CN102774306B - 一种矿用自卸车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种矿用自卸车，其包括与车厢举升销轴同轴联动的感应块；能够采集与感应块的距离信息的传感器，距离信息以传感器电信号的形式输出；第一控制单元，用于在车厢上升时，经第一计算模块以当前传感器电信号和当前的举升手柄电信号为参数，生成比例阀控制控制电信号；第一计算模块用于使在车厢上升时趋近举升极限位置时，当前传感器电信号与当前举升手柄电信号的运算结果趋近零。通过本发明，可以在车厢在逐渐到达举升位置的极限位置时，使车厢的举升动作逐渐的停下来，进而避免车厢在到达举升极限位置时，电比例阀控制电信号还在控制举升系统工作，从而避免了车厢在到达举升极限位置时液压系统对举升缸体、举升泵造成冲击的问题。

Description

一种矿用自卸车

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种矿用自卸车。

背景技术

矿用自卸车是一种非公路重型自卸车，主要用做露天矿山的岩石土方剥离和矿石运输，其在矿山开采和水利工程中有着重要应用。矿用自卸车具有运程短、转弯半径小、载荷重和几何尺寸大等特点。近年来，随着越来越多大型露天矿区的开发，矿用自卸车得到更多的应用和发展。

矿用自卸车在作业过程中，车厢的举升和下降是主要的作业动作。一旦车厢的举升和下降功能丧失，自卸车将因无法正常作业失去其使用价值。车厢的举升和下降主要依靠液压泵和举升缸来实现，液压泵将液压油通过控制阀注入或者排出举升缸，使举升缸伸出或缩回，举升缸带动车厢进行举升或下降作业。

在作业过程中，矿用自卸车车厢的举升和下降都存在一个机械极限位置。驾驶室内的驾驶员手动操作举升手柄控制车厢的举升停止和下降停止。但鉴于不同驾驶员的经验限制以及人工操作误差等因素使得驾驶员往往不能准确的把握举升极限位置和下降极限位置。车厢一旦到了机械位置，若驾驶员继续控制进行举升或下降操作，液压系统将会瞬间建立高压，这会对举升缸体和举升泵造成冲击，降低举升缸体和举升泵的使用寿命，严重时甚至损坏举升缸体和举升泵；同时也会造成整车的剧烈抖动，对车辆构架也不利。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种自卸车，以解决降低举升缸体和举升泵因操作人员的误操作影响使用寿命的问题。

一方面，本发明提供了一种矿用自卸车，包括：与所述矿用自卸车车厢的举升销轴同轴联动的感应块；传感器，用于采集其与感应块之间的距离信息，所述距离信息以传感器电信号的形式输出；第一控制单元，用于在车厢上升时，经第一计算模块以当前所述传感器电信号和当前举升手柄的举升手柄电信号为参数，生成举升比例电磁阀控制电信号；所述第一计算模块用于使车厢上升至趋近举升极限位置时，当前传感器电信号与当前举升手柄电信号的运算结果趋近零。

进一步地，上述矿用自卸车还包括第二控制单元，用于在车厢下降时，经第二计算模块以当前所述传感器电信号和当前举升手柄的举升手柄电信号为参数，生成下降比例电磁阀控制电信号；所述第二计算模块用于使在车厢下降至趋近下降极限位置时，当前传感器电信号与当前举升手柄电信号的运算结果趋近零。

进一步地，所述传感器设为当车厢上升时，所述传感器与所述感应块的距离逐渐变近；所述第一计算模块用于将当前举升手柄的举升手柄电信号乘以当前所述传感器电信号与最大传感器电信号的比值以生成第一中间结果；将所述第一中间结果与当前举升手柄电信号进行差值计算。

进一步地，所述传感器设为当车厢上升时，所述传感器与所述感应块的距离逐渐变远；所述第一计算模块用于将当前举升手柄的举升手柄电信号乘以当前所述传感器电信号与最大传感器电信号的比值。

进一步地，所述传感器设为当车厢下降时，所述传感器与所述感应块的距离逐渐变近；所述第二计算模块包括，将当前举升手柄的举升手柄电信号乘以当前所述距传感器电信号与最大传感器电信号的比值以生成第二中间结果；将所述第二中间结果与当前举升手柄电信号进行差值计算。

进一步地，所述传感器设为当车厢下降时，所述传感器与所述感应块的距离逐渐变远；所述第二计算模块用于将当前举升手柄的举升手柄电信号乘以当前所述传感器电信号与最大传感器电信号的比值。

