CN102229204A - 一种卸料系统、方法及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种卸料系统、方法及工程机械。该卸料系统包括卸料门、液压或气压电磁阀、油缸或气缸，压力检测装置及控制单元。本发明可以实现所述卸料门的无级开合。相对于现有技术而言，具有结构简单、操作强度低、匀质性高、安全性高等优点。

Description

一种卸料系统、方法及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地说，涉及一种卸料系统、方法及工程机械。

背景技术

卸料系统是工程机械的主要系统之一。以混凝土搅拌站为例，卸料系统通常与搅拌系统、润滑系统等构成搅拌系统主机，形成混凝土搅拌站的关键部件。卸料系统按动力可分为液压驱动型、气动驱动型。

现有技术中，通常采用电气控制液压或气压电磁阀控制卸料系统的卸料门的打开或关闭，然后根据电气传感单元检测油缸或气缸位置而控制卸料门开度大小，同时采用时间控制的方式保持卸料门在某位置停滞以确保高效卸料。如图1的布局示意图所示，一般在卸料门的全开、半开、关闭的路径上设置多个位置传感器(如3-4个接近开关)，以控制卸料门在全开、半开和关闭三种状态，即其开合一般仅有三级。

然而，在实际操作过程中，由于混凝土配方具有多样性，因塌落度不同而造成卸料状态不一样。一般情况下，为了高效控制生产，需要操作人员进行适当干预，比如根据配方情况对卸料门的控制采取不同的时间参数，必要时对检测单元进行调整，同时对卸料过程中产生的卡料、漏料、堵料等故障需要操作人员灵活处理。

上述控制方式是非完全的自动控制，操作人员操作起来十分不方便。而且，由于检测装置具有多个，如果半开状态检测失效，则会造成搅拌车严重堵料(可能造成事故)；如果关闭或打开状态检测失效，则控制程序会造成停止或漏料等故障，需要经常对检测装置进行定期检查，并且维修起来比较困难。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种卸料系统，该系统可以降低操作难度，避免各类故障或事故的发生，并可以提高系统整机维修性能。

本发明的卸料系统，包括卸料门、液压或气压电磁阀、油缸或气缸，以及：

压力检测装置，所述压力检测装置设置于液压或气压管路上，用于检测液压或气压管路上的压力信号；

控制单元，所述控制单元根据压力检测装置检测的压力信号控制所述液压或气压电磁阀，所述液压或气压电磁阀调整液压或气压管路，从而通过油缸或气缸实现所述卸料门的无级开合。

作为上述技术方案的优选，本发明的卸料系统还包括：

诊断单元，所述诊断单元根据压力检测装置检测的压力信号，实时判断作业过程中的故障；

反馈单元，所述反馈单元用于向操作人员反馈故障信息。

作为上述技术方案的优选，所述卸料系统还包括物料检测装置，所述物料检测装置用于检测物料的配方和/或塌落度，所述控制单元还根据所述物料的配方和/或塌落度控制所述卸料门的开度。

