CN108385765A - 滑移装载机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑移装载机，涉及工程机械领域，用以优化现有滑移装载机的性能。该滑移装载机包括车架、可充电电池、工作系统和行走系统。工作系统包括工作电机和执行机构。行走系统包括第一行走电机、第二行走电机、第一行走轮组件以及第二行走轮组件。车架为其他部件的安装提供支撑。可充电电池设于车架。可充电电池用于为滑移装载机上的工作电机以及各行走电机提供动力。上述技术方案，降低了滑移装载机的工作噪音，清洁环保，实现了污染物零排放，且降低了成本。

Description

滑移装载机及其控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种滑移装载机及其控制方法。

背景技术

传统工程机械由柴油发动机提供动力，能源消耗大，污染环境，相比之下，由电动机提供动力的工程机械能够实现了零排放、清洁环保、产生的噪声小、维修保养方便，改善了工作环境。滑移装载机也采用柴油发动机作为动力源。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：随着国家对节能减排的要求日益严格，现有的滑移装载机的排放量大，噪声大。

发明内容

本发明提出一种滑移装载机，用以优化现有滑移装载机的性能。

本发明提供一种滑移装载机，包括：

车架；

可充电电池，设于所述车架；

工作系统，包括：

工作电机，设于所述车架且与所述可充电电池电连接；

执行机构，与所述工作电机驱动连接；以及

行走系统，包括：

第一行走电机，设于所述车架且与所述可充电电池电连接；

第二行走电机，设于所述车架且与所述可充电电池电连接；

第一行走轮组件，包括位于所述车架宽度方向同一侧且所述车架长度方向不同位置的至少两个第一轮，各所述第一轮都与所

述第一行走电机驱动连接；以及

第二行走轮组件，包括位于所述车架宽度方向同一侧且所述车架长度方向不同位置的至少两个第二轮，各所述第二轮都与所述第二行走电机驱动连接。

在一些实施例中，滑移装载机还包括：

可充电电池控制模块，与所述可充电电池电连接，用于控制所述可充电电池的充放电以及温度。

在一些实施例中，滑移装载机还包括：

中央控制单元，与所述第一行走电机电连接，用于控制所述第一行走电机的转速和/或转向；和/或，中央控制单元与所述第二行走电机电连接，用于控制所述第二行走电机的转速和/或转向。

在一些实施例中，所述中央控制单元包括：

第一控制手柄，用于输入控制所述第一行走电机转速和/或转向的控制信号，和/或，用于输入控制所述第二行走电机转速和/或转向的控制信号。

在一些实施例中，所述中央控制单元包括：

第二控制手柄，用于向所述中央控制单元输入控制所述工作电机转速的控制信号。

在一些实施例中，所述第一行走轮组件还包括：

第一链传动箱，包括第一链轮、第一双排链轮和第一链条；每个所述第一轮上安装一个所述第一链轮，所述第一行走电机的输出轴安装有第一双排链轮，所述第一链轮和所述第一双排链轮通过所述第一链条驱动连接。

在一些实施例中，所述第二行走轮组件还包括：

第二链传动箱，包括第二链轮、第二双排链轮和第二链条；每个所述第二轮上安装一个所述第二链轮，所述第二行走电机的输出轴安装有第二双排链轮，所述第二链轮和所述第二双排链轮通过所述链条驱动连接。

在一些实施例中，所述执行机构包括油缸，所述油缸包括翻斗油缸和动臂油缸，所述翻斗油缸和所述动臂油缸通过同一个多路阀与所述液压泵液压连接。

本发明另一实施例提供一种滑移装载机的控制方法，包括以下步骤：

计算滑移装载机整车的行走速度和转向角度；

根据所述行走速度和转向角度，计算行走系统的第一行走电机和第二行走电机的转速和转矩；

采用所述第一行走电机驱动第一行走轮组件行走，采用第二行走电机驱动第二行走轮组件行走，直至到达设定位置；

采用工作系统的工作电机驱动执行机构动作。

在一些实施例中，所述执行机构包括翻转油缸和/或动臂油缸。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案，滑移装载机行走以及工作的所有动力都来自于可充电电池，滑移装载机没有设置柴油发动机，降低了滑移装载机的工作噪音，清洁环保，实现了污染物零排放，且降低了成本。并且，滑移装载机采用电力驱动，便于实现工程机械自动化和智能化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的滑移装载机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的滑移装载机行走系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的滑移装载机中央控制单元及各电机的连接原理示意图。

