CN105926707B - 外供电型电动工程机械 - Google Patents
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Abstract
外供电型电动工程机械，包括可移动供电车和电动工程机械，所述可移动供电车包括可移动的车体，车体上装载有电源装置及电缆收放装置；所述电动工程机械包括可自由移动的工程车体，车体中设有电动机、电力控制装置、操作控制中心和受电臂。本发明的外供电型电动工程机械克服电动工程机械在边移动边工作时，供电设备与用电设备之间的电缆连接问题，既保证电缆不妨碍用电设备在一定范围内的自由移动，又保证可靠的电力供应，轮换工作能力好，环境适用性高，尤其是在一些油气短缺的工作地带优势更加明显，同时供电设备与用电设备之间可以进行信号交流，保证线缆安全使用。
Description
技术领域
本发明属于工程机械设备技术领域，涉及工程机械技术，通信技术，控制技术的外供电型电动工程机械。
背景技术
传统的移动车辆如工程机械、汽车等，一般具有依赖石油资源，污染大的缺点。电动化成为移动车辆的一个重要发展方向。另外，在我国的某些特别的地域，电力资源特别丰富，电价非常便宜，使用电动车辆不仅方便、可靠，而且还会大幅降低耗能和运营成本。随着我国城市建设日趋成熟，供电方便的、家用的或小微工程使用的或其他特殊场合使用的电动车辆具有一定的市场潜力。
目前，电动化也是工程机械的一个重要发展方向。采用可移动的供电车为工程机械供电的系统，如为电动挖掘机供电的系统，需要将动力电缆从供电车联接到电动车辆。由于供电车与电动车辆之间的方位和距离处于变化之中，再加上作业时由于挖掘机频繁移动和转向、挖掘机的上车系统相对下车系统频繁回转，当动力电源通过电缆从供电车传输到挖掘机上车时，引起电缆的卷绕、弯曲、电缆与地面障碍物、电缆与机械的干涉、摩擦等问题。
发明内容
本发明要解决现有技术的问题，构思出的外供电型电动工程机械可以很好地克服上述问题，大大促进工程机械的电动化，而且此供电设备易于实现集中化、智能化统筹管理控制，可以更加高效、安全、可靠地完成作业。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
外供电型电动工程机械，包括可移动供电车和电动工程机械， 所述可移动供电车包括可移动的车体，车体上装载有电源装置及电缆收放装置；所述电动工程机械包括可自由移动的工程车体，工程车体中设有电动机、电力控制装置、操作控制中心和受电臂。
工作时，电缆收放装置中的电缆连接受电臂，电源装置中的电力通过电缆和受电臂输送至电力控制装置，操作控制中心通过电力控制装置驱动电动机转动，并以此为动力驱动工程机械的作业；
在电动工程机械的移动及旋转过程中，电缆收放装置能自动收回和放出电缆，并使电缆始终保持悬空。
优选的，所述电源装置连接有信号接收发射器a，所述操作控制中心连接有信号接收发射器b，信号接收发射器a接收操作控制中心的经信号接收发射器b发出的指令，控制电源装置的电力输出。
优选的，所述电缆收放装置中设有传感装置，用于检测电缆收放装置中残余的电缆长度，传感装置中设有：
报警装置，用于当传感装置检测到电缆收放装置中残余的电缆长度不足时，向外部发出报警信号；
紧急停止装置，用于当传感装置检测到电缆收放装置中残余的电缆长度不足发出报警信号后，继续拉伸电缆至限定长度时，自动停止电源装置的电力输出。
优选的，所述受电臂可上下、左右自由转动，且在上下转动方向上有弹性装置支撑受电臂和电缆的重量，避免工程机械在运动时电缆和受电臂守到过大的力。
优选的，所述受电臂上设有电缆拉力传感器，用于当检测到电缆所受拉力超过临界值时，向操作控制中心发出报警信号，避免电缆、受电臂等因非正常使用而损坏。
优选的，所述工程车体的外部结构形状呈光滑的曲线形，没有可挂住电缆的结构件，如后视镜等结构。
优选的，所述工程机械具有起吊机能，所述移动供电车的重量不超过所述电动工程机械可起吊的重量，移动供电车上设有吊钩或吊环结构，用于当移动供电车在地面无法移动时可以被吊起移动。
