本發(fā)明涉及一種車輛轉(zhuǎn)彎避障系統(tǒng)及避障方法，屬于汽車。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有的交通運(yùn)輸體系中，集裝箱卡車等大型牽引車在路口轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于大型車輛的轉(zhuǎn)彎半徑較大，車輛外圈在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中會(huì)占用較大的路面面積，常常會(huì)受到路面圍欄、樹(shù)木、路燈、告示牌等障礙物的限制，這不僅增加了行車難度，還可能導(dǎo)致車輛與障礙物發(fā)生剮蹭，造成車輛損壞或交通事故。

2、為了解決上述問(wèn)題，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些針對(duì)大型車輛轉(zhuǎn)彎的輔助裝置，但這些裝置大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不便，且在實(shí)際應(yīng)用中效果不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種新的技術(shù)方案以改善或解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：一種車輛轉(zhuǎn)彎避障系統(tǒng)，包括上托盤(pán)、下托盤(pán)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、鎖止機(jī)構(gòu)、正轉(zhuǎn)限位擋銷和反轉(zhuǎn)限位擋銷，所述上托盤(pán)呈矩形，所述下托盤(pán)呈兩頭窄中間寬的船形，所述上托盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述下托盤(pán)上方，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述上托盤(pán)在所述下托盤(pán)上旋轉(zhuǎn)，所述鎖止機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑺錾贤斜P(pán)鎖緊在所述下托盤(pán)上，所述正轉(zhuǎn)限位擋銷和反轉(zhuǎn)限位擋銷設(shè)置在所述上托盤(pán)上，當(dāng)所述上托盤(pán)順時(shí)針或逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)至的極限位置時(shí)，所述正轉(zhuǎn)限位擋銷或所述反轉(zhuǎn)限位擋銷與所述下托盤(pán)抵接。

3、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)上托盤(pán)相對(duì)下托盤(pán)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)車輛底盤(pán)的靈活轉(zhuǎn)向，尤其在狹窄空間或復(fù)雜路況下，可快速調(diào)整方向以避開(kāi)障礙物，提升車輛的機(jī)動(dòng)性和通過(guò)性；正轉(zhuǎn)限位擋銷和反轉(zhuǎn)限位擋銷，可限制上托盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度，避免因過(guò)度旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞或車輛失控，保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性；鎖止機(jī)構(gòu)能夠在車輛直線行駛時(shí)或靜止時(shí)，將上托盤(pán)鎖緊在下托盤(pán)上，防止因外力或慣性導(dǎo)致意外旋轉(zhuǎn)，提升車輛在靜止?fàn)顟B(tài)下的穩(wěn)定性。本發(fā)明車輛轉(zhuǎn)彎避障系統(tǒng)具有主動(dòng)避障功能，減少駕駛員在復(fù)雜路況下的操作負(fù)擔(dān)，降低因人為失誤導(dǎo)致的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，提升駕駛安全性。

4、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

5、進(jìn)一步地，所述鎖止機(jī)構(gòu)包括定位銷、銷孔和鎖止驅(qū)動(dòng)缸，所述定位銷以能夠沿軸向伸縮的方式安裝在所述下托盤(pán)上，所述銷孔開(kāi)設(shè)在所述上托盤(pán)上，所述鎖止驅(qū)動(dòng)缸的活塞桿與所述定位銷連接，能夠驅(qū)動(dòng)所述定位銷伸縮，插入或退出所述銷孔。

6、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，通過(guò)定位銷與銷孔配合，實(shí)現(xiàn)上托盤(pán)與下托盤(pán)之間的高精度鎖止，防止車輛行駛過(guò)程中因振動(dòng)或外力導(dǎo)致的上托盤(pán)偏移，提升車輛行駛的穩(wěn)定性和安全性。且鎖止驅(qū)動(dòng)缸能夠快速驅(qū)動(dòng)定位銷伸縮，實(shí)現(xiàn)鎖止與解鎖的快速切換，滿足車輛在不同行駛狀態(tài)下的需求，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和效率。

7、進(jìn)一步地，所述下托盤(pán)的上表面設(shè)有多道弧形滾輪槽，每道所述滾輪槽內(nèi)均轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有多個(gè)滾子，所述上托盤(pán)的下表面還設(shè)有與所述滾輪槽對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)槽，所述滾子與所述轉(zhuǎn)動(dòng)槽的槽壁滾動(dòng)接觸。