具体实施方式

下面结合图1～图3对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

本发明实施例提供一种滑移装载机，包括车架1、可充电电池2、工作系统3和行走系统4。工作系统3包括工作电机31和执行机构32。行走系统4包括第一行走电机41、第二行走电机42、第一行走轮组件43以及第二行走轮组件44。车架1为其他部件的安装提供支撑。可充电电池2设于车架1。可充电电池2用于为滑移装载机上的工作电机31以及各行走电机提供动力。

在一些实施例中，可充电电池2包括蓄电池或锂电池。

参见图1，工作电机31设于车架1且与可充电电池2电连接。第一行走电机41设于车架1且与可充电电池2电连接。第二行走电机42设于车架1且与可充电电池2电连接。执行机构32与工作电机31驱动连接。第一行走轮组件43包括位于车架1宽度方向同一侧的至少两个第一轮431，各第一轮431都与第一行走电机41驱动连接。第二行走轮组件44包括位于车架1宽度方向同一侧的至少两个第二轮441，各第二轮441都与第二行走电机42驱动连接。

参见图1至图3,，工作电机31驱动液压工作系统3的液压泵，提供工作系统3所需液压能。第一行走电机41和第二行走电机42直接驱动滑移装载机的行走系统4。工作系统3包括工作电机31、液压泵7、多路阀9、动臂油缸322、翻斗油缸321和油箱8。

滑移装载机减速和制动时，将第一行走电机41和第二行走电机42切换成发电机运转，利用车的惯性带动电机转子旋转产生的电能给可充电电池2再生充电。

为了便于控制可充电电池2，滑移装载机还包括可充电电池控制模块5，与可充电电池2电连接，用于控制可充电电池2的充放电以及温度。

参见图1和图3，可充电电池控制模块5用于控制可充电电池2的充电状态以及实时监控可充电电池2的温度，以保证系统正常工作。

参见图1和图3，在一些实施例中，滑移装载机还包括中央控制单元6，中央控制单元6与第一行走电机41电连接，用于控制第一行走电机41的转速和转向。中央控制单元6与第二行走电机42电连接，用于控制第二行走电机42的转速和转向。

参见图3，可充电电池2通过AC/DC转换器65将输出的低压电应用于控制系统，可充电电池2通过逆变器64将输出的交流电应用于行走电机和工作电机31，中央控制单元6分别与行走电机、工作电机31、第一控制手柄61、第二控制手柄62连接。

参见图1和图3，在一些实施例中，中央控制单元6采用下述结构输入信号。中央控制单元6包括第一控制手柄61，第一控制手柄61作为输入端，用于向中央控制单元6输入控制第一行走电机41转速和转向的控制信号，第一控制手柄61作为输入端，用于向中央控制单元6输入控制第二行走电机42转速和转向的控制信号。

参见图1和图3，在一些实施例中，中央控制单元6包括第二控制手柄62，第二控制手柄62用于向中央控制单元6输入控制工作电机31转速的控制信号。

第一控制手柄61控制各行走电机，第二控制手柄62控制工作电机31，各控制手柄将操作者的运动信息转化为电信号，中央控制单元6接收电信号并输出驱动指令。

在行走系统4中，驾驶员通过驾驶室内的第一控制手柄61将运动信息以电信号的形式传递给中央控制单元6，中央控制单元6接收信号并反馈给固定在链传动箱内侧的第一行走电机41和第二行走电机42。其中，第一行走电机41的输出端连接第一链传动箱432，以驱动第一链传动箱432，第二链传动箱442由第二行走电机42驱动，第一行走电机41和第二行走电机42独立地驱动两对车轮的速度与方向。第一控制手柄61通过中央控制单元6控制电机的转速和正转反转，实现滑移装载机的行走和转向动作功能。

在工作系统3中，工作电机31的输入端连接中央控制单元6，输出端连接液压泵7，液压泵7连接油箱8和多路阀9。当中央控制单元6检测到驾驶室相应控制手柄传递来的工作指令后，控制各电机输出相应的转速和转矩，工作电机31驱动与之相连的液压泵7输出压力油，同时控制手柄控制多路阀9阀芯的位置，将压力油传递给执行机构32。其中执行机构32包括动臂油缸322和翻斗油缸321，动臂油缸322控制动臂升降，翻斗油缸321控制铲斗翻转。

