CN107288164A - 一种纯电力驱动无线遥控清障车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯电力驱动无线遥控清障车，包括车身和远程遥控箱；远程遥控箱经中继天线或直接与车身上的车载天线无线连接；车身底部设有橡胶履带，橡胶履带经行走驱动器与行走电机连接；车身后端设有作业装置和推土铲；作业装置和推土铲经主驱动器与主电机和液压油箱连接；行走电机和主电机经电源电缆和BMS电源管理器与动力锂电池模块连接；行走驱动器、主驱动器和BMS电源管理器均经通讯电缆与整车控制箱连接。本发明采用动力锂电池组存储电能，通过远程遥控箱发出操作指令，控制清障车的行驶和作业，车辆信息及作业图像实时显示于远程遥控箱上。可用于大型自然灾害的救援任务，提高救援效率。

Description

一种纯电力驱动无线遥控清障车

技术领域

本发明涉及一种纯电力驱动无线遥控清障车，属于大吨位纯电动无线多功能全地形遥控工程车辆技术领域。

背景技术

在工程抢险和抗震救灾等作业中，经常需要在爆燃、核泄漏、毒气扩散、化学污染及坍塌落石等可能危及人员生命安全的危险环境下作业。因此，无人驾驶的无线遥控设备是最适合在上述危险环境下作业的。但目前的无线遥控设备如消防机器人、小型探雷器等均属于小型遥控设备，无法完成如山体滑坡，地震等大型自然灾害的救援任务。特别是超视距远距离遥控的纯电动大吨位多功能全地形工程机械尚属空白。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种纯电力驱动无线遥控清障车，以填补超视距远距离遥控的纯电动大吨位多功能全地形工程机械的空白；并能用于大型自然灾害的救援任务，提高救援效率，避免在危险环境作业造成救援人员二次伤亡，从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种纯电力驱动无线遥控清障车，包括车身和远程遥控箱；远程遥控箱经中继天线或直接与车身上的车载天线无线连接；车载天线经通讯电缆与整车控制箱电气连接；车身底部设有橡胶履带，橡胶履带与行走电机连接；车身后端设有作业装置和推土铲；车身后端上部设有作业摄像头，前端设有行车摄像头和灯具；作业装置和推土铲通过液压电控阀与主电机和液压油箱连接；行走电机与行走驱动器连接，主电机与主驱动器连接，行走驱动器和主驱动器经电源电缆和BMS电源管理器及通讯电缆与动力锂电池模块连接；主电机上设有散热器；行走驱动器、主驱动器、BMS电源管理器和液压电控阀均经通讯电缆与整车控制箱连接，整车控制箱经控制电源开关与控制蓄电池连接；行走电机上设有驻车制动器；充电机经电源电缆与BMS电源管理器连接。

前述纯电力驱动无线遥控清障车中，所述远程遥控箱包括箱体和箱盖；箱体的面板上设有左控制手柄、右控制手柄、云台控制器、灯光控制开关、车辆电源启动开关、远程遥控箱电源开关、动力电源接通开关、作业/行驶模式切换开关和远程遥控箱充电接口；箱盖的内顶面设有图像显示器和模拟监控器。

前述纯电力驱动无线遥控清障车中，所述中继天线底部设有支架。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明采用动力锂电池组存储电能，通过远程遥控箱发出操作指令，由驱动器逆变控制电能供给交流驱动电机旋转，从而为行走电机和液压系统主电机提供电源，并控制液压电控阀执行相应的作业指令及车辆行驶指令，同时信号收发系统将车辆信息及车载摄像头采集的图像实时显示于远程遥控箱上。将纯电动和无线遥控有机结合应用于超视距远距离遥控的纯电动工程车辆。用于大型自然灾害的救援任务，提高救援效率，避免在危险环境作业造成救援人员二次伤亡。填补了超视距远距离遥控的纯电动大吨位多功能全地形工程机械的空白。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是远程遥控箱的结构示意图。

图中的标记为：1-远程遥控箱、2-中继天线、 3-行走电机、4-橡胶履带、5-动力锂电池模块、6-电源电缆、7-通讯电缆、8-整车控制箱、9-主驱动器、10-推土铲、11-作业摄像头、12-作业装置、13-车载天线、14-液压电控阀、15-车身、16-液压油箱、17-主电机、18-行走驱动器、19-散热器、20-BMS电源管理器、21-行车摄像头、22-控制电源开关、23-灯具、24-控制蓄电池、25-充电机、26-驻车制动器、27-图像显示器、28-模拟监控器、29-灯光控制开关、30-车辆电源启动开关、31-远程遥控箱电源开关、32-左控制手柄、33-云台控制器、34-动力电源接通开关、35-作业/行驶模式切换开关、36-右控制手柄、37-远程遥控箱充电接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

