用高精度伺服阀和转角编码器组成闭环控制系统,实现多轴协调精确转向;
在得到一轴左侧车轮转角后,通过基于阿克曼转角定理建立的广义多轴协同转向模型,根据转角关系公式:
前转向一桥轴、前转向二桥轴外轮转角关系式:
tan(Aout1)/tan(Aout2)=(2*L1+L2)/L2 (1)
前转向一桥轴内外轮转角关系式:
cot(Aoutl)-cot(Ainl)=K/(L1+L2/2) (2)
前转向二桥轴内外轮转角关系式:
cot(Aout2)-cot(Ain2)=K/(L2/2) (3)
式(1)~(3)中,1表示前转向一桥轴、前转向二桥轴之间轴距或三轴、四轴之间轴距;L2表示前转向二桥轴、后转向驱动一桥之间轴距;K表示主销中心距;Ain1表示前转向一桥内轮转角;Aout1表示前转向一桥外轮转角,Ain2表示前转向二桥内轮转角;Aout2表示前转向二桥外轮转角,计算得出前转向二桥轴、后转向驱动一桥轴、后转向驱动二桥轴左侧车轮对应的目标转角值;
将计算得到的各轮目标转角值与角度传感器采集的实时转角值对比分析后,通过转向多路阀来分别控制安装在前转向一桥、前转向二桥、后转向驱动一桥、后转向驱动二桥上的多个液压转向油缸。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113650674A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-16 | 上海西井信息科技有限公司 | 无人车功能组件的多轴转向系统、方法、设备及存储介质 |
CN114104114A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-01 | 天津港股份有限公司 | 一种港口集装箱运输车分布式底盘 |
CN114872786A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-09 | 湖南三一中型起重机械有限公司 | 电控转向桥转角确定方法、装置、设备及作业机械 |
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2020
- 2020-12-31 CN CN202011642548.8A patent/CN112758174A/zh not_active Withdrawn
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