Спосіб керування курсовим рухом автопоїзда для буксирування штовханням двох одновісних причепів, приєднаних до тягача попереду

Реферат: Спосіб керування курсовим рухом автопоїзда для буксирування штовханням двох одновісних причепів, приєднаних шарнірно до тягача попереду, полягає у тому, що шляхом повороту кермового колеса тягача повертають його поворотні колеса, визначають напрямок та величину відносного кута повороту коліс, кута складання ланок автопоїзда, відносного кута повороту вектора швидкості у точці стеження причепа, відображують у цій точці отриманий напрямок вектора у вигляді стрілки для можливості стеження за ним, виконують стеження за напрямком вектора відносно дороги, а також за відстанню точки стеження від необхідної траєкторії руху автопоїзда та пов'язують режими повороту кермового колеса з режимами необхідного корегування напрямку вектора: для зміни курсу або траєкторії руху автопоїзда корегують поворотом кермового колеса поворот вектора щодо його направлення у бік необхідного напрямку руху на дорозі або у бік необхідної траєкторії руху з урахуванням відстані від неї. Визначають напрямок та величину кута складання причепів, стеження виконують у будь-якій точці другого від тягача причепа, яка розташована попереду від його коліс, визначають напрямок та величину відносного кута повороту вектора швидкості у точці стеження у залежності від усіх визначених кутів, геометричних параметрів автопоїзда, координат точки стеження та з урахуванням умов руху кожної ланки автопоїзда навколо свого миттєвого центру повороту за формулою. UA 111953 U (12) UA 111953 U UA 111953 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до автомобільної техніки та може бути використана при розробці триланкових модульних автопоїздів, у яких до тягача попереду приєднані шарнірно два модулі (технологічні, енергетичні, заправні), які побудовані на базі одновісних причепів з неповоротними колесами, зокрема снігоприбиральних машин, аеродромних теплових машин, машин розмінування методом тралення та ін. Відомий "Спосіб керування курсовим рухом автопоїзда для буксирування штовханням одновісного причепа, приєднаного до тягача попереду" [1], який полягає у тому, що шляхом повороту кермового колеса тягача повертають його поворотні колеса, визначають напрямок та величину відносного кута повороту коліс, кута складання ланок автопоїзда, відносного кута повороту вектора швидкості у точці стеження, якою є точка переднього звису причепа (згідно з напрямком руху) та відображують у цій точці отриманий напрямок вектора у вигляді стрілки для можливості стеження за ним. Недоліком відомого способу є те, що у ньому відсутні режими та напрямки виконання дій, які, з урахуванням змін кута складання ланок автопоїзда у процесі руху, забезпечують можливість керування курсовим рухом - змінювання у бажаному напрямку курсу (або траєкторії) руху автопоїзда. Використовується тільки один режим виконання дій - синхронність повороту кермового колеса і відносного повороту вектора швидкості у точці стеження, яка можлива тільки при зупинці автопоїзда, а у процесі руху порушується. Відсутні стеження за напрямком вектора швидкості відносно дороги та відстанню точки стеження від необхідної траєкторії руху автопоїзда. Відсутні дії та умови виконання дій, які ураховують наявність двох причепів у складі автопоїзда, їх вплив на процес керування курсовим рухом. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як найближчий аналог, є "Спосіб керування курсовим рухом автопоїзда для буксирування штовханням одновісного причепа, приєднаного до тягача попереду" [2], який полягає у тому, що, шляхом повороту кермового колеса тягача, повертають його поворотні колеса, визначають напрямок та величину відносного кута повороту коліс, кута складання ланок автопоїзда (тягача та першого від тягача причепа), відносного кута повороту вектора швидкості у точці стеження причепа, відображують у цій точці отриманий напрямок вектора у вигляді стрілки для можливості