CN103496635B - 一种单轨吊机车坡起控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种单轨吊机车坡起控制装置及方法，解决了现有技术中斜坡起动时易出现发动机熄火或下滑的问题。该装置包括检测单元、操作控制单元和控制器，分别与检测单元和操作控制单元连接；机车控制单元，与控制器连接，该方法包括采集用于计算的参数；根据采集的参数进行计算，调整启动时所需的驱动力和夹紧力；根据计算结果控制单轨吊机车进行启动；采集启动后的单轨吊机车速度参数，并根据检测结果调整单轨吊机车的夹紧力和驱动力。本发明提出的单轨吊机车坡起控制装置及方法避免了在斜坡启动时出现车辆下滑等问题，进而提高安全系数，使单轨吊机车运行变得更为安全。

Description

一种单轨吊机车坡起控制装置及方法

技术领域

本发明涉及单轨吊机车领域，特别是指一种单轨吊机车坡起控制装置及方法。

背景技术

单轨吊机车是一种机动性强、运行速度快、载重量大、安全可靠的行驶于悬吊单轨系统的辅助运输设备，主要用于煤矿综采工作面安装、综采支架和人员运输等作用。电牵引单轨吊机车即由蓄电池为机车提供动力的一种辅助运输设备，它具有系统运行噪声小，故障率低，易于检修维护，价格便宜，爬坡能力强等特点，可实现整体运输液压支架等大型设备。.目前国内煤矿辅助运输中，主要有防爆蓄电池单轨吊机车和柴油机单轨吊机车；

现有技术中的单轨吊机车在坡道上起动时，由于承载载荷及斜坡的坡度的因素产生一定的下滑力，相比平缓的道路起动具有一定的危险性，当驾驶员出现释放驻车制动过早或夹紧力不足时，由于牵引力和夹紧力无法克服下滑力时就会出现发动机熄火，严重时会出现车辆下滑，对人员和设备造成重大安全隐患。

发明内容

本发明提出一种单轨吊机车坡起控制装置及方法，解决了现有技术中斜坡起动时易出现发动机熄火或下滑的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种单轨吊机车坡起控制装置，包括：

