CN103510565B - 电动挖掘机半自动跟踪式供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，属于电动挖掘机供电技术领域，所要解决的技术问题是提供了一种跟踪式供电，有效提高挖机的活动范围广和机动灵活性的电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，所采用的技术方案为电动挖掘本体上设置有用于驱动电动机和用于给电动机配电的配电箱，电动挖掘机的设置有带有无线控制系统的履带式供电小车，履带式供电小车跟踪电动挖掘机移动，并持续供电，本发明结构简单，使用方便，广泛用于电动挖掘机的供电。

Description

电动挖掘机半自动跟踪式供电系统

技术领域

本发明涉及一种电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，属于电动挖掘机供电技术领域。

背景技术

挖掘机，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。目前市场上的挖掘机主要是以内燃机作为动力系统的挖掘机，这种挖掘机在工作时需要燃烧大量的燃料，能耗高、资源浪费严重，并且容易造成环境污染。

随着燃油价格的不断升高，以内燃机作为动力系统的挖掘机的维修和使用成本在逐年升高，同时在一些特殊环境下（如：易燃气体、粉尘）无法使用等问题，从而使市场上出现了以电动机代替发动机作为动力系统的挖掘机，这种挖掘机使用成本低、安全环保，但是这种电动挖掘机需要拖拽长长的电缆线，活动范围受到很大限制，并且由于拖拽着电缆线也存在着很大的安全隐患，同时这种电动挖掘机生产、维修成本高，体积大、机动灵活性较差。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供了一种跟踪式供电，有效提高挖机的活动范围广和机动灵活性的电动挖掘机半自动跟踪式供电系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，包括：电动挖掘机本体，所述电动挖掘机本体上设置有用于驱动电动机和用于给电动机配电的配电箱，所述电动挖掘机本体上设置有固定平台，所述固定平台上设置有回转轴承，所述回转轴承的内圈竖直安装有回转立柱，回转立柱上安装有第一集电环总成，回转立柱的外部套装有套筒，所述套筒和回转轴承的外圈固定在一起；

所述电动挖掘机本体的后部设置有带有无线控制系统的履带式供电小车，所述履带式供电小车上设置有伸缩臂、变压器和电缆绞车，所述伸缩臂安装在履带式供电小车的前端，伸缩臂的上部设置有信号接收器，所述电缆绞车的卷线筒内设置有第二集电环总成，电缆线经第二集电环总成与变压器连接，变压器输出的电缆线经第一集电环总成与配电箱相连接，所述变压器和电缆绞车上罩有防护罩；

所述无线控制系统包括信号发射器、信号接收器和电控PLC，所述信号发射器安装在回转立柱的顶部，信号接收器安装在伸缩臂的上部，所述信号发射器、履带式供电小车、电缆绞车和信号接收器均与电控PLC连接控制。

所述无线控制系统可用机械控制系统代替，所述机械控制系统包括固定板、转轴、开关箱、导向管和第二钢丝绳，所述固定板固定在伸缩臂上，开关箱通过转轴旋转安装在固定板上，导向管安装在开关箱上，导向管的两侧分别设置有第一双档行程开关和第二双档行程开关，所述第一双档行程开关和第二双档行程开关固定在固定板上；

所述开关箱内设置有第一行程开关、第二行程开关、滑板和复位弹簧，所述滑板位于开关箱的中间，滑板和开关箱的箱壁之间设置有复位弹簧，第一行程开关和第二行程开关分别设置在滑板的两侧，所述第二钢丝绳一端贯穿开关箱、滑板沿导向管与电动挖掘机本体上的第三拉力传感器固定在一起，另一端与固定在履带式供电小车上的第二钢丝绳绞车连接；

所述开关箱两侧的钢丝绳上设置有绳结，所述第一行程开关、第二行程开关、第一双档行程开关和第二双档行程开关均与电控PLC连接进行控制。

所述履带式供电小车上还设置有电缆线收放装置，所述电缆线收放装置包括第一拉力传感器和电缆线过渡滑轮，所述第一拉力传感器吊装在防护罩上，第一拉力传感器上设置有电缆线过渡滑轮，所述第一拉力传感器与电控PLC连接。

