CN109552297A - 电动轮矿车自动制动控制系统及其方法 - Google Patents

电动轮矿车自动制动控制系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动轮矿车自动制动控制系统，包括：自动驾驶控制器、液压制动阀块、液压制动器、电驱动控制系统、轮电机、车轮。本发明还公开了一种电动轮矿车自动制动控制方法。本发明通过控制电动轮液压制动和电缓行制动，在不同层级设置有闭环反馈控制，实现无人驾驶的非公路矿车制动系统控制。

Description

电动轮矿车自动制动控制系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种非公路用矿车，具体是，涉及一种电动轮矿车自动制动控制系统及其方法。
背景技术
智能矿山是新一代采矿业技术竞争的核心，智能矿山技术将给世界矿业的发展带来前所未有的机遇，传统的矿山技术将逐渐退出矿业舞台，智能化、信息化、自动化的矿山技术即将开启一个崭新而充满活力的科技发展领域。露天采矿使用的无人驾驶非公路矿车是矿山自动化运行的主要组成部分，受到采矿行业越来越多的关注，它可以在一定程度上改善安全健康业绩指标，还能降低运行成本和提高生产率等，已成为矿山自动化解决方案中的重要组成部分。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种电动轮矿车自动制动控制系统及其方法，通过控制电动轮液压制动和电缓行制动，在不同层级设置有闭环反馈控制，实现无人驾驶的非公路矿车制动系统控制。
技术方案如下：
一种电动轮矿车自动制动控制系统，包括：
自动驾驶控制器，通过线束分别与液压制动阀块和电驱动控制系统相连接，接收调度层输入的车速信号，根据车速信号形成液压制动信号和电缓行信号，液压制动信号和电缓行信号分别控制液压制动阀块和电驱动控制系统的输出；
液压制动阀块，其输出端通过液压管路与液压制动器相连接，用于将自动驾驶控制器的液压制动信号转化为液压压力信号，并将液压压力信号发送给液压制动器；
液压制动器，用于将液压压力信号转化为机械制动力；
电驱动控制系统，其输出端通过电缆与轮电机相连接，用于将自动驾驶控制器的电缓行信号转化为电缓行输出信号，并将电缓行输出信号发送给轮电机；
轮电机，接收电驱动控制系统输出的电缓行输出信号，并将电缓行输出信号转化为电缓行制动力；
车轮，用于将液压制动器输出的机械制动力和轮电机输出的电缓行制动力转化为车轮的轮胎与地面的摩擦力，实现车辆的制动动作；液压制动器和轮电机的输出端分别通过机械结构与车轮连接。
进一步，液压制动器的输入端设置有制动压力传感器，制动压力传感器实时测量液压制动器输入端的液压压力，并将压力信号反馈至自动驾驶控制器；轮电机的输出端设置有轮速传感器，轮速传感器用于实时测量轮电机的输出转速，并将输出转速反馈至自动驾驶控制器；车轮上设置有GPS定位系统，GPS定位系统实时测量车辆实际行驶速度，并将GPS车速信号反馈至自动驾驶控制器；自动驾驶控制器根据接收到的GPS车速信号、制动压力传感器反馈的压力信号、轮速传感器反馈的轮电机输出转速，及时对液压制动阀块和电驱动控制系统的输出进行调整，实现整车制动反馈。
进一步，自动驾驶控制器根据压力信号对液压制动阀块的输出进行调整，实现液压制动反馈。
进一步，自动驾驶控制器接收输出转速，根据输出转速对电驱动控制系统的输出进行调整，实现电缓行制动反馈。
进一步，自动驾驶控制器接收GPS车速信号，根据GPS车速信号及时对液压制动阀块和电驱动控制系统的输出进行调整，实现整车制动反馈。
一种电动轮矿车自动制动控制方法，包括：
