[發明專利]一種壓路機無人駕駛執行系統及控制方法

有效

• 申請號: 202210086062.3
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114457650B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 吳鴻雁;李香飛;張曉光;馬前帥
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學（中國職業培訓指導教師進修中心）
• 主分類號: E01C19/28
• 分類號: E01C19/28
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

本發明涉及一種壓路機無人駕駛執行系統及控制方法，通過構建了包括電氣控制柜和閥控轉向裝置的壓路機無人駕駛執行系統，無人駕駛執行系統分別與壓路機上電源、轉向泵、液壓轉向器、轉向油缸、各個被控元件以及需要被采集信號的元件以及上位機連接。無人駕駛執行系統能夠接收上位機信息，按規劃好的碾壓路徑、設定好的碾壓參數對作業區域進行自動壓實的操作，并且使用無人駕駛執行系統的作業區域壓實均勻，提高了壓實質量，并且對其他種類工程機械的無人駕駛亦具有很大借鑒意義。

技術領域

本發明屬于無人駕駛領域，尤其是一種壓路機無人駕駛執行系統及控制方法。

背景技術

壓路機依靠自身大噸位重量及鋼輪振動產生的激振力對作業區域進行壓實，作業過程中的高振動和噪聲環境危害駕駛員的身心健康、降低作業效率和質量，特別是針對大面積區域進行碾壓作業時，人工操作易使作業區域壓實不均勻，某些區域壓實遍數過多、某些區域壓實遍數少甚至未壓實到的情況，嚴重影響壓實質量。

無人駕駛壓路機可根據事先規劃的路徑進行壓實操作，避免了人工駕駛壓實不均勻的情況，從而提高作業區域壓實質量，同時無人駕駛壓路機可連續地、長時間地進行壓實作業，極大地提高了作業效率。

近年來國內部分主要工程機械廠商已經推出了無人駕駛壓路機整機產品，但價格較普通壓路機貴很多，并未單獨開發無人駕駛系統對市面上已存在的普通壓路機進行無人駕駛改造。

目前，針對普通壓路機改造開發的無人駕駛系統主要是在壓路機駕駛室中安裝了一套執行機構，用機構去模擬駕駛員的操作，存在較大缺陷，該機構安裝在駕駛室之后，駕駛員就無法在駕駛室中進行人工駕駛了，必須拆除該機構之后才能進行人工駕駛，導致駕駛模式切換不方便，限制了其推廣應用。另外，該系統的執行機構只能模擬一些主要操作功能，并不能模擬駕駛員所有的操作動作；并只是模擬簡單動作，對復雜動作還不能模擬，比如控制手柄的連續微調以使壓路機達到相應動作輸出，該系統并不能實現。另外，該無人駕駛執行機構通用性不強，針對某一機型開發的系統很難應用到別的機型。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種壓路機無人駕駛執行系統及控制方法，能夠適用于不同廠家不同型號的壓路機進行無人駕駛，以提高施工效率、施工質量和降低施工成本。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種壓路機無人駕駛執行系統，其特征在于：包括電氣控制柜和閥控轉向裝置，電氣控制柜安裝于壓路機駕駛室內，通過電氣線束和CAN總線連接壓路機上各個被控元件以及需要被采集信號的元件；通過電源線連接壓路機上電源；通過無線方式連接上位機，閥控轉向裝置分別連接壓路機上轉向泵、壓路機上液壓轉向器和壓路機上轉向油缸。

而且，所述電氣控制柜包括：駕駛模式選擇裝置、信號接發裝置、執行總控裝置和電氣集成裝置；

其中駕駛模式選擇裝置為多聯轉換開關，駕駛模式選擇裝置的電源輸入端連接壓路機上電源，駕駛模式選擇裝置分別連接信號接發裝置和執行總控裝置，用于供電；

信號接發裝置通過無線方式連接上位機，用于接收上位機的指令以及發送反饋信號，信號接發裝置通過CAN總線連接執行總控裝置，用于發送上位機的指令以及接收反饋信號；

執行總控裝置為內置控制程序的車載控制器，執行總控裝置通過電氣線束連接電氣集成裝置，執行總控裝置通過CAN總線以及電氣線束連接壓路機上各個被控元件以及需要被采集信號的元件；

電氣集成裝置集成了多個中間繼電器和熔斷器，中間繼電器的線圈通過電氣線束連接執行總控裝置，中間繼電器的觸點連接各個被控元件以及需要被采集信號的元件。

而且，所述閥控轉向裝置包括電磁換向閥、電控轉向閥、角度傳感器和液壓膠管；