一种连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统及控制方法与流程

1.本发明属于遥控转向系统及控制方法技术领域，具体涉及一种基于线控液压转向技术的连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统及控制方法。


背景技术：

2.交通运输作为国民经济的重要基础产业，是评价国家经济水平和现代化水平的重要标志。在现在的道路工程中，沥青路面是属于公路工程中最常见的施工项目，国内公路大多都采用沥青路面，但同时沥青路面存在着裂缝、车辙、水损害等病害问题。
3.沥青路面经过同步碎石封层，能够有效控制道路裂缝，改善道路完整性，防水性与抗滑性得到大幅度提升，从而道路摩擦力增加，交通事故发生的概率得以降低，同时路面的使用寿命得到大幅度延长。同步碎石封层技术具有处理路面裂缝的良好性能，在无骨料流失的情况下，可确保7-10年的道路养护性能。随着沥青路面的广泛使用，纤维碎石同步封层车得到广泛使用。连续式纤维碎石同步封层车拥有供料系统，当施工材料不足时可以采用供料车进行补料，实现连续式施工，提高工作效率。
4.连续式纤维碎石同步封层车结构较复杂，包括驾驶室，物料撒布工作装置，沥青、石料、纤维三种物料的料仓，供料装备等，因此连续式纤维碎石同步封层车车身较长，若采用现有的车载驾驶系统，则驾驶员视觉死角较多，具有很大的安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是提供了一种基于线控液压转向技术的连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统及控制方法，以实现对纤维碎石同步封层车进行遥控转向，有效解决驾驶员视觉死角多，危害驾驶员安全的问题。
6.本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统，其特征在于包括液压油箱、备用油箱、电动机、液压泵、安全阀、电磁比例换向阀、梭阀、压力补偿阀、液控单向阀、转向液压缸、机械转向机构、角度传感器、plc主控制器和手持遥控设备；所述液压泵进油口通过进油管路与液压油箱连接，液压泵出油口分别通过管路与压力补偿阀进油口和安全阀进油口连接，压力补偿阀出油口通过管路与电磁比例换向阀进油口连接，压力补偿阀平衡口通过管路与梭阀平衡口连接，用于为压力补偿阀提供负载压力，在压力补偿阀的作用下保持电磁比例换向阀进出油口两端压力差恒定，安全阀出油口和电磁比例换向阀回油口通过回油管路与备用油箱连接，电磁比例换向阀两个出油口及梭阀进出油口分别通过管路与两组液控单向阀进油口连接，其中一组液控单向阀出油口通过管路分别与两组转向液压缸左侧油腔连接，另一组液控单向阀出油口通过管路分别与两组转向液压缸右侧油腔连接，转向液压缸通过机械转向机构推动一组轮胎进行左右转向，角度传感器用于将轮胎的转向角度信号转换为电信号并通过can总线传送至plc主控制器进行反馈，plc主控制器用于接受无线接收模块发送的目标转向角度信号，并根据目标转向角度信号通过电压控制电磁比例换向阀转换方向与阀口开口大小，手持遥控设备内
含无线数据发送模块，用于将目标转向角度信号通过zigbee无线发送至无线接收模块，进而传送至plc主控制器。
7.进一步限定，所述进油管路和回油管路上均设有过滤器，plc主控器、液压油箱和备用油箱均安装于连续式纤维碎石同步封层车上，角度传感器安装于连续式纤维碎石同步封层车的轮胎上。
8.本发明所述的连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统的控制方法，其特征在于具体过程为：电动机带动液压泵吸入经过滤器过滤后液压油箱中的液压油，为液压系统提供动力，手持遥控设备发送转向角度信号，通过zigbee无线传送至无线接收模块，再通过rs232串口总线传送至plc主控制器，plc主控制器获取目标转向角度信号并通过正负电压控制电磁比例换向阀换向，当向左转动时，电磁比例换向阀左位工作，液压油通过电磁比例换向阀左位进入转向液压缸并推动活塞杆移动，通过机械转向机构推动轮胎向左转动，实现连续式纤维碎石同步封层车左转向；当向