CN101890759B - 搅拌车及其搅拌筒控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于搅拌车的搅拌筒控制系统，包括：输入装置(21)，用于输入所述搅拌筒(25)的工作状态目标指令；检测装置(22)，用于检测所述搅拌筒(25)的状态，得到检测信号；控制装置(23)，用于接收所述目标指令和所述检测信号，并根据预存的控制策略得到并发出控制指令；执行装置(24)，用于根据所述控制指令控制所述搅拌筒(25)在所述目标指令状态下运行。本发明所提供的系统提高了对搅拌筒运行的自动化控制水平，提高了对搅拌筒工作状态的控制精度本发明还公开了一种搅拌车。

Description

搅拌车及其搅拌筒控制系统

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种用于搅拌车的搅拌筒控制系统。本发明还涉及一种包括上述搅拌筒控制系统的搅拌车。

背景技术

随着工程建设项目的增多，搅拌车的应用越来越广泛。

由于机械式油泵的成本较低，因此大量应用于搅拌车上，以实现对搅拌筒转速的控制。

现有技术中的搅拌筒控制系统包括操纵手柄、油泵变量杆和油门控制拉杆等装置，工作过程中，当需要进行搅拌筒的工作状态的改变时，操作人员通过操纵手柄控制变量杆，变量杆进而带动机械式油泵动作，改变其开度及排油方向，从而改变驱动马达的转速和旋转方向，实现对搅拌筒的正、反转及中位停止的功能；另一方面，操作人员还通过油门控制拉杆控制发动机的油门，进而控制发动机的转速，发动机通过其输出轴控制机械式油泵的泵油速度，进而控制搅拌筒的转动速度，由于搅拌筒正转时，搅拌车可以进料，反转时，搅拌车可以出料，因此控制搅拌筒的正、反转速度，即控制了搅拌车的进、出料速度，最终实现对搅拌车的进料、搅拌、搅动、停转和出料等功能的控制。

然而，在控制过程中，需要操作人员直接对变量杆或者发动机油门进行控制，不仅控制过程复杂，而且控制精度较低，特别是在搅拌车的运输过程中，发动机的转速是不断变化的，在其影响下，当机械式油泵的开度保持不变时，搅拌筒的转速也不断变化，导致搅拌车行驶过程中无法实现恒转速搅拌，从而影响搅拌质量。

因此，如何提高对搅拌筒运行的自动化控制水平，并提高对搅拌筒工作状态的控制精度，就成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于搅拌车的搅拌筒控制系统，该系统提高了对搅拌筒运行的自动化控制水平，提高了对搅拌筒工作状态的控制精度。本发明的另一目的是提供一种包括上述搅拌筒控制系统的搅拌车。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于搅拌车的搅拌筒控制系统，其特征在于，包括：

输入装置，用于输入所述搅拌筒的工作状态目标指令；

检测装置，用于检测所述搅拌筒的状态，得到检测信号；

控制装置，用于接收所述目标指令和所述检测信号，并根据预存的控制策略得到并发出控制指令；

执行装置，用于根据所述控制指令控制所述搅拌筒在所述目标指令状态下运行；

所述执行装置包括直流电机和油门传感器，所述控制装置输出用于控制所述直流电机工作的PWM信号和用于控制所述油门传感器状态的电压信号，在所述控制装置内设置发动机转速与电压值之间的对应关系的程序；所述直流电机根据所述PWM信号控制机械式油泵，所述油门传感器根据所述电压信号控制发动机；

还包括通讯装置，用于向所述控制装置传递所述执行装置的状态信号；

所述检测装置包括方向传感器和磁铁，二者中的一者安装于所述搅拌筒，另一者安装于所述搅拌车的车体；

随着搅拌筒的旋转，当方向传感器与磁铁接近时，由于接近方向的不同，所产生的电流的方向也不同，同时接近的程度不同，所产生的电流的大小也不同，可以根据电流方向得到搅拌筒的旋转方向，同时根据电流的脉冲得到搅拌筒的旋转速度，方向传感器进而将电流方向信号和电流大小信号反馈至控制装置，控制装置即可得到搅拌筒的旋转方向和旋转速度。