检测单元，用于检测被运载物体重量、检测单轨吊机车所在位置的倾角度、检测单轨吊机车的速度、检测单轨吊机车的压力和检测单轨吊机车与轨道的夹紧力；

操作控制单元；

控制器，用于进行检测单元检测结果的收集和计算，并将操作控制单元的控制指令发送到单轨吊机车，使单轨吊机车进行运动，分别与检测单元和操作控制单元连接；

机车控制单元，用于控制单轨吊机车的启动、停止或调整，与控制器连接。

作为进一步的技术方案，检测单元包括：

承重传感器，用于检测被运载物体重量；

倾角传感器，用于检测单轨吊机车所在位置的倾角度；

速度传感器，用于检测单轨吊的行驶速度或下滑速度；

压力传感器，用于检测单轨吊机车动力系统压力；

夹紧力传感器，用于检测单轨吊机车与轨道的夹紧力。

作为进一步的技术方案，机车控制单元包括：

动力装置，用单轨吊检测的启动；

制动装置，用于单轨吊机车的停止或防止下滑；

夹紧力控制装置，用于调整单轨吊机车与轨道之间的夹紧力。

作为进一步的技术方案，动力装置具体为发动机油门。

作为进一步的技术方案，还包括：

显示装置，用于对单轨吊机车运行状态的信息显示，与控制器连接。

优选的，检测单元、操作控制单元和控制器均通过CAN总线与控制器连接。

本发明中还公开了一项单轨吊机车坡起控制装置的方法，包括如下步骤：

采集用于计算的参数；

根据采集的参数进行计算，调整启动时所需的驱动力和夹紧力；

根据计算结果控制单轨吊机车进行启动；

采集启动后的单轨吊机车速度参数，并根据检测结果调整单轨吊机车的夹紧力和驱动力。

优选的，采集用于计算的参数步骤具体为：

采集被运载物体重量参数和采集单轨吊机车所在位置倾角度参数。

优选的，根据计算结果控制单轨吊机车进行启动步骤具体为：

根据计算结果调整发动机油门的大小，当达到计算的驱动力后进行启动。

优选的，采集启动后的单轨吊机车速度参数，并根据检测结果调整单轨吊机车的夹紧力和驱动力步骤具体为：

采集启动后的单轨吊机车速度参数，并根据检测结果判断单轨吊机车是否下滑，如下滑则进行夹紧力和驱动力调整。

本发明技术方案在单轨吊机车斜坡启动前，通过检测单元进行数据采集，控制器获得采集的信息进行计算，计算出被运载物体在该斜坡的角度上具有的下滑力，利用操作控制单元发送启动指令，通过控制器将启动指令发送大机车控制单元，通过机车控制单元进行启动，且启动后通过采集单元实施进行驱动力的检测，当驱动力大于下滑力时，则进行单轨吊机车的斜坡启动；通过这样的设计，避免了在斜坡启动时出现车辆下滑等问题，进而提高安全系数，使单轨吊机车运行变得更为安全；

而且本发明通过检测单元、操作控制单元、控制器和基层控制单元的组合设计实现了无下滑斜坡启动，结构简单，而且通过CAN总线进行各组成部分之间的数据传送，提高了数据传输的效率。

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为本发明一种单轨吊机车坡起控制装置的结构框图；

图2为本发明一种单轨吊机车坡起控制装置中检测单元的结构框图；

图3为本发明一种单轨吊机车坡起控制装置中机车控制单元的结构框图；

图4为本发明一种单轨吊机车坡起方法的流程图。

图中：

1、检测单元；101、承重传感器；102、倾角传感器；103、速度传感器；104、压力传感器；105、夹紧力传感器；2、操作控制单元；3、控制器；4、机车控制单元；401、动力装置；402、制动装置；403、夹紧力控制装置。

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。

如图1～4所示，本发明提出的一种单轨吊机车坡起控制装置，包括：

检测单元1，用于检测被运载物体重量、检测单轨吊机车所在位置的倾角度、检测单轨吊机车的速度、检测单轨吊机车的压力和检测单轨吊机车与轨道的夹紧力；

操作控制单元2，用于对单轨吊机的车的动作进行控制；

控制器3，用于进行检测单元1检测结果的收集和计算，并将操作控制单元2的控制指令发送到单轨吊机车，使单轨吊机车进行运动，分别与检测单元1和操作控制单元2连接；

机车控制单元4，用于控制单轨吊机车的启动、停止或调整，与控制器3连接。

本发明技术方案在单轨吊机车斜坡启动前，通过检测单元1进行数据采集，控制器3获得采集的信息进行计算，计算出被运载物体在该斜坡的角度上具有的下滑力，利用操作控制单元2发送启动指令，通过控制器3将启动指令发送大机车控制单元4，通过机车控制单元4进行启动，且启动后通过采集单元实施进行驱动力的检测，当驱动力大于下滑力时，则进行单轨吊机车的斜坡启动；通过这样的设计，避免了在斜坡启动时出现车辆下滑等问题，进而提高安全系数，是单轨吊机车运行变得更为安全。

本发明的一个实施例中，单轨吊机车坡起控制装置包括控制室，操作控制单元2设置在控制室内，通过操作控制单元2对单轨吊机车及各部件动作进行控制，并将控制信号发送到控制器3，通过控制器3控制单轨吊机车各部件的动作，检测单元1，用于各部件的状态的检测，在本实施例中，通过检测单元1进行用于被运载物体重量的检测、单轨吊机车所在位置的倾角度的检测、单轨吊机车的速度的检测、单轨吊机车的压力的检测和单轨吊机车与轨道的夹紧力的检测，并将各检测结果发送到控制器3，操作控制单元2根据各检测结果进行对单轨吊机车各部件动作的控制，如，启动控制、制动控制或启动时驱动力的控制等。

工作原理：通过检测单元1进行单轨吊机车各部件状态的检测，当检测结果未发现问题，则进行启动前信息的检测，即检测被运载物体重量和单轨吊机车所在位置的倾角度，并将检测结果发送到控制器3，通过控制器3进行计算，计算出单轨吊机车在运载物体的情况下下滑力的大小，并且计算出单轨吊机车在下滑力的作用下应该所需要的驱动力，本实施例中，下滑力计算结果为100N，则驱动力需要大于100N时进行单轨吊机车的启动；控制器3计算完毕后将计算结果发送到操作控制单元2，通过操作控制单元2发出启动信号，并将该启动信号发送至控制器3，控制器3获得启动信号后控制机车控制单元4进行单轨吊机车的启动，机车控制单元4调整驱动力和夹紧力，防止在启动前单轨吊机车出现下滑，且检测单元1在启动的过程中实时对各部件进行检测，通过对动力系统的压力进行测试，通过获得的压力计算出驱动力，当检测到的驱动力大于100N时，控制器3控制机车控制单元4是制动装置402放开实现单轨吊机车的斜坡平稳启动，且在启动后通过对速度的实时检测获得单轨吊机车的速度，并根据检测的速度结果判断是否处于下滑状态，如发现处于下滑状态，则进行驱动力和夹紧力的调整，避免继续下滑。