自动驾驶控制器通过线束分别与液压制动阀块和电驱动控制系统相连接，接收调度层输入的车速信号，根据车速信号形成液压制动信号和电缓行信号，液压制动信号和电缓行信号分别控制液压制动阀块和电驱动控制系统的输出；
液压制动阀块的输出端通过液压管路与液压制动器相连接，将自动驾驶控制器的液压制动信号转化为液压压力信号，并将液压压力信号发送给液压制动器，液压制动器将液压压力信号转化为机械制动力；
电驱动控制系统的输出端通过电缆与轮电机相连接，将自动驾驶控制器的电缓行信号转化为电缓行输出信号，并将电缓行输出信号发送给轮电机；轮电机接收电驱动控制系统输出的电缓行输出信号，并将电缓行输出信号转化为电缓行制动力；
液压制动器和轮电机的输出端分别通过机械结构与车轮连接，车轮将液压制动器输出的机械制动力和轮电机输出的电缓行制动力转化为车轮的轮胎与地面的摩擦力，实现车辆的制动动作。
优选的，液压制动器的输入端设置有制动压力传感器，制动压力传感器实时测量液压制动器输入端的液压压力，并将压力信号反馈至自动驾驶控制器；轮电机的输出端设置有轮速传感器，轮速传感器用于实时测量轮电机的输出转速，并将输出转速反馈至自动驾驶控制器；车轮上设置有GPS定位系统，GPS定位系统实时测量车辆实际行驶速度，并将GPS车速信号反馈至自动驾驶控制器；自动驾驶控制器根据接收到的GPS车速信号、制动压力传感器反馈的压力信号、轮速传感器反馈的轮电机输出转速，及时对液压制动阀块和电驱动控制系统的输出进行调整，实现整车制动反馈。
优选的，自动驾驶控制器根据压力信号对液压制动阀块的输出进行调整，实现液压制动反馈。
优选的，自动驾驶控制器接收输出转速，根据输出转速对电驱动控制系统的输出进行调整，实现电缓行制动反馈。
优选的，自动驾驶控制器接收GPS车速信号，根据GPS车速信号及时对液压制动阀块和电驱动控制系统的输出进行调整，实现整车制动反馈。
本发明技术效果包括：
本发明能够实现无人驾驶电动轮矿车自动制动系统的控制，通过控制电动轮液压制动和电缓行制动，在不同层级设置有闭环反馈控制，实现无人驾驶的非公路矿车制动系统控制。
本发明通过液压制动反馈、电缓行制动反馈、整车制动反馈的三重闭环反馈控制，响应规划层输入的车辆速度指令，实现无人驾驶电动轮矿车自动制动控制功能。
本发明通过控制电动轮液压制动和电缓行制动，在不同层级设置有闭环反馈控制，可以用来实现无人驾驶的非公路矿车制动系统控制，具有响应速度快，控制精度高，安全性高的特点。
附图说明
图1是本发明中电动轮矿车自动制动控制系统的工作流程图。
具体实施方式
以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
本发明是一种解决无人驾驶电动轮矿车自动制动系统控制的解决方案。露天采矿使用的无人驾驶非公路矿车是矿山自动化运行的主要组成部分，受到采矿行业越来越多的关注，它可以在一定程度上改善安全健康业绩指标，还能降低运行成本和提高生产率等，已成为矿山自动化解决方案中的重要组成部分。
如图1所示，是本发明中电动轮矿车自动制动控制系统的控制流程图。
电动轮矿车自动制动控制系统，包括：自动驾驶控制器、液压制动阀块、液压制动器、电驱动控制系统、轮电机、车轮。
自动驾驶控制器，通过线束分别与液压制动阀块和电驱动控制系统相连接，接收调度层输入的车速信号，根据车速信号形成液压制动信号和电缓行信号，液压制动信号和电缓行信号分别控制液压制动阀块和电驱动控制系统的输出；并且，接收制动压力传感器反馈的压力信号，根据压力信号对液压制动阀块的输出进行调整，实现液压制动反馈；接收轮速传感器反馈的轮电机输出转速，根据输出转速对电驱动控制系统的输出进行调整，实现电缓行制动反馈；
液压制动阀块，其输出端通过液压管路与液压制动器相连接，用于将自动驾驶控制器的液压制动信号转化为液压压力信号，并将液压压力信号发送给液压制动器；