所述履带式供电小车上设置有电缆线挂线装置，所述电缆线挂线装置包括：第一钢丝绳、第二拉力传感器和第一钢丝绳绞车，所述第一钢丝绳绞车固定在防护罩上，第二拉力传感器固定在回转立柱上，所述第一钢丝绳一端固定在第二拉力传感器上，另一端经钢丝过渡滑轮缠绕在第一钢丝绳绞车的卷线筒上，所述钢丝过渡滑轮固定在伸缩臂上，所述第一钢丝绳上设置有多个吊线环，电缆线依次穿过并挂在吊线环上；所述第二拉力传感器和第一钢丝绳绞车均与电控PLC连接。

所述履带式供电小车上还设置有倾角传感器和防碰撞雷达，所述倾角传感器和防碰撞雷达均与电控PLC连接控制。

所述伸缩臂包括一级臂、二级臂和伸缩油缸，所述一级臂的一端铰接在履带式供电小车上，另一端与二级臂铰接在一起，所述一级臂和履带式供电小车之间、一级臂和二级臂之间均设置有伸缩油缸。

所述电动挖掘机本体和履带式供电小车之间的距离为15-18m。

所述履带式供电小车还连接有手柄控制器，所述手柄控制器与电控PLC连接。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果为：本发明采用跟踪式履带式供电小车收放电缆线，并与电动挖掘机保持一定距离为其供电，保证电动挖掘机有较大活动范围的同时，提高电动挖掘机的机动灵活性，减少安全隐患，使用也更加安全可靠；同时履带式供电小车上还设置有电缆线收放装置，能够及时收放电缆线，防止碾压电缆线，造成安全事故。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的控制原理框图。

图3为本发明中机械控制系统的结构示意图。

图中：1为电动挖掘机本体，2为电动机，3为配电箱，4为固定平台，5为回转轴承，6为回转立柱，7为第一集电环总成，8为套筒，9为信号发射器，10为履带式供电小车，11为伸缩臂，12为变压器，13为电缆绞车，14为信号接收器，15为倾角传感器，16为电缆线，17为防护罩，18为电缆线收放装置，19为第一拉力传感器，20为电缆线过渡滑轮，21为防碰撞雷达，22为电缆线挂线装置，23为第一钢丝绳，24为第二拉力传感器，25为第一钢丝绳绞车，26为钢丝过渡滑轮，27为吊线环，28为一级臂，29为二级臂，30为伸缩油缸，31为固定板，32为转轴，33为开关箱，34为导向管，35为第二钢丝绳，36为第一行程开关，37为第二行程开关，38为滑板，39为复位弹簧，40为第一双档行程开关，41为第二双档行程开关，42为第三拉力传感器，43为第二钢丝绳绞车，44为机械控制系统。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，包括：电动挖掘机本体1，所述电动挖掘机本体1上设置有用于驱动电动机2和用于给电动机2配电的配电箱3，所述电动挖掘机本体1上设置有固定平台4，所述固定平台4上设置有回转轴承5，所述回转轴承5的内圈竖直安装有回转立柱6，回转立柱6上安装有第一集电环总成7，回转立柱6的外部套装有套筒8，所述套筒8和回转轴承5的外圈固定在一起；

所述电动挖掘机本体1的后部设置有带有无线控制系统的履带式供电小车10，所述履带式供电小车10上设置有伸缩臂11、变压器12和电缆绞车13，所述伸缩臂11安装在履带式供电小车10的前端，伸缩臂11的上部设置有信号接收器14，所述电缆绞车13的卷线筒内设置有第二集电环总成，电缆线16经第二集电环总成与变压器12连接，变压器12输出的电缆线经第一集电环总成7与配电箱3相连接，所述变压器12和电缆绞车13上罩有防护罩17；

所述无线控制系统包括信号发射器9、信号接收器14和电控PLC，所述信号发射器9安装在回转立柱6的顶部，信号接收器14安装在伸缩臂11的上部，所述信号发射器9、履带式供电小车10、电缆绞车13和信号接收器14均与电控PLC连接控制。

所述无线控制系统可用机械控制系统44代替，所述机械控制系统44包括固定板31、转轴32、开关箱33、导向管34和第二钢丝绳35，所述固定板31固定在伸缩臂11上，开关箱33通过转轴32旋转安装在固定板31上，导向管34安装在开关箱33上，导向管34的两侧分别设置有第一双档行程开关40和第二双档行程开关41，所述第一双档行程开关40和第二双档行程开关41固定在固定板31上；

