[发明专利]智能气垫转运车及其控制方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及气垫车领域，具体是一种智能气垫转运车及其控制方法。

背景技术

轮式、导轨式、履带式运输车是目前搬运的主要方式，如汽车、火车、拖拉机，现有大部分的运输工具通常以车轮或履带与地面或导轨接触，出现的问题是振动大、噪声大、车轮损耗大等，在特殊环境和作业要求下，有其局限性。随着现代科技的不断发展，气垫车的出现给出了新的运输手段，气垫车是利用气体层流效应托举载荷，实现大吨位负载的运输。

目前，涉及气垫车的专利主要有：ZL201010242011.2中公开了“一种气垫悬浮运输车自动调平控制装置”，该装置中在不同高度位置分别设置高位光电开关和低位光电开关，用于检测气垫的膨胀量是否达到所设置的上限和下限，并根据此结果来控制气压驱动装置中相关调节阀组，实现调平功能。但由于设置的高度传感器为光电开关，因此它对于气垫的悬浮状态调整精度不高，不能实时检测和调整智能气垫转运车的高度，响应速度也不够理想，而且功耗损失较大。

 ZL201010109077.4（内藏式气垫车）中通过合理安排气垫围裙的压力，使车辆的大部分载荷由气垫围裙来承担，载重能力因气垫围裙而得以提高。但是，该智能气垫转运车仍然不具有自主导航、自主适应作业环境的能力，智能化程度低，功耗也较大。

ZL201210251308.4（一种用于气垫车的驱动装置及其应用）中针对智能气垫转运车驱动，提出一种十字布置结构，安装四套行走机构，实现较大负载、较高精度的驱动。该专利的目的在于提高气垫转运车的驱动精度，不涉及智能化的遥操作。

在目前技术条件下，要求气垫车在遥操控及智能控制方式下进行精细搬运重载设备则显得不足。

根据实际应用需要，考察气垫车的主要指标有三个：一是承载能力，二是操控的灵活性，三是定位的精准性和平稳性。

目前气垫转运车大多较为简单，主要存在以下技术问题，1.控制方式较为单一，智能化程度低，一般是遥控或手动牵引，无自主导航和自主避障功能；2.定位和重复定位精度低，尤其是在遥操控下的精确定位，难以满足精准对接等特殊作业任务的要求，如转运车与托卡马克密封室对接。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本专利提出的一种智能气垫转运车及其控制方法，旨在满足特殊作业要求，胜任遥操控、自主导航、精确定位等复杂作业的要求，解决现有气垫车导航功能差，远程控制欠缺的问题。

本发明的技术方案为：

智能气垫转运车，包括有用于安装车身的车架，安装于车架上的车载控制系统，安装于车架上且分别与车载控制系统连接的电源系统、气垫充放气单元和驱动行走单元，安装于车架上且与车载控制系统连接的导航定位单元和高度传感器，以及与车载控制系统连接的远程主控制器；所述的导航定位单元包括有安装于车架上与车载控制系统连接的数据采集控制器，以及设置于车架的车身四周且分别与数据采集控制器连接的激光测距仪、GPS导航模块和避障传感器。

所述的智能气垫转运车还包括气管卷盘单元，所述的气管卷盘单元包括有气管卷盘、与车载控制系统连接的气管收放控制装置和用于气管定位的管路导向装置。

所述的车载控制系统包括有可编程逻辑控制器,以及分别与可编程逻辑控制器连接的显示屏、存储器和下位无线通信模块；所述的远程主控制器上连接有与下位无线通信模块配合通信的上位无线通信模块；所述的数据采集控制器通过通信串口模块与车载控制系统连接。

所述的气垫充放气单元包括有四个分别设置于车架拐角处的气垫、通过进气阀与四个气垫进气口连接的第一进气管、连接于气垫和进气阀之间且与车载控制系统连接的充放气控制单元；所述的充放气控制单元包括有四组相互连接的比例减压阀和换向阀，且比例减压阀均与进气阀连接，换向阀与对应的气垫连接，比例减压阀和换向阀均与车载控制系统连接；且所述的高度传感器为四个，且分别位于车架四角。

所述的驱动行走单元包括有前驱动轮升降单元、后驱动轮升降单元、前驱动轮转向单元和后驱动轮转向单元。

所述的前驱动轮升降单元和后驱动轮升降单元均是由与第二进气管连接的伺服比例阀和与伺服比例阀出气端连接的下压气囊组成，且伺服比例阀与车载控制系统连接。