作为上述技术方案的优选，本发明的卸料系统还包括：

干预单元，所述干预单元在诊断单元检测到故障信息后，对所述液压或气压电磁阀进行干预控制。

作为上述技术方案的优选，本发明的卸料系统还包括：

监控单元，所述监控单元用于实时监控作业过程中的参数；

显示单元，所述显示单元用于向操作人员显示参数信息。

作为上述技术方案的优选，所述控制单元内预设有模拟控制曲线，通过对比所述压力信号和模拟控制曲线，实现对液压或气压电磁阀的控制。

本发明的另一个目的在于提供一种卸料方法，该方法用于包括卸料门、液压或气压电磁阀、油缸或气缸的卸料系统中，所述卸料方法包括：

检测液压或气压管路上的压力信号；

根据检测的压力信号控制所述液压或气压电磁阀，所述液压或气压电磁阀调整液压或气压管路，从而通过油缸或气缸实现所述卸料门的无级开合。

作为上述技术方案的优选，该方法还包括：

根据检测的压力信号，实时判断作业过程中的故障；

向操作人员反馈故障信息；

对所述液压或气压电磁阀进行干预控制。

本发明的又一个目的在于提供一种工程机械，该工程机械使用前述的卸料系统或卸料方法。

作为上述技术方案的优选，所述工程机械具体为混凝土搅拌站或沥青站。

本发明的卸料系统、方法及工程机械，根据检测的压力信号可以控制液压或气压电磁阀，从而实现卸料门的无级开合。相对于现有技术而言，本发明不需要设置多个位置传感器即可以实现对卸料门的有效控制，简化了控制结构；此外，本发明在实际操作过程中，控制单元可以根据压力信号及整机的逻辑动作，连续控制卸料门的开度大小，减少甚至免除了操作人员对系统的干预，因此简化了操作方法、提高了生产效率，同时降低了操作强度；而且，本发明的控制单元内预设有模拟控制曲线，通过该曲线可以实现混凝土料的模拟输出控制，通过对压力模型参数的编辑和管理，可以有效提高混凝土料的匀质性；另外，本发明的诊断单元可以根据压力信号实时检测作业过程中的各类故障，并及时地进行故障后的反馈报警及干预控制，可以有效地提高生产安全保护，避免各类故障或事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的卸料系统的结构布局图；

图2是本发明一实施例的卸料系统的结构布局图；

图3是现有技术与本发明的卸料系统控制曲线的对比图；

图4是本发明一实施例的卸料系统的结构框图；

图5是本发明一实施例的卸料方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2所示是本发明一实施例的卸料系统的结构布局图。本发明的卸料系统，包括卸料门1、液压或气压电磁阀2、油缸或气缸3，以及压力检测装置4和控制单元5。卸料门1的打开或关闭通常采用电气控制液压或气压电磁阀2来实现，卸料门1的开度大小由油缸或气缸3的位置决定。卸料门1、液压或气压电磁阀2、油缸或气缸3的结构参考现有技术，本文在此不再赘述。

压力检测装置4用于检测液压或气压管路上的压力信号，在图2所示的实施例中，压力检测装置4示意性地显示在油缸或气缸3上方。应当清楚，该压力检测装置4可以设置在液压或气压管路上的多个位置，只要能够检测出管路上的压力信号，即可以实现本发明的技术效果，本发明并不受限于此。压力检测装置4可以是各类能够检测压力的装置，如带有弹性装置的传感器，优选压力检测装置4为压电传感器，该压电传感器根据压电效应将压力变化产生的形变转换为电荷变化。根据测量精度的需要，可以设置一个或多个压电传感器。优选本发明仅设置1个压电传感器，以便于对其进行定期检查及维修更换。

本发明的控制单元5根据压力检测装置4检测的压力信号控制所述液压或气压电磁阀2，液压或气压电磁阀2调整液压或气压管路，从而通过油缸或气缸3实现所述卸料门1的无级开合。比如，当搅拌主机中的物料搅拌到一定程度后，整机逻辑控制允许卸料。本发明可以根据混凝土配方、塌落度等因素，确定卸料时卸料门1适当的开合度。此时，控制单元5可以根据压力检测装置4的压力信号，将卸料门1准确地停滞在该开合度的位置。

应当注意的是，与现有技术相比，本发明通过采用压力检测装置4可以实现卸料门1的无级开合。图3所示是现有技术与本发明的卸料系统控制曲线的对比图。现有技术中，由于采用的是位置传感器，其一般设置在卸料门的全开、半开、关闭的路径上，因此只能控制卸料门在全开、半开和关闭三种状态，即其开合一般仅有三级，即在图2的曲线中，仅有半开状态和全开状态的两个平台。与此形成对比，在本发明上述技术方案的基础上，本发明的卸料门1可以实现任意开合度的控制动作(即无级开合)。本发明卸料门1的动作可以通过控制单元5智能控制，减少甚至免除了操作人员对系统的干预。

作为一个实施例，本发明的控制单元5内预设有模拟控制曲线，通过对比所述压力信号和模拟控制曲线，实现对液压或气压电磁阀2的控制。模拟控制曲线可以是控制状态与压力值之间的关系曲线，该曲线可以采用多种智能控制算法，本发明并不受限于此。此外，本发明的控制单元5可以包括基于压力信号的数学动态模型的建立和输出，并可以包括对压力模型参数的编辑和管理。压力模型参数可以依赖于混凝土配方、塌落度及卸料状态、常压、过高压、过低压等因素。