本发明的一种纯电力驱动无线遥控清障车，如图1所示，包括车身15和远程遥控箱1；远程遥控箱如图2所示，远程遥控箱1包括箱体和箱盖；箱体的面板上设有左控制手柄32、右控制手柄36、云台控制器33、灯光控制开关29、车辆电源启动开关30、远程遥控箱电源开关31、动力电源接通开关34、作业/行驶模式切换开关35和远程遥控箱充电接口37；箱盖的内顶面设有图像显示器27和模拟监控器28。远程遥控箱1经中继天线2或直接与车身15上的车载天线13无线连接；如图1所示，中继天线2底部设有支架。远程遥控箱1经中继天线2或直接与车身15上的车载天线13无线连接；车载天线13经通讯电缆7与整车控制箱8电气连接；车身15底部设有橡胶履带4，橡胶履带4与行走电机3连接；车身15后端设有作业装置12和推土铲10；车身15后端上部设有作业摄像头11，前端设有行车摄像头21和灯具23；作业装置12和推土铲10通过液压电控阀14与主电机17和液压油箱16连接；行走电机3与行走驱动器18连接，主电机17与主驱动器9连接，行走驱动器18和主驱动器9经电源电缆6和BMS电源管理器20及通讯电缆7与动力锂电池模块5连接；主电机17上设有散热器19；行走驱动器18、主驱动器9、BMS电源管理器20和液压电控阀14均经通讯电缆7与整车控制箱8连接，整车控制箱8经控制电源开关22与控制蓄电池24连接；行走电机3上设有驻车制动器26；充电机25经电源电缆6与BMS电源管理器20连接。

本发明的工作过程及原理

图1中所示远程遥控箱1和中继天线2由操作人员携带，中继天线2位于远程遥控箱1与车辆之间，远程遥控箱1发出的控制指令由中继天线2转发至车身15后上方的车载天线13；车载天线13将控制指令传输至整车控制箱8，整车控制箱8对控制指令进行逻辑运算处理后，输出信号分别控制主驱动器9、行走驱动器18、液压电控阀14、BMS电源管理器20执行相关逻辑。通过作业摄像头11和行车摄像头21采集到图像信息通过车载天线13，发送至远程遥控箱1上的图像显示器27实时高清显示车辆四周景象；整车控制箱8采集的各种传感器和状态信号，也发送至远程遥控箱1上的模拟监控器28，使操作人员随时了解当前车辆状态。

如图1所示，推土铲10和作业装置12安装于车身15后部，通过液压电控阀14执行动作，用于挖掘和清除障碍物。车身15中部安装主电机17，后端驱动液压泵，提供液压能量；前端驱动高功率风扇，为自身降温的同时，也带走主电机前端安装液压油散热器18的热量；液压油箱16装配于车身15右后部，用于存储推土铲10和作业装置12所需的液压油。车身15前部安装质量较重的动力锂电池模块5，根据车辆的重心合理分布，以达到为作业装置12的提供平衡配重功能。所有的动力锂电池模块5通过电源电缆6串联升压，组成动力锂电池组，将电源供入BMS电源管理器20中，同时BMS电源管理器20通过通讯电缆7对所有的动力锂电池模块5进行SOC估算、SOH预判，合理控制充放电电流，对单体电池主动均衡，单体电池电压高精度检测。大功率充电机25与BMS电源管理器20通过电缆及通讯线连接，外部交流电源接入充电机25后，可通过设定参数对所有的动力锂电池模块5进行充电。深循环放电的控制蓄电池24与控制电源开关22组成车辆低压控制供电系统，独立于动力电源系统之外，有效隔离大负载对电网的冲击，同时在动力锂电池组失效的情况下，依然可以监控车辆状态。

依上所述，在控制电源开关22打开的情况下，拨通远程遥控箱电源开关31，远程遥控箱1通电；当车辆电源启动开关30位置切换至通电档位时，整车控制箱8接到指令使车辆各部分控制电源接通，车辆状态和四周图像通过模拟监控器28、图像显示器27展示给操作人员；其中远程遥控箱1自带供电系统，可通过远程遥控箱充电接口37外接常用交流220V充电。接通动力电源接通开关34，通过整车控制箱8远程控制BMS电源管理器20输出动力电源至主驱动器9和行走驱动器18，车辆处于准备状态。作业/行驶模式切换开关35位置切换至行驶档位时，推动左控制手柄32可远程控制行走驱动器18向行走电机3供电，控制车辆直行或转向；作业/行驶模式切换开关35位置切换至作业档位时，主驱动器9驱动主电机17旋转，除左控制手柄32依然可以控制车辆行走，还可以与右控制手柄36共同控制液压电控阀14，驱动推土铲10和作业装置12进行工作。调节远程遥控箱1上的云台控制器33可远程控制作业摄像头11旋转方向及调整焦距。控制灯光控制开关29，可使车辆上高亮度LED灯具23熄、亮，并进行远近光切换。行走电机3内置驻车制动器26，通过远程遥控箱1控制驻车制动器26通断电，从而实现停车制动，确保车辆的安全性。底盘采用橡胶履带4，使车辆具有全地形低噪音行驶能力。

