車輛平臺(tái)液壓自動(dòng)調(diào)平裝置方案

1、車輛平臺(tái)液壓自動(dòng)調(diào)平方案1 引言特種車輛在到達(dá)預(yù)定位置后,要求能快速架設(shè)精確的水平基準(zhǔn)。高水平度的穩(wěn)定平臺(tái)對(duì)于車輛特種儀器操作有重要影響。以往車輛平臺(tái)主要采用手動(dòng)調(diào)整螺桿或手動(dòng)液壓千斤頂,通過目測(cè)氣泡水平儀,由多人反復(fù)操作調(diào)節(jié)各螺桿支腿達(dá)到水平,這種方法調(diào)節(jié)時(shí)間長、水平精度低,操作難度大,且需要多人配合操作。近年來,車輛平臺(tái)的調(diào)平采用了自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng),其中主要有機(jī)電調(diào)平系統(tǒng)和電液調(diào)平系統(tǒng),大大縮短了調(diào)平的時(shí)間,提高了調(diào)平的精度,只需要啟動(dòng)電源即可完成全部架設(shè)與調(diào)平。本方案論述電液調(diào)平的關(guān)鍵技術(shù)。2 調(diào)平方案2.1 調(diào)平系統(tǒng)調(diào)平系統(tǒng)由檢測(cè)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)3部分組成,具體包括雙軸水平傳感器、閥控

2、液壓缸和基于DSP的數(shù)字液壓控制系統(tǒng)及相關(guān)連接電纜等組成。(1) 檢測(cè)裝置為角度檢測(cè)器,用來檢測(cè)平臺(tái)左右及前后的不平度。其檢測(cè)值的大小是系統(tǒng)判斷是否進(jìn)行調(diào)平的依據(jù),其檢測(cè)精度的高低直接決定了系統(tǒng)的最終調(diào)平精度。(2) 調(diào)平執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用4 個(gè)帶有自鎖功能的液壓支腿,將其對(duì)稱布置在車輛底座的兩側(cè),由相應(yīng)的電液閥控制,通過支腿的上下伸縮,實(shí)現(xiàn)車輛的調(diào)平。(3) 控制系統(tǒng)是自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的核心組成部分,本方案采用基于DSP處理器的數(shù)字控制系統(tǒng)完成控制算法，采用智能功率驅(qū)動(dòng)模塊替代傳統(tǒng)的繼電器方式對(duì)液壓缸電磁閥進(jìn)行控制；通過數(shù)字控制器的軟件程序控制液壓機(jī)構(gòu)動(dòng)作，完成車輛的自動(dòng)調(diào)平。本方案設(shè)計(jì)考慮到安裝的便

3、利性將角度傳感器集中在數(shù)字控制器內(nèi)。 自動(dòng)調(diào)平控制原理圖如下：給定控制精度DSP模塊電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模塊電磁閥1234液壓缸1液壓缸2液壓缸3液壓缸4車輛平臺(tái)兩自由度角度傳感器數(shù)據(jù)采集模塊液壓泵電源模塊圖 1 液壓自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)原理框圖CPLD邏輯控制 2.2 水平度誤差分析圖2 是4 點(diǎn)式承載平臺(tái)示意圖,采用4 個(gè)垂直液壓缸來支撐平臺(tái)。圖2 平臺(tái)支撐示意圖水平傳感器沿X 、Y 方向布置, X 、Y 兩個(gè)方向的水平傾角為和,兩傳感器間的夾角為,則平臺(tái)的傾斜角度可由和合成為:如果兩個(gè)方向的控制精度為±,則調(diào)平后平臺(tái)的水平誤差為:從上式可以得出,控制精度給定,當(dāng)= 90°時(shí),即兩傳感

4、器垂直布置,平臺(tái)的水平誤差有最小值,此時(shí):= 2。也就是說,兩邊的水平控制精度應(yīng)為整個(gè)平臺(tái)水平控制精度的1/2 。2.3 調(diào)平方法調(diào)節(jié)一個(gè)平面到水平狀態(tài)的調(diào)節(jié)過程可以有單向調(diào)節(jié)和多點(diǎn)調(diào)節(jié)兩種方案。若采用多點(diǎn)調(diào)節(jié),即各點(diǎn)都同時(shí)運(yùn)動(dòng),調(diào)整到一個(gè)預(yù)定點(diǎn),其特點(diǎn)是速度快,但會(huì)出現(xiàn)相互干涉耦合現(xiàn)象且算法復(fù)雜。本方案采用單向調(diào)節(jié)的方案,即先將X 軸方向調(diào)平,再將Y 軸方向調(diào)平。雖然調(diào)節(jié)時(shí)間稍長,但協(xié)調(diào)性好。調(diào)平過程中調(diào)節(jié)的實(shí)際上是4 點(diǎn)的相對(duì)高度,為了避免虛腿的產(chǎn)生,提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度,調(diào)節(jié)過程采用向最高點(diǎn)看齊的方法(通過水平傳感器的檢測(cè)信號(hào)可以找出平臺(tái)的最高點(diǎn)),即保持相對(duì)最高點(diǎn)不動(dòng),把低點(diǎn)調(diào)高,這樣平臺(tái)就只有上升運(yùn)動(dòng)。2.4 調(diào)平控制算法流程在車輛平