Спосіб керування поворотом автопоїзда для подачі заднім ходом буксированих позаду двох одновісних причепів

Реферат: Спосіб керування поворотом автопоїзда для подачі заднім ходом буксированих позаду двох одновісних причепів, який полягає у тому, що стеження виконують у будь-якій точці другого від тягача причепа, яка розташована попереду або позаду 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. Причому поворот кермового колеса здійснюють у протилежному напрямку, у якому корегують поворот вектора швидкості, якщо стеження здійснюють у точці, яка розташована попереду від коліс причепа, та у тому ж напрямку - якщо у точці, яка розташована позаду від коліс. UA 113730 U (12) UA 113730 U UA 113730 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до автомобільної техніки та може бути використана при розробці триланкових модульних автопоїздів, у яких до тягача позаду приєднані шарнірно два модулі (технологічні, енергетичні, заправні, туристичні), які побудовані на базі одновісних причепів з неповоротними колесами та потребують керування поворотом автопоїзда для подачі заднім ходом. Відомий "Спосіб керування поворотом автопоїзда для подачі заднім ходом буксированого позаду одновісного причепа з неповоротними колесами" [1], який полягає у тому, що шляхом повороту кермового колеса тягача повертають його колеса, визначають напрямок та величину відносного кута повороту коліс, напрямок та величину кута складання ланок автопоїзда, відносний кут повороту вектора швидкості однієї з двох точок стеження причепа (точки переднього звису, згідно з напрямком руху, або точки шарнірного з'єднання ланок) та відображують отриманий кут щодо можливості нагляду за його змінами або змінами відносного повороту вектора швидкості. Недоліком відомого способу є те, що у ньому відсутні режими та напрямки повороту кермового колеса, які, з урахуванням змін кутів складання ланок автопоїзда у процесі руху, забезпечують поворот з постійними радіусами або бажане змінювання радіусів - зменшення або збільшення. 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. Цей спосіб не може бути застосований для керування поворотом з двома причепами, коли у процес втручається неконтрольоване та некероване складання вже трьох ланок автопоїзда з двома різноманітними кутами складання. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є "Спосіб керування поворотом автопоїзда для подачі заднім ходом буксированого позаду одновісного причепа з неповоротними колесами" [2], який полягає у тому, що шляхом повороту кермового колеса тягача повертають його колеса, визначають напрямок та величину відносного кута повороту коліс, напрямок та величину кута складання ланок автопоїзда (тягача та першого від тягача причепа), напрямок та величину відносного кута повороту вектора швидкості точки стеження причепа, відображують отриманий кут щодо можливості нагляду за його змінами або змінами відносного повороту вектора швидкості та режими повороту кермового колеса пов'язують з режимами необхідних змін радіусів повороту причепа: для руху з постійними радіусами повороту точок причепа поворотом кермового колеса корегують виникаючі відхилення кута вектора щодо його повернення у початковий стан, для зменшення радіусів повороту точок причепа поворотом кермового колеса корегують відносний поворот вектора швидкості щодо збільшення його кута, а для збільшення радіусів повороту - корегують поворот вектора для зменшення його кута. Недоліком способу-прототипу є те, що у ньому відсутні режими та напрямки повороту кермового колеса, які ураховують зміни двох кутів складання ланок автопоїзда (тягача та першого від тягача причепа та двох причепів між собою) у процесі руху, не визначено, у якій точці проводять стеження для цього автопоїзда та як визначають відносний кут вектора швидкості у точці стеження. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб керування поворотом автопоїзда для подачі заднім ходом буксированих позаду двох одновісних причепів, який забезпечить можливість здійснення повороту з постійними радіусами або бажане змінювання радіусів (зменшення або збільшення) з урахуванням змін двох кутів складання ланок автопоїзда у процесі руху. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що шляхом повороту кермового колеса тягача повертають його колеса. Визначають напрямок та величину відносного кута повороту коліс, напрямок та величину кута складання ланок автопоїзда (тягача та першого від тягача причепа), напрямок та величину відносного кута повороту вектора швидкості точки стеження причепа. Відображують отриманий кут щодо можливості нагляду за його змінами або змінами відносного повороту вектора швидкості. Режими повороту кермового колеса пов'язують з режимами необхідних змін радіусів повороту причепа: для руху з постійними радіусами повороту точок причепа поворотом кермового колеса корегують виникаючі відхилення кута вектора щодо його повернення у початковий стан, для зменшення радіусів повороту точок причепа поворотом кермового колеса корегують відносний поворот вектора швидкості щодо збільшення його кута, а для збільшення радіусів повороту - корегують поворот вектора для зменшення його кута. Додатково визначають напрямок та величину кута складання причепів. Стеження виконують у будь-якій точці другого від тягача причепа, яка розташована попереду або позаду від його коліс. Визначають напрямок та величину відносного кута повороту вектора швидкості у точці стеження у залежності від усіх визначених кутів, геометричних параметрів 1 UA 113730 U 5 10 15 20 25 30 35 40 автопоїзда, координат точки стеження та з урахуванням умов руху кожної ланки автопоїзда навколо свого миттєвого центру повороту. Причому поворот кермового колеса здійснюють у протилежному напрямку, у якому корегують поворот вектора швидкості, якщо стеження здійснюють у точці, яка розташована попереду від коліс причепа, та у тому ж напрямку - якщо у точці, яка розташована позаду від коліс. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає у вирішенні проблеми повороту триланкового автопоїзда при подачі заднім ходом буксированих позаду двох одновісних причепів з неповоротними колесами для руху без зупинок по поворотах заданої крутості (постійної або змінної), покращенні маневреності, керованості та безпеки руху, розширенні можливої сфери застосування схеми триланкових модульних автопоїздів, у яких до тягача позаду приєднані шарнірно два модулі (технологічні, енергетичні, заправні, туристичні), які побудовані на базі одновісних причепів з неповоротними колесами та потребують керування поворотом автопоїзда для подачі заднім ходом. На кресленні наведена схема плоско-паралельного руху автопоїзда на повороті. Суть способу керування поворотом автопоїзда для подачі заднім ходом буксированих позаду двох одновісних причепів полягає у наступному. Шляхом повороту кермового колеса тягача 1 повертають його поворотні колеса, розташовані у точці 2. Визначають напрямок та величину відносного кута  2 цих коліс (вектора  швидкості V2 , у точці 2, наприклад за допомогою датчика у кермовому 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 О1, який розташовано на перетині радіусів повороту поворотних коліс у точці 2 та неповоротних коліс, розташованих у точці 3. Причеп 4, приєднаний до тягача 1 позаду у шарнірній точці 5, рухається як ланка автопоїзда навколо свого центру повороту О 2, 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 причепа) 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 причеп 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 V10 у будь-якій точки стеження 10, яка розташована згідно з напрямком руху попереду (на відстані +Х10 - тобто зі знаком "+") або позаду (на відстані -Х10 - тобто зі знаком " ") від коліс причепа. Визначення кута 10 проводять у залежності від усіх визначених кутів (  2 ,  5 ,  8 ), геометричних параметрів автопоїзда ( L 32 , L 25 , L 56 , L 68 , L 89 ), координат точки стеження ( x10 , y10 ) та з урахуванням умов руху кожної ланки автопоїзда навколо свого миттєвого центру повороту за алгебричною формулою (з урахуванням прийнятих правил знаків): 45 50  L   10  L    L  L 25   10  arcctg 89 ctg  8  arctg 68 tg arctg 32  tg 2    5    ,  L    L   x10   23   56      де:  2 , 10 - відносні кути повороту векторів V2 , V10 відповідно;  5 , 8 - кути складання ланок автопоїзда у точках 5 та 8 відповідно; L 32 , L 25 , L 56 , L 68 , L 89 - геометричні параметри автопоїзда; x10 , y10 - координати точки стеження 10, де відносно до 10 прийнято наступне правило знаків: "+" - при розташуванні точки стеження ліворуч від поздовжній лінії; "-" - праворуч. Для визначення відносного кута повороту вектора швидкості використовують електроннообчислювальні 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. 