所述开关箱33内设置有第一行程开关36、第二行程开关37、滑板38和复位弹簧39，所述滑板38位于开关箱33的中间，滑板38和开关箱33的箱壁之间设置有复位弹簧39，第一行程开关36和第二行程开关37分别设置在滑板38的两侧，所述第二钢丝绳35一端贯穿开关箱33、滑板38沿导向管34与电动挖掘机本体1上的第三拉力传感器42固定在一起，另一端与固定在履带式供电小车10上的第二钢丝绳绞车43连接；

所述开关箱33两侧的钢丝绳上设置有绳结，所述第一行程开关36、第二行程开关37、第一双档行程开关40和第二双档行程开关41均与电控PLC连接进行控制。

所述履带式供电小车10上还设置有电缆线收放装置18，所述电缆线收放装置18包括第一拉力传感器19和电缆线过渡滑轮20，所述第一拉力传感器19吊装在防护罩17上，第一拉力传感器19上设置有电缆线过渡滑轮20，所述第一拉力传感器19与电控PLC连接。

所述履带式供电小车10上设置有电缆线挂线装置22，所述电缆线挂线装置22包括：第一钢丝绳23、第二拉力传感器24和第一钢丝绳绞车25，所述第一钢丝绳绞车25固定在防护罩17上，第二拉力传感器24固定在回转立柱6上，所述第一钢丝绳23一端固定在第二拉力传感器24上，另一端经钢丝过渡滑轮26缠绕在第一钢丝绳绞车25的卷线筒上，所述钢丝过渡滑轮26固定在伸缩臂11上，所述第一钢丝绳23上设置有多个吊线环27，电缆线依次穿过并挂在吊线环27上；所述第二拉力传感器24和第一钢丝绳绞车25均与电控PLC连接。

所述履带式供电小车10上还设置有倾角传感器15和防碰撞雷达21，所述倾角传感器15和防碰撞雷达21均与电控PLC连接控制。

所述伸缩臂11包括一级臂28、二级臂29和伸缩油缸30，所述一级臂28的一端铰接在履带式供电小车10上，另一端与二级臂29铰接在一起，所述一级臂28和履带式供电小车10之间、一级臂28和二级臂29之间均设置有伸缩油缸30。

所述电动挖掘机本体1和履带式供电小车10之间的距离为15-18m。

所述履带式供电小车10还连接有手柄控制器，所述手柄控制器与电控PLC连接。

本发明具体使用时，履带式供电小车10跟随着电动挖掘机本体1，与电动挖掘机本体1相距15-18m，履带式供电小车10上安装有电缆绞车13，电缆绞车13的卷筒内设置有第二集电环总成，电缆线16缠绕在电缆绞车的卷筒上，同时通过第二集电环总成与变压器12连接，变压器12上的输出电缆经回转立柱6上的第一集电环总成7与电动挖掘机上配电箱3相连接供电，采用集电环能够保证在电缆绞车13收放电缆线和电动挖掘机旋转工作时不影响供电。

履带式供电小车10上还安装有电缆线收放装置18，其主要采用第一拉力传感器19和电缆线过渡滑轮20，电缆线经过电缆线过渡滑轮20与供电总电源连接。此时第一拉力传感器19承受一个拉力F，拉力F大于电缆线完全放松时电缆线的重力，小于电缆线完全收紧时的合力；当在履带式供电小车10向前移动时，电缆线将要伸长，使第一拉力传感器19承受更大的合力，这时第一拉力传感器19将产生的电信号传递给电控PLC，从而控制电缆绞车13放线；当履带式供电小车10向后移动时，电缆线需要收卷时，第一拉力传感器19只承受电缆线的重力，第一拉力传感器19将电信号传递给电控PLC，从而控制电缆绞车13转动，开始收卷电缆线，这样保证履带式供电小车在移动时，能够保证电缆线能够及时收放，使用起来更加方便，也防止电缆线拖地过长，碾压折断造成触电事故。

履带式供电小车10上还安装有电缆线挂线装置22，主要是将电动挖掘机和供电小车之间的电缆线吊挂起来，减少电缆线拖拽带来的不便，同时能够减少触电事故的发生，第二拉力传感器24安装在回转立柱6上，第一钢丝绳绞车25安装在履带式供电小车10上，第一钢丝绳23绕过伸缩臂11顶部的钢丝过渡滑轮26与第二拉力传感器24连接，电缆线通过吊线环27吊挂在第一钢丝绳23上，钢丝绳的收紧和放松，第二拉力传感器24上的拉力相应变化，第二传感器24将这种信号传递给电控PLC，从而控制第一钢丝绳绞车25收放钢丝绳。

