CN109706874B - 道路清扫设备的多气力系统及其驱控方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种道路清扫设备的多气力系统及其驱控方法，所述多气力系统包括：第一风机、第一风道、第二风机、第二风道、用于驱动所述第一风机及所述第二风机转动的发动机以及用于测量所述第一风道与所述第二风道之间的实际压差值的压差测量装置；并且所述多气力系统还包括：控制装置，用于根据所述实际压差值和所述多气力系统的当前工作模式对应的压差目标值控制所述第二风机的转速。通过上述技术方案，提高了对风机转速的控制精度，并且使本发明实施例所提供的道路清扫设备的多气力系统能够协同作业，适应不同的工作模式。

Description

道路清扫设备的多气力系统及其驱控方法

技术领域

本发明涉及环卫设备技术领域，具体地涉及一种道路清扫设备的多气力系统及其驱控方法。

背景技术

道路清扫设备作为一种环卫设备，是一种集路面清扫、垃圾回收及运输于一体的高效清扫设备，例如：干/湿扫车、洗扫车等。传统的道路清扫车多利用副发动机通过皮带轮传动形成一个固定转速比驱动风机转动，从而产生压力，吸入垃圾，如图1所示为传统道路清扫车风机的驱动形式示意图，其为单气力系统，也即副发动机通过皮带轮传动形成一个固定传动比驱动风机进行工作，且多为一个风机。

如图2所示为上述风机的控制方法，通常依靠设置不同的作业模式来设定副发动机转速，进而控制风机转速。例如设置：强力模式、标准模式以及保洁模式三种作业，设定三个不同的副发动机转速来控制风机转速。

上述传统道路清扫车采用的单气力系统在垃圾收集以及提高作业车速方面存在一定的局限性，且风机的作业转速只能在几个固定转速间切换。因此传统道路清扫车不能精确控制风机转速，针对不同道路环境进行清扫作业的适应性较差。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种道路清扫设备的多气力系统及驱控方法，以解决现有技术中道路清扫设备针对不同道路环境进行清扫作业的适应性较差的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种道路清扫设备的多气力系统，所述多气力系统包括：第一风机、第一风道、第二风机、第二风道、用于驱动所述第一风机及所述第二风机转动的发动机以及用于测量所述第一风道与所述第二风道之间的实际压差值的压差测量装置；且所述多气力系统还包括：控制装置，用于根据所述实际压差值和所述多气力系统的当前工作模式对应的压差目标值控制所述第二风机的转速。

可选的，所述控制装置还用于获取所述发动机的转速档位信息，并根据所述发动机的转速档位信息控制所述发动机的转速，以确定所述第一风机的转速。

可选的，所述第一风机通过机械方式与所述发动机连接，且所述第一风机的转速与所述发动的机转速形成固定转速比。

可选的，所述第二风机通过液压系统与所述发动机连接。

可选的，所述液压系统为包括电控变量泵和定量马达的闭式液压系统或包括负载敏感泵、定量马达和电控比例流量阀的液压系统。

可选的，所述压差测量装置采用以下方式中的一者：所述压差测量装置为压差传感器；所述压差测量装置为两个压力传感器，所述第一风道和所述第二风道分别与所述两个压力传感器中的一者连接。

根据本发明实施例的另一方面，本发明还提供了一种道路清扫设备的多气力系统的驱控方法，所述多气力系统包括发动机、由所述发动机驱动的第一风机和第二风机以及分别与所述第一风机和所述第二风机连接的第一风道和第二风道，所述驱控方法包括：获取所述多气力系统的工作模式；获取所述多气力系统的第一风道与第二风道之间的实际压差值；以及根据所述实际压差值以及由所述工作模式确定的压差目标值控制所述第二风机的转速。

可选的，所述道路清扫设备的多气力系统的驱控方法还包括：获取驱动所述多气力系统的发动机的转速档位信息；根据所述发动机的转速档位信息控制所述发动机的转速，以确定所述第一风机的转速，其中，所述第一风机的转速与所述发动机的转速形成固定转速比。

可选的，所述获取发动机的转速档位信息包括：将所述发动机的转速档位信息确定为其能够进行无级调节的最小值与最大值范围内的某一个档位。

可选的，所述获取所述多气力系统的工作模式包括：获取以下模式中的一者：标准模式，被配置为控制所述第二风机不工作；分类模式，被配置为设定所述压差目标值为所述第一风机风压值的1/3至1/2；快速模式，被配置为控制所述第一风机以及所述第二风机均达到额定转速。

通过上述技术方案，本发明根据预先选定的工作模式所确定的压差目标值以及实际压差值控制所述辅风机的转速，提高了风机转速的控制精度，并且使本发明实施例所提供的道路清扫设备的多气力系统能够协同作业，适应不同的工作模式。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是传统道路清扫设备风机驱动形式示意图；