下面介绍各个行走组件的结构。

参见图2，第一行走轮组件43包括第一轮431和第一链传动箱432。第一链传动箱432包括第一链轮433、第一双排链轮434和第一链条435。滑移装载机前后共有四个轮子，车体宽度的每一侧都有两个轮子。第一链轮433的数量为两个，前轮和后轮上都分别安装一个第一链轮433。第一双排链轮434与第一行走电机41输出轴外花键连接，输出动力。第一链条435分别与第一双排链轮434、链轮相互啮合，保证位于第一链传动箱432同侧的双排链轮与前、后两个第一链轮433同步旋转。第一链轮433的齿数较双排链轮多，通过一定传动比，降低转速，提高转矩。轴承436包括各轮边轴承，紧配合地装配于第一链传动箱432上，对各平行轴均承担径向载荷支撑。半轴437与第一链轮433内花键连接，将放大后转矩轴向输出到第一轮431上。

参见图2，第一链传动箱432由第一行走电机41驱动，第一行走电机41的输出端连接第一链传动箱432，第一行走电机41独立地控一对车轮的速度。后面介绍的第二行走电机42独立地控制另一对车轮的速度。通过对第一行走电机41和第二行走电机42的控制实现滑移装载机的直线行驶和滑移转向动作。

参见图2，第二行走轮组件44包括第二轮441和第二链传动箱442。第二链传动箱442包括第二链轮443、第二双排链轮444和第二链条445。滑移装载机前后共有四个轮子，车体宽度的每一侧都有两个轮子。第二链轮443的数量为两个，前轮和后轮上都分别安装一个第二链轮443。第二双排链轮444与第二行走电机42输出轴外花键连接，输出动力。第二链条445分别与第二双排链轮444、链轮相互啮合，保证位于第二链传动箱442同侧的双排链轮与前、后两个第一链轮433同步旋转。第二链轮443的齿数较双排链轮多，通过一定传动比，降低转速，提高转矩。轴承446包括各轮边轴承，紧配合地装配于第二链传动箱442上，对各平行轴均承担径向载荷支撑。半轴447与第二链轮443内花键连接，将放大后转矩轴向输出到第二轮441上。

在一些实施例中，执行机构32包括油缸，所有油缸通过同一个多路阀与液压泵液压连接，液压泵与工作电机31驱动连接。

参见图1至图3，工作电机31与液压泵7串联联接，液压泵7从油箱8吸出压力油，压力油进入多路阀9，多路阀9接收工作控制指令，对压力油的输入流量和流向进行控制，驱动执行机构32动作，实现动臂升降、铲斗翻转，以及其它多功能功能。

参见图1，在一些实施例中，油缸包括翻斗油缸321和动臂油缸322。以同时具有翻斗油缸321和动臂油缸322为例，动臂油缸322驱动动臂升降，翻斗油缸321驱动铲斗翻转。翻斗油缸321比如有多个，以方便地控制翻斗的各种动作。动臂油缸322比如有多个，以方便地控制动臂的各种动作。

所有的翻斗油缸321和动臂油缸322通过同一个多路阀9与液压泵7液压连接，使得滑移装载机的液压回路更加紧凑。

本发明另一实施例提供一种滑移装载机的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、计算滑移装载机的行走速度和转向角度。具体根据实际需求、所要施工的场地、路况等确定滑移装载机的行走速度和转向角度。

步骤二、根据行走速度和转向角度，计算第一行走电机41和第二行走电机42的转速和转矩。

步骤三、采用第一行走电机41驱动第一行走轮组件43行走，采用第二行走电机42驱动第二行走轮组件44行走，直至到达设定位置。

步骤四、采用工作电机31驱动执行机构32动作。

在一些实施例中，执行机构32包括翻转油缸和动臂油缸322中的至少一种。

下面介绍一个具体实施例。

首先，中央控制单元6的控制器63接收第一控制手柄61输出的电信号，计算出整机的行走速度和转向角度。

其次，中央控制单元6的控制器63发出行走控制指令，分别控制第一行走电机41、第二行走电机42输出相应的转速和转矩。

再次，第一行走电机41、第二行走电机42安装于车架1两侧第一链传动箱432和第二链传动箱442，第一行走电机41和第二行走电机42带动机械行走机构，分别驱动两侧车轮独立转动。两侧车轮分别以不同速度、不同方向转动，实现车辆直线行驶、滑移转向与原地转向等功能。