液压制动器，用于将液压压力信号转化为机械制动力；液压制动器的输入端设置有制动压力传感器，制动压力传感器实时测量液压制动器输入端的液压压力，并将压力信号反馈至自动驾驶控制器；
电驱动控制系统，其输出端通过电缆与轮电机相连接，用于将自动驾驶控制器的电缓行信号转化为电缓行输出信号，并将电缓行输出信号发送给轮电机；
轮电机，接收电驱动控制系统输出的电缓行输出信号，并将电缓行输出信号转化为电缓行制动力；轮电机的输出端设置有轮速传感器，轮速传感器用于实时测量轮电机的输出转速，并将输出转速反馈至自动驾驶控制器；
车轮，用于将液压制动器输出的机械制动力和轮电机输出的电缓行制动力转化为车轮的轮胎与地面的摩擦力，实现车辆的制动动作；液压制动器和轮电机的输出端分别通过机械结构与车轮连接；
GPS定位系统，设置在车轮上，GPS定位系统实时测量车辆实际行驶速度，并将GPS车速信号反馈至自动驾驶控制器。自动驾驶控制器根据接收到的GPS车速信号及时对液压制动阀块和电驱动控制系统的输出进行调整，实现整车制动反馈。
本发明中，基于电动轮矿车自动制动控制系统的电动轮矿车自动制动控制方法，包括：
自动驾驶控制器通过线束分别与液压制动阀块和电驱动控制系统相连接，接收调度层输入的车速信号，根据车速信号形成液压制动信号和电缓行信号，液压制动信号和电缓行信号分别控制液压制动阀块和电驱动控制系统的输出；并且，自动驾驶控制器接收制动压力传感器反馈的压力信号，根据压力信号对液压制动阀块的输出进行调整，实现液压制动反馈；自动驾驶控制器接收轮速传感器反馈的轮电机输出转速，根据输出转速对电驱动控制系统的输出进行调整，实现电缓行制动反馈；
液压制动阀块输出端通过液压管路与液压制动器相连接，将自动驾驶控制器的液压制动信号转化为液压压力信号，并将液压压力信号发送给液压制动器；
液压制动器将液压压力信号转化为机械制动力；液压制动器的输入端设置有制动压力传感器，制动压力传感器实时测量液压制动器输入端的液压压力，并将压力信号反馈至自动驾驶控制器；
电驱动控制系统的输出端通过电缆与轮电机相连接，将自动驾驶控制器的电缓行信号转化为电缓行输出信号，并将电缓行输出信号发送给轮电机；
轮电机接收电驱动控制系统输出的电缓行输出信号，并将电缓行输出信号转化为电缓行制动力；轮电机的输出端设置有轮速传感器，轮速传感器实时测量轮电机的输出转速，并将输出转速反馈至自动驾驶控制器；
车轮将液压制动器输出的机械制动力和轮电机输出的电缓行制动力转化为车轮的轮胎与地面的摩擦力，实现车辆的制动动作；液压制动器和轮电机的输出端分别通过机械结构与车轮连接；
车轮上设置的GPS定位系统实时测量车辆实际行驶速度，并将GPS车速信号反馈至自动驾驶控制器。
应当理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电动轮矿车自动制动控制系统，其特征在于，包括：
自动驾驶控制器，通过线束分别与液压制动阀块和电驱动控制系统相连接，接收调度层输入的车速信号，根据车速信号形成液压制动信号和电缓行信号，液压制动信号和电缓行信号分别控制液压制动阀块和电驱动控制系统的输出；
液压制动阀块，其输出端通过液压管路与液压制动器相连接，用于将自动驾驶控制器的液压制动信号转化为液压压力信号，并将液压压力信号发送给液压制动器；
液压制动器，用于将液压压力信号转化为机械制动力；
电驱动控制系统，其输出端通过电缆与轮电机相连接，用于将自动驾驶控制器的电缓行信号转化为电缓行输出信号，并将电缓行输出信号发送给轮电机；
轮电机，接收电驱动控制系统输出的电缓行输出信号，并将电缓行输出信号转化为电缓行制动力；
