一种转弯自动控制系统及平地机的制作方法

1.本实用新型涉及一种转弯自动控制系统及平地机，属于平地机领域。


背景技术：

2.平地机是一种常用于大面积道路工程、农林业工程的作业机械设备。在施工作业中，路面一般都不是直线的，通常需要机手调节方向盘进行平地机的转弯作业，并且，在某些特定路段，转弯半径较小时，由于平地机结构的限制，只转动前轮是不足以达到合适转弯半径，还需要调节铰接油缸，使前、后机架处于偏转状态，从而达到更小的转弯半径。
3.目前，只能通过机手手动调节前轮转向油缸和铰接油缸的伸缩来实现目标的转弯半径，整个过程需要靠机手的经验去控制和把握，误差较大，实际作业的转弯半径与目标值相差过大，需要多次重复作业进行修整，费时费力，智能化程度较低。
4.为此，基于转弯作业的实际情况，如何实现转弯半径的自动控制，提升施工精度和效率，是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种转弯自动控制系统及平地机，能够实现平地机转弯半径和通道宽度的实时调节，提高效率，提升平地机智能化程度。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的一种转弯自动控制系统，包括：
7.人机交互显示器，所述人机交互显示器用于输入指令信息；
8.控制器，所述控制器用于接收前轮转向角度传感器监测的前轮转向角度、铰接转动角度传感器监测的铰接转动角度信号，并与人机交互显示器输入的指令信息进行对比，控制器将输出信号传输给电比例阀，由电比例阀控制前轮转向油缸、铰接油缸伸缩。
9.作为改进，所述前轮转向角度传感器安装在前轮转向油缸的铰点处，铰接转动角度传感器安装在前、后机架的铰点处。
10.作为改进，所述前轮转向角度传感器、铰接转动角度传感器分别采用陀螺角度传感器、电位计或旋转编码器。
11.作为改进，所述控制器采用can总线与人机交互显示器相连。
12.另外，本实用新型还提供了一种平地机，安装有所述的转弯自动控制系统。
13.与现有技术相比，本实用新型的转弯自动控制系统，可实现转弯半径、通道宽度的实时测量；根据施工要求，实时控制平地机的转弯半径；采用全自动控制方案，减轻机手劳动强度。
附图说明
14.图1为本实用新型的原理结构示意图；
15.图2为本实用新型的转弯原理示意图；
16.图3为本实用新型的工作流程示意图；
17.图中：1、前轮转向油缸，2、铰接油缸，3、电比例阀，4、前轮转向角度传感器，5、铰接转动角度传感器，6、控制器，7、人机交互显示器。
具体实施方式
18.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
20.如图1所示，一种转弯自动控制系统，包括：
21.人机交互显示器7，所述人机交互显示器7用于输入指令信息；
22.控制器6，所述控制器6用于接收前轮转向角度传感器4监测的前轮转向角度、铰接转动角度传感器5监测的铰接转动角度信号，并与人机交互显示器7输入的指令信息进行对比，控制器6将输出信号传输给电比例阀3，由电比例阀3控制前轮转向油缸1、铰接油缸2伸缩。
23.本实用新型的转弯自动控制系统，通过前轮转向油缸1的伸缩实现平地机前轮左右转向；通过铰接油缸2的伸缩实现平地机前、后机架角度偏移；
24.所述前轮转向角度传感器4安装在前轮转向油缸1的铰点处，铰接转动角度传感器5安装在前、后机架的铰点处，能够实时测出前轮转向角度(前轮轮胎偏转角度)和铰接转动角度(前机架与后机架的偏转角度)，当然，所述的前轮转向角度传感器4和铰接转动角度传感器5可以是陀螺角度传感器、电位计、旋转编码器及能够实现相同作用的测试仪器等；
25.另外，电比例阀3中有且不仅限于有控制前轮转向油缸1和铰接油缸2的油路，能够实现前轮转向油缸1和铰接油缸2的伸缩；
26.所述控制器6能够接收电信号，也能够发出电信号，并能够包含电信号对比功能，能够处理不同输入信号的差值，根据既定的规则，输出对应的电信号，控制器6的型号可以为imc t5040；
27.所述人机交互显示器7包含转弯半径、通道宽度等数据的显示界面，并且能实现机手的实时输入，输入信息包括但不仅包括转弯半径、通道宽度等；控制器6通过can总线的方式与人机交互显示器7相连；
28.所述电比例阀3与控制器6的pwm口相连；
29.所述前轮转向角度传感器4、铰接转动角度传感器5同时与控制器6的电流检测端口相连，能够把实时测量的油缸伸长数据按照电信号模式发送至控制器6；控制器6在接收到前轮转向角度传感器4、铰接转动角度传感器5的信号后，与人机交互显示器7的输入数据进行对比，计算后控制器6将输出信号给电比例阀3，由电比例阀3控制前轮转向油缸1、铰接油缸2的伸缩，实现转弯角度和铰接转动角度的调整，进而实现平地机整车姿态的调整；
30.本控制系统通过平地机整车电源供电。
31.如图2所示，根据转弯半径和通道宽度的定义，平地机转弯时，平地机前轮外侧轮胎中心到整车旋转中心点的距离，即为平地机的转弯半径r0；通道宽度则为转弯时，平地机
结构中最大旋转半径与最小旋转半径的差值，即为图中所示的通道半径s，其中r为最大旋转半径， r为最小旋转半径。
32.根据平地机转弯原理，可以比较容易推算出：
33.转弯半径r0：
[0034][0035]
通道宽度s：
[0036][0037]
其中：l1为前、后机架铰接点到后车架中心的距离，为常数；
[0038]
l2为前、后机架铰接点到前桥中心的距离，为常数；
[0039]
l3为前桥左、右轮胎的内侧距离，为常数；
[0040]
l4为前桥轮胎的宽度，为常数；
[0041]
l5为后桥左、右轮胎的外侧宽度，为常数；
[0042]
α为前轮转向角度，由前轮转向角度传感器4实时测量；
[0043]
β为铰接转动角度，由铰接转动角度传感器5实时测量。
[0044]
进一步地，控制器6内部已经嵌入转弯半径和通道宽度的计算函数式，可根据实际输出信号进行计算并输出对应的信号，传递给电比例阀3，进而控制前轮转向油缸1、铰接油缸2的伸缩动作。
[0045]
如图3所示，一种基于转弯自动控制系统的控制方法，包括以下步骤：
[0046]
1)机手根据施工需要，在人机交互显示器7中输入转弯半径、通道宽度的目标值；
[0047]
2)控制器6根据内嵌的公式，计算出转弯半径、通道宽度的现有值，对比机手输入的目标值，输出信号至电比例阀3；
[0048]
3)电比例阀3在控制器6的信号控制下，通过pwm口驱动前轮转向油缸1、铰接油缸 2伸缩；
[0049]
4)控制器6实时检测转弯半径、通道宽度的现有值，当达到目标值时，输出信号至电比例阀3，停止前轮转向油缸1、铰接油缸2伸缩动作；
[0050]
5)达到目标转弯半径、通道宽度。
[0051]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。