在图4所示的实施例中，本发明的卸料系统还根据压力检测装置4检测的压力信号，提供对故障的预警及干预功能。在该实施例中，卸料系统还包括诊断单元6和反馈单元7。诊断单元6根据压力检测装置4检测的压力信号，实时判断作业过程中的故障；反馈单元7用于向操作人员反馈故障信息。反馈单元7可以通过视觉、听觉等方式向操作人员反馈故障信息，如显示故障类别、报警指示灯发光或闪烁以及蜂鸣报警等，优选反馈单元7为报警装置，以便于及时引起操作人员的注意和警觉。

卸料系统中的故障包括如卡料、搅拌车堵料、卸料门1打不开、压力变化无规律、配方动态变化、漏料、液压油泄露等状况。各种类别的故障均可以在压力检测装置4检测的压力信号上有所体现，比如在卡料时，压力值大于相应的标准值；在漏料或液压油泄露时，压力值小于相应的标准值；在搅拌车堵料时，压力值未按标准值线性变化。通过对比压力信号和预设故障信息的模拟控制曲线，本发明可以及时发现故障，有效地提高生产安全保护，避免各类故障或事故的发生。

此外，本发明的卸料系统还包括干预单元8。该干预单元8在诊断单元6检测到故障信息后，对所述液压或气压电磁阀2进行干预控制。比如，当检测到搅拌车堵料的故障后，可以及时进行停止卸料；当检测到漏料的故障后，及时关紧卸料门1。干预单元8的干预控制可以根据工程机械的具体工况进行设置，本发明并不受限于此。

一般地，在上述技术方案的基础上，本发明可以在主机卸料过程中，根据逻辑动作、管道压力情况和动作时间综合地智能判断混凝土料的卡料、堵料及卸料完成等动作；在非卸料过程中，根据逻辑状态和压力情况智能判断混凝土料的泄露、匀质性及配方的动态变化状态；当出现异常情况时，及时进行预警或干预处理。与此同时，当出现由于卡料、搅拌车堵料、卸料门打不开等造成的过压时及时预警或停止卸料；当出现压力变化无规律的配方变化差异较大时及时预警；当出现搅拌主机漏料(卸料压力差异较大)时提供预警；在油缸或气缸动作的过程中，结合时间变化对其情况做辅助判断是否异常。此外，还可以当液压或气压管道压力出现液压油泄漏时，提供及时预警。

作为另一个实施例，本发明的卸料系统还包括监控单元9和显示单元10。所述监控单元9用于实时监控作业过程中的参数；所述显示单元10用于向操作人员显示参数信息。参数信息可以包括卸料时间参数、卸料开合度参数或卸料故障类型等信息，本发明并不受限于此。监控单元9和显示单元10用于可视化向操作人员提供卸料过程的状态。控制单元5和监控单元9可以独立设置，也可以共同形成卸料系统的监控管理系统，本发明并不受限于此。

作为又一个实施例，本发明的卸料系统还包括物料检测装置11，该物料检测装置11用于检测物料的配方和/或塌落度，控制单元5还根据所述物料的配方和/或塌落度控制所述卸料门的开度。在实际操作过程中，由于混凝土配方具有多样性，因塌落度不同而造成对卸料状态的要求不一样。在上述技术方案的基础上，可以根据物料检测装置11检测的具体配方和/或塌落度，通过控制单元5控制液压或气压电磁阀2，并最终由油缸或气缸3实现卸料门1的无级开合，可以在压力检测装置4检测的压力信号的基础上，进一步优化卸料作业控制。

本发明的另一个目的在于提供一种卸料方法，该方法用于包括卸料门、液压或气压电磁阀、油缸或气缸的卸料系统中。本发明一实施例的卸料方法的流程图如图5所示，其包括：

检测液压或气压管路上的压力信号；

根据检测的压力信号控制所述液压或气压电磁阀，所述液压或气压电磁阀调整液压或气压管路，从而通过油缸或气缸实现所述卸料门的无级开合。

优选地，该方法还包括：

根据检测的压力信号，实时判断作业过程中的故障；

向操作人员反馈故障信息；

对所述液压或气压电磁阀进行干预控制。

应当清楚，上述各方法的步骤的顺序可以调整，同样可以实现本发明的技术效果，本发明并不受限于此。

除了上述卸料系统和方法外，本发明还提供一种包括上述卸料系统或方法的工程机械，该工程机械的其它结构参考现有技术，本文不再赘述。该工程机械可以为混凝土搅拌站、沥青站，或者其它类似搅拌设备，本发明并不受限于此。

