[发明专利]智能无轨列车、超长货物运输车、前进及倒车控制方法

权利要求书

1.一种智能无轨列车，其特征在于，包括：

若干成列行驶的车辆，包括行驶于首位的牵引车，以及跟随牵引车行驶的若干挂车，若干所述挂车中，位于行驶队列尾部的为增程器挂车；

定位及转向控制模块，植入所有车辆内，在车辆前进及倒车时，获取沿行驶方向处于首位车辆的行驶轨迹，并控制其余各车辆跟随此行驶轨迹转向。

2.根据权利要求1所述的智能无轨列车，其特征在于：所述定位及转向控制模块包括：

定位模块，分别植入各车辆内，获取各挂车车轴中心点相对于牵引车的实时位置信息；

惯性导航模块，植入牵引车内，用于解算沿行驶方向处于首位车辆的行驶轨迹；

转向控制器，以及电动转向机构，分别植入各车辆内，可以控制各挂车的转向。

3.根据权利要求2所述的智能无轨列车，其特征在于：所述挂车还包括用于提供动力的电动驱动机构，用于实现前后方车辆铰连的铰连机构；所述定位模块包括角度测量装置，所述角度测量装置安装于铰连机构上；

所述铰连机构包括与前方车辆尾部固定的前车铰连件，以及与后方车辆前部固定的后车铰连件，所述前车铰连件具有一铰接主销，所述后车铰连件具有一与铰接主销配合实现铰接的铰连环；

所述角度测量装置包括传感器基座、顶丝、角度传感器、支架、万向传动轴、花键槽和花键；所述传感器基座固定于前车铰连件上，并与铰接主销同轴；所述角度传感器固定于传感器基座内，具有定子和转子；所述支架固定于后车铰连件上，所述花键设置于其上部，并与铰连环同轴；所述万向传动轴两端分别具有万向节，一端万向节与角度传感器的转子固定连接，另一端万向节与花键固定连接，所述花键插接配合于花键槽内。

4.根据权利要求1所述的智能无轨列车，其特征在于：所述增程器挂车还包括电源及整流罩，所述电源可采用化学电池、燃料电池、发电机中的一种或多种的组合，所述整流罩外形与前方车辆外形相配合，使列车整体呈流线型。

5.一种超长货物运输车，其特征在于：包括权利要求1-4任一项所述的牵引车及一辆挂车，植入牵引车及挂车内的定位及转向控制模块，还包括安置于牵引车的销轴、插入销轴的转向拖盘，所述转向拖盘可绕销轴旋转；

超长货物一端固定于转向拖盘，另一端固定于挂车上，所述挂车在定位及转向控制模块的作用下跟随牵引车的行驶轨迹行驶并转向。

6.基于权利要求1-5任一项的车辆前进控制方法，其特征在于，所述前进控制方法具体如下：

(1)定义坐标系和时间序列，以牵引车前轴中心点F₁为坐标原点，其中沿车身方向且朝向车头的一侧为Y轴正方向，垂直于车身方向且朝向车身右侧为X轴正方向，定义坐标系Z；

定义时间序列k，任一时刻为k时刻；

(2)初始化，k＝0；

(3)经过时间Δt后，时间序列k增加1,即k＝k+1；

(4)定位模块解算出各挂车在牵引车坐标系下的位置坐标；

(5)惯性导航模块基于牵引车坐标系解算出牵引车行驶轨迹；

(6)转向控制器基于各挂车车轴中心点在坐标系下的坐标值及牵引车的行驶轨迹，控制各挂车对应的电动转向机构实现转向；

(7)若车辆退出行驶状态，步骤结束；若车辆继续行驶，回到步骤(3)。

7.根据权利要求6所述的车辆前进控制方法，其特征在于：所述步骤(4)中，采用车辆间的角度测量装置确定各挂车在牵引车坐标系下的位置坐标，具体方法为：

在前后车辆发生相对转角时，固定安装于后车铰连件上的花键槽带动花键转动，并通过万向传动轴带动角度传感器的转子转动，从而测量出前后车辆间的相对转角，进一步结合车辆尺寸链推算出各挂车间的相对位置关系及在牵引车坐标系下的坐标。