优选地，所述方向传感器安装于所述搅拌车的水箱支架，所述磁铁安装于所述搅拌筒的前端。

优选地，所述控制装置还包括输入模块，用于输入所述搅拌筒的工作状态目标指令。

优选地，所述控制装置安装于所述搅拌车的车尾部。

优选地，所述电压信号的范围为0V至5V。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种搅拌车，包括搅拌筒和用于控制所述搅拌筒的工作状态的搅拌筒控制系统，所述搅拌筒控制系统为上述任一项所述的搅拌筒控制系统。

本发明所提供的用于搅拌车的搅拌筒控制系统，包括用于输入所述搅拌筒的工作状态目标指令的输入装置，用于检测所述搅拌筒的状态并得到检测信号的检测装置，用于接收所述目标指令和所述检测信号，并根据预存的控制策略得到并发出控制指令的控制装置，以及用于根据所述控制指令控制所述搅拌筒在所述目标指令状态下运行的执行装置。这样，在搅拌车的工作过程中，首先通过输入装置输入目标指令，如：搅拌筒正转、反转、加速、减速、停止、以第一速度恒速、以第二速度恒速以及紧急停止等，同时，检测装置会时刻检测控制搅拌筒的状态，并将其传递至控制装置，控制装置根据目标指令的要求，以及当前搅拌筒的状态，运用已存储的算法得出执行装置的动作，并控制执行装置动作，执行装置进而带动搅拌筒在目标指令状态下工作。可以看出，本发明所提供的搅拌筒控制系统软硬件结合，实现了对搅拌筒的工作状态的自动控制，从而减少了工作人员的劳动强度，同时检测装置能够时刻检测搅拌筒的工作状态，并反馈至控制装置，从而使得对搅拌筒的控制达到了闭环控制，保证了控制精度。

在一种优选实施方式中，本发明所提供的用于搅拌车的搅拌筒控制系统的检测装置包括方向传感器和磁铁，二者中的一者安装于所述搅拌筒，另一者安装于所述搅拌车的车体。工作过程中，随着搅拌筒的旋转，当方向传感器与磁铁接近时，会产生电流，旋转的方向不同，电流的方向也不同，接近的程度不同，电流的大小也不同，方向传感器将电流方向信号和电流大小信号反馈至控制装置，控制装置即可得到搅拌筒的旋转方向和在一段时间内的接近次数（即旋转速度），从而可以得到搅拌筒是否按照目标指令运行，进而计算得出新的控制指令，控制执行装置改变机械式油泵的开度和流向，以及搅拌车的发动机的转速，使搅拌筒始终在目标状态下工作。

在另一种具体实施方式中，本发明所提供的用于搅拌车的搅拌筒控制系统的执行装置包括直流电机和油门传感器，所述控制装置输出用于控制所述直流电机工作的PWM信号和用于控制所述油门传感器状态的电压信号，所述直流电机根据所述PWM信号控制所述机械式油泵，所述油门传感器根据所述电压信号控制所述发动机。这样，在控制装置内设置发动机转速与电压值之间的对应关系的程序，当需要发动机在某一转速下工作时，向油门传感器发送电压信号，通过电压信号对油门传感器进行控制，进行实现对发动机转速的控制，进一步调高了自动控制的程度，提高了控制的准确性。

本发明所提供的搅拌车的有益效果与搅拌筒控制系统的有益效果类似，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明一种具体实施方式所提供的用于搅拌车的搅拌筒控制系统的原理框图；

图2为本发明第二种具体实施方式所提供的用于搅拌车的搅拌筒控制系统的原理框图；

图3为图2所示的搅拌筒控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于搅拌车的搅拌筒控制系统，该系统提高了对搅拌筒运行的自动化控制水平，提高了对搅拌筒工作状态的控制精度。本发明的另一核心是提供一种包括上述搅拌筒控制系统的搅拌车。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的用于搅拌车的搅拌筒控制系统的原理框图。

