CN104015630A - 一种移动破碎站的电驱动行驶系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动破碎站的电驱动行驶系统，包括：电源总成、动力驱动子系统和行走机构；电源总成包括：动力电源；动力驱动子系统包括：驱动电机；动力电源与驱动电机电连接，动力电源为驱动电机提供驱动电源，驱动电机驱动行走机构运行。本发明的移动破碎站的电驱动行驶系统，使用纯电驱动，可实现无级调速，动力电源可充电并循环使用，可对行驶系统实现迅速有效控制，具有结构简单、便于操控、能耗低、排放少、噪声低、运行成本低等优点。

Description

一种移动破碎站的电驱动行驶系统

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种移动破碎站的电驱动行驶系统。

背景技术

建筑垃圾是在建设施工中产生的垃圾，建筑垃圾中主要的可资源化成份可经过破碎、分级生产再生骨料。破碎设备能够对建筑垃圾通过破碎、筛分、除铁等处理后，生产出高质量再生骨料，从而减少环境污染并促进资源再利用。为了提高破碎设备的机动性和灵活性，要求移动破碎设备具有一定的移动行驶能力。移动破碎站工作时仅需较小的堆积场地、转场运输方便、转场成本较低，是建筑垃圾回收再利用产业的重点发展设备。

目前，移动破碎站长距离转场时使用板车托运，且工作时不需经常移动，所以移动破碎站行驶速度和最大行驶距离要求较低。由于移动破碎站重量和体积较大，所以通常采用履带行驶装置。移动破碎站行驶系统通常以柴油发动机作为动力源，通过液压系统传动，液压马达驱动轮边减速器带动履带行驶装置实现移动破碎站的行驶。同时，柴油发动机还需要为移动破碎站中的破碎主机、筛分系统和各输送机提供动力，保证移动破碎站整车工作。采用传统行驶系统的移动破碎站结构复杂，成本高，发动机负荷大，液压系统复杂，能耗高，同时产生较大的噪声污染和尾气污染，也大大影响了人类的身体健康。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种移动破碎站的电驱动行驶系统，通过动力电源提供运行的动力。

一种移动破碎站的电驱动行驶系统，包括：电源总成、动力驱动子系统和行走机构；所述电源总成包括：动力电源；所述动力驱动子系统包括：驱动电机；所述动力电源与所述驱动电机电连接，所述动力电源为所述驱动电机提供驱动电源，所述驱动电机驱动所述行走机构运行。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述电源总成还包括：用于对所述动力电源充电的车载充电装置；所述车载充电装置分别与外部的电网和动力电源电连接。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述电源总成还包括：电池管理装置；所述电池管理装置分别与整车控制器和所述动力电源连接，根据整车控制器发送的控制信号控制所述动力电源工作。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述电池管理装置与所述车载充电装置电连接；当所述电池管理装置检测到所述动力电源电量不足时，所述电池管理装置接通车载充电回路，控制所述车载充电装置为所述动力电源充电；当所述电池管理装置检测到所述动力电源电量充满后，断开车载充电回路。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述电池管理装置与报警器电连接；当所述电池管理装置监控到所述动力电源出现异常状态时，控制报警器发出报警信号；所述异常状态包括：电量不足、温度高于设定的温度阈值、输出电压低于设定的电压阈值。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述动力驱动子系统包括：电机控制器；所述电机控制器分别与所述驱动电机、所述动力电源和整车控制器电连接；所述动力电源输出的直流电信号通过所述电机控制器传递给驱动电机，所述电机控制器根据整车控制器发送的控制信号驱动电机的运转，并将所述驱动电机的运行状态返回给整车控制器。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述行走机构包括：传动机构和履带行走装置；所述传动机构包括：减速器、驱动轮；所述减速器分别与所述驱动电机和所述驱动轮连接，所述减速器将所述驱动电机输出的机械能传送给驱动轮，所述驱动轮驱动所述履带行走装置运行。

根据本发明的一个实施例，进一步的，遥控装置；所述遥控装置包括发射器和接收器；所述接收器与整车控制器电连接；所述接收器接收所述发射器发出的遥控信号，并将所述遥控信号发送给整车控制器。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述动力电源是由多个磷酸铁锂单体电池串并联而成的蓄电池组。

本发明的移动破碎站的电驱动行驶系统，通过动力电源提供电能，代替柴油发动机为移动破碎站行驶系统提供动力，降低了移动破碎站对柴油发动机的参数要求，简化了移动破碎站液压系统的结构；使用纯电驱动，可实现无级调速，动力电源可充电并循环使用，可对行驶系统实现迅速有效控制，具有结构简单、便于操控、能耗低、排放少、噪声低、运行成本低等优点。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明的移动破碎站的电驱动行驶系统的一个实施例的流程示意图；

图2为根据本发明的移动破碎站的电驱动行驶系统的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。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做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所示，移动破碎站的电驱动行驶系统包括：电源总成、动力驱动子系统和行走机构。电源总成包括：动力电源01。动力驱动子系统包括：驱动电机02。动力电源01与驱动电机02电连接，动力电源01为驱动电机02提供驱动电源，驱动电机02驱动行走机构03运行。行走机构03可以有多种，例如为轮式或履带式行走机构等。

