[發明專利]一種基于二級行星轉向機的手自一體自動轉向系統

有效

• 申請號: 202110612946.3
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113232718B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（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權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

本發明涉及一種基于二級行星轉向機的手自一體自動轉向系統和方法，屬于無人履帶車輛轉向技術領域。本發明通過具有伺服功能的電液比例閥對并聯在連桿系中的液壓缸進行控制，驅動二級行星轉向機動作，進而實現對車輛轉向的控制；通過比例閥的應用降低了對油液精度的要求；應用液壓控制系統實現了自動駕駛與人工駕駛的快速切換；加入了人工駕駛助力功能；同時還保留了完整的應急機械操縱功能，確保在液壓系統失效的情況下車輛能夠由人工駕駛進行控制。本發明具有機構簡單可行，方便加工安裝，適用于履帶車輛的惡劣環境。

技術領域

本發明涉及無人車轉向技術領域，尤其涉及一種基于二級行星轉向機的無人車轉向系統和方法。

背景技術

基于二級行星轉向機的無人車轉向系統，通常用來實現二級行星轉向機在不同狀態下的切換，主要原理是驅動行星轉向機連桿系帶動二級行星轉向機不同執行機構的動作。一般連桿系驅動系統通過帶動行星轉向機前縱拉桿平動和/或轉動，從而實現轉向后縱拉桿的平動和/或轉動，進而帶動調度板的轉動，進而使得二級行星轉向機的制動器或者離合器實現離合。現有技術(ZL201910436146.3)提供了一種針對二級行星轉向機的自動轉向系統的實施方法，但是其有如下無法規避的問題，導致其在實際中應用受阻。主要存在的問題有：

1.液壓缸前后運動幅過大(超過160mm)，導致無法布置鋼管，占用空間大，易干涉，美觀性差；液壓缸與拉桿通過螺紋連接，連接中為懸臂結構，極易受彎折斷；液壓缸作為連桿的一部分，增加了人工操縱過程的負載，且易與側壁上的制動拉桿、離合器拉桿等干涉。

2.自動與人工操縱狀態切換需要拆下或者安裝操縱桿固定螺絲，切換過程復雜繁瑣；

3.伺服閥精度要求高，實際裝車過程中需要車輛液壓系統循環數小時且通過昂貴的專業油液設備檢測后才能安裝伺服閥，在實際工廠條件下不夠現實；

發明內容

鑒于上述分析，本發明旨在提供一種基于二級行星轉向機的手自一體自動轉向系統和方法，該方法不僅能夠實現車輛操縱桿位置的控制，還能夠實現人工駕駛與自動駕駛的快速切換，對人工駕駛提供液壓助力，而且還具備應急手動操縱功能。解決了原有發明(ZL201910436146.3)中手動自動控制切換慢，對油液清潔度要求高、人工駕駛操縱負荷大以及油缸、油管與周圍管路干涉等問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種基于二級行星轉向機的手自一體自動轉向系統包括：轉向操縱桿、伺服液壓缸、液壓控制閥塊、高壓油源、以及轉向連桿系組成。

操縱桿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。前縱拉桿前半段與操縱桿鉸接，同時與液壓助力感應裝置內滑塊通過螺紋連接。前縱拉桿后半部與中間支架上的擺臂上孔鉸接，擺臂中間鉸接在中間支架上，后縱拉桿與中間支架上的擺臂下孔鉸接，同時該鉸接點還與轉向伺服液壓缸的球頭鉸接。中間支架前端開窗，確保轉向伺服液壓缸動作過程中不會與中間支架干涉。后縱拉桿與二級行星轉向機的操縱機構連接。當操縱桿動作時，力和位移分別經過前縱拉桿前半段，前縱拉桿后半段，中間支架上的擺臂，后縱拉桿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。

液壓助力感應裝置與前縱拉桿后半段通過螺紋鏈接，液壓助力感應裝置與位置傳感器外殼固連，前縱拉桿前半段與位置傳感器拉桿固連。液壓助力感應裝置內有彈簧，允許前縱拉桿前半段與前縱拉桿后半段之間存在一定的相對位移。

伺服液壓缸主要包括：缸體、活塞桿、活塞、前端蓋和后端蓋；伺服液壓缸尾部支架與液壓控制閥塊上的支座鉸接，液壓缸控制閥塊與車體上的支架鉸接。

伺服液壓控制閥塊主要包括四個液壓鎖(兩位兩通電磁球閥)與電液伺服比例閥以及閥塊體。

轉向助力彈簧與中間支架上的擺臂側面的孔鉸接，為應急狀態下的駕駛員操作提供一定的機械助力。