综上所述，本发明的卸料系统、方法及工程机械，根据检测的压力信号可以控制液压或气压电磁阀2，从而实现所述卸料门1的无级开合。相对于现有技术而言，本发明具有以下优点：

1)结构简单

本发明的检测装置是设置在液压或气压管路上的压力检测装置，不需要设置多个位置传感器即可以实现对卸料门1的有效控制，简化了控制结构，其结构简单，易于检查和维修。

2)操作强度低

本发明在实际操作过程中，控制单元5可以根据压力信号及整机的逻辑动作，连续控制卸料门1的开度大小，减少甚至免除了操作人员对系统的干预，因此简化了操作方法、提高了生产效率，同时降低了操作强度。

3)匀质性高

本发明的控制单元5内预设有模拟控制曲线，通过该曲线可以实现混凝土料的模拟输出控制，通过对压力模型参数的编辑和管理，可以有效提高混凝土料的匀质性。

4)安全性高

本发明的诊断单元6可以根据压力信号实时检测作业过程中的各类故障，并及时地进行故障后的反馈报警及干预控制，可以有效地提高生产安全保护，避免各类故障或事故的发生。

因此，本发明的有益效果是显而易见的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卸料系统，包括卸料门(1)、液压或气压电磁阀(2)、油缸或气缸(3)，其特征在于，还包括：

压力检测装置(4)，所述压力检测装置(4)设置于液压或气压管路上，用于检测液压或气压管路上的压力信号；

控制单元(5)，所述控制单元(5)根据压力检测装置(4)检测的压力信号控制所述液压或气压电磁阀(2)，所述液压或气压电磁阀(2)调整液压或气压管路，从而通过油缸或气缸(3)实现所述卸料门(1)的无级开合。

2.根据权利要求1所述的卸料系统，其特征在于，还包括：

诊断单元(6)，所述诊断单元(6)根据压力检测装置(4)检测的压力信号，实时判断作业过程中的故障；

反馈单元(7)，所述反馈单元(7)用于向操作人员反馈故障信息。

3.根据权利要求1所述的卸料系统，其特征在于，还包括物料检测装置(11)，所述物料检测装置(11)用于检测物料的配方和/或塌落度，所述控制单元(5)还根据所述物料的配方和/或塌落度控制所述卸料门的开度。

4.根据权利要求2所述的卸料系统，其特征在于，还包括：

干预单元(8)，所述干预单元(8)在诊断单元(6)检测到故障信息后，对所述液压或气压电磁阀(2)进行干预控制。

5.根据权利要求1-4任一项所述的卸料系统，其特征在于，还包括：

监控单元(9)，所述监控单元(9)用于实时监控作业过程中的参数；

显示单元(10)，所述显示单元(10)用于向操作人员显示参数信息。

6.根据权利要求1-4任一项所述的卸料系统，其特征在于，所述控制单元(5)内预设有模拟控制曲线，通过对比所述压力信号和模拟控制曲线，实现对液压或气压电磁阀(2)的控制。

7.一种卸料方法，用于包括卸料门、液压或气压电磁阀、油缸或气缸的卸料系统中，其特征在于，所述卸料方法包括：

检测液压或气压管路上的压力信号；

根据检测的压力信号控制所述液压或气压电磁阀，所述液压或气压电磁阀调整液压或气压管路，从而通过油缸或气缸实现所述卸料门的无级开合。

8.根据权利要求7所述的卸料方法，其特征在于，还包括：

根据检测的压力信号，实时判断作业过程中的故障；

向操作人员反馈故障信息；

对所述液压或气压电磁阀进行干预控制。

9.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械使用权利要求1-6任一项所述的卸料系统或权利要求7或8所述的卸料方法。

10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械具体为混凝土搅拌站或沥青站。

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