优选的，所述电缆收放装置中有制动装置，当不需要或不容许电缆收放装置自动收放时，可将电缆收放装置制动。
优选的，所述电源装置中的电源为蓄电池，通过变频器调节输出电力，所述电动工程机械中的电动机为交流异步电动机，所述电动工程机械通过无线通讯方式向可移动供电车发出供电频率的要求，供电车根据所提要求调节变频器的输出电力的频率，以实现工程机械上的电动机速度的调节。
本发明的有益效果在于：克服电动工程机械在边移动边工作时，供电设备与用电设备之间的电缆连接问题，既保证电缆不妨碍用电设备在一定范围内的自由移动，又保证可靠的电力供应，轮换工作能力好，环境适用性高，尤其是在一些油气短缺的工作地带优势更加明显，同时供电设备与用电设备之间可以进行信号交流，保证线缆安全使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中车体为自主驱动的结构示意图。
图3是一般工程机械的后视镜结构示意图。
图4是本发明工程机械的后视镜结构示意图。
图中：1、车体；2、电源装置；2.1、信号接收发射器a；3、电缆收放装置；4、电缆；5、受电臂；6、工程车体；7、电力控制装置；8、操作控制中心；8.1、信号接收发射器b；9、后视镜。
具体实施方式
下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。
实施例一：如图1所示，外供电型电动工程机械，包括可移动供电车和电动工程机械，可移动供电车通过外部设备牵引驱动，电动工程机械为常见的挖掘机，可移动供电车包括可移动的车体1，车体1上装载有电源装置2及电缆收放装置3；电动工程机械包括可自由移动的工程车体6，工程车体6中设有电动机、电力控制装置7、操作控制中心8和受电臂5，受电臂5可上下、左右自由转动，且在上下转动方向上有弹性装置支撑受电臂5和电缆4的重量。
其中，工程车体6的外部结构形状呈光滑的曲线形，没有可挂住电缆4的结构件，如位于操作控制中心8上的后视镜9，图3和图4所示分别为一般工程机械的后视镜9结构示意图和本实施例采用的后视镜9结构示意图，显然图3的后视镜9结构容易挂住电缆4，而图4的后视镜9结构则不会挂住电缆4。
工作时，电缆收放装置3中的电缆4连接受电臂5，电源装置2中的电力通过电缆4和受电臂5输送至电力控制装置7，操作控制中心8通过电力控制装置7驱动电动机转动，并以此为动力驱动工程机械的作业；在电动工程机械的工作过程中，电缆收放装置3能自动收回和放出电缆4并使电缆4始终保持悬空。
电源装置2连接有信号接收发射器a2.1，操作控制中心8连接有信号接收发射器b8.1，信号接收发射器a2.1接收操作控制中心8的经信号接收发射器b8.1发出的指令，控制电源装置2的电力输出，如指定的电力频率，电压或电流。
在电缆收放装置3和受电臂5中分别设有传感装置和拉力传感器，传感装置用于检测电缆收放装置3中残余的电缆4长度，拉力传感器用于当检测到电缆4所受拉力超过临界值时，向操作控制中心8发出报警信号。其中，传感装置中设有报警装置和紧急停止装置，报警装置用于当传感装置检测到电缆收放装置3中残余的电缆4长度不足时，向外部发出报警信号，紧急停止装置用于当传感装置检测到电缆收放装置3中残余的电缆4长度不足发出报警信号后，继续拉伸电缆4至限定长度时，自动停止电源装置2的电力输出。拉力传感器的作用在于当供电车和工程机械之间有障碍物时，随着工程机械的旋转和移动，电缆4可能被缠扰在障碍物上，如果继续工作就可能拉断电缆4，拉力传感器能避免这一情况，此外，除了障碍物，电缆4也可能被工程机械自身缠绕，因此将工程车体6的外部结构形状设计成呈光滑的曲线形。
可移动供电车和电动工程机械中的至少一方设有漏电保护装置。
其中，工程机械具有起吊机能，可移动供电车的重量不超过电动工程机械可起吊的重量，移动供电车上设有吊钩或吊环结构，用于当移动供电车在地面无法移动时可以被吊起移动。
