CN109552414A - 履带式卸料车的履带独立转向系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种履带式卸料车的履带独立转向系统，该系统包括：转角传感器、控制器、电液比例控制模块和转向油缸。转角传感器，用于检测履带式卸料车与胶带机的偏转角度，并将偏角信号发送给控制器。控制器与电液比例控制模块连接，用于根据偏角信号向电液比例控制模块发出指令，电液比例控制模块与多个转向油缸连接，控制转向油缸动作；转向油缸一端铰接在履带式卸料车的机架上，另一端铰接在对应的履带上，用于驱动履带转向。本发明的履带式卸料车的履带独立转向系统，每个履带可以在控制器的调控下独立转动至不同的角度，使卸料车的转向控制自由度较高，可操作性较强，转向精确快速。
Description
技术领域
本发明涉及采矿设备技术领域，尤其涉及一种履带式卸料车的履带独立转向系统。
背景技术
随着国内外露天采矿规模的不断扩大，对采矿设备和采掘工艺提出了更高的要求。现场采掘时，利用胶带机输送物料，卸料车骑行在胶带机装置上，用于将主胶带的物料提高、并转载至排土机。卸料车包括轨道式和履带式，轨道式卸料车对工作场地要求高，且转场移设困难。履带式卸料车则对工作场地要求较低，且转场移设方便，应用较广泛。
一般地，履带式卸料车由四条履带装置驱动，骑行在胶带机上，沿着设置在左右履带间的胶带机装置随动行走。由于卸料车前后履带装置跨距大，且左右履带与胶带机装置空间狭小，履带又不能与胶带机发生碰撞，这就要求每条履带按照各自不同位置进行各自精确快速独立转向，从而实现履带式卸料车沿着胶带机皮带方向准确快速转向，实现同向行走。
发明内容
为了实现上述工艺目的，本发明提供了一种履带式卸料车的履带独立转向系统。具体技术方案如下：
一种履带式卸料车的履带独立转向系统，其特征在于，所述系统包括：转角传感器、控制器、电液比例控制模块和转向油缸；所述转向油缸与履带式卸料车的履带数量相同，每个所述履带与一个所述转向油缸相对应；所述转角传感器，用于检测所述履带式卸料车与胶带机的偏转角度，并将偏角信号发送给所述控制器；所述控制器与所述电液比例控制模块连接，用于根据所述偏角信号向所述电液比例控制模块发出指令，所述电液比例控制模块与多个所述转向油缸连接，控制所述转向油缸动作；所述转向油缸一端铰接在所述履带式卸料车的机架上，另一端铰接在对应的所述履带上，用于驱动所述履带转向。
进一步地，所述系统还包括纠偏连杆，所述纠偏连杆的两端分别与所述机架和所述胶带机铰接，所述转角传感器设置在所述纠偏连杆上。
进一步地，所述电液比例控制模块包括：电机、联轴器、定量液压泵、比例阀、缓冲阀、补油单向阀和油箱；每个所述转向油缸对应一个所述比例阀、两个所述缓冲阀和两个所述补油单向阀；所述电机通过所述联轴器与所述定量液压泵连接，所述定量液压泵与所述油箱连接，用于在所述电机的驱动下从所述油箱中输出压力油；所述比例阀的P口与所述定量液压泵连接，所述比例阀的T口与所述油箱连接，所述比例阀的A口分别与所述补油单向阀的出口、所述缓冲阀的入口和所述转向油缸的无杆腔油口连接，所述比例阀的B口分别与所述补油单向阀的出口、所述缓冲阀的入口、所述转向油缸的有杆腔油口连接；所述补油单向阀的入口与所述油箱连接，用于向所述有杆腔和所述无杆腔进行补油；所述缓冲阀的出口与所述油箱连接，用于在所述有杆腔和所述无杆腔的压力超过预设值时将所述压力油输送至所述油箱中。
进一步地，所述定量液压泵与所述比例阀之间设置有单向阀。
进一步地，所述单向阀与所述定量液压泵之间设置有过滤器。
进一步地，所述电液比例控制模块还包括安全阀，所述安全阀的一端连接在所述过滤器和所述单向阀之间，另一端与所述油箱连接，用于在所述压力油的压力超过预设值时将所述压力油溢流回所述油箱内。
进一步地，其特征在于，所述系统还包括位移传感器，所述位移传感器设置在所述履带上，且与所述控制器连接，用于检测所述转向油缸的行程并将所述行程信号发送给所述控制器。
进一步地，所述控制器和所述比例阀之间设置有伺服放大器。
