CN107181360B - 一种多功能泵控马达 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多功能泵控马达，包括机壳，安装在机壳内的控制模块和电机驱动模块，所述电机驱动模块与控制模块连接，所述电机驱动模块与油门拉线连接，所述控制模块与功能线束连接。本发明的有益效果是：无需加装电脑板，可以实现自动加减油，自动怠速，关车熄火，泵控调试等，可以有效的降低30％以上的发动机和液压泵磨损，安装简单，操作简便，且可以适用于多种挖掘机等重型机械，用途广泛，兼容性好，功能全面。

Description

一种多功能泵控马达
技术领域
本发明涉及一种机械设备的油门控制装置，尤其是一种用于挖掘机等重型机械的多功能泵控马达。
背景技术
现有的挖掘机控制器都是将油门和其他控制系统集成设置在一起，如发动机转速控制系统、温度控制系统等。这种设置的弊端在于如果挖掘机控制器损坏，将造成挖掘机上所有的系统瘫痪。而且由于这种控制器的价格昂贵，因此经常由于挖掘机控制器损坏而使整体挖掘机报废。
另外，现有油门控制器(泵控马达)只能用于特定型号的挖掘机等重型机械，使用有很大局限，兼容性差。
发明内容
本发明的目的是针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种可以降低发动机和液压泵磨损、安装简单、操作简便、且可兼容大多挖掘机等重型机械的多功能泵控马达。
本发明采用的技术方案是：一种多功能泵控马达，包括机壳，安装在机壳内的控制模块和电机驱动模块，所述电机驱动模块与控制模块连接，所述电机驱动模块与油门拉线连接，所述控制模块与功能线束连接。
所述功能线束包括油门马达线束、怠速开关连线和马达旋钮开连线。
所述油门马达线束包括正线、负线、钥匙线、压力开关线和比例阀线。
所述电机驱动模块包括电机、减速箱和拉线座，所述电机通过减速箱与拉线座连接，所述拉线座与油门拉线连接；所述拉线座上设置定位器，用于控制油门拉线的运行距离。
所述电机驱动模块固定在面板内侧，所述面板安装在所述机壳的一端。
所述控制模块固定在底盖的内侧表面，所述底盖安装在机壳的另一端。
所述控制模块上设置有2个可调节开关和2个数码管，所述数码管可控参数数值在0-99之间，通过调节这2个可调节开关可以改变输出电流的范围大小并在数码管上显示，且反馈到液压泵的比例阀上，最终实现对液压泵比例阀的控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：无需加装电脑板，可以实现自动加减油，自动怠速，关车熄火，泵控调试等，可以有效的降低30％以上的发动机和液压泵磨损，安装简单，操作简便，且可以适用于多种挖掘机等重型机械，用途广泛，兼容性好，功能全面。
附图说明
图1为本发明的控制框图；
图2为本发明实施例1的装配图；
图3为本发明实施例1的立体图；
图4为本发明实施例2的装配图；
图5为本发明实施例2的立体图；
图6为本发明的电路框图；
图7为本发明直流电机驱动电路原理图1；
图8为本发明直流电机驱动电路原理图2；
图9为本发明电磁铁驱动电路原理图；
图10为本发明模拟输入检测电路原理图1；
图11为本发明模拟输入检测电路原理图2。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如图2-5所示，本发明一种多功能泵控马达，包括机壳1，安装在机壳1内的控制模块3和电机驱动模块2，所述控制模块1与电机驱动模块2连接，所述电机驱动模块2在所述控制模块1的信号控制下动作。所述电机驱动模块2与油门拉线4连接，用于控制油门。所述油门拉线4可以为单线或者双线结构，可以设置自动怠速和手动怠速2个模式。所述控制模块3与功能线束5连接。所述功能线束5包括油门马达线束、怠速开关连线52和马达旋钮开连线51。所述油门马达线束包括正线、负线、钥匙线、压力开关线和比例阀线等。
所述电机驱动模块2包括电机、减速箱和拉线座，所述电机通过减速箱与拉线座连接，所述拉线座与油门拉线4连接；所述拉线座上设置定位器，用于控制油门拉线的运行距离，可以实现自动控制。所述电机驱动模块2固定在面板11内侧，所述面板11安装在所述机壳1的一端。