2 UA 113730 U 5 10 Отриманий кут 10 відображають у вигляді стрілки у точці 10 (або на панелі приладів) для  можливості нагляду за його змінами або за змінами відносного повороту вектора V10 . Режими повороту кермового колеса тягача 1 пов'язують з режимами необхідних змін радіусів повороту другого причепа 7 наступним чином. Якщо стеження здійснюють у точці 10, яка розташована попереду від коліс причепа (координата Х10 має знак "+"), то поворот кермового колеса здійснюють у протилежному  напрямку, у якому корегують поворот вектора швидкості V10 (фіг. 1). Для руху з постійними радіусами повороту точок причепа 7 фіксують (запам'ятовують) кут 10 і стежать, у який бік (у процесі подальшого руху та змін кутів складання  5 , 8 ) відхилиться  вектор (стрілка) V10 . При відхиленні вектора праворуч починають повертати кермове колесо теж праворуч (  2 ), щоб повертати вектор ліворуч (  10 ), тобто у протилежному напрямку. Швидкість повертання кермового колеса збільшують до того моменту, доки не буде подолано вплив зміни кутів складання - це момент початку повороту вектора ліворуч. Цей процес припиняють при досягненні вектором початкового значення кута 10 . При відхиленні вектора 15 20 25 30 35 40 45 50 ліворуч проводять ті ж самі корегуючи дії, але у протилежному напрямку - праворуч (  2 , 10 ). Для зменшення радіусів повороту точок причепа поворотом кермового колеса корегують  відносний поворот вектора V10 щодо збільшення кута 10 . Для цього стежать за напрямком розташування вектора Vw відносно поздовжньої лінії та необхідним напрямком його повороту. При розташуванні його праворуч стежать, щоб він повертався теж праворуч ( 10 ). Якщо цього не відбувається (за рахунок змін кутів складання), або треба прискорити цей процес, то повертають кермове колесо з необхідною швидкістю у протилежному напрямку - ліворуч (  2 ). Поворот зупиняють, коли зникає потрібність подальшого зменшення радіусів повороту. При  розташуванні вектора V10 ліворуч проводять ті ж самі дії, тільки у протилежному напрямку ліворуч  2 ,  10 ). Для збільшення радіусів повороту точок причепа поворотом кермового колеса корегують  відносний поворот вектора V10 щодо зменшення кута 10 . Для цього при розташуванні його праворуч поздовжній лінії стежать за тим, щоб він повертався ліворуч (  2 ). Якщо цього не відбувається (за рахунок змін кутів складання) або треба прискорити цей процес, то повертають кермове колесо з необхідною швидкістю у протилежному напрямку - праворуч (  2 ). Поворот зупиняють, коли зникає потрібність подальшого збільшування радіусів повороту причепа. При  розташуванні вектора V10 ліворуч проводять ті ж самі дії, тільки у протилежному напрямку – ліворуч (  2 , 10 ). Якщо стеження здійснюють у точці, яка розташована позаду від коліс причепа 7 (координата Х10 має знак "-"), поворот кермового колеса здійснюють у тому ж напрямку, у якому корегують  поворот вектора швидкості V10 . Джерела інформації: 1. Васильєв Б.Г. Повышение маневренности и мобильности модульных машин аэродромно - технического 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 №101444, Україна, МПК B62D 13/06, 53/00. Спосіб керування поворотом автопоїзда для подачі заднім ходом буксированого позаду одновісного причепа з неповоротними колесами / В.В. Кав'юк, Б.Г. Васильєв та інш. - № u201503005; заявл. 31.03.2015; опубл. 10.09.2015, Бюл. № 23. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб керування поворотом автопоїзда для подачі заднім ходом буксированих позаду двох одновісних причепів, який полягає у тому, що шляхом повороту кермового колеса тягача повертають його колеса, визначають напрямок та величину відносного кута повороту коліс, напрямок та величину кута складання ланок автопоїзда (тягача та першого від тягача причепа), напрямок та величину відносного кута повороту вектора швидкості точки стеження причепа, відображують отриманий кут щодо можливості нагляду за його змінами або змінами відносного 3 UA 113730 U 5 10 15 повороту вектора швидкості та режими повороту кермового колеса пов'язують з режимами необхідних змін радіусів повороту причепа: для руху з постійними радіусами повороту точок причепа поворотом кермового колеса корегують виникаючі відхилення кута вектора щодо його повернення у початковий стан, для зменшення радіусів повороту точок причепа поворотом кермового колеса корегують відносний поворот вектора швидкості щодо збільшення його кута, а для збільшення радіусів повороту - корегують поворот вектора для зменшення його кута, який відрізняється тим, що визначають напрямок та величину кута складання причепів, стеження виконують у будь-якій точці другого від тягача причепа, яка розташована попереду або позаду 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:  L   10  L    L  L 25   10  arcctg 89 ctg  8  arctg 68 tg arctg 32  tg 2    5    ,  L    L   x10   23   56    причому поворот кермового колеса здійснюють у протилежному напрямку, у якому корегують поворот вектора швидкості, якщо стеження здійснюють у точці, яка розташована попереду від коліс причепа, та у тому ж напрямку - якщо у точці, яка розташована позаду від коліс. Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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