图2是传统道路清扫设备控制方法示意图；

图3是本发明实施例提供的道路清扫设备的多气力系统结构示意图；

图4是本发明实施例提供的压差测量装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的连接发动机和第二风机的另一液压系统的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的多气力系统的控制装置原理示意图；

图7是本发明具体实施例提供的道路清扫设备的多气力系统的驱控方法示意图；

图8是本发明实施例提供的第二风机转速的控制流程图；以及

图9是本发明实施例提供的第一风机转速的控制流程图。

附图标记说明

10发动机 20第一风机 30第二风机

21第一风道 31第二风道 40皮带轮

50液压系统 51变量泵 52定量马达

53敏感负载泵 54电磁比例流量阀 60压差传感器

61第一压力传感器 62第二压力传感器 70吸嘴

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

道路清扫设备的一般原理如下：风机和吸嘴通过风道连接，发动机和风机连接，发动机驱动风机转动，在风道形成负压，通过吸嘴将垃圾吸入道路清扫设备的垃圾收纳装置中。由此可见，风机和对应的风道组成的气力系统是道路清扫设备的关键部件，在垃圾收集过程中对作业车速和清扫工作的干净程度起着至关重要的作用，多气力系统是指由两个或两个以上的风机与相应风道组成的气力系统。

本发明以两个风机及相应风道组成的气力系统为例，介绍本发明的道路清扫设备的多气力系统具体实施方式。

图3是本发明实施例提供的道路清扫设备的多气力系统结构示意图，如图3所示：

道路清扫设备的多气力系统包括：第一风机20、第二风机30、用于驱动第一风机及第二风机转动的发动机10以及用于测量所述第一风机与所述第二风机之间的实际压差值的压差测量装置60。其中，第一风机20通过第一风道21与压差测量装置60连接，第二风机通过第二风道31与压差测量装置60连接。

优选地，本发明实施例中，第一风机20的功率大于或等于第二风机30，两者分别通过单独的风道与吸嘴60连接，吸嘴70可以是一个较大的吸嘴，也可以两个风道分别单独设置一个吸嘴。

更优选的，第二风机及其对应的风道和吸嘴设置在道路清扫设备前进过程中靠前的位置。

优选的，所述第一风机通过机械方式与所述发动机连接，且所述第一风机转速与所述发动机转速形成固定转速比。例如：可以采用皮带轮40将第一风机与发动机10相连接，也可以通过齿轮连接等方式连接第一风机20和发动机10。

优选的，本发明中所述的压差测量装置可以采用一个压差传感器，如图3所示，压差测量装置与第一风道21和第二风道31分别连接，直接测量出第一风机20和第二风机30的实际压差值。

此外，压差测量装置也可以采用两个压力传感器，第一风机和第二风机分别单独与两个压力传感器中的一者连接，连接方式如图4所示，第一风机与第一压力传感器61连接，第二风机与第二压力传感器62连接。

优选的，上述压差传感器和压力传感器均安装在第一风道21和第二风道31上靠近吸嘴70的位置。

优选的，第二风机通过液压系统与发动机的主输出轴连接。

本发明实施例提供的连接发动机和第二风机的液压系统也可以有多种液压系统的结构，例如：

1、液压系统为包括电控变量泵和定量马达的闭式液压系统，如图3所示，液压系统50包括变量泵51和定量马达52，通过控制变量泵51的泵排量控制液压系统50的流量，从而控制第二风机30的转速。

2、液压系统为包括负载敏感泵、定量马达和电控比例流量阀的液压系统，图5是本发明实施例提供的连接发动机和第二风机的另一液压系统的结构示意图，如图5所示，液压系统50包括定量马达52、负载敏感泵53以及电磁比例流量阀54。通过电磁比例流量阀控制液压系统50的系统流量，从而调节第二风机的转速。

更进一步的，道路清扫设备的多气力系统还包括控制装置，图6是本发明实施例提供的多气力系统的控制装置示意图，如图6所示，控制装置用于根据两个风道之间的实际压差值和由预先选定的多气力系统的工作模式确定的压差目标值控制第二风机的转速。

优选的，控制装置还用于获取发动机的转速档位信息，并根据所述发动机的转速档位信息控制所述发动机的转速，以确定第一风机的转速。

根据本发明实施例的另一方面，本发明还提供了一种道路清扫设备的多气力系统的驱控方法，包括：获取多气力系统的工作模式；获取多气力系统的第一风机和第二风机的实际压差值；以及根据所述实际压差值以及由预先选定的工作模式确定的压差目标值控制第二风机的转速。

