本實(shí)用新型涉及電動(dòng)車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，特別涉及一種小型電動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的直流永磁有刷電機(jī)控制器。

背景技術(shù)：

叉車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有液動(dòng)、氣動(dòng)助力轉(zhuǎn)向和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向因?yàn)榫哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作輕便，維護(hù)方便，無(wú)污染，已在國(guó)內(nèi)電動(dòng)叉車(chē)領(lǐng)域越來(lái)越廣泛應(yīng)用。但是針對(duì)小型電動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)輛應(yīng)用，目前市場(chǎng)上很少用到電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，因?yàn)閲?guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)普遍使用的是交流轉(zhuǎn)向電機(jī)和交流電轉(zhuǎn)向控制器，其系統(tǒng)成本高昂，控制技術(shù)復(fù)雜，不適合應(yīng)用在小型電動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)輛上，很難被國(guó)內(nèi)市場(chǎng)接受。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是：提供一種可靠性高，操作簡(jiǎn)便，成本較低，用于小型電動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的直流永磁有刷電機(jī)控制器。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種小型電動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的直流永磁有刷電機(jī)控制器，包括通過(guò)CAN總線與車(chē)輛的行走控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的轉(zhuǎn)向控制器，所述轉(zhuǎn)向控制器連接控制車(chē)輛的轉(zhuǎn)向電機(jī)，依次經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向電機(jī)減速器和減速齒輪盤(pán)使行走橡膠輪轉(zhuǎn)向，所述轉(zhuǎn)向控制器上還分別連接有：

轉(zhuǎn)向指令傳感器，安裝在控制手柄軸上，將控制手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的大小和方向信息發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器；

位置反饋傳感器，安裝在轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，將轉(zhuǎn)向輪的位置反饋給轉(zhuǎn)向控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制手柄位置和轉(zhuǎn)向輪位置的閉環(huán)控制；

零位接近開(kāi)關(guān)，安裝在齒輪盤(pán)上，為轉(zhuǎn)向控制器計(jì)算位置提供已知的零位參考信號(hào)。

所述行走控制器根據(jù)轉(zhuǎn)彎角度來(lái)限制車(chē)輛行走速度，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)行走車(chē)速來(lái)改變轉(zhuǎn)向靈敏度。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向控制器采用單片機(jī)。

優(yōu)選的，所述單片機(jī)輸出PWM，通過(guò)功率器件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選的，所述單片機(jī)連接車(chē)輛的互鎖開(kāi)關(guān)，互鎖開(kāi)關(guān)一旦閉合，單片機(jī)就開(kāi)始以一個(gè)固定的PWM輸出，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)去尋找零位信號(hào)，零位接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到安裝在齒輪盤(pán)上對(duì)應(yīng)的金屬條后，轉(zhuǎn)向位置處于零位狀態(tài)；單片機(jī)再根據(jù)輸入轉(zhuǎn)向指令信號(hào)和位置反饋信號(hào)，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪達(dá)到目標(biāo)位置。

優(yōu)選的，所述單片機(jī)還通過(guò)電流檢測(cè)電路來(lái)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向電機(jī)電流，進(jìn)行PID調(diào)節(jié), 當(dāng)轉(zhuǎn)向控制器發(fā)生故障時(shí)，將通過(guò)關(guān)閉故障輸出驅(qū)動(dòng)來(lái)斷開(kāi)車(chē)輛的主接觸器。

優(yōu)選的，所述單片機(jī)還連接有狀態(tài)LED，當(dāng)轉(zhuǎn)向控制器發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)控制器的故障指示輸出端口驅(qū)動(dòng)狀態(tài)LED，或通過(guò)串口通訊由外部專用編程器讀取故障碼。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1．本實(shí)用新型的直流永磁有刷轉(zhuǎn)向控制器通過(guò)CAN通訊和行走控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，使行走控制器可以根據(jù)轉(zhuǎn)彎角度來(lái)限制車(chē)輛行走速度，轉(zhuǎn)向控制器可以根據(jù)行走車(chē)速來(lái)改變轉(zhuǎn)向靈敏度，從而提高駕駛車(chē)輛的舒適性。

2． 本實(shí)用新型的直流永磁有刷轉(zhuǎn)向控制器為小型電動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的市場(chǎng)推廣提供了成本優(yōu)勢(shì)，并大大提高了車(chē)輛駕駛的舒適性和可靠性，操作簡(jiǎn)便，售后方便。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：

圖1為本實(shí)用新型所述的直流永磁有刷電機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)框圖；

圖2為本實(shí)用新型所述的轉(zhuǎn)向控制器的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3為本實(shí)用新型所述的轉(zhuǎn)向控制器的控制流程圖；