在一种具体实施方式中，如图1所示，本发明所提供的用于搅拌车的搅拌筒控制系统，包括输入装置21、检测装置22、控制装置23和执行装置24，其中，输入装置21用于输入所述搅拌筒25的工作状态目标指令；检测装置22用于检测搅拌筒25的状态，得到检测信号，控制装置23用于接收目标指令和检测信号，并根据预存的控制策略得到并发出控制指令，执行装置24用于根据控制指令控制搅拌筒25在目标指令状态下运行的。

由于搅拌筒的工作状态受机械式油泵26（示于图2中）的开度和方向的影响，同时还受发动机27（示于图2中）的转速的影响，因此执行装置24既包括油泵执行装置，又包括油门执行装置；为了方便输入，上述输入装置21可以为遥控器211（示于图2中），遥控器211可以通过有线的方式或者无线的方式向控制装置23发出目标指令。

这样，在搅拌车的工作过程中，操作人员首先通过输入装置21向控制装置23发射目标指令，如：搅拌筒正转、反转、加速、减速、停止、以第一速度恒速、以第二速度恒速以及紧急停止等，具体上述不同的目标指令可以通过设置于输入装置21的按钮输入；同时，检测装置22会时刻检测控制搅拌筒25的状态，将检测信号传输至控制装置23，控制装置23得到目标指令和检测信号以后，根据目标指令的要求，以及当前搅拌筒25的状态，运用已存储的算法得出控制执行装置24的控制指令，进而控制执行装置24动作，执行装置24动作最终实现搅拌筒25在目标指令状态下工作。

搅拌筒25以某一恒定速度旋转，正转时可以保证物料搅拌的均匀，反转时可以得到卸料速度，从而可以根据卸料时间得到卸料量，防止卸料量不足。

可以看出，本发明所提供的搅拌筒控制系统软硬件结合，实现了对搅拌筒25的工作状态的自动控制，从而减少了工作人员的劳动强度，同时检测装置22能够时刻检测搅拌筒25的工作状态，并反馈至控制装置23，使得对搅拌筒25的控制达到了闭环控制，保证了控制的精度，闭环控制还可以防止搅拌筒25在车辆行驶过程中反转，从而避免了搅拌车在行驶过程中卸料，造成物料的浪费。

请参考图2和图3，图2为本发明第二种具体实施方式所提供的用于搅拌车的搅拌筒控制系统的原理框图；图3为图2所示的搅拌筒控制系统的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的用于搅拌车的搅拌筒控制系统的检测装置22包括方向传感器221和磁铁（图中未示出），二者中的一者安装于搅拌筒25，另一者安装于搅拌车的车体。

具体地，本文所述的车体是指搅拌车中除搅拌筒25以外的结构，由于方向传感器221需要在磁铁磁场作用下产生电流，为了提高所产生电流的强度，进而提高检测精度，因此磁铁的安装位置一般应保证当搅拌筒25旋转至某一位置时，二者能够非常接近。

工作过程中，随着搅拌筒25的旋转，当方向传感器221与磁铁接近时，由于接近方向的不同，所产生的电流的方向也不同，同时接近的程度不同，所产生的电流的大小也不同，因此，可以根据电流方向得到搅拌筒25的旋转方向，同时根据电流的脉冲得到搅拌筒25的旋转速度，方向传感器221进而将电流方向信号和电流大小信号反馈至控制装置23，控制装置23即可得到搅拌筒25的旋转方向和旋转速度，从而可以判断搅拌筒25是否按照目标指令运行，并可以进行相应地调整，控制执行装置24改变机械式油泵26的开度和流向，以及搅拌车的发动机27的转速，使搅拌筒27始终在目标状态下工作，很容易地保证搅拌筒25以某一速度恒速转动。

为了在满足功能要求的基础上，保证连接的方便性，在一种具体实施方式中，可以将方向传感器221安装于搅拌车的水箱支架上，方便方向传感器221的连线的布置，将磁铁安装于搅拌筒25的前端，使磁铁随搅拌筒25一起运动。

为了方便输入搅拌筒25的工作状态目标指令，控制装置23中还可以设置输入模块，这样，既可以通过遥控器221进行目标指令的输入，还可以通过控制装置23进行目标指令的输入。

