Рулевое управление транспортного сред-CTBA CO ВСЕМи упРАВляЕМыМи КОлЕСАМи Советский патент 1981 года по МПК B62D3/02 

(54) РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА СО ВСЕМИ УПРАВЛЯЕМЫМИ КОЛЕСАМИ

I

Изобретение относится к безрельсовому транспорту, а именно к рулевтым управлениям колесного шасси. Оно может применяться в самоходных шасси различного назначения. Наибольшее применение оно может найти в большегрузных шасси, работаюших в ограниченных для маневра условиях..

Известно рулевое управление транспортного средства со всеми управляемыми колесами, содержашее связанный с рулевым колесом задатчик сигналов прямой и обратной пропорциональности, у которого выход первого сигнала соединен со входом преобразователя сигнала пропорционально величинам прямоугольных координат осей поворота колес, выход второго сигнала соединен со входом второго преобразователя координат, а одноименные выводы упомянутых преобразователей связаны соответственно с первым и вторым входами датчика обратной связи привода поворота колеса 1.

Недостатком известного рулевого управления является недостаточная маневренность транспортного средства.

Цель изобретения - улучшение маневренности путем разделения управления поступательным движением и угловым положением шасси.

Указанная цель достигается тем, что рулевое устройство снабжено датчиком угла поворота транспортного средства, датчиком поступательной скорости, интегратором, сумматором, множителем и задатчиком кривизны поступательного движения, при этом выходы датчике поступательной скорости и задатчика кривизны поступательного движения через множитель соединены со входом интегратора, выход которого и выход датчика угла поворота транспортного средства через сумматор соединены со входом второго преобразователя координат.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого рулевого устройства; на фиг. 2 и 3 - расчетные схемы рулевого устройства; на фиг. 4 - схема движения при управлении прямолинейным поступательным движением и вращением шасси; на фиг. 5 - то же, при управлении криволинейным поступательным движением и вращением щасси.

Рулевое колесо 1 валом связано с датчиком 2 двух сигналов, которые при повороте рулевого колеса изменяются в прямой и обратной пропорции, первый - от нуля до максимума, а BfopoA - от максимума до нуля.

Первый сигнал подается на вход преобразователя 3, который преобразует сигнал прямой пропорциональности в сигналы, пропор-циональпые координатам осей поворота колес Аi относительно осей прямоугольных координат OiX,y, т.е. пропорционально величинам L и - Первый сигнал Ui моделирует пропорциональное изменение г (расстояние от точки 0,0.до А), а второй сигнал Ui моделирует пропорциональное изменение R - радиуса поворота. При этом преобразователь 3 преобразует согласно выражениюLL ti.Cosdi,

Ш.:г..5-(,г8;.,

„ -ТГ

где acosS-HSittS- nocTOHHHb e кoэффициeнтьJ, пропорциональные Li и Д, (фиг. 2). Истинный радиус поворота определится

из соотношений ., - --J.- , тогда R rt или

V,

p I. t-D - b

-Ч/.СоТг; 2.

V, 2. U, s,i,5

Второй сигнал датчика 2, моделируюш.ий R, подключается на вход модуля (вектора) преобразователя 4 полярных координат в прямоугольные, у которого вход соединен валико.м с сумматором 5, угол поворота которого соответствует углу).

Выходы преобразователя 4 и преобразователя 3, соответствующие продольным координатам, т.е. L и R с,.,, подключаются к сумматору 6, выход которого подключен к первому входу датчика 7 обратной связи следящего привода 8 поворота колеса 9. Выходы преобразователя 3 и преобразователя 4, соответствующие поперечным координатам, т.е. - и )f. подключаются к сумматору 10, выход которого подключен ко второму входу датчика 7 обратной связи. Ротор датчика 7 связан с осью 11 поворота колеса 9. Выход датчика обратной связи соединен со входом усилителя мощности 12, который управляет исполнительным приводом 13, включающим электромотор и редуктор, выходной вал которого связан с осью поворота колеса. Один вход сумматора 5 соединен с выходом датчика 14 угла поворота транспортного средства (содержащего гироскопический датчик угла, элемент сравнения, усилитель, исполнительный привод, выход которого соединен с датчиком обратной связи и с входом сумматора).

Другой вход сумматора 5 соединен с выходом интегратора 15 (содержащим элемент сравнения, усилитель, исполнительный привод, выход которого связан с тахогенератором и с входом сумматора 5).

На вход интегратора подключен выход множителя 16, один вход которого соединен с датчиком 17 скорости, а второй с датчиком 18 кривизны поступательного движения. Ротор датчика 18 соединен со вторым рулевым колесом 19.

При управлении только радиу(1ом поворота и направлением движения относительно щасси датчик угла 14 и датчик скорости 17 отключаются муфтой 20 и тумблером 21. При этом на вход множителя 16 подается напряжение от источника питания.

Представленная схема может быть выполнена на переменном л постоянном токе. В случае использования переменного тока в качестве задатчика 2 двух сигналов, датчика 7 обратной связи и преобразователя 4 используются синусно-косинусные вращающиеся трансф орматоры. Для датчика обратной связи входами являются обмотки возбуждения и квадратурная, а выходом косинусная обмотка. В качестве преобразователя 3 возможно использовать как один трансформатор напряжения, у которого числа витков вторичных обмоток пропорциональны величинам координат L и - всех колес, так и стандартные вращающиеся трансформаторы, каждый из которых моделирует координаты оси А поворота одного колеса (фиг. 1). В качестве сумматоров используется последовательное соединение источников тока.