圖4為實(shí)施例中轉(zhuǎn)向控制器的實(shí)際接線圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型所揭示的小型電動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的直流永磁有刷電機(jī)控制器，包括通過(guò)CAN總線與車(chē)輛的行走控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的轉(zhuǎn)向控制器，所述轉(zhuǎn)向控制器連接控制車(chē)輛的轉(zhuǎn)向電機(jī)，依次經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向電機(jī)減速器和減速齒輪盤(pán)使行走橡膠輪轉(zhuǎn)向，所述轉(zhuǎn)向控制器上還分別連接有轉(zhuǎn)向指令傳感器、位置反饋傳感器和零位接近開(kāi)關(guān)。

工作原理：當(dāng)控制手柄轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，帶動(dòng)安裝在手柄軸上的轉(zhuǎn)向指令傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向指令傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)的大小和方向來(lái)控制轉(zhuǎn)向電機(jī)，經(jīng)過(guò)減速機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)向電機(jī)減速器和齒輪盤(pán)）使行走橡膠輪轉(zhuǎn)向，安裝在轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的位置反饋傳感器將轉(zhuǎn)向輪的位置反饋給轉(zhuǎn)向控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)手柄位置和轉(zhuǎn)向輪位置的閉環(huán)控制，安裝在齒輪盤(pán)上的接近開(kāi)關(guān)為轉(zhuǎn)向控制器計(jì)算位置提供已知的零位參考信號(hào)（適用于編碼器作為位置反饋器件）。另外可以通過(guò)CAN通訊和行走控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，使行走控制器可以根據(jù)轉(zhuǎn)彎角度來(lái)限制車(chē)輛行走速度，轉(zhuǎn)向控制器可以根據(jù)行走車(chē)速來(lái)改變轉(zhuǎn)向靈敏度，從而提高駕駛車(chē)輛的舒適性。

如圖2所示，為轉(zhuǎn)向控制器的結(jié)構(gòu)原理圖。所述轉(zhuǎn)向控制器采用單片機(jī)。所述單片機(jī)輸出PWM，通過(guò)功率器件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。車(chē)輛上的鑰匙開(kāi)關(guān)閉合，經(jīng)過(guò)線性電源轉(zhuǎn)換輸出+3.3V、+15V和外部+5V，分別給單片機(jī)、功率器件、外部轉(zhuǎn)向和位置傳感器供電。

所述單片機(jī)連接車(chē)輛的互鎖開(kāi)關(guān)，如圖3所示，車(chē)輛上的互鎖開(kāi)關(guān)一旦閉合，單片機(jī)就開(kāi)始以一個(gè)固定的PWM輸出，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)去尋找零位信號(hào)，零位接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到安裝在齒輪盤(pán)上對(duì)應(yīng)的金屬條后，轉(zhuǎn)向位置處于零位狀態(tài)。單片機(jī)再根據(jù)輸入轉(zhuǎn)向指令信號(hào)和位置反饋信號(hào)，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，準(zhǔn)確地使轉(zhuǎn)向輪達(dá)到目標(biāo)位置，即位置/速度閉環(huán)控制。

如圖4所示，為某轉(zhuǎn)向控制器的實(shí)際接線圖，控制器參數(shù)如下：

額定電壓：24V

額定電流：40A

控制模式：絕對(duì)位置模式控制

工作頻率：PWM 15.6KHZ

通訊方式：CAN，串口

轉(zhuǎn)向指令輸入支持雙通道互補(bǔ)的模擬量傳感器

轉(zhuǎn)角反饋輸入支持正交編碼器或模擬量?jī)煞N類型的傳感器。

結(jié)合圖2，所述單片機(jī)通過(guò)電流檢測(cè)電路來(lái)監(jiān)測(cè)電機(jī)電流，進(jìn)行PID調(diào)節(jié), 即電流閉環(huán)控制。當(dāng)轉(zhuǎn)向控制器發(fā)生故障時(shí)，將通過(guò)關(guān)閉故障輸出驅(qū)動(dòng)來(lái)斷開(kāi)車(chē)輛的主接觸器，停止車(chē)輛，確保安全行駛。單片機(jī)還通過(guò)控制器的故障指示輸出端口驅(qū)動(dòng)狀態(tài)LED，并且也可以通過(guò)串口通訊由外部專用編程器讀取故障碼，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，便于售后維修。看門(mén)狗電路可以實(shí)時(shí)監(jiān)控單片機(jī)程序的運(yùn)行，一旦程序運(yùn)行出錯(cuò)，可以立即復(fù)位單片機(jī)，確保程序運(yùn)行安全。

上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。