由于车尾部的空间较大，具体地，控制装置23可以安装于搅拌车的车尾部。这样，还可以方便连接线束的布置，减少线束的使用，节省了成本。

请继续参考图2，本发明所提供的用于搅拌车的搅拌筒控制系统的执行装置具体可以包括直流电机241和油门传感器242，控制装置23输出用于控制直流电机241工作的PWM信号和用于控制油门传感器242状态的电压信号，直流电机241根据PWM信号控制机械式油泵26，油门传感器242根据电压信号控制发动机27，发动机27进而控制机械式油泵26。这样，在控制装置23内设置发动机转速与电压值之间的对应关系的程序，当需要发动机27在某一转速下工作时，向油门传感器242发送电压信号，通过电压信号对油门传感器242进行控制，进行实现对发动机转速的控制，进一步调高了自动控制的程度，提高了控制的准确性。

具体地，上述电压信号的电压伏值范围可以为0V至5V，最高电压和最低电压分别对应发动机的最高转速和最低转速。当然，电压信号的电压伏值范围还可以为其他值。

为了保证控制的可靠性，防止由于执行装置24的故障导致对搅拌筒25的控制出现差错，本发明所提供的搅拌筒控制系统还包括通讯装置，以便向控制装置23传递执行装置24的状态信号，使控制装置能够时刻了解执行装置24的状态。

另外，为解决上述技术问题，本发明还提供一种搅拌车，包括搅拌筒和用于控制所述搅拌筒的工作状态的搅拌筒控制系统，其中，搅拌筒控制系统为上述的搅拌筒控制系统，搅拌车的其他结构与现有技术相同，本文不再赘述。。

以上对本发明所提供的搅拌车及其搅拌筒控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于搅拌车的搅拌筒控制系统，其特征在于，包括：

输入装置（21），用于输入所述搅拌筒（25）的工作状态目标指令；

检测装置（22），用于检测所述搅拌筒（25）的状态，得到检测信号；

控制装置（23），用于接收所述目标指令和所述检测信号，并根据预存的控制策略得到并发出控制指令；

执行装置（24），用于根据所述控制指令控制所述搅拌筒（25）在所述目标指令状态下运行；

所述执行装置（24）包括直流电机（241）和油门传感器（242），所述控制装置（23）输出用于控制所述直流电机（241）工作的PWM信号和用于控制所述油门传感器（242）状态的电压信号，在所述控制装置（23）内设置发动机转速与电压值之间的对应关系的程序；所述直流电机（241）根据所述PWM信号控制机械式油泵（26），所述油门传感器（242）根据所述电压信号控制发动机（27）；

还包括通讯装置，用于向所述控制装置传递所述执行装置的状态信号；

所述检测装置（22）包括方向传感器（221）和磁铁，二者中的一者安装于所述搅拌筒（25），另一者安装于所述搅拌车的车体；

随着搅拌筒（25）的旋转，当方向传感器（221）与磁铁接近时，由于接近方向的不同，所产生的电流的方向也不同，同时接近的程度不同，所产生的电流的大小也不同，可以根据电流方向得到搅拌筒（25）的旋转方向，同时根据电流的脉冲得到搅拌筒（25）的旋转速度，方向传感器（221）进而将电流方向信号和电流大小信号反馈至控制装置（23），控制装置（23）即可得到搅拌筒（25）的旋转方向和旋转速度。

2.根据权利要求1所述的用于搅拌车的搅拌筒控制系统，其特征在于，所述方向传感器（221）安装于所述搅拌车的水箱支架，所述磁铁安装于所述搅拌筒（25）的前端。

3.根据权利要求1所述的用于搅拌车的搅拌筒控制系统，其特征在于，所述控制装置（23）还包括输入模块，用于输入所述搅拌筒（25）的工作状态目标指令。

4.根据权利要求3所述的用于搅拌车的搅拌筒控制系统，其特征在于，所述控制装置（23）安装于所述搅拌车的车尾部。

5.根据权利要求1所述的用于搅拌车的搅拌筒控制系统，其特征在于，所述电压信号的范围为0V至5V。

6.一种搅拌车，包括搅拌筒和用于控制所述搅拌筒的工作状态的搅拌筒控制系统，其特征在于，所述搅拌筒控制系统为权利要求1至5任一项所述的搅拌筒控制系统。

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