[發(fā)明專利]一種基于二級行星轉向機的手自一體自動轉向系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110612946.3
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113232718B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 龔建偉;張瑞增;陳慧巖;張福強;晏士賢
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;北理慧動（北京）科技有限公司;北理慧動（常熟）車輛科技有限公司
• 主分類號: B62D5/06
• 分類號: B62D5/06;B62D5/08;B62D7/16;B62D1/14;B62D3/02;B62D6/00;B62D137/00
• 代理公司: 北京正陽理工知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

1.一種基于二級行星轉向機的手自一體自動轉向系統(tǒng)，其特征在于，所訴轉向系統(tǒng)包括：轉向操縱桿(1)、伺服液壓缸(17)、伺服液壓控制閥塊(18)、高壓油源(20)、以及轉向連桿系組成；

操縱桿(1)為一端與車體鉸接的擺桿，共有左側操縱桿和右側操縱桿兩側操縱桿，左側與右側操縱機構完全對稱；前縱拉桿前半段(3)與操縱桿(1)鉸接，同時與液壓助力感應裝置(4)內(nèi)滑塊通過螺紋連接；前縱拉桿后半段(5)與中間支架上的擺臂(8)上孔鉸接，擺臂中間鉸接在中間支架上，后縱拉桿(11)與中間支架上的擺臂下孔設置有鉸接點，同時所述鉸接點還與轉向伺服液壓缸(17)的球頭鉸接；中間支架(16)前端開窗，確保轉向伺服液壓缸(17)動作過程中不會與中間支架(16)干涉；后縱拉桿(11)與二級行星轉向機的操縱機構連接；當操縱桿(1)動作時，力和位移分別經(jīng)過前縱拉桿前半段(3)，前縱拉桿后半段(5)，中間支架上的擺臂(8)，后縱拉桿(11)傳遞給二級行星轉向機；用于控制二級行星轉向機控制機構的調(diào)度板轉動，進而控制二級行星轉向機直接操縱機構的動作；

液壓助力感應裝置(4)與前縱拉桿后半段(5)通過螺紋鏈接，液壓助力感應裝置(4)與位置傳感器(404)外殼固連，前縱拉桿前半段(3)與位置傳感器拉桿固連；液壓助力感應裝置(4)內(nèi)有前側彈簧(408)，允許前縱拉桿前半段(3)與前縱拉桿后半段(5)之間存在一定的相對位移；

伺服液壓缸(17)主要包括：缸體(1702)、活塞桿(1703)、活塞(1704)、前端蓋(1714)和后端蓋(1708)；伺服液壓缸(17)尾部支架與伺服液壓控制閥塊(18)上的支座鉸接，伺服液壓控制閥塊(18)與車體上的支架鉸接；

伺服液壓控制閥塊(18)主要包括四個液壓鎖(1806)即兩位兩通電磁球閥與電液伺服比例閥(1801)以及閥塊體(1802)；

轉向助力彈簧(10)與中間支架上的擺臂(8)側面的孔鉸接，為應急狀態(tài)下的駕駛員操作提供一定的機械助力；

操縱桿位置傳感器(13)本體與車側面垂直甲板固定，操縱桿位置傳感器(13)拉桿與后縱拉桿(11)上焊接的支臂固連；

系統(tǒng)還具有液壓連接；具體來說，變量泵(2005)的進油口、回油口和高壓油口與高壓油源(20)的出油口、回油口和高壓進油口連接；經(jīng)過調(diào)壓、溢流等處理后，高壓油經(jīng)高壓油源的高壓出油口，通過液壓油管與伺服液壓控制閥塊(18)的進油液壓接頭(1803)連接，回油口通過液壓油管與伺服液壓控制閥塊(18)的回油液壓接頭(1804)連接；伺服液壓控制閥塊(18)的左側A腔液壓接頭(1810)和左側B腔液壓接頭(1811)分別通過液壓油管與左側伺服液壓缸(17)的A腔和B腔聯(lián)通；伺服液壓控制閥塊(18)的右側A腔液壓接頭(1812)和右側B腔液壓接頭(1813)分別通過液壓油管與右側伺服液壓缸(17)的A腔和B腔聯(lián)通。

2.一種基于二級行星轉向機的手自一體自動轉向系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)共有三種工作狀態(tài)對應三種控制方法；

自動轉向控制：

該控制方法對應無人自動駕駛時的控制；系統(tǒng)根據(jù)上位機下發(fā)的期望操縱桿位置，以及操縱桿位置傳感器反饋的操縱桿實際位置，通過PID算法，計算出最優(yōu)控制電壓；并通過系統(tǒng)的DA模塊將數(shù)字信號轉化為模擬的電壓信號；控制電壓下發(fā)給電液伺服比例閥(1801)，轉換為閥口的開口大小；高壓油源(20)提供液壓油，根據(jù)閥口的開口大小，以不同的流量供給伺服液壓缸(17)的A腔或者B腔，從而實現(xiàn)操縱桿(1)位置的閉環(huán)；轉向操縱桿(1)為自由狀態(tài)，隨著轉向伺服液壓缸(17)的動作前后擺動；此時四個液壓鎖(1806)均處于閉鎖狀態(tài)；

液壓助力控制：

該控制方法對應由人手動駕駛時的控制；此時，駕駛員打開人工駕駛開關，并根據(jù)路況和實際駕駛需求，控制操縱桿(1)動作；當駕駛員向后拉動操縱桿(1)時，首先動作的是操縱桿(1)和與其直接鉸接的前縱拉桿前半段(3)，而后液壓助力感應裝置(4)內(nèi)的前側彈簧(408)被壓縮，液壓助力感應裝置(4)上安裝的位置傳感器(404)采集到前縱拉桿前后兩端的位移差；通過電液伺服比例閥(1801)合理的控制液壓流量供給伺服液壓缸(17)的A腔或者B腔，從而通過液壓缸活塞桿(1703)的動作使得上述位移差消失，進而實現(xiàn)液壓助力；駕駛員向前推動操縱桿(1)時，液壓助力感應裝置(4)內(nèi)的前側彈簧(408)被壓縮，同樣通過電液伺服比例閥(1801)合理的控制液壓流量實現(xiàn)液壓助力；值得注意的是，前縱拉桿前后段之間的相對位移越大，對應的彈簧壓縮量越大，駕駛員向前/向后推動/拉動操縱桿需要的力越大，對應伺服液壓缸(17)的動作速度越快；此時四個液壓鎖(1806)均處于閉鎖狀態(tài)；

應急人工控制：

當由于特殊原因，液壓助力控制或者自動轉向控制不能實現(xiàn)或者不需要時，可以采用應急人工控制；此時，駕駛員打開應急駕駛開關，轉向控制器控制液高壓油源(20)內(nèi)電磁溢流閥(2007)打開，此時液壓油泵空轉，系統(tǒng)不再建立壓力；轉向控制器控制四個液壓鎖(1806)打開，此時伺服液壓缸(17)的A腔和B腔同時與高壓油源(20)的回油管接通，伺服液壓缸(17)處于自由狀態(tài)；駕駛員可以自由操縱轉向操縱桿(1)實現(xiàn)車輛的轉向。