图7是本发明实施例提供的道路清扫设备的多气力系统的驱控方法的原理示意图。如图7所示，以发动机的转速档位信息通过档位旋钮发送给控制装置，压力测量装置采用压差传感器，液压系统采用包括变量泵和定量马达的闭式液压系统为例来说明道路清扫设备的多气力系统的驱控方法。

首先，通过档位旋钮对发动机的档位进行无级调节，控制装置通过接收到的发动机的转速档位信息对发动机转速进行调节，发动机通过皮带轮带动第一风机转动，第一风机的转动由发动机的转速和发动机与第一风机的转速比确定。第一风机转动后结合第一风道形成一个第一风压。同时，第二风机转动时结合第二风道形成第二风压，压差测量装置测量第一风机的第一风压和第二风机的第二风压的风压压差。

其次，在多气力系统的工作模式下，控制装置对第二风机实施不同的控制。例如：在标准模式下，控制第二风机不工作，在其他工作模式下，根据选择的工作模式确定压差目标值，控制装置根据由预先选定的工作模式确定的压差目标值和通过压差测量装置测量的实际压差值对第二风机的转速进行控制。具体控制过程将在图9中详细说明，此处不再赘述。

第一风机和第二风机的转速被确定之后，两气力系统的便可实现协调作业。

需要说明的是，发动机的档位选择和多气力系统的工作模式可以由道路清扫设备的操作者根据现场需要随时进行调整和选择。

图8是本发明实施例提供的第一风机转速的控制流程图，如图8所示：

S101、获取发动机的档位信息。

具体地说，可以由一个档位旋钮将发动机的转速档位信息发送给控制装置。

S102、确定发动机转速。

控制装置能够根据发动机的转速档位信息，控制发动机的转速在最小值和最大值之间进行无级调节，例如，从0～3000转/分进行无级调节。

S103、确定第一风机转速。

优选的，本发明实施例提供的驱控方法根据发动机转速确定第一风机转速，其中，第一风机的转速与发动机的转速形成固定转速比。

由于发动机和第一风机之间是机械连接，第一风机转速与发动机转速形成固定转速比，因此，当发动机转速确定的时候，第一风机转速也随之确定。

参考图7具体来说，发动机转速为Sp，第一风机的转速和发动机的转速形成的固定转速比为I1，则第一风机的转速F1＝Sp*I1。

图9是本发明实施例提供的第二风机转速的控制流程图，如图9所示，第二风机转速的确定包括如下步骤：

S201、获取多气力系统的工作模式。

再次参考图7，所述工作模式包括以下一者或多者：标准模式，控制所述第二风机不工作，仅第一风机工作，不需要设定压差目标值；分类模式，设定所述压差目标值为第一风机风压值的1/3至1/2；快速模式，控制所述第一风机以及所述第二风机均达到最大转速。快速模式下，压差目标值因选取的风机型号不同而不同，可以以两个的转速都达到额定转速为标准，通过反复试验和测量确定。举例说明，当道路垃圾较多且垃圾种类较多的时候，可以采用快速模式，将第一风机和第二风机都控制在最大转速，最大限度地将垃圾吸入道路清扫设备的收纳装置中；当道路垃圾和种类都不太多的情况下，可以采用标准模式，只开启第一风机，而不启动第二风机，此时第一风机的转速可以根据道路垃圾的量进行调整；当道路上存在较多树叶、饮料瓶等比较轻的垃圾时，可以采用分类模式，利用第二风机先将较轻的垃圾吸入清扫设备，其余的较重垃圾由第一风机吸入清扫设备。

S202、获取实际压差值。

通过压差测量装置直接测得实际压差值，并输入至控制装置。若采用压差传感器，则压差传感器的测量值即为实际压差值，若采用两个压力传感器测量两个风道的风压，则将两个压力传感器测量的结果均输入至控制装置进行计算后得到实际压差值。

测量实际压差值的具体实施方法在图3中已具体说明，此处不再赘述。

S203、确定第二风机转速。

根据由道路清扫设备的多气力系统的工作模式确定的所述压差目标值和通过压差测量装置测量的实际压差值对所述第二风机的转速进行控制。

具体地说，通过选定工作模式确定压差目标值，并结合输入至控制装置的实际压差值，控制第二风机转速。以采用包括电控变量泵+定量马达的闭式液压系统连接发动机和第二风机为例，针对不同的工作模式说明如下：

再次参考图7，第二风机是通过液压系统与发动机的主输出轴联接，通过控制变量泵排量V1(泵排量与控制电信号成比例关系)控制液压系统流量Q，第二风机的转速F2根据液压系统流量Q确定。