所述控制模块3固定在底盖12的内侧表面，所述底盖12安装在机壳1的另一端。所述控制模块3上设置有2个可调节开关和2个数码管，所述数码管可控参数数值在0-99之间，通过调节这2个可调节开关可以改变输出电流的范围大小并在数码管上显示，且反馈到液压泵的比例阀上，最终实现对液压泵比例阀的控制。
所述机壳1外设置防摩擦凸条，用于提高强度。且所述机壳1上设置有安装螺丝孔。
所述控制模块3如图6所示，其包括控制单元、直流电机驱动电路、电磁铁驱动电路、数码管显示电路、电流反馈过流保护电路和模拟旋钮输入电路，所述直流电机驱动电路、电磁铁驱动电路、数码管显示电路和模拟旋钮输入电路、电流反馈过流保护电路与控制单元连接。所述控制单元可以是单片机STM32。所述数码管显示电路包括2个数码管，用于分别显示正负极电流数值。所述模拟旋钮输入电路包括两个电位器，用于调节电磁铁阀门的流量大小。
如图7和图8所示，所述直流电机驱动电路由光耦U2和第一芯片U1组成集成全桥驱动芯片(IC)，所述光耦U2为4路光耦隔离电路，其中引脚1和引脚2路为开关信号连接端，用于使用户控制开关和模式的切换；引脚3和引脚4的光耦信号是电机整翻转引脚，通过单片机控制将其中一路的引脚拉高则可以驱动全桥驱动芯片IC正传；同时第一芯片U1中的MOT_OUT1和MOT_OUT2电平相反，输出正电荷和负电荷；反之电平相反则可以驱动电机翻转。
在电机正传或翻转是通过PWM控制电机电流大小，使挖掘机和吊机发动机油门定到某一个数。在所述光耦U2的TST引脚接一个5毫欧金属电阻进行分压检测电流，用户反馈时间电流到单片机，反馈的信号通过LM285线性放大后用途ADC转换直接反馈到单片机。单片机可以去读数字在数码管上显示。
其中，第一芯片U1使用了全桥直流驱动芯片(IC)L6201P通过PWM控制电流大小、扭矩大小和正反转。在柴油发动机挖掘机和吊机应用中，可以做到很灵活低控制油门的大小。如在一些直流电机驱动应用中，L6201P可以灵活第通过单片机控制电机专向、驱动电机电流的大小、还可以做到控制电流保护电机和驱动电路的作用。
其中,光耦U2是光电隔离输入，这样可以隔离和保护外面输入的抖动和浪冲也能做到电平电压转换功能。如果外面开关量是12V转换为单片机IO电平的3.3V，把开关信号转换后传给单片机程序处理，由于电机驱动IC是12V～30V或以上电压，单片机不能直接控制，也需要电平转换，把单片机IO输出的3.3V TTL电平转换为驱动IC接收的电平，这样U2可以做到电平转换匹配作用和隔离保护单片机。
其中，第二芯片U3组成的是电机驱动过流保护电路，原理是通过第二芯片U3为L6201P，其对地接一个5毫欧功率金属电阻进行分压，通过LM358将金属电阻对地的压差进行放大后，通过单片机的ADC引脚检测反馈的电压值，从而可以计算出当前电机的电流值，可以做到电机电流的控制和过流保护功能，大大增加了电机和电路的寿命和设备的稳定性。
如图9所示，电磁铁驱动电路配合数码管显示和模拟旋钮的输入组成了可调电流的电磁铁液压系统。原理通过2个电位器输入的模拟量电压通过ADC转换为数字量，显示在数码管上，其中一个电位器调节上限电流，另一个调节下限电流，结合电机输出的ADC值自动转换为PWM信号驱动电磁铁，可以根据电机电流大小，自动调节液压系统的输出大小。从而做到节能自动控制，安全保护的效果。组合成一套完整的挖掘机和吊机油门自动控制、多项安全保护系统，使整个的产品更加的安全可靠。场效应管Q5利用MOSFET管驱动发动机液压系统的电磁铁的阀门流量的大小。原理通过单片机的DCT_PWM引脚，驱动S8050三极管Q4把TTL PWM信号，放大电压PWM信号驱动MOSFET管再输出到电磁铁。PWM调节可以控制电磁铁的输出电流，从而控制阀门流量的大小。
如图10和图11所示，排阻RP1和排阻PR2是用户设置的输出大小百分比，原理是用过电位器调节电阻的大小转换为数字量，在数码管上显示0％～99％，让用户可以调节电磁铁阀门的流量大小，一个调节最小值另一个调节最大值，结合电机控制的油门大小，可以根据油门电机反馈的百分比转换为设置的百分比，电机控制的油门越大发热了越大，所以控制的液压系统阀门的流量也同时可以增加，这样既实现了节能和保护的效果。J3为电机检测安装在电机减速箱里的电位器反馈检测，原理也是通过电位器反馈的电压值，可通过单片机计算出当前电机位置(即油门的大小)。