通过上述技术方案，使得单轨吊机车在斜坡运载物体的情况下实现平稳启动，且在启动的同时避免了单轨吊机车的下滑，提高了单轨吊机车运行的安全性，避免出现发送机熄火等问题的出现。

本发明的再一个实施例中，作为进一步的技术方案，检测单元1包括：

承重传感器101，用于检测被运载物体重量；

倾角传感器102，用于检测单轨吊机车所在位置的倾角度；

速度传感器103，用于检测单轨吊检测的行驶速度或下滑速度；

压力传感器104，用于检测单轨吊机车动力系统压力；

夹紧力传感器105，用于检测单轨吊机车与轨道的夹紧力。

本实施例中，检测单元1包括承重传感器101、倾角传感器102、速度传感器103、压力传感器104和夹紧传感器，其中，通过承重传感器101进行被运转物体重量检测，并将检测的结果发送到控制器3，通过倾角传感器102检测单轨吊机车所在位置的倾角度，并将检测结果发送到控制器3，控制器3在获得承载传感器和倾角传感器102检测结果后进行计算，计算出单轨吊机车在载物的状态下下滑力的大小；在准备启动阶段，进行检测根据计算的下滑力进行调整，这里通过压力传感器104检测动力系统的压力，并通过控制器3计算出驱动力，通过机车控制单元4控制发送机的转动，进而增加驱动力，夹紧力传感器105，用于检测启动时的夹紧力和在运行过程中的夹紧力，启动时检测与轨道的夹紧力，防止单轨吊机车下滑，当启动后，实时进行夹紧力检测，进而对夹紧力进行调整，避免在运行过程中由于夹紧力过大造成对单轨吊机车车轮的磨损；速度传感器103，实时检测单轨吊机车的速度，并将检测结果发送到控制器3，避免由于速度不够造成单轨吊机车下滑的问题。

本发明的再一个实施例中，作为进一步的技术方案，机车控制单元4包括：

动力装置401，用单轨吊检测的启动；

制动装置402；用于单轨吊机车的停止或防止下滑；

夹紧力控制装置403403，用于调整单轨吊机车与轨道之间的夹紧力。

作为进一步的技术方案，动力装置401具体为发动机油门。

本实施例中，机车控制单元4包括动力装置401、制动装置402和夹紧力控制装置403403，本实施例中，优选的动力装置401为发动机油门，当计算完成下滑力后，通过操作控制单元2将启动信号发送到控制器3控制发动机油门，即在通过对发动机油门的控制来增加驱动力，使得驱动力大于下滑力，使得单轨吊机车在不出现下滑的情况下启动；制动装置402和夹紧力控制装置403403均收控制器3控制，通过制动装置402控制单轨吊机车的停止，保证停车后不会下滑，还能在单轨吊机车需要停止时进行控制；夹紧力控制装置403403控制单轨吊机车与轨道之间的夹紧力，在停止时夹紧力相对较大，但运行时，通过夹紧力调整装置进行单轨吊机车与轨道间夹紧力的调整，避免由于夹紧力过大导致单轨吊机车磨损严重。

本发明的再一个实施例中，作为进一步的技术方案，还包括：

显示装置，用于对单轨吊机车运行状态的信息显示，与控制器3连接。

显示装置设置在控制室内，并与控制器3连接，通过控制器3向显示装置发送显示信息，其中显示装置可以显示各部件工作状态，各部件的检测信息(如被运转物体重量、倾角度或单轨吊机车速度等)，这样驾驶员可以根据显示的信息清楚的了解单轨吊机车的状态，以便能够更好的对单轨吊机车进行操作。

本发明的再一个实施例中，优选的，检测单元1、操作控制单元2和控制器3均通过CAN总线与控制器3连接。

CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线具有高效传输，低错误率的特点，因此检测单元1、操作控制单元2和控制器3之间使用CAN总线连接，能够保证检测结果准确快速传输。