стеження за ним, виконують стеження за напрямком вектора (стрілки) відносно дороги, а також за відстанню точки стеження від необхідної траєкторії руху автопоїзда. Режими повороту кермового колеса пов'язують з режимами необхідного корегування напрямку вектора (стрілки): для зміни курсу або траєкторії руху автопоїзда корегують поворотом кермового колеса поворот вектора (стрілки) щодо його направлення у бік необхідного напрямку руху на дорозі або у бік необхідної траєкторії руху з урахуванням відстані від неї. Недоліком способу-найближчого аналогу є те, що у ньому відсутні дії та умови виконання дій, які ураховують наявність двох причепів у складі автопоїзда, їх вплив на процес керування курсовим рухом. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб керування курсовим рухом автопоїзда для буксирування штовханням двох одновісних причепів, приєднаних шарнірно до тягача попереду, який забезпечить можливість змінювати у бажаному напрямку курс (або траєкторію) руху автопоїзда з урахуванням наявності двох причепів у складі автопоїзда та їх впливу на процес керування курсовим рухом. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що шляхом повороту кермового колеса тягача повертають його поворотні колеса, визначають напрямок та величину відносного кута повороту коліс, кута складання ланок автопоїзда (тягача та першого від тягача причепа) та відносного кута повороту вектора швидкості у точці стеження причепа. Відображують у цій точці отриманий напрямок вектора у вигляді стрілки для можливості стеження за ним, яке виконують за напрямком вектора (стрілки) відносно дороги, а також за відстанню точки стеження від необхідної траєкторії руху автопоїзда. Пов'язують режими повороту кермового колеса з режимами необхідного корегування напрямку вектора (стрілки): для зміни курсу або траєкторії руху автопоїзда корегують поворотом кермового колеса поворот вектора (стрілки) щодо його направлення у бік необхідного напрямку руху на дорозі або у бік необхідної траєкторії руху з урахуванням відстані від неї. Додатково визначають напрямок та величину кута складання причепів. Стеження виконують у будь-якій точці другого від тягача причепа, яка розташована попереду від його коліс. Визначають напрямок та величину відносного кута повороту вектора швидкості у точці стеження у залежності від усіх визначених кутів, геометричних параметрів автопоїзда, координат точки стеження та з урахуванням умов руху кожної ланки автопоїзда навколо свого миттєвого центру повороту. Поворот кермового колеса здійснюють завжди у тому ж напрямку, у якому корегують поворот вектора (стрілки). 1 UA 111953 U 5 10 Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у вирішенні проблеми стійкості та керованості процесу керування курсовим рухом без зупинок (змінюванні у бажаному напрямку курсу або траєкторії руху) та розширенні можливої сфери застосування схеми триланкових модульних автопоїздів, у яких до тягача попереду приєднані шарнірно два модулі (технологічні, енергетичні, заправні), які побудовані на базі одновісних причепів з неповоротними колесами, зокрема снігоприбиральних машин, аеродромних теплових машин, машин розмінування методом тралення та ін., покращенні маневреності. На кресленні наведена схема плоско-паралельного руху автопоїзда при використанні запропонованої технології керування курсовим рухом. Суть способу керування поворотом автопоїзда для буксирування штовханням двох одновісних причепів, приєднаних шарнірно до тягача попереду, полягає у наступному. Шляхом повороту кермового колеса тягача 1 повертають його поворотні колеса, розташовані у точці 2 (креслення). Визначають напрямок та величину відносного кута повороту   2 цих коліс (вектора швидкості V2 у точці 2, наприклад за допомогою датчика у кермовому 15 20 25 30 колесі). За позитивний напрямок усіх відносних кутів векторів швидкості приймають кут при відхиленні вектора ліворуч (тобто, коли вектор повертається проти годинникової стрілки). За позитивний напрямок