进一步地，所述感应块的布置方向与所述举升销轴的轴线相平行，所述感应块沿所述举升销轴轴线方向设置有感应面和底面，所述底面与所述举升销轴固定连接，所述感应块随所述举升销轴转动时，所述感应面与所述传感器的垂直距离线性变距。

进一步地，所述感应面与所述传感器的垂直距离区间为0～50mm。

进一步地，所述感应面为弧形感应面，所述传感器为线性位移传感器，所述线性位移传感器与所述弧形感应面相对设置。

本发明提供一种自卸车，相对于现有的矿用自卸车，其在车厢举升销轴上设置与其同轴联动的感应块，能够采集与感应块的距离信息的传感器，以及第一控制单元，第一控制单元用于在车厢上升时，经第一计算模块以当前传感器电信号和当前的举升手柄电信号为参数，生成比例阀控制控制电信号；第一计算模块用于使在车厢上升时趋近举升极限位置时，当前传感器电信号与当前举升手柄电信号的运算结果趋近零。因此，本发明提供的矿用自卸车可以使车厢在逐渐到达举升极限位置时，车厢的举升动作逐渐停下来，进而避免车厢在到达举升极限位置时，电比例阀控制电信号还在控制举升系统工作，从而避免了车厢在到达举升极限位置时液压系统对举升缸体、举升泵造成冲击的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中所述矿用自卸车的结构框图；

图2为本发明实施例中所述矿用自卸车的又一结构框图；

图3为本发明实施例中所述矿用自卸车的又一结构示意图；

图4为感应块的结构示意图；

图5为感应块与传感器的位置关系示意图。

附图标记说明：

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的基本思想在于通过对人员操作所产生的电信号进行自动的调整以生成最终的电比例阀控制信号，使在车厢举升或下降至极限位置前自动降低运行速度，从而避免了控制不当造成的对举升缸体和举升泵的冲击。

下面结合图1，对本发明的优选实施例作进一步详细说明，在本发明实施例中，矿用自卸车包括：与车厢举升销轴同轴联动的感应块1；传感器2，用于采集其与所述感应块1的距离信息，该距离信息以传感器电信号的形式输出；第一控制单元4，用于在车厢上升时，经第一计算模块以当前的传感器电信号和当前举升手柄3的举升手柄电信号为参数，生成举升比例电磁阀5的举升比例电磁阀控制电信号；第一计算模块用于使车厢上升至趋近上升极限位置时，当前传感器电信号与当前举升手柄电信号的运算结果趋近零。

在矿用自卸车的车厢举升过程中，举升销轴会随着车厢的举升动作而转动；本发明在举升销轴上设置了感应块，用来向传感器反馈信号，以使传感器2可以测得感应块1在举升销轴转动过程中的位移信号；由于举升销轴与感应块1同轴联动，所以通过传感器1测得的传感器电信号可以对应于举升销轴的当前转动角度，从而也就可以使通过当前传感器点信号可以对应于车厢的当前举升位置。

在本发明中，传感器2的所采集的感应块信号，可以以传感器电信号的形式输出，在车厢的举升过程中，传感器电信号会随之变化，比如，传感器电信号可以从零逐渐升至车厢举升极限位置时传感器所对应的电信号，即，最大传感器电信号；此外，传感器电信号还可以设置为从最大传感器电信号逐渐降至零，也就是说在车厢下降至极限位置时传感器电信号为最大值，当车厢达到举升极限位置时传感器电信号为零。

以车厢在举升极限位置时，传感器2与感应块1的距离为最小值，传感器电信号为最大值为例；这种情况下，传感器2设为当车厢上升时，传感器2与感应块1的距离逐渐变近，随着车厢的举升，感应器电信号逐渐变大。

在本发明中，将当前传感器电信号为计算参数，通过第一计算模块对当前举升手柄3的举升手柄电信号进行修正，以在趋近车厢在举升极限位置时，生成最终的电比例阀控制电信号也趋近于零。这样，可以随着车厢在逐渐到达举升极限位置的极限位置，举升比例电磁阀5的举升比例电磁阀控制电信号也逐渐的变为零，从而使车厢的得举升动作逐渐的停下来，进而避免车厢在到达举升极限位置时，举升比例电磁阀5的举升比例电磁阀控制电信号还在控制举升系统工作，由此，也就避免了车厢在到达举升极限位置时液压系统会瞬间建立高压对举升缸体、举升泵造成冲击的问题。