本发明的移动破碎站的电驱动行驶系统为纯电驱动的行驶系统，具有结构简单、便于操控、能耗低、排放少、噪声低、运行成本低等优点。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，电源总成还包括：用于对动力电源充电的车载充电装置7。车载充电装置7分别与外部的电网和动力电源8电连接。外部的电网为位于移动破碎站外部的电网，例如，外部的电网为380V交流电网。

根据本发明的一个实施例，电源总成还包括：电池管理装置5。电池管理装置5分别与整车控制器4和动力电源8连接，根据整车控制器4发送的控制信号控制动力电源8工作。整车控制器4为移动破碎站的电驱动行驶系统的主控装置，用于控制充电、运行等操作。整车控制器4可以实现为PLC、集成电路等等。

电池管理装置5与车载充电装置7电连接。当电池管理装置5检测到动力电源8电量不足时，电池管理装置5接通车载充电回路，控制车载充电装置7为动力电源8充电。当电池管理装置5检测到动力电源8电量充满后，断开车载充电回路。

根据本发明的一个实施例，外部的电源为交流市电，车载充电装置7为车载充电机，当需要充电时，车载充电机7连接交流市电，进行AC/DC变换后，对动力电源8进行充电，此时车载充电机7时刻受到电池管理装置5的监控，当充电完成时，电池管理装置5及时控制车载充电机7断开充电通路，防止动力电源8出现过充现象。

根据本发明的一个实施例，电池管理装置5实时检测并控制动力电源8工作状态，能够实时检测动力电源8的剩余电量、温度、输出电压等技术参数，并将技术参数进行输出显示，以供工作人员查看。当动力电源8出现故障或异常时，如电量不足、温度高于设定的温度阈值、输出电压低于设定的电压阈值时，电池管理装置5可以发出相应的声光报警信号，提示工作人员进行充电等操作。

根据本发明的一个实施例，动力电源8可以为多种类型，例如，为多个磷酸铁锂单体蓄电池串并联组成的蓄电池组。蓄电池组容量和放电功率可以满足移动破碎站行驶要求，并且受到电池管理装置5的监测和控制。例如，在移动破碎站需要行驶时，动力电源8可输出一个330V左右的直流电信号给左电机控制器13和右电机控制器14，为破碎站行驶系统提供能量。

根据本发明的一个实施例，动力驱动子系统包括：电机控制器。电机控制器分别与驱动电机、动力电源和整车控制器电连接。动力电源输出的直流电信号通过电机控制器传递给驱动电机，电机控制器根据整车控制器发送的控制信号驱动电机的运转，并将驱动电机的运行状态返回给整车控制器。

根据本发明的一个实施例，电机控制器可以根据具体的移动破碎站进行设置，可以为一个或多个，用于控制驱动电机。如图2所示，驱动电机为：左驱动电机12、右驱动电机15，相对应的电机控制器包括：左电机控制器13、右电机控制器14。左电机控制器13和右电机控制器14与动力电源8连接，同时都与整车控制器4连接。

移动破碎站需要实现如前进、后退、左转、右转等动作时，整车控制器4根据预设信息分别发出相应控制信号给左电机控制器13和右电机控制器14，两个电机控制器根据控制信号，分别控制左驱动电机12和右驱动电机15正转或反转运行。

根据本发明的一个实施例，左驱动电机12和右驱动电机15可以是直流电动机，输出功率、扭矩、转速等技术参数满足移动破碎站行驶要求。驱动电机与电机控制器连接，并受电机控制器控制。驱动电机还与轮边减速器连接，输出一定的转速和扭矩，通过轮边减速器传递给驱动轮。

根据本发明的一个实施例，行走机构为履带式的行走机构，包括：传动机构和履带行走装置。传动机构包括：减速器、驱动轮。减速器分别与驱动电机和驱动轮连接，减速器将驱动电机输出的机械能传送给驱动轮，驱动轮驱动履带行走装置运行。传动机构可以根据具体的移动破碎站设置减速器、驱动轮的数量、位置以及传动连接方式等。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，传动系统包括左轮边减速器11、左驱动轮10、右轮边减速器16、右驱动轮1。左轮边减速器11和右轮边减速器16分别与左驱动电机12和右驱动电机15连接，将驱动电机输出的速度、扭矩等按照一定的传动比传递给左驱动轮10和右驱动轮1。左驱动轮10和右驱动轮1带动左履带行走装置9和右履带行走装置2运转，实现相应的行驶动作。

根据本发明的一个实施例，系统还可以设置遥控装置，遥控装置包括发射器和接收器，接收器与整车控制器电连接；接收器接收发射器发出的遥控信号，并将遥控信号发送给整车控制器。如图2所示，系统包括：摇杆式发射器6和遥控接收器3。工作人员根据行驶需要，操控摇杆式发射器6，摇杆式发射器6发出相应的遥控信号。遥控接收器3接收摇杆式发射器6发出的遥控信号，并将信号传送给整车控制器4。