右转动时，电磁比例换向阀右位工作，液压油通过电磁比例换向阀右位进入转向液压缸推动活塞杆移动，通过机械转向机构推动轮胎向右转动，实现连续式纤维碎石同步封层车右转向；在压力补偿阀与梭阀的作用下，电磁比例换向阀进出油口两端压力差为定值，通过电磁比例换向阀的液压油流量只与阀芯开口面积有关，因此转向速度通过电压大小控制电磁比例换向阀阀芯移动速度，通过调节阀口开度线性控制转向液压缸活塞杆运动速度，进而线性控制转向速度，角度传感器获取轮胎转向角度信号，通过can总线发送至plc主控制器进行反馈，通过pid控制方法确保连续式纤维碎石同步封层车转向精度。
9.本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：1、本发明设计的连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统将线控液压转向技术与zigbee无线传输技术结合，实现连续式纤维碎石同步封层车遥控转向；2、本发明设计的连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统有效解决了因连续式纤维碎石同步封层车车身较长，驾驶员视觉死角多，危害驾驶员安全的问题；3、本发明设计的连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统成本低廉，性能可靠性较高，工作状态稳定，抗干扰能力强。
附图说明
10.图1是本发明中连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统的设计结构框图；图2是本发明中连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统的设计原理图；图3是本发明中连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统的控制流程图。
11.图中：1-液压油箱，2-电动机，3-液压泵，4-安全阀，5-过滤器，6-电磁比例换向阀，7-梭阀，8-压力补偿阀，9-液控单向阀，10-转向液压缸，11-机械转向机构，12-轮胎，13-角度传感器，14-plc主控制器，15-手持遥控设备，16-无线接收模块。
具体实施方式
12.结合附图详细描述本发明的技术方案，如图1-2所示，一种连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统，包括液压油箱1、备用油箱、电动机2、液压泵3、安全阀4、电磁比例换向阀6、梭阀7、压力补偿阀8、液控单向阀9、转向液压缸10、机械转向机构11、角度传感器13、
plc主控制器14和手持遥控设备15；所述液压泵3进油口通过进油管路与液压油箱1连接，液压泵3出油口分别通过管路与压力补偿阀8进油口和安全阀4进油口连接，压力补偿阀8出油口通过管路与电磁比例换向阀6进油口连接，压力补偿阀8平衡口通过管路与梭阀7平衡口连接，用于为压力补偿阀8提供负载压力，在压力补偿阀8的作用下保持电磁比例换向阀6进出油口两端压力差恒定，安全阀4出油口和电磁比例换向阀6回油口通过回油管路与备用油箱连接，电磁比例换向阀6两个出油口及梭阀7进出油口分别通过管路与两组液控单向阀9进油口连接，其中一组液控单向阀9出油口通过管路分别与两组转向液压缸10左侧油腔连接，另一组液控单向阀9出油口通过管路分别与两组转向液压缸10右侧油腔连接，转向液压缸10通过机械转向机构11推动一组轮胎12进行左右转向，角度传感器13用于将轮胎12的转向角度信号转换为电信号并通过can总线传送至plc主控制器14进行反馈，plc主控制器14用于接受无线接收模块16发送的目标转向角度信号，并根据目标转向角度信号通过电压控制电磁比例换向阀6转换方向与阀口开口大小，手持遥控设备15内含无线数据发送模块，用于将目标转向角度信号通过zigbee无线发送至无线接收模块16，进而传送至plc主控制器14。
13.本发明所述进油管路和回油管路上均设有过滤器，所述plc主控器14、液压油箱1和备用油箱均安装于连续式纤维碎石同步封层车上，角度传感器13安装于连续式纤维碎石同步封层车的轮胎12上。
