一种多台平板运输车拼车转向控制系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种多台平板运输车拼车转向控制系统及其实现方法，适用于具有液压驱动系统的重型运输车辆，属于车辆运输技术领域。

背景技术

重型运输车辆具有载重量大特性，在实际应用中，单台运输车能够满足绝大多数钢结构分段运输要求，当多个分段拼装完成后，钢结构分段重量会远远超出单台车辆的额定载重。该运输分段具有吨位大，运输频率低的特点，如果选用更大吨位的重型运输车，由于使用频率太低，会造成运输成本大幅增加。并且由于分段的重量分布不均匀，需要将运输车不规则停放。目前的解决方案是多个司机同时操作运输车，但是运输过程中由于转向角度不准确会导致轮胎磨损严重并且运输过程安全性也无法保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种多台平板运输车拼车转向控制系统及其实现方法，其通过一个操作室同时操作多台运输车，实现多台车辆协同转向工作，完成运输任务；在多台车协工作时，通过建立转向角度数学模型，计算出多台运输车每个轮子需要转向的目标角度，这就保证运输过程中车辆转向同步运行，不会出行轮胎磨损和憋压的现象。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种多台车辆联动运输转向控制系统，它包括方向盘编码器、模式选择开关、可编程控制器和转向比例阀，所述方向盘编码器安装在车辆驾驶室方向盘下方，所述模式选择开关安装在驾驶室仪表开关面板上，所述可编程控制器安装在车辆驾驶室电控箱，所述转向比例阀控制车轮转向，所述方向盘编码器、模式选择开关和转向比例阀分别通过电缆连接到可编程控制器。

一种多台车辆联动运输转向控制系统的实现方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、读取转向导向角角度数值

增量式编码器通过电缆将其信号输入至可编程控制器，可编程控制器通过PI频率接收端口接收发送过来的脉冲信号，根据不同型号编码器判断出转一圈能够读取的脉冲数，在可编程控制器中将读数换算成导向角角度值；

步骤二、读取转向模式信号

通过多档位旋钮开关或者多个单档开关区分不同的转向模式，转向模式通过电缆将其信号输入至可编程控制器，可编程控制器通过DI开关量输入端口接收发送过来的模式信号，不同的档位对应不同的模式信号；

步骤三、建立转向角度数学模型，计算转向角度

根据每台车的外形轮廓尺寸及车辆非等距排列的距离，这些尺寸可以通过测量得出，根据这些尺寸建立平车后虚拟的外形轮廓尺寸；根据选择的驾驶模式，确定多车拼车后的虚拟转向中心，确保每辆车的每个轮子围绕虚拟转向中心做同心圆转向；

步骤四、输出到转向多路阀，控制每个轮子需要转向的实时目标角度，通过可编程控制器PWM端口输出控制电流，实时控制轮子转向和停止。

步骤二中常用的模式包括普通模式、汽车模式、复位模式和转圈模式。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明一种多台平板运输车拼车转向控制系统及其实现方法，其通过车辆位置的相对关系建立转向数据模型，确保每辆车的每个轮子都能精确转向，保证转向的平稳，运输的安全，并且节约了运输成本。

附图说明

图1为本发明一种多台车辆联动运输转向控制系统的结构图。

图2为本发明一种多台车辆联动运输转向控制系统的流程图。

图3为四车拼车转向数据模型框图。

其中：

方向盘编码器1

模式选择开关2

可编程控制器3

转向比例阀4。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

参加图1，本发明涉及一种多台车辆联动运输转向控制系统，它包括方向盘编码器1、模式选择开关2、可编程控制器3和转向比例阀4，所述方向盘编码器1安装在车辆驾驶室方向盘下方，所述模式选择开关2安装在驾驶室仪表开关面板上，所述可编程控制器3安装在车辆驾驶室电控箱，所述转向比例阀4控制车轮转向，所述方向盘编码器1、模式选择开关2和转向比例阀4分别通过电缆连接到可编程控制器3。

参见图2，本发明涉及一种多台车辆联动运输转向控制系统的实现方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、读取转向导向角角度数值

增量式编码器通过电缆将其信号输入至可编程控制器，可编程控制器通过PI频率接收端口接收发送过来的脉冲信号，根据不同型号编码器判断出转一圈能够读取的脉冲数，在可编程控制器中将读数换算成导向角角度值；

步骤二、读取转向模式信号

通过多档位旋钮开关或者多个单档开关区分不同的转向模式，转向模式通过电缆将其信号输入至可编程控制器，可编程控制器通过DI开关量输入端口接收发送过来的模式信号，不同的档位对应不同的模式信号；

常用的模式包括普通模式、汽车模式、复位模式和转圈模式；

步骤三、建立转向角度数学模型，计算转向角度

根据每台车的外形轮廓尺寸及车辆非等距排列的距离，这些尺寸可以通过测量得出，根据这些尺寸建立平车后虚拟的外形轮廓尺寸；根据选择的驾驶模式，确定多车拼车后的虚拟转向中心，确保每辆车的每个轮子围绕虚拟转向中心做同心圆转向；

步骤四、输出到转向多路阀，控制每个轮子需要转向的实时目标角度，通过可编程控制器PWM端口输出控制电流，实时控制轮子转向和停止。

参见图3，本发明还提供一种四台车辆联动运输角度计算模型，其计算步骤如下：

步骤一、确定四小车顺时针编号1，2，3，4，轮廓尺寸(3000*15000)mm，图示初始输入转角α是30°八字转向方式；

步骤二、确定并车后虚拟车体轮廓设定值(L/W)，各小车虚拟转向中心轮图示小车中心标志；

确定L、W

L23＞L14时，

L＝L23+abs(min(L21,0))+abs(min(L34,0))+30000

L23＜L14时，

L＝L14+abs(min(L12,0))+abs(min(L43,0))+30000

L23＝L14时，L12＝L43

L＝L23+abs(min(L21,0))+30000

＝L14+abs(min(L12,0))+30000

W12＞W34时，

W＝W12+abs(min(W14,0))+abs(min(W23,0))+6000

W12＜W34时，

W＝W34+abs(min(W32,0))+abs(min(W41,0))+6000

W12＝W34时，

W＝W12+abs(min(W14,0))+abs(min(W23,0))+6000

＝W34+abs(min(W32,0))+abs(min(W41,0))+6000

步骤三、测量四小车长度和宽度排列非等距，长度间隔参数L12，L23，L34，L14；宽度间隔参数W12，W23，W34，W14；参数可测量，按图示区分±符号；

步骤四、四个小车同步转向运行时，理论满足：四个小车各自虚拟中心轮始终围绕同心圆转向；

确定M、N

M1＝L/2-7500-abs(min(L12,0))

M2＝L/2-7500-abs(min(L21,0))

M3＝L/2-7500-abs(min(L34,0))

M4＝L/2-7500-abs(min(L43,0))

N1＝abs(min(W14,0))+1500

N2＝W-abs(min(W23,0))+1500

N3＝W-abs(min(W32,0))+1500

N4＝abs(min(W41,0))+1500

确定转角关系f(α2)，f(α3)，f(α4)

得四小车的转向角度关系：

(M1cotα1-N1)＝(M2cotα2-N2)＝(M3cotα3-N3)＝(M4cotα4-N4)＝K

cotα1＝输入值

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。