上述第一计算模块可以有多种实现方式，只要是以当前传感器电信号和当前举升手柄3的举升手柄电信号为计算参数，通过第一计算模块对举升手柄的电信号进行修正，能够使在趋近车厢在举升极限位置时，生成最终的举升比例电磁阀5的举升比例电磁阀控制电信号也趋近于零即可。优选的，在本发明实施例中，第一计算模块具体可以为：将当前举升手柄3的举升手柄电信号乘以当前传感器电信号与最大传感器电信号的比值以生成第一中间结果；将所述第一中间结果与当前举升手柄电信号进行差值计算。以最大传感器电信号为100为例，随着传感器2采集感应块1的距离信息不断地变化，传感器电信号随之在0到100之间变化；随着车厢在举升接近极限位置，传感器电信号也趋近100。

如果当前传感器电信号为96时，意味着车厢的举升位置已经趋近于举升的极限位置，设此时的举升手柄电信号为50；此时，第一中间结果为50×（96/100）=48；第一中间结果与当前的举升手柄电信号的差值为2，所以此时由第一控制单元4生成的举升比例电磁阀5的举升比例电磁阀控制电信号的值为2，所以此时就会使车厢的举升动作变得很缓慢，直至在车厢举升的极限位置，举升比例电磁阀5的举升比例电磁阀控制电信号的值逐渐降低为零，从而使车厢的举升动作在举升至极限位置时自动停止运动。在本申请中，无论举升手柄电信号为多大，通过第一控制单元4的修正，都可以在车厢上升时趋近举升极限位置时，使当前的举升比例电磁阀57的举升比例电磁阀控制信号距趋近零。从而避免误操作所造成的车厢在到达举升位置时，举升比例电磁阀5的举升比例电磁阀控制电信号还在控制举升系统工作，由此，也就避免了车厢在到达举升极限位置时液压系统会瞬间建立高压对举升缸体、举升泵造成冲击的问题。

此外，在本申请中，还可以将传感器设为当车厢上升时，传感器2与感应块1的距离逐渐变远，随着车厢的举升，传感器电信号逐渐变小。这种情况下，车厢在举升极限位置时，传感器2与感应块1的距离为最大值，传感器电信号为最小值。

传感器2设置为车厢在举升极限位置时，传感器电信号为最小值，即随着车厢的举升，传感器电信号不断地变小，直至在车厢的举升极限位置时，传感器2的电信号为零。此时第一计算模块具体可以为：将当前举升手柄3的举升手柄电信号乘以当前传感器电信号与最大传感器电信号的比值。

同样，以最大传感器电信号为100为例，随着传感器2采集感应块1的距离信息不断地变化，传感器电信号随之在100到0之间变化；随着车厢在举升接近极限位置，传感器电信号也趋近0。

如果当前传感器电信号为4时，意味着车厢的举升位置已经趋近于举升的极限位置，设此时的举升手柄电信号为50；此时，由第一控制单元4生成的比例阀控制电信号为50×（4/100）=2；所以此时由第一控制单元4生成的举升比例电磁阀5的举升比例电磁阀控制电信号的值为2，所以此时就会使车厢的举升动作变得很缓慢，直至在车厢举升的极限位置，举升比例电磁阀控制电信号的值逐渐降低为零，从而使车厢的举升动作在举升至极限位置时自动停止运动。

优选的，参考图2，在本申请的另一实施例中，与第一控制单元的原理类似，还可以设有第二控制单元6，通过修正车厢下降时的举升手柄3的举升手柄电信号来生成下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制信号；具体的，第二控制单元6用于在车厢下降时，经第二计算模块以当前传感器电信号和当前举升手柄3的举升手柄电信号为参数，生成下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号；所述第二计算模块用于使在车厢下降时趋近下降极限位置时，当前传感器电信号与当前举升手柄3的举升手柄电信号运算结果趋近零。

以车厢在下降极限位置时，传感器2与感应块1的距离为最小值，传感器电信号为最大值为例；这种情况下，传感器2设为当车厢下降时，传感器2与感应块1的距离逐渐变近，随着车厢的下降，感应器电信号逐渐变大。

在本发明中，将当前传感器电信号为计算参数，通过第二计算模块对当前举升手柄3的举升手柄电信号进行修正，以在趋近车厢在下降极限位置时，生成最终的下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号也趋近于零。这样，可以随着车厢在逐渐到达下降极限位置，下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号也逐渐的变为零，从而使车厢的下降动作逐渐的停下来，进而避免车厢在到达下降到极限位置时，下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号还在控制下降系统工作，由此，也就避免了车厢在到达下降极限位置时液压系统会瞬间建立高压对举升缸体、举升泵造成冲击的问题。

