[发明专利]一种基于二级行星转向机的手自一体自动转向系统

权利要求书

1.一种基于二级行星转向机的手自一体自动转向系统，其特征在于，所诉转向系统包括：转向操纵杆(1)、伺服液压缸(17)、伺服液压控制阀块(18)、高压油源(20)、以及转向连杆系组成；

操纵杆(1)为一端与车体铰接的摆杆，共有左侧操纵杆和右侧操纵杆两侧操纵杆，左侧与右侧操纵机构完全对称；前纵拉杆前半段(3)与操纵杆(1)铰接，同时与液压助力感应装置(4)内滑块通过螺纹连接；前纵拉杆后半段(5)与中间支架上的摆臂(8)上孔铰接，摆臂中间铰接在中间支架上，后纵拉杆(11)与中间支架上的摆臂下孔设置有铰接点，同时所述铰接点还与转向伺服液压缸(17)的球头铰接；中间支架(16)前端开窗，确保转向伺服液压缸(17)动作过程中不会与中间支架(16)干涉；后纵拉杆(11)与二级行星转向机的操纵机构连接；当操纵杆(1)动作时，力和位移分别经过前纵拉杆前半段(3)，前纵拉杆后半段(5)，中间支架上的摆臂(8)，后纵拉杆(11)传递给二级行星转向机；用于控制二级行星转向机控制机构的调度板转动，进而控制二级行星转向机直接操纵机构的动作；

液压助力感应装置(4)与前纵拉杆后半段(5)通过螺纹链接，液压助力感应装置(4)与位置传感器(404)外壳固连，前纵拉杆前半段(3)与位置传感器拉杆固连；液压助力感应装置(4)内有前侧弹簧(408)，允许前纵拉杆前半段(3)与前纵拉杆后半段(5)之间存在一定的相对位移；

伺服液压缸(17)主要包括：缸体(1702)、活塞杆(1703)、活塞(1704)、前端盖(1714)和后端盖(1708)；伺服液压缸(17)尾部支架与伺服液压控制阀块(18)上的支座铰接，伺服液压控制阀块(18)与车体上的支架铰接；

伺服液压控制阀块(18)主要包括四个液压锁(1806)即两位两通电磁球阀与电液伺服比例阀(1801)以及阀块体(1802)；

转向助力弹簧(10)与中间支架上的摆臂(8)侧面的孔铰接，为应急状态下的驾驶员操作提供一定的机械助力；

操纵杆位置传感器(13)本体与车侧面垂直甲板固定，操纵杆位置传感器(13)拉杆与后纵拉杆(11)上焊接的支臂固连；

系统还具有液压连接；具体来说，变量泵(2005)的进油口、回油口和高压油口与高压油源(20)的出油口、回油口和高压进油口连接；经过调压、溢流等处理后，高压油经高压油源的高压出油口，通过液压油管与伺服液压控制阀块(18)的进油液压接头(1803)连接，回油口通过液压油管与伺服液压控制阀块(18)的回油液压接头(1804)连接；伺服液压控制阀块(18)的左侧A腔液压接头(1810)和左侧B腔液压接头(1811)分别通过液压油管与左侧伺服液压缸(17)的A腔和B腔联通；伺服液压控制阀块(18)的右侧A腔液压接头(1812)和右侧B腔液压接头(1813)分别通过液压油管与右侧伺服液压缸(17)的A腔和B腔联通。

2.一种基于二级行星转向机的手自一体自动转向系统，其特征在于该系统共有三种工作状态对应三种控制方法；

自动转向控制：

该控制方法对应无人自动驾驶时的控制；系统根据上位机下发的期望操纵杆位置，以及操纵杆位置传感器反馈的操纵杆实际位置，通过PID算法，计算出最优控制电压；并通过系统的DA模块将数字信号转化为模拟的电压信号；控制电压下发给电液伺服比例阀(1801)，转换为阀口的开口大小；高压油源(20)提供液压油，根据阀口的开口大小，以不同的流量供给伺服液压缸(17)的A腔或者B腔，从而实现操纵杆(1)位置的闭环；转向操纵杆(1)为自由状态，随着转向伺服液压缸(17)的动作前后摆动；此时四个液压锁(1806)均处于闭锁状态；

液压助力控制：

该控制方法对应由人手动驾驶时的控制；此时，驾驶员打开人工驾驶开关，并根据路况和实际驾驶需求，控制操纵杆(1)动作；当驾驶员向后拉动操纵杆(1)时，首先动作的是操纵杆(1)和与其直接铰接的前纵拉杆前半段(3)，而后液压助力感应装置(4)内的前侧弹簧(408)被压缩，液压助力感应装置(4)上安装的位置传感器(404)采集到前纵拉杆前后两端的位移差；通过电液伺服比例阀(1801)合理的控制液压流量供给伺服液压缸(17)的A腔或者B腔，从而通过液压缸活塞杆(1703)的动作使得上述位移差消失，进而实现液压助力；驾驶员向前推动操纵杆(1)时，液压助力感应装置(4)内的前侧弹簧(408)被压缩，同样通过电液伺服比例阀(1801)合理的控制液压流量实现液压助力；值得注意的是，前纵拉杆前后段之间的相对位移越大，对应的弹簧压缩量越大，驾驶员向前/向后推动/拉动操纵杆需要的力越大，对应伺服液压缸(17)的动作速度越快；此时四个液压锁(1806)均处于闭锁状态；

应急人工控制：

当由于特殊原因，液压助力控制或者自动转向控制不能实现或者不需要时，可以采用应急人工控制；此时，驾驶员打开应急驾驶开关，转向控制器控制液高压油源(20)内电磁溢流阀(2007)打开，此时液压油泵空转，系统不再建立压力；转向控制器控制四个液压锁(1806)打开，此时伺服液压缸(17)的A腔和B腔同时与高压油源(20)的回油管接通，伺服液压缸(17)处于自由状态；驾驶员可以自由操纵转向操纵杆(1)实现车辆的转向。