8、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，多道弧形滾輪槽和滾子，為上托盤(pán)的旋轉(zhuǎn)提供了支撐和導(dǎo)向，且滾子與轉(zhuǎn)動(dòng)槽的滾動(dòng)接觸，降低了上托盤(pán)相對(duì)下托盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦阻力。

9、進(jìn)一步地，還包括對(duì)齊檢測(cè)器，所述對(duì)齊檢測(cè)器用于檢測(cè)所述上托盤(pán)和所述下托盤(pán)的中軸線是否重合，所述對(duì)齊檢測(cè)器包含信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端，所述信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端分別安裝在上托盤(pán)和下托盤(pán)相對(duì)應(yīng)的位置，或者均安裝在所述上托盤(pán)或所述下托盤(pán)上且通過(guò)反射方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)交互。

10、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，對(duì)齊檢測(cè)器能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)上托盤(pán)與下托盤(pán)的中軸線是否重合，為鎖止機(jī)構(gòu)的鎖止操作提供準(zhǔn)確的判斷依據(jù)，確保鎖止操作的準(zhǔn)確性。

11、進(jìn)一步地，還包括第一角度傳感器和第二角度傳感器，所述第一角度傳感器和第二角度傳感器通訊連接，所述第一角度傳感器用于檢測(cè)所述下托盤(pán)的中軸線與車頭的中軸線之間的角度，所述第二角度傳感器用于檢測(cè)所述上托盤(pán)的中軸線和所述下托盤(pán)的中軸線之間的角度。

12、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，第一角度傳感器和第二角度傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)下托盤(pán)與車頭、上托盤(pán)與下托盤(pán)之間的旋轉(zhuǎn)角度，為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制提供準(zhǔn)確的反饋信息，通過(guò)兩個(gè)角度傳感器的數(shù)據(jù)交互和通訊連接，系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)角度控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

13、進(jìn)一步地，還包括第一距離傳感器、第二距離傳感器、第三距離傳感器和第四距離傳感器，四個(gè)距離傳感器分別設(shè)置在所述上托盤(pán)的四個(gè)角上，用于檢測(cè)所述上托盤(pán)的四個(gè)角與障礙物之間的距離。

14、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，距離傳感器能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)上托盤(pán)與障礙物之間的距離，并在距離達(dá)到預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí)及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒駕駛員或系統(tǒng)采取避障措施，避免碰撞事故的發(fā)生，四個(gè)距離傳感器分別設(shè)置在上托盤(pán)的四個(gè)角上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)上托盤(pán)周圍障礙物的全方位檢測(cè)。

15、一種車輛轉(zhuǎn)彎避障方法，利用權(quán)利要求所述的車輛轉(zhuǎn)彎避障系統(tǒng)，包括：

16、在車輛直線行駛狀態(tài)下，上托盤(pán)與下托盤(pán)對(duì)齊，即上托盤(pán)的中軸線與下托盤(pán)中軸線重合，鎖止機(jī)構(gòu)將上托盤(pán)鎖緊在下托盤(pán)上；

17、當(dāng)車輛開(kāi)始轉(zhuǎn)彎時(shí)，鎖止機(jī)構(gòu)解除鎖定，上托盤(pán)能夠相對(duì)下托盤(pán)的旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)上托盤(pán)以與車頭轉(zhuǎn)彎方向相反的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；

18、當(dāng)車輛逐漸駛出轉(zhuǎn)彎區(qū)域時(shí)，此時(shí)再次啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)上托盤(pán)旋轉(zhuǎn)，使上托盤(pán)與下托盤(pán)逐漸恢復(fù)對(duì)齊狀態(tài)；

19、當(dāng)對(duì)齊檢測(cè)器檢測(cè)到上托盤(pán)與下托盤(pán)的中軸線重合時(shí)，鎖止機(jī)構(gòu)重新鎖緊，完成轉(zhuǎn)彎避障過(guò)程，車輛恢復(fù)直線行駛狀態(tài)。

