Микроконтроллерная система управления поворотных ног большегрузного трейлера

Микроконтроллерная система управления поворотных ног большегрузного трейлера. Полезная модель относится к судостроительной промышленности и предназначена для управления поворотом ног большегрузного трейлера, с помощью которого перевозят отдельные судовые секции.

Технический результат - повышение надежности устройства и улучшение его эксплуатационных характеристик.

Он достигается тем, что новая система управления имеет микроконтроллер, к входам которого соединены с датчиками переключателя вида движения трейлера, датчиком положения руля и датчиками осей, а к выходу микроконтроллера подключены через аналоговый коммутатор сигналов широтно-импульсные демодуляторы, выходы, которых соединены с двухполярными регулируемыми источниками тока, которые соединены с электромагнитами гидравлических клапанов силовых цилиндров. При этом микроконтроллер выполняет роль управляющего устройства, которое на основе обработки входных сигналов с переключателя вида движения, датчика положения руля и датчиков осей, по изменяемой программе формирует выходные сигналы управления поворотных ног большегрузного трейлера.

Полезная модель относится к судостроительной промышленности и предназначена для управления поворотом ног большегрузного трейлера на котором перевозят судовые секции.

Известна электронная система поворота опор многоопорного автомобиля, см. книгу Аксенов П. В. «Многоосные автомобили» - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1989. - 280 с.: ил. - (стр.107 -108).

Недостаток этой электронной системы состоит в необходимости ручного ввода программ движения автомобиля водителем.

Самым близким по сути является устройство для управления поворотом ног трейлера - система управления поворотных ног шестиосного большегрузного «KAMAG», техническая документация на систему управления фирмы Transporttechik Gmb H & Со «FRIESEKES HOEPFNEN» (прототип).

Данная система имеет арифметическо - логический блок, содержащий преобразователь входного сигнала с датчика положения руля, генератор формулы углов поворота ног трейлера, логический блока вид движения и расположения ног трейлера относительно центра поворота, шесть формирователей выходных сигналов на электромагниты гидравлических клапанов силовых цилиндров, осуществляющих поворот ног, собранных по схеме источников тока, с обратной связью от датчиков положения ног трейлера.

Однако, недостатками данной системы являются: устаревшая морально и физически элементная база, неизменяемый порядок работы, необходимость ручной подстройки коэффициентов определяющих углы поворота ног, высокое энергопотребление.

Техническая задача - создание устройства, позволяющего изменять порядок работы системы, программно задавать коэффициенты, определяющие угол поворота ног для трейлеров с различным числом осей, повышенной надежностью, сниженным электропотреблением и массогабаритными показателями.

Технический результат - повышение надежности устройства и улучшение его эксплуатационных характеристик.

Он достигается тем, что новая система управления имеет микроконтроллер, к входам которого подключены переключатель вида движения трейлера и через нормирующие усилители - датчик положения руля и датчики поворотных осей, а к выходу микроконтроллера подключены через аналоговый коммутатор сигналов широтно-импульсные демодуляторы, выходы которых соединены с двухполярными регулируемыми источниками тока, которые соединены с электромагнитами гидравлических клапанов силовых цилиндров.

Устройство представлено на рисунке (функциональная схема).

Оно содержит датчик положения рулевого колеса 1 и шесть датчиков положения осей 2-7, выходы которых подсоединены через нормирующие усилители 9-15 к входам аналого-цифрового преобразования микроконтроллера 16. К логическому входу микроконтроллера 16 подсоединен переключатель вида движения 8. К выходу микронтроллера 16 подсоединен вход аналогового коммутатора сигналов 17. К выходам аналогового коммутатора сигналов 17 подсоединены входы шести широтно - импульсных демодуляторов 18-23. К выходам шести широтно - импульсных демодуляторов 18-23 подсоединены входы шести двухполярных регулируемых источников тока 25-30, к выходам которых подсоединены электромагниты 31-36 гидравлических клапанов силовых цилиндров. Питание блоков системы управления 37 производится от стабилизированного источника питания 24.

В качестве управляющего элемента используется микроконтроллер 16 фирмы Microchip PIC16F877A с промышленным диапазоном рабочих температур от -40°С до +85°С и тактовой частотой 20 МГц..

Устройство работает следующим образом: сигнал задания снимается с реостатного датчика 1, положение которого задается рулевыми колесами в кабинах водителя с помощью вспомогательной гидросисетмы. Электрические сигналы от датчиков положения осей 2-7 и руля 1 поступают через нормирующие усилители 9-15 в многоканальный АЦП микроконтроллера 16. В зависимости от вида движения, задаваемого переключателям 8 в кабине водителя, микроконтроллер вычисляет из сигнала задания соответствующее значение требуемого положения каждой из шести осей. Для поперечного вида движения требуемое положение оси не вычисляется, а приравнивается к положению руля и составляет±110° относительно среднего положения. После вычисления требуемого положения оси, микроконтроллер 16 определяет действительное положение оси, разность между заданным и действительным положением, и направление поворота. Источником выходного сигнала контроллера является один встроенный широтно - импульсный формирователь. Широтно-модулированный сигнал через коммутатор аналоговых сигналов 17, управляемого микроконтроллером, поступает на широтно - импульсные демодуляторы 18-23 со смещенным нулем, выполняющие роль динамически обновляемых «ячеек памяти» сигналов управления. После каждого широтно - импульсного демодулятора 18-23 установлены двухполярные управляемые источники тока 25-30, формирующие двуполярный ток в катушках электромагнитов 31-36 гидравлических клапанов силовых цилиндров. Направление тока в катушках электромагнитов 31-36 гидравлических клапанов определяется скважностью (S) сигнала широтно - импульсного формирователя контроллера 16. Скважность S=2 означает неподвижное состояние подключенной в данный момент оси, скважность S<2 - поворот оси «влево», скважность S>2 - поворот оси «вправо». Чем больше отличие широтно-модулированного сигнала от меандра, тем больше значение тока по модулю в катушках электромагнитов 31-36 гидравлических клапанов.

Положительный эффект - предлагаемого решения позволяет повысить надежность устройства и улучшить его эксплуатационные характеристики.

Источники информации

1. Аксенов П. В. «Многоосные автомобили» - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1989. -280 с.: ил.

2. Техническая документация на систему управления фирмы Transporttechik Gmb H & Со «FRIESEKES HOEPFNEN» (прототип).

Микроконтроллерная система управления поворотных ног большегрузного трейлера, содержащая датчик положения руля, датчики положения осей, шесть электромагнитов гидравлических клапанов силовых цилиндров, шесть поворотных ног с гидравлическим приводом, отличающаяся тем, что она имеет микроконтроллер, входы которого соединены с датчиками переключателя вида движения трейлера, датчиком положения руля и датчиками осей, а к выходу микроконтроллера подключены через аналоговый коммутатор сигналов широтно-импульсные демодуляторы, выходы которых соединены с двухполярными регулируемыми источниками тока, которые соединены с электромагнитами гидравлических клапанов силовых цилиндров.