[发明专利]一种跨运车电动伺服独立转向系统及其控制方法

说明书

本发明提供的一种跨运车电动伺服独立转向系统及其控制方法，包括电动伺服作动器，用于完成转向动作的执行；伺服驱动器，用于完成电动伺服作动器的高精度闭环控制；转向控制器，用于完成转向控制动态规划、阻抗控制；车轮角度传感器，用于完成车轮实际位置的实时信号反馈。本发明将电动转向应用于跨运车，改变现有转向驱动系统的构型，改善现有系统存在的不足。

技术领域

本发明涉及港口轮式平面运输车辆转向驱动与控制技术，更具体地说，涉及一种跨运车电动伺服独立转向系统及其控制方法。

背景技术

在自动化码头蓬勃发展的背景下，全球集装箱码头也进入了全新的时代，港口机械新一轮的全方位升级正在逐步展开。目前，自动化码头集装箱平面运输车辆(AGV与跨运车)正向电驱动方向发展，更紧凑、节能、高效的部件系统逐渐替代传统方案，而目前跨运车设备的转向驱动系统仍采用集中式供油液压系统，液压泵站设置在跨运车顶部，及转向液压缸采用长管路连通，由比例阀孔液压缸完成转向控制，但这种控制方式存在重量大、管线多、能耗高、故障排查复杂、施工量大等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种跨运车电动伺服独立转向系统及其控制方法，将电动转向应用于跨运车，改变现有转向驱动系统的构型，改善现有系统存在的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种跨运车电动伺服独立转向系统，包括：

电动伺服作动器，用于完成转向动作的执行；

伺服驱动器，用于完成电动伺服作动器的高精度闭环控制；

转向控制器，用于完成转向控制动态规划、阻抗控制；

车轮角度传感器，用于完成车轮实际位置的实时信号反馈。

所述电动伺服作动器，包括伺服电动机、同步齿轮组及行星滚柱/滚珠丝杠，行星滚柱/滚珠丝杠连于跨运车的车架与每个悬架之间，同步齿轮组连于行星滚柱/滚珠丝杠上，伺服电动机连于同步齿轮组上，每个悬架上均连有车轮。

所述伺服驱动器用于完成伺服电动机的高精度闭环控制。

另一方面，一种跨运车电动伺服独立转向控制方法：

当跨运车人工驾驶的方向盘或无人驾驶的导航系统发出转向指令后，将指令传送至转向控制器，由转向控制器首先解算跨运车各车轮的转向角度，然后将各个车轮的目标转角与车轮角度传感器的反馈角度进行对比，根据两者的差值控制电动伺服作动器动作。

所述转向控制器根据车轮不同的转向模式解算。

所述转向模式，包括阿克曼转向模式、卡车转向模式、斜行转向模式和原地转向模式。

所述转向控制器将跨运车行驶信息、跨运车状态信息、跨运车控制决策进行综合，对跨运车转向过程进行速度、角度的动态规划控制。

所述转向控制器动态规划控制，具体为将解算的控制量分别给定相应车轮的伺服驱动器，伺服驱动器控制伺服电动机进行闭环运动，伺服电动机输出通过同步齿轮组及行星滚柱/滚珠丝杠传递至悬架，最终控制车轮转向。

所述电动伺服作动器在路面出现凹凸时、载重不同轮胎变形不同时的工况下，被拉出/推回需采用电动转向阻抗控制算法实现。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种跨运车电动伺服独立转向系统及其控制方法，还具有以下几点有益效果：

1)本发明电动伺服独立转向系统与传统的跨运车连杆式转向系统(单侧车轮同步转动，只能实现阿克曼转向模式)相比，具有更灵活的转向模式，可实现四种转向模式，即阿克曼转向模式、卡车转向模式、斜行转向模式和原地转向(回转)模式；