进一步地，所述履带的中部内壁连接有与所述履带垂直的轴杆，所述转向油缸铰接于所述轴杆上。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的履带式卸料车的履带独立转向系统，通过在每个履带上分别设置对应的转向油缸，通过转角传感器检测偏转角度，控制器根据偏角信号通过电液比例控制模块控制转向油缸动作，每个履带可以在控制器的调控下独立转动至不同的角度，使卸料车的转向控制自由度较高，可操作性较强，转向精确快速。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，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为本发明一个实施例提供的履带式卸料车的履带独立转向系统的结构示意图；
图2为本发明一个实施例提供的履带式卸料车的履带独立转向系统的工作流程图；
图3为本发明一个实施例提供的履带式卸料车的履带独立转向系统的流程框图；
图4为本发明一个实施例提供的履带式卸料车的履带独立转向系统中纠偏连杆的结构示意图；
图5为本发明一个实施例提供的履带式卸料车的履带独立转向系统中轴杆的结构示意图。
附图标记说明：
1-电机、2-联轴器、3-定量液压泵、4-过滤器、5-安全阀、6-单向阀、7-油箱、8.1，8.2，8.3，8.4-比例阀、9.1，9.2，9.3，9.4，9.5，9.6，9.7，9.8-补油单向阀、
10.1，10.2，10.3，10.4，10.5，10.6，10.7，10.8-缓冲阀、
11.1，11.2，11.3，11.4-转向油缸、12-转角传感器、13-控制器、14-纠偏连杆、15-轴杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
本发明实施例提供了一种履带式卸料车的履带独立转向系统，如附图1所示，该系统包括：转角传感器12、控制器13、电液比例控制模块和转向油缸11.1-11.4。转向油缸11.1-11.4与履带式卸料车的履带数量相同，每个履带与一个转向油缸11.1-11.4相对应。转角传感器12，用于检测履带式卸料车与胶带机的偏转角度，并将偏角信号发送给控制器13。控制器13与电液比例控制模块连接，用于根据偏角信号向电液比例控制模块发出指令，电液比例控制模块与多个转向油缸11.1-11.4连接，控制转向油缸11.1-11.4动作。转向油缸11.1-11.4一端铰接在履带式卸料车的机架上，另一端铰接在对应的履带上，用于驱动履带转向。
以下对本发明实施例提供的履带式卸料车的履带独立转向系统的工作原理进行说明：
使用时，转角传感器12检测履带卸料车与胶带机的偏转角度，并将偏角信号发送至控制器13。控制器13接收到偏角信号后，根据偏角信号判断履带式卸料车的行驶轨迹是否与胶带机平行。若不平行，则向电液比例控制模块发出指令，通过电液比例控制模块控制转向油缸11.1-11.4动作，使履带转向。且每个履带与一个转向油缸11.1-11.4相对应，每个履带的转向独立进行，使卸料车的转向控制自由度较高，可操作性较强。
可见，本发明实施例提供的履带式卸料车的履带独立转向系统，通过在每个履带上分别设置对应的转向油缸11.1-11.4，通过转角传感器12检测偏转角度，控制器13根据偏角信号通过电液比例控制模块控制转向油缸11.1-11.4动作，每个履带可以在控制器13的调控下独立转动至不同的角度，使卸料车的转向控制自由度较高，可操作性较强，转向精确快速。
可选地，如附图4所示，本发明实施例提供的履带式卸料车的四履带独立转向系统还包括纠偏连杆14，纠偏连杆14的两端分别与机架和胶带机铰接，转角传感器12设置在纠偏连杆14上。如此设置，纠偏连杆14的两端分别与机架和皮带机铰接，机架未发生偏斜时，纠偏连杆14竖直设置。机架发生偏斜时，纠偏连杆14发生倾斜，转角传感器12通过检测纠偏连杆14的角度，进而获取机架与胶带机的偏转角度。