本发明中还公开了一项单轨吊机车坡起控制装置的方法，包括如下步骤：

采集用于计算的参数；

根据采集的参数进行计算，调整启动时所需的驱动力和夹紧力；

根据计算结果控制单轨吊机车进行启动；

采集启动后的单轨吊机车速度参数，并根据检测结果调整单轨吊机车的夹紧力和驱动力。

优选的，采集用于计算的参数步骤具体为：

采集被运载物体重量参数和采集单轨吊机车所在位置倾角度参数。

优选的，根据计算结果控制单轨吊机车进行启动步骤具体为：

根据结算结果调整发动机油门的大小，当达到计算的驱动力后进行启动。

优选的，采集启动后的单轨吊机车速度参数，并根据检测结果调整单轨吊机车的夹紧力和驱动力步骤具体为：

采集启动后的单轨吊机车速度参数，并根据检测结果判断单轨吊机车是否下滑，如下滑则进行夹紧力和驱动力调整。

本发明的在一个实施例中，采集被运转物体重量参数和单轨吊机车所在位置的倾角度，计算启动时所需的驱动力和夹紧力，根据计算出的驱动力和夹紧力进行单轨吊机车的启动，本实施例中是进行发动机油门调整进而调整驱动力，当驱动力达大于下滑力能够在启动时不会下滑，则启动单轨吊机车，并在启动后采集单轨吊机车速度参数，如果速度过小出现下滑，则继续调整夹紧力和驱动力，使得驱动力继续增加以防止单轨吊机车下滑。

以上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)

1.一种单轨吊机车坡起控制装置，其特征在于，包括：

检测单元(1)，用于检测被运载物体重量、检测单轨吊机车所在位置的倾角度、检测单轨吊机车的速度、检测单轨吊机车的压力和检测单轨吊机车与轨道的夹紧力；

操作控制单元(2)；

控制器(3)，用于进行所述检测单元(1)检测结果的收集和计算，并将所述操作控制单元(2)的控制指令发送到单轨吊机车，使单轨吊机车进行运动，分别与所述检测单元(1)和所述操作控制单元(2)连接；

机车控制单元(4)，用于控制单轨吊机车的启动、停止或调整，与所述控制器(3)连接。

2.如权利要求1所述的单轨吊机车坡起控制装置，其特征在于，所述检测单元(1)包括：

承重传感器(101)，用于检测被运载物体重量；

倾角传感器(102)，用于检测单轨吊机车所在位置的倾角度；

速度传感器(103)，用于检测单轨吊的行驶速度或下滑速度；

压力传感器(104)，用于检测单轨吊机车动力系统压力；

夹紧力传感器(105)，用于检测单轨吊机车与轨道的夹紧力。

3.如权利要求1所述的单轨吊机车坡起控制装置，其特征在于，所述机车控制单元(4)包括：

动力装置(401)，用单轨吊检测的启动；

制动装置(402)，用于单轨吊机车的停止或防止下滑；

夹紧力控制装置(403)，用于调整单轨吊机车与轨道之间的夹紧力。

4.如权利要求3所述的单轨吊机车坡起控制装置，其特征在于，所述动力装置(401)具体为发动机油门。

5.如权利要求1所述的单轨吊机车坡起控制装置，其特征在于，还包括：

显示装置，用于对单轨吊机车运行状态的信息显示，与所述控制器(3)连接。

6.如权利要求1所述的单轨吊机车坡起控制装置，其特征在于，所述检测单元(1)、所述操作控制单元(2)和所述控制器(3)均通过CAN总线与所述控制器(3)连接。

7.实现如权利要求1～6任一项所述单轨吊机车坡起控制装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集用于计算的参数；

根据采集的参数进行计算，调整启动时所需的驱动力和夹紧力；

根据计算结果控制单轨吊机车进行启动；

采集启动后的单轨吊机车速度参数，并根据检测结果调整单轨吊机车的夹紧力和驱动力。

8.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述采集用于计算的参数步骤具体为：

采集被运载物体重量参数和采集单轨吊机车所在位置倾角度参数。

9.权利要求8所述方法，其特征在于，所述根据计算结果控制单轨吊机车进行启动步骤具体为：

根据计算结果调整发动机油门的大小，当达到计算的驱动力后进行启动。

10.如权利要求9所述方法，其特征在于，所述采集启动后的单轨吊机车速度参数，并根据检测结果调整单轨吊机车的夹紧力和驱动力步骤具体为：

采集启动后的单轨吊机车速度参数，并根据检测结果判断单轨吊机车是否下滑，如下滑则进行夹紧力和驱动力调整。