повороту кермового колеса також приймають поворот проти годинникової стрілки. Тягач 1 рухається навколо свого центру повороту О 1, який розташовано на перетині радіусів повороту поворотних коліс у точці 2 та неповоротних коліс, розташованих у точці 3. Причеп 4, приєднаний до тягача 1 попереду у шарнірній точці 5, рухається як ланка автопоїзда навколо свого центру повороту О2, який розташовано на перетині радіуса повороту неповоротних коліс у точці 6 та радіуса повороту у точці 5. Одночасно визначають напрямок та величину кута складання  5 ланок автопоїзда (тягача та першого від тягача прицепа) у точці 5, який вимірюють за допомогою датчика кута. За позитивний напрямок усіх кутів складання приймають поворот передньої ланки автопоїзда (у цьому випадку - першого від тягача причепа) проти годинникової стрілки відносно задньої ланки (у цьому випадку - тягача). Другий причіп 7, приєднаний до першого причепа 4 у шарнірній точці 8, рухається як ланка автопоїзда навколо свого центру повороту О3, який розташовано на перетині радіуса повороту неповоротних коліс у точці 9 та радіуса повороту у точці 8. Одночасно визначають напрямок та величину кута складання  8 ланок автопоїзда (першого та другого причепів) у точці 8, який вимірюють за допомогою датчика кута. На другому причепі 7 визначають напрямок та величину  відносного кута повороту 10 вектора швидкості V2 будь-якої точки стеження 10, яка розташована згідно з напрямом руху попереду від коліс причепа на відстані Х 10 та убік від 35 поздовжній лінії на будь-яку відстань y10 . Відносно до y10 прийнято наступне правило знаків: "+" - при розташуванні точки стеження ліворуч від поздовжній лінії; "-" - праворуч. Визначення кута 10 проводять у залежності від усіх визначених кутів (  2 ,  5 ,  8 ), геометричних параметрів автопоїзда (L32, L25, L56, L68, L89), координат точки стеження (x10, y10) та з урахуванням умов руху кожної ланки автопоїзда навколо свого миттєвого центру повороту (О 1, О2, О3) за алгебричною формулою (з урахуванням прийнятих правил знаків): 40   L    L  L25   L  y10  10  arcctg 89 ctg 8  arcctg 68 tg arcctg 32  tg 2   5      L     L56  x10  23        ,   де:  2 , 10 - відносні кути повороту векторів V2 , V10 відповідно;  5 ,  8 кути складання ланок автопоїзда у точках 5 та 8 відповідно; L32 , L 25 , L 56 , L 68 , L 89 - геометричні параметри автопоїзда; x10 , y10 - координати точки стеження 10. 45 Для визначення відносного кута повороту 10 використовують електронно-обчислювальні пристрої або їх механічні аналоги, наприклад важільний механізм – система важелів та тяг від кермової трапеції у точці 2 до точки 5, потім - до точки 8 і далі - до точки 10. За допомогою визначеного кута  V10 50 10 на причепі у точці 10 відображують отриманий напрямок вектора у вигляді стрілки для можливості стеження за ним. Причому стеження за напрямком вектора (стрілки) виконують відносно дороги (візуальним наглядом або за 2 UA 111953 U 5 допомогою гіроскопічного датчика курсу). Виконують також стеження за відстанню С 10.11 точки стеження 10 від необхідної траєкторії 11 руху автопоїзда. Режими повороту кермового колеса пов'язують з режимами необхідного корегування напрямку вектора (стрілки) згідно з метою керування курсовим рухом автопоїзда. Для зміни курсу руху на дорозі з існуючого напрямку 12 на необхідний напрямок 13 корегують поворотом кермового колеса поворот стрілки щодо її направлення у бік необхідного напрямку 13 (тобто проти годинникової стрілки) 10  . Для цього, якщо стрілка сама не повертається у цей напрямок 13 (за рахунок повороту рами причепа та за рахунок змін кутів складання з  5 ,  8 ланок автопоїзда), або повертається недостатньо швидко і треба прискорити цей процесc, 10 15 кермове колесо повертають теж проти годинникової стрілки  2  з такою швидкістю, щоб отримати необхідну швидкість повороту стрілки. Після досягнення напрямку 10 процесc припиняють. Для зміни траєкторії руху автопоїзда (з існуючої траєкторії 12 або 13 на необхідну