可选地，如附图1所示，电液比例控制模块包括：电机1、联轴器2、定量液压泵3、比例阀8.1-8.4、缓冲阀10.1-10.8、补油单向阀9.1-9.8和油箱7。每个转向油缸11.1-11.4对应一个比例阀8.1-8.4、两个缓冲阀10.1-10.8和两个补油单向阀9.1-9.8。电机1通过联轴器2与定量液压泵3连接，定量液压泵3与油箱7连接，用于在电机1的驱动下从油箱7中输出压力油。比例阀8.1-8.4的P口与定量液压泵3连接，比例阀8.1-8.4的T口与油箱7连接，比例阀8.1-8.4的A口分别与补油单向阀9.1-9.8的出口、缓冲阀10.1-10.8的入口和转向油缸11.1-11.4的无杆腔油口连接，比例阀8.1-8.4的B口分别与补油单向阀9.1-9.8的出口、缓冲阀10.1-10.8的入口、转向油缸11.1-11.4的有杆腔油口连接。补油单向阀9.1-9.8的入口与油箱7连接，用于向有杆腔和无杆腔进行补油。缓冲阀10.1-10.8的出口与油箱7连接，用于在有杆腔和无杆腔的压力超过预设值时将压力油输送至油箱7中。
通过上述设置，定量液压泵3从油箱7中输出压力油，进入比例阀8.1-8.4后经补油单向阀9.1-9.8进入换向油缸的无杆腔和有杆腔，比例阀8.1-8.4对压力油的分配比例进行控制，进而对转向油缸11.1-11.4的动作进行调控。通过设置缓冲阀10.1-10.8，能够在压力超过预设值时压力油通过缓冲阀10.1-10.8回流至油箱7中，保证工作安全性和可靠性。
进一步地，如附图1所示，定量液压泵3与比例阀8.1-8.4之间设置有单向阀6，避免压力油倒流，提高系统安全性。
为了提高各部件的使用寿命，单向阀6与定量液压泵3之间设置有过滤器4。压力油经过滤后进入各部件中，避免发生堵塞现象，提高系统使用寿命和使用可靠性。
为了对进入比例阀8.1-8.4的压力油的压力进行调控，如附图1所示，电液比例控制模块还包括安全阀5，安全阀5的一端连接在过滤器4和单向阀6之间，另一端与油箱7连接，用于在压力油的压力超过预设值时将压力油溢流回油箱7内。通过设置安全阀5的压力阈值，可以保证输出的压力油始终不超过压力阈值，避免发生风险，提高使用安全性。
其中，电液比例控制模块中的各部件可以通过管线连接，压力油在管线中流动。
可选地，本发明实施例提供的履带式卸料车的四履带独立转向系统还包括位移传感器，位移传感器设置在履带上，且与控制器13连接，用于检测转向油缸11.1-11.4的行程并将行程信号发送给控制器13。
通过设置位移传感器，位移传感器检测转向油缸11.1-11.4的行程并将行程信号发送给控制器13，行程闭环反馈控制，能够进一步提高调节精度。
进一步地，控制器13和比例阀8.1-8.4之间设置有伺服放大器。
闭环控制的工作流程图和流程框图可以参见附图2和附图3，当履带式卸料车行走与胶带机不同向时，纠偏连杆14偏转，安装于纠偏连杆14上的转角传感器12检测到卸料车上机架与胶带机间的偏转角度，向控制器13发出偏角信号Ur。该信号Ur在控制器13内分别与四个转向油缸11.1-11.4上的位移传感器的反馈信号Uf进行比较，输出比较信号Ue。比较信号Ue经伺服放大器放大后，输出对应比例阀8.1-8.4的控制信号Δi。该四种信号Δi分别独立控制比例阀8.1-8.4的换向和开口大小；定量液压泵3按照比例阀8.1-8.4的换向和开口大小输出对应的流量q的压力油；流量q的压力油分别进入四个转向油缸11.1-11.4，驱动四个转向油缸11.1-11.4按照各自信号伸出或缩回。四个转向油缸11.1-11.4驱动对应履带式卸料车四条履带独立转向；同时，位置传感器根据四个转向油缸11.1-11.4的行程向控制器13输出反馈信号Uf，再次与偏角指令信号Ur进行比较，输出对应的比较信号Ue，对电液比例控制模块进行控制；电液比例控制模块驱动四个转向油缸11.1-11.4按照各自信号伸出或缩回；四个转向油缸11.1-11.4驱动对应履带式卸料车四条履带独立转向；通过不断反馈和比较，直到转角传感器12无偏角指令信号输出，履带式卸料车与胶带输送机同向行走。
