装载机线控转向技术的研究

发布时间：2017-05-06 05:09

  本文关键词：装载机线控转向技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前我国装载机产业链条存在着盲目扩大、缺乏核心技术、抄袭效仿国外先进案例的弊端,其传统装载机在国际市场上缺乏核心竞争力。转向系统作为装载机的核心技术系统更是发展缓慢,传统的转向系统主要由机械结构加之液压系统组成,其存在工作效率低、劳动强度大、噪音高、油液污染严重、转向模式单一等缺点。为了改进装载机的传统转向系统,解决其存在的问题以提高我国装载机在国内外的竞争力,本文结合了电子电路技术、微控制器技术、液压传动技术、机械设计制造技术以及传感器技术对装载机转向系统进行创新性设计,改进了机械结构及液压系统,最终设计出符合装载机先进工作模式的线控转向系统。装载机线控转向系统大致由四部分的构成。其一是电子方向盘装置,主要功能是输入转向信息。其二是转角检测装置,主要功能是检测前后车架的转向角度以及方向盘的旋转角度并将信号反馈给ECU。其三是路感反馈装置,该装置可以根据ECU发出的信号给方向盘提供一定的反作用力,将车辆的行驶情况及路面状况反馈给驾驶员,称之为“路感”(Road Feeling)。其四是控制系统ECU,ECU检测车辆在行驶当中各模块装置的信息,并与转向信息对比之后作出判断,发出相应的控制信号给转向装置。线控转向系统取消了方向盘和转向装置之间的机械连接,取而代之的是一系列的电子单元模块,各模块之间通过导线相互连接,因而大大降低了制造和装配困难。车辆的转向完全由车载控制器(ECU)控制,其工作过程为:(1)各传感器实时检测车辆的行驶信息,包括速度、转向油缸压力、转向角度等,并将信号传递给ECU。(2)驾驶员操作方向盘完成转向动作,传感器检测到方向盘的转动并将信号传递给ECU,ECU根据传感器传递来的信号做出综合分析处理后向转向执行机构发送控制信息。(3)转向装置根据ECU发出的信号完成动作,使车辆保持直线行驶或完成转向。线控转向系统是一种电子闭环反馈系统,该系统灵敏度高、工作速度快且操作轻便灵活。
【关键词】：装载机 线控转向 传感器 路感 控制系统
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 装载机概述9-10
• 1.2 我国装载机发展历程10-11
• 1.3 装载机发展趋势11-12
• 1.4 本章小结12-13
• 2 装载机转向系统介绍13-23
• 2.1 转向系统综述13-14
• 2.2 装载机转向系统现状及其存在的问题14-20
• 2.2.1 机械转向系统14-15
• 2.2.2 机械外反馈随动转向系统15-16
• 2.2.3 全液压转向系统16-19
• 2.2.4 流量放大转向液压系统19-20
• 2.3 装载机线控转向技术概述20-22
• 2.3.1 线控转向技术国内外研究现状20-21
• 2.3.2 装载机使用线控转向系统的优点21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 装载机线控转向系统整体方案设计23-27
• 3.1 轮式装载机线控转向原理23-25
• 3.2 ECU模块配置25-26
• 3.3 本章小结26-27
• 4 装载机线控转向系统子系统设计27-54
• 4.1 方向盘子系统设计27-37
• 4.1.1 齿条限位式车辆线控转向方向盘装置原理27-31
• 4.1.2 丝杠螺母式车辆线控转向方向盘装置原理31-33
• 4.1.3 轴向限位环式车辆线控转向方向盘装置原理33-37
• 4.2 路感反馈装置设计37-45
• 4.2.1 电机阻尼式路感反馈装置37-39
• 4.2.2 双向液压泵式路感反馈装置39-41
• 4.2.3 磁粉制动器式路感反馈装置41-43
• 4.2.4 电磁线圈式路感反馈装置43-45
• 4.3 转角检测装置设计45-47
• 4.4 转向液压系统装置设计47-53
• 4.5 本章小结53-54
• 5 装载机线控转向系统控制单元软硬件设计54-77
• 5.1 转载机线控转向系统硬件电路设计54-69
• 5.1.1 Protel 99SE软件介绍55-56
• 5.1.2 电路原理图设计56-69
• 5.1.2.1 主控模块57-59
• 5.1.2.2 检测模块59-65
• 5.1.2.3 人机界面模块65-66
• 5.1.2.4 执行模块66-68
• 5.1.2.5 其他模块68-69
• 5.2 转载机线控转向系统软件编程69-76
• 5.2.1 编程软件介绍69-70
• 5.2.2 程序编写70-76
• 5.2.2.1 主函数程序70-72
• 5.2.2.2 部分子程序72-76
• 5.3 本章小结76-77
• 6 装载机线控转向系统实验研究77-84
• 6.1 方向盘装置工作模式切换实验78-80
• 6.2 转角检测及转向实验80-82
• 6.3 路感反馈实验82-83
• 6.4 本章小结83-84
• 总结与展望84-86
• 论文总结84-85
• 论文展望85-86
• 参考文献86-89
• 附录89-100
• 致谢100-101
• 攻读学位期间发表的论文及申请的专利101-102

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