电缆收放装置3中有制动装置，当不需要或不容许电缆收放装置3自动收放时，可将电缆收放装置3制动。
在本实施例中，电源装置2中的电源为蓄电池，通过变频器调节输出电力，电动工程机械中的电动机为交流异步电动机，电动工程机械通过无线通讯方式向可移动供电车发出供电频率的要求，供电车根据所提要求调节变频器的输出电力的频率，以实现工程机械上的电动机速度的调节。
实施例二：如图2所示，与实施例一的区别在于，外供电型电动工程机械中的移动供电车为电源装置2即蓄电池产生的电力自主驱动，具体的说，可移动的车体1为电动汽车，其电动机的电力来自于蓄电池，电动汽车的控制系统与信号接收发射器a2.1连接，能传输指令控制变频器输出所需的电力，蓄电池的电量、温度等信息也能通过信号接收发射器a2.1传输至电动汽车的控制系统。
此外，除了上述两种实施例之中的蓄电池结构外，本发明电源装置2的电力发生装置也可以是发电机，比如燃油发电机，通过控制的是发电机的功率控制输出的电力。
显而易见的，实施例中各个装置间的信号传输采用无线传输的方式，但也可以为有线的方式传输信号，即在电缆4等电力传输线中增加信号线。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (8)
1.外供电型电动工程机械，包括可移动供电车和电动工程机械，其特征在于：
所述可移动供电车包括可移动的车体，车体上装载有电源装置及电缆收放装置；
所述电动工程机械包括可自由移动的工程车体，工程车体中设有电动机、电力控制装置、操作控制中心和受电臂；
工作时，电缆收放装置中的电缆连接受电臂，电源装置中的电力通过电缆和受电臂输送至电力控制装置，操作控制中心通过电力控制装置驱动电动机转动，并以此为动力驱动工程机械的作业；
在电动工程机械的工作过程中，电缆收放装置能自动收回和放出电缆并使电缆始终保持悬空；
所述工程机械具有起吊机能，所述移动供电车的重量不超过所述电动工程机械可起吊的重量，移动供电车上设有吊钩或吊环结构，用于当移动供电车在地面无法移动时可以被吊起移动。
2.根据权利要求1所述的外供电型电动工程机械，其特征在于：所述电源装置连接有信号接收发射器a，所述操作控制中心连接有信号接收发射器b，信号接收发射器a接收操作控制中心的经信号接收发射器b发出的指令，控制电源装置的电力输出。
3.根据权利要求1所述的外供电型电动工程机械，其特征在于：所述电缆收放装置中设有传感装置，用于检测电缆收放装置中残余的电缆长度，传感装置中设有：
报警装置，用于当传感装置检测到电缆收放装置中残余的电缆长度不足时，向外部发出报警信号；
紧急停止装置，用于当传感装置检测到电缆收放装置中残余的电缆长度不足发出报警信号后，继续拉伸电缆至限定长度时，自动停止电源装置的电力输出。
4.根据权利要求1所述的外供电型电动工程机械，其特征在于：所述受电臂可上下、左右自由转动，且在上下转动方向上有弹性装置支撑受电臂和电缆的重量。
5.根据权利要求4所述的外供电型电动工程机械，其特征在于：所述受电臂上设有电缆拉力传感器，用于当检测到电缆所受拉力超过临界值时，向操作控制中心发出报警信号。
6.根据权利要求1所述的外供电型电动工程机械，其特征在于：所述工程车体的外部结构形状呈光滑的曲线形，没有可挂住电缆的结构件。
7.根据权利要求1所述的外供电型电动工程机械，其特征在于：所述电缆收放装置中有制动装置，当不需要或不容许电缆收放装置自动收放时，可将电缆收放装置制动。
8.根据权利要求1-7任一项所述的外供电型电动工程机械，其特征在于：所述电源装置中的电源为蓄电池，通过变频器调节输出电力，所述电动工程机械中的电动机为交流异步电动机，所述电动工程机械通过无线通讯方式向可移动供电车发出供电频率的要求，供电车根据所提要求调节变频器的输出电力的频率，以实现工程机械上的电动机速度的调节。
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