为了便于转向油缸11.1-11.4伸缩时带动履带转向，如附图5所示，本发明实施例提供的履带式卸料车的四履带独立转向系统中，履带的中部内壁连接有与履带垂直的轴杆15，转向油缸11.1-11.4铰接于轴杆15上。如此设置，转向油缸11.1-11.4与履带保持大致平行，占用空间较小，不影响卸料车的正常使用。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于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；而这些修改或者替换，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 (9)
1.一种履带式卸料车的履带独立转向系统，其特征在于，所述系统包括：转角传感器、控制器、电液比例控制模块和转向油缸；
所述转向油缸与履带式卸料车的履带数量相同，每个所述履带与一个所述转向油缸相对应；
所述转角传感器，用于检测所述履带式卸料车与胶带机的偏转角度，并将偏角信号发送给所述控制器；
所述控制器与所述电液比例控制模块连接，用于根据所述偏角信号向所述电液比例控制模块发出指令，所述电液比例控制模块与多个所述转向油缸连接，控制所述转向油缸动作；
所述转向油缸一端铰接在所述履带式卸料车的机架上，另一端铰接在对应的所述履带上，用于驱动所述履带转向。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括纠偏连杆，所述纠偏连杆的两端分别与所述机架和所述胶带机铰接，所述转角传感器设置在所述纠偏连杆上。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电液比例控制模块包括：电机、联轴器、定量液压泵、比例阀、缓冲阀、补油单向阀和油箱；
每个所述转向油缸对应一个所述比例阀、两个所述缓冲阀和两个所述补油单向阀；
所述电机通过所述联轴器与所述定量液压泵连接，所述定量液压泵与所述油箱连接，用于在所述电机的驱动下从所述油箱中输出压力油；
所述比例阀的P口与所述定量液压泵连接，所述比例阀的T口与所述油箱连接，所述比例阀的A口分别与所述补油单向阀的出口、所述缓冲阀的入口和所述转向油缸的无杆腔油口连接，所述比例阀的B口分别与所述补油单向阀的出口、所述缓冲阀的入口、所述转向油缸的有杆腔油口连接；
所述补油单向阀的入口与所述油箱连接，用于向所述有杆腔和所述无杆腔进行补油；
所述缓冲阀的出口与所述油箱连接，用于在所述有杆腔和所述无杆腔的压力超过预设值时将所述压力油输送至所述油箱中。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述定量液压泵与所述比例阀之间设置有单向阀。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述单向阀与所述定量液压泵之间设置有过滤器。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电液比例控制模块还包括安全阀，所述安全阀的一端连接在所述过滤器和所述单向阀之间，另一端与所述油箱连接，用于在所述压力油的压力超过预设值时将所述压力油溢流回所述油箱内。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括位移传感器，所述位移传感器设置在所述履带上，且与所述控制器连接，用于检测所述转向油缸的行程并将所述行程信号发送给所述控制器。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器和所述比例阀之间设置有伺服放大器。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述履带的中部内壁连接有与所述履带垂直的轴杆，所述转向油缸铰接于所述轴杆上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190402 |