本发明中的第二计算模块可以有多种实现方式，只要是以当前传感器电信号和当前的举升手柄3的电信号为计算参数，通过第二计算模块对举升手柄3的举升手柄电信号进行修正，能够使在趋近车厢在下降到极限位置时，生成最终的下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号也趋近于零即可。优选的，在本发明实施例中，第二计算模块具体可以为，将当前举升手柄电信号乘以当前传感器电信号与最大传感器电信号的比值以生成第二中间结果；将第二中间结果与当前举升手柄电信号进行差值计算。以最大传感器电信号为100为例，随着传感器采集感应块的距离信息不断地变化，传感器电信号随之在0到100之间变化；随着车厢在举升接近极限位置，传感器电信号也趋近100。

如果当前传感器电信号为96时，意味着车厢的下降位置已经趋近于下降的极限位置，设此时的举升手柄电信号为50；此时，第二中间结果为50×（96/100）=48；第二中间结果与当前的举升手柄电信号的差值为2，所以此时由第二控制单元6生成的下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号的值为2，所以此时就会使车厢的下降动作变得很缓慢，直至在车厢下降的极限位置，下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号的值逐渐降低为零，从而使车厢的下降动作在下降至极限位置时自动停止运动。在本申请中，无论举升手柄电信号为多大，通过第二控制单元6的修正，都可以在车厢下降至趋近下降极限位置时，使当前的下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制信号距趋近零。从而避免误操作所造成的车厢在到达下降位置时，下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号还在控制下降系统工作，由此，也就避免了车厢在到达下降极限位置时液压系统会瞬间建立高压对举升缸体、举升泵造成冲击的问题。

此外，在本申请中，还可以将传感器设为当车厢下降时，传感器2与感应块1的距离逐渐变远，随着车厢的下降，感应器电信号逐渐变小。这种情况下，车厢在下降到极限位置时，传感器2与感应块1的距离为最大值，传感器电信号为最小值。

传感器2设置为车厢在下降极限位置时，传感器电信号为最小值，即随着车厢的下降，传感器电信号不断地变小，直至在车厢的下降极限位置时，传感器电信号为零。此时第二计算模块具体可以为：将当前举升手柄3的举升手柄电信号乘以当前传感器电信号与最大传感器电信号的比值。

同样，以最大传感器电信号为100为例，随着传感器2采集感应块1的距离信息不断地变化，传感器电信号随之在100到0之间变化；随着车厢在下降接近极限位置，传感器电信号也趋近0。

如果当前传感器电信号为4时，意味着车厢的下降位置已经趋近于下降的极限位置，设此时的举升手柄电信号为50；此时，由第二控制单元6生成的下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号为50×（4/100）=2；所以此时由第二控制单元6生成的下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号的值为2，所以此时就会使车厢的下降动作变得很缓慢，直至在车厢下降的极限位置，下降比例电磁阀7的下降比例电磁阀控制电信号的值逐渐降低为零，从而使车厢的下降动作在举升至极限位置时自动停止运动。

上述感应块和传感器用于将车厢举升销轴的转动信息转换为距离信息，以便于第一控制单元和/或第二控制单元据此信息对举升比例电磁阀和/或下降比例电磁阀进行控制。对于上述感应块和传感器的具体设置方式包括但不限于以下方式：

方式一：传感器为线性位移传感器，感应块的布置方向与举升销轴的轴线相平行，该感应块沿举升销轴轴线方向设置有感应面和底面，该底面与举升销轴固定连接，当感应块随举升销轴转动时，感应面与所述传感器的垂直距离线性变距。优选的，感应面与传感器的垂直距离区间为0～50mm。

方式二：传感器采用拉杆传感器并固定于车架上，感应块固定于举升销轴并与拉杆传感器的拉杆相连，当感应块随举升销轴转动时，拉杆拉出或缩回，拉杆拉出或缩回的长度与感应块转动角度成为一定比例关系，由此将举升销轴转动角度值转换为位移值。

本发明中优选采用方式一，具体的，如图3所示，感应块11（图4）为圆弧块且沿举升销轴8的轴线方向设有弧形感应面111和底面112，感应块的底面112与车厢的举升销轴8固定连接，传感器为线性位移传感器21，该线性位移传感器21与矿用自卸车的车架（图中未标出）相连，该线性位移传感器21与弧形感应面111相对设置（图5）。当感应块11随举升销轴8转动时，弧形感应面111与线性位移传感器21之间的垂直距离线性变距。