根据本发明的一个实施例，整车控制器4分别与遥控接收器3、电池管理系统5、左电机控制器13和右电机控制器14连接，整车控制器4负责收集、分析遥控接收器3、电池管理系统5和左右电机控制器的动态参数，并根据预设信息，发出相应的控制信号，控制动力电源8、左驱动电机12和右驱动电机15运行，实现预期的行驶要求。

根据本发明的一个实施例，当移动破碎站需要前进或后退时，工作人员通过摇杆式发射器6发出前进或后退信号，遥控接收器3接收前进或后退信号并传递给整车控制器4，整车控制器4分别发出相应信号给电池管理系统5，左电机控制器13和右电机控制器14。

电池管理装置5控制动力电源8发出330V左右直流电给左电机控制器13和右电机控制器14，左电机控制器13和右电机控制器14根据整车控制器4发出的控制信号，分别将直流电传递给左驱动电机12和右驱动电机15，控制驱动电机正转或者反转，驱动电机输出一定的转速、扭矩等，通过轮边减速器传递给左驱动轮10和右驱动轮1，从而拖动履带实现移动破碎站的前进或后退行驶功能。

根据本发明的一个实施例，当破碎站需要左转或右转时，是通过一条履带正转，同时另一条履带制动或反转来实现的。工作人员通过摇杆式发射器6发出左转或右转信号，遥控接收器3接收遥控信号并传递给整车控制器4，整车控制器4分别发出相应控制信号给电池管理系统5、左电机控制器13和右电机控制器14，电池管理系统5控制动力电源发出330V左右的直流电给左电机控制器13和右电机控制器14。

当移动破碎站需要左转时，左电机控制器13传输直流电给左驱动电机12，控制左驱动电机12反转，同时右电机控制器14传输直流电给右驱动电机15，控制右驱动电机15正转。左驱动电机12通过左轮边减速器11、左驱动轮10拖动左履带装置反转，同时右驱动电机15通过右轮边减速器16、右驱动轮1拖动右履带装置正转，从而实现移动破碎站左转功能。当移动破碎站需要右转时，则需要电机控制器控制左驱动电机12正转拖动左履带装置正转，右驱动电机15反转拖动右履带装置反转，从而实现移动破碎站的右转功能。

本发明的移动破碎站的电驱动行驶系统，通过动力电源提供电能，代替柴油发动机为移动破碎站行驶系统提供动力，降低了移动破碎站对柴油发动机的参数要求；使用驱动电机驱动轮边减速器，简化了移动破碎站液压系统的结构。

本发明的移动破碎站的电驱动行驶系统，使用纯电驱动，减少了能耗损失，并可实现无级调速；使用动力电源作为能量源，动力电源是多个磷酸铁锂单体电池串并联而成的蓄电池组，可通过车载充电机方便的对动力电源进行充电，并循环使用；通过整车控制器、电机控制器以及电池管理系统等可对行驶系统实现迅速有效控制。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (9)

1.一种移动破碎站的电驱动行驶系统，其特征在于，包括：

电源总成、动力驱动子系统和行走机构；

所述电源总成包括：动力电源；所述动力驱动子系统包括：驱动电机；所述动力电源与所述驱动电机电连接，所述动力电源为所述驱动电机提供驱动电源，所述驱动电机驱动所述行走机构运行。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述电源总成还包括：用于对所述动力电源充电的车载充电装置；所述车载充电装置分别与外部的电网和动力电源电连接。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述电源总成还包括：电池管理装置；所述电池管理装置分别与整车控制器和所述动力电源连接，根据整车控制器发送的控制信号控制所述动力电源工作。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述电池管理装置与所述车载充电装置电连接；

当所述电池管理装置检测到所述动力电源电量不足时，所述电池管理装置接通车载充电回路，控制所述车载充电装置为所述动力电源充电；当所述电池管理装置检测到所述动力电源电量充满后，断开车载充电回路。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述电池管理装置与报警器电连接；

当所述电池管理装置监控到所述动力电源出现异常状态时，控制报警器发出报警信号；所述异常状态包括：电量不足、温度高于设定的温度阈值、输出电压低于设定的电压阈值。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述动力驱动子系统包括：电机控制器；

所述电机控制器分别与所述驱动电机、所述动力电源和整车控制器电连接；所述动力电源输出的直流电信号通过所述电机控制器传递给驱动电机，所述电机控制器根据整车控制器发送的控制信号驱动电机的运转，并将所述驱动电机的运行状态返回给整车控制器。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述行走机构包括：传动机构和履带行走装置；

所述传动机构包括：减速器、驱动轮；所述减速器分别与所述驱动电机和所述驱动轮连接，所述减速器将所述驱动电机输出的机械能传送给驱动轮，所述驱动轮驱动所述履带行走装置运行。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

遥控装置；

所述遥控装置包括发射器和接收器；所述接收器与整车控制器电连接；所述接收器接收所述发射器发出的遥控信号，并将所述遥控信号发送给整车控制器。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述动力电源是由多个磷酸铁锂单体电池串并联而成的蓄电池组。