[发明专利]一种无人驾驶工程作业设备转向电机自动零位标定装置及方法

权利要求书

1.一种无人驾驶工程作业设备转向电机自动零位标定装置，其特征在于：包括铰接角传感器、转向电机角度传感器、转向电机电源继电器、转向电机控制器和整车控制器；

所述铰接角传感器安装于工程作业设备前后车身的铰接结构处，用于测量前后车身之间的铰接角度；

所述转向电机传感器与转向电机同轴安装，实时获取转向电机的转动角度；

所述转向电机电源继电器与转向电机相连，用于控制转向电机的电源开关；

所述转向电机控制器与转向电机传感器相连，通过转向电机传感器获取转向电机的转动角度；所述转向电机控制器与电机电源继电器相连，通过转向电机电源继电器控制转向电机的电源开关；所述转向电机控制器与转向电机连接，向转向电机输出驱动信号，驱动转向电机转动；

所述整车控制器与铰接角传感器相连，通过铰接角传感器获取前后车身之间的铰接角度；所述整车控制器与转向电机控制器相连，通过转向电机控制器获取转向电机的当前转向电机转角，并向转向电机控制器发送目标转角值。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶工程作业设备转向电机自动零位标定装置，其特征在于：所述前后车身的铰接结构包括与后车身相连接的铰接部包括上连接板、下连接板和气缸推杆连接板，在上连接板、下连接板之间设置有铰接柱，所述气缸推杆连接板水平设置于后车身前端，与前车身相连接的铰接部包括轴连接板和2侧气缸推杆，所述轴连接板与前车身刚性连接并与铰接柱铰接，所述侧气缸推杆设置于轴连接板两侧，受气缸驱动由前车身伸出，并与后车身的气缸推杆连接板向铰接，2侧气缸推杆在气缸的驱动下推动后车身的气缸推杆连接板，使后车身以铰接柱为轴发生转动；在铰接柱的上端设置铰接角传感器，所述铰接角传感器包括转角器、中线柱和夹块，所述转角器同轴设置于铰接柱上，所述中线柱一端通过夹块安装于前车身的中线处，另一端与转角器相连接，前车身的转动带动中线柱绕铰接柱转动使转角器采集到前后车身之间的转动角度。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶工程作业设备转向电机自动零位标定装置，其特征在于：所述整车控制器、转向电机控制器之间的通讯方式采用CAN总线，发送CAN消息。

4.一种无人驾驶工程作业设备转向电机自动零位标定方法，其特征在于，按照下列步骤进行：

步骤一，采集工程作业设备的前后车身铰接角度、转向电机角度信息，根据标定的铰接角度和转向电机角度的映射关系，计算转向电机角度对应的理论铰接角度，并计算得到理论铰接角度与真实铰接角度的零位偏移量；

步骤二，零位偏移量超出预设阈值的时候，进入零位标定的执行操作，反之，则继续计算零位偏移量；

步骤三，当零位偏移量超出了预设阈值，以铰接角度90度作为控制目标，使用整车控制器闭环控制转向电机；

步骤四，当前后车身铰接角度达到预设的范围，使前后车身轴线基本呈直线，判断是否开始发送零位标定指令，实时监测铰接角度，当铰接角度在(87°,93°)范围内，可认为前后车身轴线基本重合，可进入零位标定指令发送环节，若不在目标范围内，则继续执行闭环控制操作；

步骤五，当完成车身的控制后，对转向电机控制器发送零位标定指令，整车控制器给转向电机控制器发送零位标定指令；

步骤六，根据转向电机控制器反馈的消息，判断电机是否完成转向电机零位标定操作，如果已经完成，则进行下一步重新启动操作，如果未收到已确认标定完成的消息，则继续通过整车控制器发送零位标定指令根据转向电机控制器的反馈状态，判断是否在转向电机端标定当前转角位置为零位；

步骤七，通过整车控制器，断开转向电机电源继电器对转向电机控制器重新启动，完成整个系统的零位标定操作；

步骤八，通过整车控制器，连通转向电机电源继电器，完成转向电机的重启操作。