20、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：通過(guò)本發(fā)明的避障方法，實(shí)現(xiàn)了車輛在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中的避障功能，首先，在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，通過(guò)上托盤(pán)與下托盤(pán)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，配合旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以與車頭轉(zhuǎn)彎方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，增強(qiáng)車輛在狹窄或復(fù)雜路況下的通過(guò)能力，避免因轉(zhuǎn)彎空間不足而引發(fā)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)；其次，第二角度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)上托盤(pán)偏轉(zhuǎn)角度變化，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整上托盤(pán)位置，實(shí)現(xiàn)避障與車輛行駛狀態(tài)的聯(lián)動(dòng)的功能；此外，通過(guò)對(duì)齊檢測(cè)器，能確保上托盤(pán)與下托盤(pán)完全對(duì)齊，鎖止機(jī)構(gòu)自動(dòng)鎖緊，恢復(fù)車輛直線行駛狀態(tài)；鎖止機(jī)構(gòu)在正常行駛時(shí)保持鎖定狀態(tài)，確保上托盤(pán)與下托盤(pán)剛性連接，減少行駛震動(dòng)對(duì)車輛結(jié)構(gòu)的沖擊；在轉(zhuǎn)彎時(shí)通過(guò)智能解鎖與旋轉(zhuǎn)，既滿足避障需求，又避免長(zhǎng)期旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的機(jī)械疲勞，延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命。

21、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

22、進(jìn)一步地，當(dāng)車輛開(kāi)始轉(zhuǎn)彎時(shí)，具體步驟如下：

23、s1、判斷第一角度傳感器監(jiān)測(cè)的角度值，當(dāng)角度大于零時(shí)，執(zhí)行步驟s3，否則，執(zhí)行步驟s2；

24、s2、車輛保持直行；

25、s3、鎖止機(jī)構(gòu)(400)解除鎖定，上托盤(pán)(100)能夠相對(duì)下托盤(pán)(200)的旋轉(zhuǎn)；

26、s4、判定是左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)，若是左轉(zhuǎn)，則執(zhí)行步驟s6，否則，執(zhí)行步驟s5；

27、s5、驅(qū)動(dòng)上托盤(pán)左轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)至步驟s7；

28、s6、驅(qū)動(dòng)上托盤(pán)右轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)至步驟s7；

29、s7、判斷上托盤(pán)(100)的四個(gè)角到障礙物的距離，即a1、a2、a3和a4其中之一是否小于等于a，若小于等于a，轉(zhuǎn)至步驟s9；否則，執(zhí)行步驟s8；

30、s8、判斷上托盤(pán)的偏轉(zhuǎn)角度γ是否達(dá)到最大值γmax，如果未到最大，轉(zhuǎn)至步驟s4；否則，轉(zhuǎn)至步驟s9；

31、s9、上托盤(pán)停止偏轉(zhuǎn)；

32、s10、判定車頭是否回轉(zhuǎn)，若胡子涵，轉(zhuǎn)至步驟s11，否則，轉(zhuǎn)至步驟s9；

33、s11、上托盤(pán)回轉(zhuǎn)，當(dāng)回轉(zhuǎn)到上托盤(pán)(100)與下托盤(pán)(200)的中軸線重合時(shí)，鎖止機(jī)構(gòu)(400)重新鎖緊；

34、s12、轉(zhuǎn)彎結(jié)束。

35、進(jìn)一步地，在步驟s4和步驟s5中，通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(300)的輸出控制上托盤(pán)的偏轉(zhuǎn)角度，上托盤(pán)的偏轉(zhuǎn)角度γ與車頭的偏轉(zhuǎn)角度β之間的關(guān)系滿足以下公式：

36、γ＝-kβ

37、其中，k為比例系數(shù)，0≤k≤1；

38、-γmax≤γ≤γmax；

39、-βmax≤β≤βmax；

40、γ為上托盤(pán)的偏轉(zhuǎn)角度，即上托盤(pán)中軸線與下托盤(pán)中軸線之間的夾角；γmax為上托盤(pán)順時(shí)針偏轉(zhuǎn)的最大角度；-γmax為上托盤(pán)逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)的最大角度；

41、β為車頭的偏轉(zhuǎn)角度，即車頭的中軸線與下托盤(pán)中軸線之間的夾角，βmax為車頭順時(shí)針偏轉(zhuǎn)的最大角度；-βmax為車頭逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)的最大角度。

42、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，能夠使上托盤(pán)的偏轉(zhuǎn)角度γ依據(jù)車頭的偏轉(zhuǎn)角度β進(jìn)行相應(yīng)偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而確保上托盤(pán)偏轉(zhuǎn)與車頭偏轉(zhuǎn)之間實(shí)現(xiàn)高度同步性。

43、進(jìn)一步地，

44、

45、其中，βmax為車頭的最大偏轉(zhuǎn)角度，βmax的最大值為90°；

46、γmax為上托盤(pán)的最大偏轉(zhuǎn)角度。