以举升过程为例，设置弧形感应面111与线性位移传感器21的垂直距离区间为0mm～50mm，线性传感器设为当车厢上升时，线性传感器与所述感应块11的距离逐渐变近，初始位置时，线性位移传感器21与弧形感应面111的一端相对，二者的垂直距离为0；当车厢举升至极限位置时，感应块转至其弧形感应面111的另一端与线性位移传感器21相对，二者的垂直距离H为50mm。由此，第一控制单元根据此距离信息发出举升比例电磁阀控制电信号。

由上述内容可知，相对于现有的矿用自卸车，本发明提供的自卸车，其在车厢举升销轴上设置与其同轴联动的感应块，能够采集与感应块的距离信息的传感器，以及第一控制单元，第一控制单元用于在车厢上升时，经第一计算模块以当前传感器电信号和当前的举升手柄电信号为参数，生成比例阀控制控制电信号；第一计算模块用于使在车厢上升时趋近举升极限位置时，当前传感器电信号与当前举升手柄电信号的运算结果趋近零。因此，本发明提供的矿用自卸车可以使车厢在逐渐到达举升极限位置时，车厢的举升动作逐渐停下来，进而避免车厢在到达举升极限位置时，电比例阀控制电信号还在控制举升系统工作，从而避免了车厢在到达举升极限位置时液压系统对举升缸体、举升泵造成冲击的问题。

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 (7)

1.一种矿用自卸车，其特征在于，包括：

与所述矿用自卸车车厢的举升销轴同轴联动的感应块(1)；

传感器(2)，用于采集其与感应块(1)之间的距离信息，所述距离信息以传感器电信号的形式输出；

第一控制单元(4)，用于在车厢上升时，经第一计算模块以当前所述传感器(2)电信号和当前举升手柄(3)的举升手柄电信号为参数，生成举升比例电磁阀控制电信号；所述第一计算模块用于使车厢上升至趋近举升极限位置时，当前传感器电信号与当前举升手柄电信号的运算结果趋近零；

所述传感器(2)设为当车厢上升时，所述传感器(2)与所述感应块(1)的距离逐渐变近；所述第一计算模块用于将当前举升手柄(3)的举升手柄电信号乘以当前所述传感器电信号与最大传感器电信号的比值以生成第一中间结果；将所述第一中间结果与当前举升手柄电信号进行差值计算，或者，

所述传感器(2)设为当车厢上升时，所述传感器(2)与所述感应块(1)的距离逐渐变远；所述第一计算模块用于将当前举升手柄(3)的举升手柄电信号乘以当前所述传感器电信号与最大传感器电信号的比值。

2.根据权利要求1所述的矿用自卸车，其特征在于，还包括第二控制单元(6)，用于在车厢下降时，经第二计算模块以当前所述传感器电信号和当前举升手柄(3)的举升手柄电信号为参数，生成下降比例电磁阀控制电信号；所述第二计算模块用于使在车厢下降至趋近下降极限位置时，当前传感器电信号与当前举升手柄电信号的运算结果趋近零。

3.根据权利要求2所述的矿用自卸车，其特征在于，所述传感器(2)设为当车厢下降时，所述传感器(2)与所述感应块(1)的距离逐渐变近；所述第二计算模块包括，将当前举升手柄(3)的举升手柄电信号乘以当前所述传感器电信号与最大传感器电信号的比值以生成第二中间结果；将所述第二中间结果与当前举升手柄电信号进行差值计算。

4.根据权利要求2所述的矿用自卸车，其特征在于，所述传感器(2)设为当车厢下降时，所述传感器(2)与所述感应块(1)的距离逐渐变远；所述第二计算模块用于将当前举升手柄(3)的举升手柄电信号乘以当前所述传感器电信号与最大传感器电信号的比值。

5.根据权利要求1至4任一所述的矿用自卸车，其特征在于，

所述感应块的布置方向与所述举升销轴的轴线相平行，所述感应块沿所述举升销轴轴线方向设置有感应面和底面，所述底面与所述举升销轴固定连接，所述感应块随所述举升销轴转动时，所述感应面与所述传感器的垂直距离线性变距。

6.根据权利要求5所述的矿用自卸车，其特征在于，所述感应面与所述传感器的垂直距离区间为0～50mm。

7.根据权利要求5所述的矿用自卸车，其特征在于，所述感应面为弧形感应面(111)，所述传感器为线性位移传感器(21)，所述线性位移传感器(21)与所述弧形感应面(111)相对设置。