履带式供电小车10采用持续跟踪式供电，其主要通过移动控制系统进行控制，其中移动控制系统主要由机械式控制和无线控制，其中机械控制系统44的结构为固定板31上通过转轴32旋转安装有开关箱33，导向管34与开关箱33固定在一起，使通过导向管34能够控制开关箱33绕转轴32转动，导向管34的两侧安装有第一双档行程开关40和第二双档行程开关41，第一双档行程开关40和第二双档行程开关41分别控制履带式供电小车10的左右履带，方便转弯，开关箱33内设置有第一行程开关36和第二行程开关37，第一行程开关36与电动挖掘机的控制系统连接，第二行程开关37与电控PLC连接，控制履带式供电小车10，它们之间设置有滑板38，滑板38通过复位弹簧39与开关箱33的箱壁连接，第二钢丝绳35贯穿开关箱33及内部滑板38经导向管34与连接在回转立柱6上的第三拉力传感器42连接，同时第二钢丝绳35上设置有两个绳结，两个绳结分别位于开关箱33的两侧，绳结用于卡住滑板38，带动滑板38移动，两绳结之间的距离为1-3m，正常状态下，滑板38触碰第二行程开关37，履带式供电小车不移动，当电动挖掘机和履带式供电小车10向前移动时，第三拉力传感器42的拉力增加，第三拉力传感器42传递信号给电控PLC，电控PLC控制第二钢丝绳绞车43放绳，绳结带动滑板38脱离第二行程开关37，履带式供电小车10向电动挖掘机方向移动，当电动挖掘机移动过快时，供电小车无法跟上时，滑板38在绳结的作用下触碰第一行程开关36，电动挖掘机停止移动，供电小车跟上时，滑板38脱开第一行程开关36，电动挖掘机继续移动，当电动挖掘机停止时，滑板38在触碰第二行程开关37，履带式供电小车10停止运动，同理，当电动挖掘机拐弯时，第二钢丝绳35偏离，带动导向管34触碰第一双档行程开关40或第二双档行程开关41，第一双档行程开关40或第二双档行程开关41控制履带式供电小车10的左侧或右侧履带运动，进行转弯，这样履带式供电小车10能够随时跟踪电动挖掘姐移动持续供电，控制方便，使用起来也更加安全可靠，灵活性得到很大提高。

履带式供电小车10还可以采用无线控制系统，其主要采用安装在电动挖掘机上的信号发射器9和安装在履带式供电小车10上的信号接收器14以及电控PLC进行控制，信号发射器9可以向信号接收器14发射一定频率的信号，信号接收器14通过接收信号发射器9的信号强度，从而通过电控PLC控制小车移动。信号发射器9的信号在一定范围内的信号强度，履带式供电小车10不移动，但超出特定范围时，即电动挖掘机移动时，信号强度减弱，电控PLC控制履带式供电小车10向电动挖掘机的方向移动，从而始终跟随着电动挖掘机移动。

同时履带式供电小车10还可以采用卫星定位、雷达定位以及遥感控制等方式与电动挖掘机连接进行控制，在此不再赘述。

并且履带式供电小车10还可以向多台电动挖掘机进行供电，使用方便、成本低廉，履带式供电小车10还可以采用轮式行走机构的小车代替。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出得各种变化,也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，包括：电动挖掘机本体（1），所述电动挖掘机本体（1）上设置有用于驱动电动机（2）和用于给电动机（2）配电的配电箱（3），其特征在于：所述电动挖掘机本体（1）上设置有固定平台（4），所述固定平台（4）上设置有回转轴承（5），所述回转轴承（5）的内圈竖直安装有回转立柱（6），回转立柱（6）上安装有第一集电环总成（7），回转立柱（6）的外部套装有套筒（8），所述套筒（8）和回转轴承（5）的外圈固定在一起；

所述电动挖掘机本体（1）的后部设置有带有无线控制系统的履带式供电小车（10），所述履带式供电小车（10）上设置有伸缩臂（11）、变压器（12）和电缆绞车（13），所述伸缩臂（11）安装在履带式供电小车（10）的前端，伸缩臂（11）的上部设置有信号接收器（14），所述电缆绞车（13）的卷线筒内设置有第二集电环总成，电缆线（16）经第二集电环总成与变压器（12）连接，变压器（12）输出的电缆线经第一集电环总成（7）与配电箱（3）相连接，所述变压器（12）和电缆绞车（13）上罩有防护罩（17）；

