[发明专利]分体式动车组多车协调转向控制方法

说明书

技术领域

本发明属于特种车辆的转向控制技术领域，涉及一种巷道无轨分体式液压动车组转向控制方法。

背景技术

由于巷道地形复杂，端面窄小及空间狭长，动车组经常需要进行复杂的转向操作。本发明中的巷道无轨分体式液压动车组，其动力源车与动力运输车组之间采用铁链柔性连接，动力运输车组前端设置可伸缩的拉杆。通过应用适当的控制策略，可以实现动力源车与动力运输车组协调转向，实现动力源车行走，动力运输车组自动跟随动力源车轨迹。

目前依靠两个驾驶员共同操作的分体式动车组，需要两个驾驶员密切配合。煤矿机械搬运设备的高效性和快速性是两个急需解决的方面。

发明内容

本发明的目的是针对两个驾驶员共同操作的分体式动车组，提供一种适用于超窄、超低和超长车辆在巷道复杂环境下的转向控制，可实现巷道无轨分体式液压动车组的单人驾驶的由微电控制的液压动力源车与液压动力运输车组所组成的分体式动车组多车协调转向控制方法。

本发明是基于传感器反馈的整车空间姿态识别技术及在此基础上实现的前后车独立转向协调控制，可以使动力运输车组按照动力源车的行驶轨迹前进。

具体实现步骤为：先根据巷道无轨分体式液压动车组的动力源车与动力运输车组之间的位姿误差，应用相应的控制算法，算出此时动力运输车组所需的转向角度和行驶速度，并通过建立和分析电液转向系统模型，进而得到转向控制策略和控制器控制指令，控制动力运输车；转向时，驾驶室执行操作的驾驶员转动方向盘，产生电信号，控制动力源车转向的控制器按照预先设定的程序及电信号大小对比例换向阀的开口进行控制，从而控制动力源车的转向控制器，进而控制其转向机构，使得轮组转向；动力运输车组通过转向控制器进行位姿解析，智能控制其转向机构，调整其转角和速度，自动跟踪动力源车的转向轨迹，从而实现巷道无轨分体式液压动车组的转向协调控制。

为了实现上述步骤，动力源车的转向传感器与方向盘连接，接收方向盘的转角信号；运输车各个轴线分别装有转向传感器，接收和反馈各轮组的转角信号。

本发明有以下优点：

巷道无轨分体式液压动车组的动力运输车组可以自动跟踪动力源车的行驶轨迹，从而实现单人驾驶分体式动车组，降低工人的劳动强度，减少煤矿主航道的占用时间，提高生产效率。

本车可实现多种转向模式，使分体式动车组可以在狭小的空间中实现灵活、平稳、准确的转向。

通过增加单动力运输车的数量，组成动力运输车组，可实现同时装载多件或多种煤矿设备，提高了设备转场的运输效率。

本车可实现动力源、转向、悬挂、制动等多系统、多机构的协调控制。

采用分段多模式的控制策略。本发明应用柔性连接多动力运输车空间协调位姿解析法，采取多种控制策略，解决了由于井下特殊工况下对诸多性能优良控制及传感元件难以获得使用许可而造成的转向不灵活、转向半径大、侧翻和操纵稳定性差等问题。

附图说明

图1是转向控制系统流程图；

图2是转向位置控制框图；

图3是分体式动车组转向模式示意图；

图4是基于前车溯源的轨迹跟踪模型图；

图5是基于后车溯源的轨迹跟踪模型图；

图6是分体式动车组转向控制系统图；

图7是分体式动车组示意图。

具体实施方式

本发明的控制流程如图1所示。

巷道无轨分体式液压动车组的动力源车和动力运输车组的转向轮组上安装有传感器，通过相应的转向机构，精确控制轮组摆角，其控制系统框图如图2所示。

本发明中，巷道无轨分体式液压动车组可以实现多种转向模式，使运输车在工作空间狭小的情况下，实现车身平稳，转向灵活准确以及单动力运输车纵、横行驶。转向系统所涉及的转向形式包括：动车组整体转向要求的直行、斜行、横行、八字转向、半八字转向、头尾摆动及原地回转等和运输车中各单动力运输车独立转向要求的直行+八字转向、直行+半八字转向、直行+原地回转、直行+头尾摆动等。如图3所示。

本发明中，巷道无轨分体式液压动车组的协调转向控制也可以通过应用基于前车溯源的轨迹跟踪策略实现。如图4所示。还可以通过应用基于后车溯源的轨迹跟踪策略实现。如图5所示。

下面以分体式动车组为例对本发明进行说明，如图7所示。