В случае использования постоянного тока, в качестве преобразователя 3 используется делитель напряжения на несколько выходов, при этом напряжения должны быть пропорциональны величинам координат L и - всех колес. В качестве преобразователя 4 используется синусно-косинусный потенциометр.

В качестве датчика 7 обратной связи используется сдвоенный синусно-косинусный потенциометр, при этом выходом является последовательно соединенные обмоткихсинусная одного и косинусная другого потенциометра. В качестве датчика 2 используется сдвоенный потенциометр.

При управлении только радиусом поворота и направлением движения относительно щасси датчик угла 14 и датчик скорости 17 отключаются. Поворачивая рулевое колесо 19 на некоторый угол, получим на выходе датчика сигнал К, пропорциональный углу noBopota, а на выходе множителя 16 - сигнал, пропорциональный произведению этого сигнала и источника питания. На выходе интегратора 15 и сумматора 5 получим сигнал, равный jf у KI/oLt.

Таким образом, можно выбрать угол рнаправлепия движения относительно шасси, который контролируется стрелкой с лимбом, установленными на выходном валу преобразователя 4. При повороте рулевого колеса 1 от ну ля до максимума углы поворота колеса изменяются в диапазоне от , . luma2cSi vy- 0-L ei «t§ u,« cosy-0-BM-« -, 0-SiK..nax-b 6i O-cosjf-ULmax-B/i т.е. при нулевом положении рулевого колеса 1 колеса параллельны оси , повернутой на угол Jf к оси i, а при повороте рулевого колеса до упора колеса плавно поворачиваются так, что точка О пересечения осей вращения всех колес движется по оси . от бесконечности до точки С Управление криволинейным поступательным дви ением осуществляется после выбора угла направления движения у, установки рулевого колеса 1 в нулевое положение и включения датчика скорости 17 тумблером 21. Во время движения со скоростью поворотом колеса 19 задают кривизну К траектории поступательного движения. ПрЯ этом угол поворота колеса равен e.QpctdbrSSi iu rY- MA ei v:/KV«dt, UimaK-Co X Т.е.каждое колесо согласно заданной кривизне поступательного движения поворачивается синфазно на угол у. Для раздельного управления поступательным движением и угловым положением щасси тумблером 21 и муфтой 20 включают датчик 17 поступательной скорости и датчик 14 угла щасси относительно неподвижных координат ОХУ. При этом, если во время движения со скоростью Уц поворачивать только рулевое колесо 1 от нулевого до некоторого среднего положения, то углы поворота колес щасси равны с - arctrf-5 2Si: i bOl2li- о « V.tosOvO-ft/i l--arctd ,.ь (-A)+V,-B/2. Т.е. в начальный момент все колеса были параллельны -друг другу, а щасси двигалось прямолинейно, поступательно, а затем к прямолинейному движению добавилось вращательное движение. Если необходимо управлять и кривизной траектории поступательного движения, то поворачивают рулевое колесо 19 на некоторый угол, соответствующий желаемой ривизне К- Тогда углы поворота колес буут равны с - - lAtna &ill. (.) «-O-L „I, , tr™co5()-о-В/г - {KVu.dt- i a«;td Ut&tti(%.)+№-L i ico&t -j.)-u;B/z. т.е. в начальный момент щасси движется криволинейно-поступательно, при этом радиус кривизны поступательного движения равен , а затем добавляется вращательное движение вокруг точки О, и О с параметрами, аналогичными пред.ыдущему. Применение предлагаемого рулевого управления в складских автопогрузчиках и грузовых автомобилях позволяет с хода без дополнительных манёвров по кратчайщей траектории подъезжать к разгрузочным платформам, стенке и т.д., при этом угловое положение и точность углового положения щасси относительно платформы устанавливаются на последних метрах движения. Формула изобретения Рулевое управление транспортного средства со всеми управляемыми колесами, содержащее кинематически связанный с рулевым колесом задатчик сигналов прямой и обратной пропорциональности, у которого выход первого сигнала соединен со входом преобразователя сигнала, йропорционального величинам прямоугольных координат осей поворота колес, выход второго сигнала соединен со входом второго преобразователя координат, а одноименные выводы упомянутых преобразователей связаны соответственно с первым и вторым входами датчика обратной связи привода поворота колес, отличающееся тем, что, с целью улучщения маневренности путем разделения управления поступательным движением и угловым положением щасси, оно снабжено датчиком угла поворота транспортного средства, датчиком поступательной скорости, интегратором, сумматором, множителем и задатчиком кривизны поступательного движе ния, при этом выходы датчика поступательной скорости и задатЧика кривизны поступательного движения через множитель соединены со входом интегратора, вь1ход которого и выход датчика угла поворота транспортного средства через сумматор соединены со входом второго преобразователя координат. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 561687, кл. В 62 D 3/02, 1974 (про-, тотип).

Фиг. 2 Фг/г. /

a.

Ai/;

Фиг.} r-%i -:Sart4;ta.