14.所述液压油箱1和备用油箱均安装于连续式纤维碎石同步封层车上，用于为连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统提供液压油；所述电动机2安装于液压泵3上，用于为连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统液压泵3提供动力；所述液压泵3进油口通过进油管路与液压油箱1相连，液压泵3由电动机2提供动力，从液压油箱1获取液压油，液压油通过过滤器5过滤后为连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统提供动力；所述安全阀4安装在连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统回油管路上，防止系统过载，起安全溢流的作用；所述过滤器5分别安装在液压油箱1油箱口的进油管路与备有油箱油箱口的回油管路上，用于过滤液压油中的杂质；所述电磁比例换向阀6由plc主控制器14通过电压控制转换方向及阀口开口大小，进而控制连续式纤维碎石同步封层车转向方向与转向速度；所述梭阀7用于为压力补偿阀8提供负载压力，在压力补偿阀8的作用下保持电磁比例换向阀6进出油口两端压力差为恒定；所述压力补偿阀8由梭阀7提供负载压力，用于保持电磁比例换向阀6进出油口两端压力差为恒定；所述液控单向阀9用于在转向遥控系统不工作时，锁紧液压缸，确保行驶安全；所述转向液压缸10为连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统液压回路执行机构，与机械转向机构11相连，一个转向液压缸10通过机械转向机构11推动一组轮胎12进行左右转向；所述机械转向机构11与转向液压缸10和轮胎12相连，用于将转向液压缸10的位移
量转为轮胎12的角度量，实现轮胎12转向；所述轮胎12与机械转向机构11相连，共有四组，其中两组轮胎12用于转向，分别由两个转向液压缸10驱动；所述角度传感器13安装于轮胎12上，用于将轮胎12的转向角度信号转换为电信号并通过can总线传送至plc主控制器14进行反馈；所述plc主控制器14安装在连续式纤维碎石同步封层车上，用于接受无线接收模块16发送的目标转向角度信号，并根据目标转向角度信号通过电压控制电磁比例换向阀6转换方向与阀口开口大小；同时，接受角度传感器13发送的转向角度信号用于反馈；所述手持遥控设备15内含无线数据发送模块，用于将目标转向角度信号通过zigbee无线发送给无线接收模块16，并进一步传送至plc主控制器14；所述无线接收模块16用于接受手持遥控设备15无线发送的目标转向角度信号，并通过串口总线将目标角度发送至plc主控制器14。
15.如图3所示，本发明中连续式纤维碎石同步封层车遥控转向系统的具体控制过程为：电动机2带动液压泵3吸入经过滤器5过滤后液压油箱1中的液压油，为液压系统提供动力，手持遥控设备15发送转向角度信号，通过zigbee无线传送至无线接收模块16，再通过rs232串口总线传送至plc主控制器14，plc主控制器14获取目标转向角度信号并通过正负电压控制电磁比例换向阀6换向，当向左转动时，电磁比例换向阀6左位工作，液压油通过电磁比例换向阀6左位进入转向液压缸10并推动活塞杆移动，通过机械转向机构11推动轮胎12向左转动，实现连续式纤维碎石同步封层车左转向；当向右转动时，电磁比例换向阀6右位工作，液压油通过电磁比例换向阀6右位进入转向液压缸10推动活塞杆移动，通过机械转向机构11推动轮胎12向右转动，实现连续式纤维碎石同步封层车右转向；在压力补偿阀8与梭阀9的作用下，电磁比例换向阀6进出油口两端压力差为定值，通过电磁比例换向阀6的液压油流量只与阀芯开口面积有关，因此转向速度通过电压大小控制电磁比例换向阀6阀芯移动速度，通过调节阀口开度线性控制转向液压缸10活塞杆运动速度，进而线性控制转向速度，角度传感器13获取轮胎12转向角度信号，通过can总线发送至plc主控制器14进行反馈，通过pid控制方法确保连续式纤维碎石同步封层车转向精度。
16.以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。