[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

说明书

本发明涉及一种基于二级行星转向机的手自一体自动转向系统和方法，属于无人履带车辆转向技术领域。本发明通过具有伺服功能的电液比例阀对并联在连杆系中的液压缸进行控制，驱动二级行星转向机动作，进而实现对车辆转向的控制；通过比例阀的应用降低了对油液精度的要求；应用液压控制系统实现了自动驾驶与人工驾驶的快速切换；加入了人工驾驶助力功能；同时还保留了完整的应急机械操纵功能，确保在液压系统失效的情况下车辆能够由人工驾驶进行控制。本发明具有机构简单可行，方便加工安装，适用于履带车辆的恶劣环境。

技术领域

本发明涉及无人车转向技术领域，尤其涉及一种基于二级行星转向机的无人车转向系统和方法。

背景技术

基于二级行星转向机的无人车转向系统，通常用来实现二级行星转向机在不同状态下的切换，主要原理是驱动行星转向机连杆系带动二级行星转向机不同执行机构的动作。一般连杆系驱动系统通过带动行星转向机前纵拉杆平动和/或转动，从而实现转向后纵拉杆的平动和/或转动，进而带动调度板的转动，进而使得二级行星转向机的制动器或者离合器实现离合。现有技术(ZL201910436146.3)提供了一种针对二级行星转向机的自动转向系统的实施方法，但是其有如下无法规避的问题，导致其在实际中应用受阻。主要存在的问题有：

1.液压缸前后运动幅过大(超过160mm)，导致无法布置钢管，占用空间大，易干涉，美观性差；液压缸与拉杆通过螺纹连接，连接中为悬臂结构，极易受弯折断；液压缸作为连杆的一部分，增加了人工操纵过程的负载，且易与侧壁上的制动拉杆、离合器拉杆等干涉。

2.自动与人工操纵状态切换需要拆下或者安装操纵杆固定螺丝，切换过程复杂繁琐；

3.伺服阀精度要求高，实际装车过程中需要车辆液压系统循环数小时且通过昂贵的专业油液设备检测后才能安装伺服阀，在实际工厂条件下不够现实；

发明内容

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种基于二级行星转向机的手自一体自动转向系统和方法，该方法不仅能够实现车辆操纵杆位置的控制，还能够实现人工驾驶与自动驾驶的快速切换，对人工驾驶提供液压助力，而且还具备应急手动操纵功能。解决了原有发明(ZL201910436146.3)中手动自动控制切换慢，对油液清洁度要求高、人工驾驶操纵负荷大以及油缸、油管与周围管路干涉等问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种基于二级行星转向机的手自一体自动转向系统包括：转向操纵杆、伺服液压缸、液压控制阀块、高压油源、以及转向连杆系组成。

操纵杆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。前纵拉杆前半段与操纵杆铰接，同时与液压助力感应装置内滑块通过螺纹连接。前纵拉杆后半部与中间支架上的摆臂上孔铰接，摆臂中间铰接在中间支架上，后纵拉杆与中间支架上的摆臂下孔铰接，同时该铰接点还与转向伺服液压缸的球头铰接。中间支架前端开窗，确保转向伺服液压缸动作过程中不会与中间支架干涉。后纵拉杆与二级行星转向机的操纵机构连接。当操纵杆动作时，力和位移分别经过前纵拉杆前半段，前纵拉杆后半段，中间支架上的摆臂，后纵拉杆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。

液压助力感应装置与前纵拉杆后半段通过螺纹链接，液压助力感应装置与位置传感器外壳固连，前纵拉杆前半段与位置传感器拉杆固连。液压助力感应装置内有弹簧，允许前纵拉杆前半段与前纵拉杆后半段之间存在一定的相对位移。

伺服液压缸主要包括：缸体、活塞杆、活塞、前端盖和后端盖；伺服液压缸尾部支架与液压控制阀块上的支座铰接，液压缸控制阀块与车体上的支架铰接。

伺服液压控制阀块主要包括四个液压锁(两位两通电磁球阀)与电液伺服比例阀以及阀块体。

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