实施例

具体实施时，纯电力驱动无线遥控清障车采用动力锂电池组存储电能，通过远程遥控箱发出操作指令，由驱动器逆变控制电能供给交流驱动电机旋转，从而为行走电机和液压系统主电机提供电源，并控制液压电控阀执行相应的作业指令及车辆行驶指令，同时信号收发系统将车辆信息及车载摄像头采集的图像实时显示于远程遥控箱上。

纯电力驱动无线遥控清障车，采用高容量、高安全性和高放电倍率的充放锂聚合物电池组主机提供能量，并使用合理可靠的BMS电源管理系统，对电池组有效的进行管理，对电池组SOC估算、SOH预判，以及合理控制充放电电流；对单体电池主动均衡，单体电池电压高精度检测。合理布局质量较大的锂聚合物电池组，使之替代配重，有效降低车辆重量。内置大功率充电机，可通过外接民用三相交流电源或发电机进行充电，外部条件允许情况下，大电流充电仅需1～2小时。采用大功率、高功效的逆变驱动器和电机将电能有效转换为动能，为车辆提供行走动力和液压动力。驱动电机转速可达4000r以上，1～2分钟内可承载3至7倍电流。通过模式选择，以及车辆下坡、减速过程进行能量回馈，提高整车续航能力。采用行走电机内置驻车制动器掉电抱闸功能，有效保证整车安全驻车；采用驱动器为三相交流异步电动机注入直流，瞬时阻断异步磁场，大扭矩制动电动机转子。主电机后端驱动液压泵，提供液压能量；前端驱动高功率风扇，为自身降温的同时，也带走主电机前端安装液压油散热器的热量。通过二代WIFI传输技术，搭建高清实时传输图像和控制信息的无线远程控制系统；使用中继天线增加系统的传输绕射能力，为主机作业监控提供可靠的视频监控和及时准确的操控。在远程遥控箱中大数据量的远程模拟监控界面，全面涵盖了整车所有信息，实时监控车辆的运行状态和控制状态。在远程遥控箱中视频显示器上，可同时或单独显示行车摄像头和作业摄像头的高清画面，并可通过远程遥控箱内的云台操作器控制摄像头旋转方向及焦距。控制系统单独采用深放电型铅酸蓄电池供电，有效隔离大负载对电网的冲击；同时在锂聚合物电池组失效的情况下，依然可以监控车辆状态。行驶采用单手柄控制，有效解决直行控制的不协调。灯具采用低功耗、高亮度LED行驶灯，可遥控开启远近光夜间行车功能。由高压交、直流产生的磁场和谐波，采取高、低压线路套装屏蔽层交叉布线，所有低压直流负极跳接低压屏蔽层，且与车体保持悬浮；高压屏蔽层搭接车体，并通过车体底盘处悬挂的两根链条释放感应电，减少低压控制系统带来的电磁干扰。底盘采用橡胶履带，具有全地形低噪音行驶能力。

以上阐述本发明的基本原理、技术方案及主要特征为本项目参与人员共同的智慧结晶，在本发明的基础上还会衍生各种变化和改进，这些变化和改进都将列入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种纯电力驱动无线遥控清障车，包括车身（15）和远程遥控箱（1）；其特征在于：远程遥控箱（1）经中继天线（2）或直接与车身（15）上的车载天线（13）无线连接；车载天线（13）经通讯电缆（7）与整车控制箱（8）电气连接；车身（15）底部设有橡胶履带（4），橡胶履带（4）与行走电机（3）连接；车身（15）后端设有作业装置（12）和推土铲（10）；车身（15）后端上部设有作业摄像头（11），前端设有行车摄像头（21）和灯具（23）；作业装置（12）和推土铲（10）通过液压电控阀（14）与主电机（17）和液压油箱（16）连接；行走电机（3）与行走驱动器（18）连接，主电机（17）与主驱动器（9）连接，行走驱动器（18）和主驱动器（9）经电源电缆（6）和BMS电源管理器（20）及通讯电缆（7）与动力锂电池模块（5）连接；主电机（17）上设有散热器（19）；行走驱动器（18）、主驱动器（9）、BMS电源管理器（20）和液压电控阀（14）均经通讯电缆（7）与整车控制箱（8）连接，整车控制箱（8）经控制电源开关（22）与控制蓄电池（24）连接；行走电机（3）上设有驻车制动器（26）；充电机（25）经电源电缆（6）与BMS电源管理器（20）连接。

2.根据权利要求1所述纯电力驱动无线遥控清障车，其特征在于：所述远程遥控箱（1）包括箱体和箱盖；箱体的面板上设有左控制手柄（32）、右控制手柄（36）、云台控制器（33）、灯光控制开关（29）、车辆电源启动开关（30）、远程遥控箱电源开关（31）、动力电源接通开关（34）、作业/行驶模式切换开关（35）和远程遥控箱充电接口（37）；箱盖的内顶面设有图像显示器（27）和模拟监控器（28）。

3.根据权利要求1所述纯电力驱动无线遥控清障车，其特征在于：所述中继天线（2）底部设有支架。