траєкторію 11) корегують поворотом кермового колеса поворот стрілки щодо її направлення у бік необхідної траєкторії 11 за напрямком 14 згідно з відстанню С 10.11 (тобто проти годинникової стрілки) 10  . Для цього, якщо стрілка сама не повертається у цей напрямок 14 (за рахунок повороту рами причепа та за рахунок змін кутів складання  5 ,  8 ланок автопоїзда), або повертається недостатньо швидко і треба прискорити цей процес, кермове колесо повертають 20 25 теж проти годинникової стрілки  2  з такою швидкістю, щоб отримати необхідну швидкість повороту стрілки. Після досягнення напрямку 14 процес припиняють. Величина відстані С10.11 визначає необхідну крутість нахилу напрямку 14 до траєкторії 11 (кут 11.12 ): чим більше величина - тим крутіше роблять нахил (більше 11.12 ). Якщо траєкторія 11 криволінійна, тоді відстань С10.11 визначають на перпендикулярі від точки 10 до дотичної траєкторії 11. При розташуванні необхідних траєкторії 11 або напрямку 13 курсового руху праворуч від існуючого напрямку або траєкторії 12 усі повороти стрілки та кермового колеса змінюють на протилежні:  2  та 10  . Завжди виконують умову - поворот кермового колеса здійснюють у тому ж напрямку, у якому необхідно повертати стрілку при корегуванні. 30 35 40 45 50 55 ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Васильев Б.Г. Повышение маневренности и мобильности модульных машин аэродромнотехнического обеспечения полетов авиации /Б.Г. Васильев, Ю.В. Баистов, С.А. Бодько, В.В. Кириченко //Зб. наук. пр. ХУПС. - X.: ХУПС, 2011. - Вип. 1 (27). - С. 31-34. 2. Патент на корисну модель № 100449, Україна, МПК B62D 49/04, 53/00. Спосіб керування курсовим рухом автопоїзда для буксирування штовханням одновісного причепа, приєднаного до тягача попереду /В.В. Кав'юк, Б.Г. Васильєв та інш. - № u 201501055; заявл. 10.02.2015; опубл. 27.07.2015, Бюл. № 14. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб керування курсовим рухом автопоїзда для буксирування штовханням двох одновісних причепів, приєднаних шарнірно до тягача попереду, який полягає у тому, що шляхом повороту кермового колеса тягача повертають його поворотні колеса, визначають напрямок та величину відносного кута повороту коліс, кута складання ланок автопоїзда (тягача та першого від тягача причепа), відносного кута повороту вектора швидкості у точці стеження причепа, відображають у цій точці отриманий напрямок вектора у вигляді стрілки для можливості стеження за ним, виконують стеження за напрямком вектора (стрілки) відносно дороги, а також за відстанню точки стеження від необхідної траєкторії руху автопоїзда та пов'язують режими повороту кермового колеса з режимами необхідного корегування напрямку вектора (стрілки): для зміни курсу або траєкторії руху автопоїзда корегують поворотом кермового колеса поворот вектора (стрілки) щодо його направлення у бік необхідного напрямку руху на дорозі або у бік необхідної траєкторії руху з урахуванням відстані від неї, який відрізняється тим, що визначають напрямок та величину кута складання причепів, стеження виконують у будь-якій точці другого від тягача причепа, яка розташована попереду від його коліс, визначають напрямок та величину відносного кута повороту вектора швидкості у точці стеження у залежності від усіх визначених 3 UA 111953 U кутів, геометричних параметрів автопоїзда, координат точки стеження та з урахуванням умов руху кожної ланки автопоїзда навколо свого миттєвого центру повороту за формулою:   L    L  L25   L  y10  10  arcctg 89 ctg 8  arcctg 68 tg arcctg 32  tg 2   5     , де:  2 , 10 - відносні  L     L56   x10 23          кути повороту векторів V2 , V10 , відповідно;  5 ,  8 кути складання ланок автопоїзда у точках 5 5 та 8, відповідно; L32 , L25 , L56 , L68 , L89 - геометричні параметри автопоїзда; x10 , y10 координати точки стеження 10, причому поворот кермового колеса здійснюють завжди у тому ж напрямку, у якому корегують поворот вектора (стрілки). Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4