所述无线控制系统包括信号发射器（9）、信号接收器（14）和电控PLC，所述信号发射器（9）安装在回转立柱（6）的顶部，信号接收器（14）安装在伸缩臂（11）的上部，所述信号发射器（9）、履带式供电小车（10）、电缆绞车（13）和信号接收器（14）均与电控PLC连接控制。

2.根据权利要求1所述的电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，其特征在于：所述无线控制系统可用机械控制系统（44）代替，所述机械控制系统（44）包括固定板（31）、转轴（32）、开关箱（33）、导向管（34）和第二钢丝绳（35），所述固定板（31）固定在伸缩臂（11）上，开关箱（33）通过转轴（32）旋转安装在固定板（31）上，导向管（34）安装在开关箱（33）上，导向管（34）的两侧分别设置有第一双档行程开关（40）和第二双档行程开关（41），所述第一双档行程开关（40）和第二双档行程开关（41）固定在固定板（31）上；

所述开关箱（33）内设置有第一行程开关（36）、第二行程开关（37）、滑板（38）和复位弹簧（39），所述滑板（38）位于开关箱（33）的中间，滑板（38）和开关箱（33）的箱壁之间设置有复位弹簧（39），第一行程开关（36）和第二行程开关（37）分别设置在滑板（38）的两侧，所述第二钢丝绳（35）一端贯穿开关箱（33）、滑板（38）沿导向管（34）与电动挖掘机本体（1）上的第三拉力传感器（42）固定在一起，另一端与固定在履带式供电小车（10）上的第二钢丝绳绞车（43）连接；

所述开关箱（33）两侧的钢丝绳上设置有绳结，所述第一行程开关（36）、第二行程开关（37）、第一双档行程开关（40）和第二双档行程开关（41）均与电控PLC连接进行控制。

3.根据权利要求1或2所述的电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，其特征在于：所述履带式供电小车（10）上还设置有电缆线收放装置（18），所述电缆线收放装置（18）包括第一拉力传感器（19）和电缆线过渡滑轮（20），所述第一拉力传感器（19）吊装在防护罩（17）上，第一拉力传感器（19）上设置有电缆线过渡滑轮（20），所述第一拉力传感器（19）与电控PLC连接。

4.根据权利要求3所述的电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，其特征在于：所述履带式供电小车（10）上设置有电缆线挂线装置（22），所述电缆线挂线装置（22）包括：第一钢丝绳（23）、第二拉力传感器（24）和第一钢丝绳绞车（25），所述第一钢丝绳绞车（25）固定在防护罩（17）上，第二拉力传感器（24）固定在回转立柱（6）上，所述第一钢丝绳（23）一端固定在第二拉力传感器（24）上，另一端经钢丝过渡滑轮（26）缠绕在第一钢丝绳绞车（25）的卷线筒上，所述钢丝过渡滑轮（26）固定在伸缩臂（11）上，所述第一钢丝绳（23）上设置有多个吊线环（27），电缆线依次穿过并挂在吊线环（27）上；所述第二拉力传感器（24）和第一钢丝绳绞车（25）均与电控PLC连接。

5.根据权利要求1、2、4任一所述的电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，其特征在于：所述履带式供电小车（10）上还设置有倾角传感器（15）和防碰撞雷达（21），所述倾角传感器（15）和防碰撞雷达（21）均与电控PLC连接控制。

6.根据权利要求5所述的电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，其特征在于：所述伸缩臂（11）包括一级臂（28）、二级臂（29）和伸缩油缸（30），所述一级臂（28）的一端铰接在履带式供电小车（10）上，另一端与二级臂（29）铰接在一起，所述一级臂（28）和履带式供电小车（10）之间、一级臂（28）和二级臂（29）之间均设置有伸缩油缸（30）。

7.根据权利要求1所述的电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，其特征在于：所述电动挖掘机本体（1）和履带式供电小车（10）之间的距离为15-18m。

8.根据权利要求1所述的电动挖掘机半自动跟踪式供电系统，其特征在于：所述履带式供电小车10还连接有手柄控制器，所述手柄控制器与电控PLC连接。