上述控制模块3成本低、不需要重新找原点位置、工作稳定可靠、寿命长、易于控制与调节。
本发明适用于各种直喷挖掘机上(电喷挖掘机无法使用或者需要二次修改)，使用时，电机驱动模块由DC24V电压供电，定位器由DC 0-5V电压供电，输出电压0.5-4.5V，成为一个独立的油门操作控制系统整体。在实际使用上，单线产品正线接挖掘机钥匙头ACC开关上，负线接地；双线产品正线接钥匙头B开关上，钥匙线接ACC，负线接地。压力开关线接液压泵的压力开关上，比例阀线接液压泵比例阀上。
如图1所示，所述控制模块3由24V直流电源供电，通过设置钥匙开关闭合整个电路供电。电机驱动模块2在油门拉线4作用下通过调节油门控制盘加减油，怠速开关和压力开关闭合和开通调节自动怠速功能。比例阀线接通，通过左右按钮调节用来控制液压泵上的电磁阀的流量。
工作时，在正常接线后，调节油门控制盘(油门旋钮)的高低控制油门马达拉线的伸缩度以用来实现加油和减油的功效。此处怠速开关有2个档位ON档和OFF档，以泵控自动款为例，怠速开关打在OFF档位，若压力开关线接通(挖机工作产生压力)，附图1处此处形成一个闭合回路为挖掘机正常工作情况，一旦挖掘机在不产生压力2.5S后(此处时间可定)电路断开，油门马达自动回位到低速怠速位置。若不接压力开关线，也可以通过手动调节怠速开关的档位来改变电路状态实行自动怠速。
本发明正常接线后，电路接通，此时可以加油减油熄火怠速等功能，若想实现对液压泵比例电磁阀的控制可以接压力开关线。将油门马达线束里面的液压泵线接到挖掘机液压泵比例电磁阀上，在驱动控制板底部有2个可调节式旋钮和2个数码管，数码管可控参数数值在0-99之间，通过调节这2个旋钮可以改变输出电流的范围大小，反馈到液压泵比例阀上，最终实现对液压泵比例阀的控制。此处需要根据不同的挖掘机型号进行不同的参数设定，以找到最佳合适匹配的位置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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)

1.一种多功能泵控马达，包括机壳，安装在机壳内的控制模块和电机驱动模块，其特征在于：所述电机驱动模块与控制模块连接，所述电机驱动模块与油门拉线连接，所述控制模块与功能线束连接；所述控制模块包括控制单元、直流电机驱动电路、电磁铁驱动电路、数码管显示电路、电流反馈过流保护电路和模拟旋钮输入电路，所述直流电机驱动电路、电磁铁驱动电路、数码管显示电路、模拟旋钮输入电路和电流反馈过流保护电路与控制单元连接，电磁铁驱动电路配合数码管显示电路和模拟旋钮输入电路的输入组成可调电流的电磁铁液压系统。
2.根据权利要求1所述的一种多功能泵控马达，其特征在于：所述功能线束包括油门马达线束、怠速开关连线和马达旋钮开连线。
3.根据权利要求2所述的一种多功能泵控马达，其特征在于：所述油门马达线束包括正线、负线、钥匙线、压力开关线和比例阀线。
4.根据权利要求1所述的一种多功能泵控马达，其特征在于：所述电机驱动模块包括电机、减速箱和拉线座，所述电机通过减速箱与拉线座连接，所述拉线座与油门拉线连接；所述拉线座上设置定位器，用于控制油门拉线的运行距离。
5.根据权利要求4所述的一种多功能泵控马达，其特征在于：所述电机驱动模块固定在面板内侧，所述面板安装在所述机壳的一端。
6.根据权利要求5所述的一种多功能泵控马达，其特征在于：所述控制模块固定在底盖的内侧表面，所述底盖安装在机壳的另一端。
7.根据权利要求6所述的一种多功能泵控马达，其特征在于：所述控制模块上设置有2个可调节开关和2个数码管，所述数码管可控参数数值在0-99之间，通过调节这2个可调节开关改变输出电流的范围大小并在数码管上显示。
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