车轮，用于将液压制动器输出的机械制动力和轮电机输出的电缓行制动力转化为车轮的轮胎与地面的摩擦力，实现车辆的制动动作；液压制动器和轮电机的输出端分别通过机械结构与车轮连接。
2.如权利要求1所述电动轮矿车自动制动控制系统，其特征在于，液压制动器的输入端设置有制动压力传感器，制动压力传感器实时测量液压制动器输入端的液压压力，并将压力信号反馈至自动驾驶控制器；轮电机的输出端设置有轮速传感器，轮速传感器用于实时测量轮电机的输出转速，并将输出转速反馈至自动驾驶控制器；车轮上设置有GPS定位系统，GPS定位系统实时测量车辆实际行驶速度，并将GPS车速信号反馈至自动驾驶控制器；自动驾驶控制器根据接收到的GPS车速信号、制动压力传感器反馈的压力信号、轮速传感器反馈的轮电机输出转速，及时对液压制动阀块和电驱动控制系统的输出进行调整，实现整车制动反馈。
3.如权利要求2所述电动轮矿车自动制动控制系统，其特征在于，自动驾驶控制器根据压力信号对液压制动阀块的输出进行调整，实现液压制动反馈。
4.如权利要求2所述电动轮矿车自动制动控制系统，其特征在于，自动驾驶控制器接收输出转速，根据输出转速对电驱动控制系统的输出进行调整，实现电缓行制动反馈。
5.如权利要求2所述电动轮矿车自动制动控制系统，其特征在于，自动驾驶控制器接收GPS车速信号，根据GPS车速信号及时对液压制动阀块和电驱动控制系统的输出进行调整，实现整车制动反馈。
6.一种电动轮矿车自动制动控制方法，包括：
自动驾驶控制器通过线束分别与液压制动阀块和电驱动控制系统相连接，接收调度层输入的车速信号，根据车速信号形成液压制动信号和电缓行信号，液压制动信号和电缓行信号分别控制液压制动阀块和电驱动控制系统的输出；
液压制动阀块的输出端通过液压管路与液压制动器相连接，将自动驾驶控制器的液压制动信号转化为液压压力信号，并将液压压力信号发送给液压制动器，液压制动器将液压压力信号转化为机械制动力；
电驱动控制系统的输出端通过电缆与轮电机相连接，将自动驾驶控制器的电缓行信号转化为电缓行输出信号，并将电缓行输出信号发送给轮电机；轮电机接收电驱动控制系统输出的电缓行输出信号，并将电缓行输出信号转化为电缓行制动力；
液压制动器和轮电机的输出端分别通过机械结构与车轮连接，车轮将液压制动器输出的机械制动力和轮电机输出的电缓行制动力转化为车轮的轮胎与地面的摩擦力，实现车辆的制动动作。
7.如权利要求5所述电动轮矿车自动制动控制方法，其特征在于，液压制动器的输入端设置有制动压力传感器，制动压力传感器实时测量液压制动器输入端的液压压力，并将压力信号反馈至自动驾驶控制器；轮电机的输出端设置有轮速传感器，轮速传感器用于实时测量轮电机的输出转速，并将输出转速反馈至自动驾驶控制器；车轮上设置有GPS定位系统，GPS定位系统实时测量车辆实际行驶速度，并将GPS车速信号反馈至自动驾驶控制器；自动驾驶控制器根据接收到的GPS车速信号、制动压力传感器反馈的压力信号、轮速传感器反馈的轮电机输出转速，及时对液压制动阀块和电驱动控制系统的输出进行调整，实现整车制动反馈。
8.如权利要求7所述电动轮矿车自动制动控制方法，其特征在于，自动驾驶控制器根据压力信号对液压制动阀块的输出进行调整，实现液压制动反馈。
9.如权利要求6所述电动轮矿车自动制动控制方法，其特征在于，自动驾驶控制器接收输出转速，根据输出转速对电驱动控制系统的输出进行调整，实现电缓行制动反馈。
10.如权利要求6所述电动轮矿车自动制动控制方法，其特征在于，自动驾驶控制器接收GPS车速信号，根据GPS车速信号及时对液压制动阀块和电驱动控制系统的输出进行调整，实现整车制动反馈。
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