可选地的步骤为，车辆减速和制动时，行走电机自动切换为发电机运转，车辆惯性带动电机转子旋转，反向励磁发电，通过AC/DC转换器65给可充电电池2再生充电。

到达目的地后，比如采用下述步骤驱动执行机构32动作：

首先，中央控制单元6接收第二控制手柄62输出的电信号，计算出各执行机构32动作方向和行程；

其次，中央控制单元6向工作电机31发出工作控制指令，控制工作电机31输出相应的转速和转矩。

最后，工作电机31与液压泵7串联联接，液压泵7从油箱8吸出压力油，压力油进入多路阀9，多路阀9接收工作控制指令，对压力油的输入流量和流向进行控制，驱动执行机构32动作，实现动臂升降、铲斗翻转和多功能动作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种滑移装载机，其特征在于，包括：

车架(1)；

可充电电池(2)，设于所述车架(1)；

工作系统(3)，包括：

工作电机(31)，设于所述车架(1)且与所述可充电电池(2)电连接；

执行机构(32)，与所述工作电机(31)驱动连接；

行走系统(4)，包括：

第一行走电机(41)，设于所述车架(1)且与所述可充电电池(2)电连接；

第二行走电机(42)，设于所述车架(1)且与所述可充电电池(2)电连接；

第一行走轮组件(43)，包括位于所述车架(1)宽度方向同一侧且所述车架(1)长度方向不同位置的至少两个第一轮(431)，各所述第一轮(431)都与所述第一行走电机(41)驱动连接；以及

第二行走轮组件(44)，包括位于所述车架(1)宽度方向同一侧且所述车架(1)长度方向不同位置的至少两个第二轮(441)，各所述第二轮(441)都与所述第二行走电机(42)驱动连接。

2.根据权利要求1所述的滑移装载机，其特征在于，还包括：

可充电电池控制模块(5)，与所述可充电电池(2)电连接，用于控制所述可充电电池(2)的充放电以及温度。

3.根据权利要求1所述的滑移装载机，其特征在于，还包括：

中央控制单元(6)，与所述第一行走电机(41)电连接，用于控制所述第一行走电机(41)的转速和/或转向；和/或，中央控制单元(6)与所述第二行走电机(42)电连接，用于控制所述第二行走电机(42)的转速和/或转向。

4.根据权利要求3所述的滑移装载机，其特征在于，所述中央控制单元(6)包括：

第一控制手柄(61)，用于输入控制所述第一行走电机(41)转速和/或转向的控制信号，和/或，用于输入控制所述第二行走电机(42)转速和/或转向的控制信号。

5.根据权利要求3所述的滑移装载机，其特征在于，所述中央控制单元(6)包括：

第二控制手柄(62)，用于输入控制所述工作电机(31)转速的控制信号。

6.根据权利要求1所述的滑移装载机，其特征在于，所述第一行走轮组件(43)还包括：

第一链传动箱(432)，包括第一链轮(433)、第一双排链轮(434)和第一链条(435)；每个所述第一轮(431)上安装一个所述第一链轮(433)，所述第一行走电机(41)的输出轴安装有所述第一双排链轮(434)，所述第一链轮(433)和所述第一双排链轮(434)通过所述第一链条(435)驱动连接。

7.根据权利要求1所述的滑移装载机，其特征在于，所述第二行走轮组件(44)还包括：

第二链传动箱(442)，包括第二链轮(443)、第二双排链轮(444)和第二链条(445)；每个所述第二轮(441)上安装一个所述第二链轮(443)，所述第二行走电机(42)的输出轴安装有所述第二双排链轮(444)，所述第二链轮(443)和所述第二双排链轮(444)通过所述链条驱动连接。

8.根据权利要求1所述的滑移装载机，其特征在于，所述执行机构(32)包括油缸，所述油缸包括翻斗油缸(321)和动臂油缸(322)，所述翻斗油缸(321)和所述动臂油缸(322)通过同一个多路阀(9)与所述液压泵(7)液压连接。

9.根据权利要求1所述的滑移装载机，其特征在于，所述可充电电池(2)包括蓄电池或锂电池。

10.一种滑移装载机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

计算滑移装载机整车的行走速度和转向角度；

根据所述行走速度和转向角度，计算行走系统的第一行走电机和第二行走电机的转速和转矩；

采用所述第一行走电机驱动第一行走轮组件行走，采用第二行走电机驱动第二行走轮组件行走，直至滑移装载机整车到达设定位置；

采用工作系统的工作电机驱动执行机构动作。