Q＝Sp*V1*η1,其中Sp为发动机转速，η1为泵的容积效率。

a、当多气力系统的工作模式为标准模式时，控制液压系统流量为0，第二风机不工作，仅第一风机工作；

b、当工作模式为非标准模式时，也即在分类模式与快速模式下，分别确定了不同的压差目标值A，结合压差测量装置测得的第一风道与第二风道之间的实际压差值ΔP，利用ΔP与A的差值Δ作为输入信号控制液压系统流量，进而控制第二风机转速F2＝1000*Q/V2*η2，其中Q为液压系统流量，η2为定量马达容积效率，V2为定量马达的排量，最终实现两气力系统的协调作业。

其中，在分类模式下设定风压压差目标值A为第一风机风压的1/3～1/2；在快速模式下，以第一风机和第二风机的转速都达到额定转速为标准，通过反复试验和测量确定风压压差目标值A。

该道路清扫设备的多气力系统的驱控方法的其它实施细节可参考上述关于道路清扫设备的多气力系统的实施例，在此不再赘述。

需要说明的是，可以将上述第一风机作为主风机，第二风机作为辅风机。此外，以上所述发动机可以是专门为道路清扫设备中用来产生负压的风机提供动力的辅发动机，也可以采用为道路清扫车前进动力的发动机为风机提供动力。

通过上述技术方案，本发明采用发动机转速档位选择和多气力系统的工作模式选择作为控制两个风机的转速的输入量，以两个风机对应的风道实际压差值作为控制过程中的反馈值来对来对两个风机的转速进行调节，实现了对两个风机协调作业的精准控制，保证了两个风机的协调工作。此外，在分类模式下，通过风压不同的两个气力系统对路面垃圾实现前端分类收集；在快速模式下，将两个气力系统的风机均调节至额定转速下工作，相比于常规道路清扫设备，本发明的道路清扫设备的作业范围增大，作业速度提高，因此，可以在很大程度上提高道路清扫设备的作业车速和作业效率。

在本发明的具体实施过程中，道路清扫设备的多气力系统的驱控装置可以制成单独的驱控装置安装在道路清扫设备中，也可以集成在道路清扫设备的控制器中。其中，道路清扫设备的控制器可以是ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)或DSP(DigitalSignal Processor，数字信号处理器)等，具有连续监测并控制道路清扫设备正常运行工作的功能，实施本发明实施例提供的道路清扫设备的多气力系统的驱控方法，根据由预先选定的工作模式确定的压差目标值以及实际压差值控制第二风机的转速，并根据所述发动机的转速档位信息控制所述第一风机的转速。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (9)

1.一种道路清扫设备的多气力系统，其特征在于，所述多气力系统包括：第一风机、第一风道、第二风机、第二风道、用于驱动所述第一风机及所述第二风机转动的发动机以及用于测量所述第一风道与所述第二风道之间的实际压差值的压差测量装置、与所述第一风道和/或所述第二风道连接的吸嘴；并且

所述多气力系统还包括：控制装置，用于根据所述实际压差值和所述多气力系统的当前工作模式对应的压差目标值控制所述第二风机的转速，

其中，所述多气力系统的当前工作模式包括以下模式中的一者：

标准模式，被配置为控制所述第二风机不工作；

分类模式，被配置为设定所述压差目标值为所述第一风机风压值的1/3至1/2；

快速模式，被配置为控制所述第一风机以及所述第二风机均达到额定转速。

2.根据权利要求1所述的道路清扫设备的多气力系统，其特征在于，所述控制装置还用于获取所述发动机的转速档位信息，并根据所述发动机的转速档位信息控制所述发动机的转速，以确定所述第一风机的转速。

3.根据权利要求1所述的道路清扫设备的多气力系统，其特征在于，所述第一风机通过机械方式与所述发动机连接，且所述第一风机的转速与所述发动机的转速形成固定转速比。

4.根据权利要求1所述的道路清扫设备的多气力系统，其特征在于，所述第二风机通过液压系统与所述发动机连接。

5.根据权利要求4所述的道路清扫设备的多气力系统，其特征在于，所述液压系统为包括电控变量泵和定量马达的闭式液压系统或包括负载敏感泵、定量马达和电控比例流量阀的液压系统。

6.根据权利要求1所述的道路清扫设备的多气力系统，其特征在于，所述压差测量装置采用以下方式中的一者：

所述压差测量装置为压差传感器；

所述压差测量装置为两个压力传感器，所述第一风道和所述第二风道分别与所述两个压力传感器中的一者连接。

7.一种道路清扫设备的多气力系统的驱控方法，其特征在于，所述多气力系统包括发动机、由所述发动机驱动的第一风机和第二风机以及分别与所述第一风机和所述第二风机连接的第一风道和第二风道、与所述第一风道和/或所述第二风道连接的吸嘴，所述驱控方法包括：

获取所述多气力系统的工作模式，包括获取以下模式中的一者：

标准模式，被配置为控制所述第二风机不工作；

分类模式，被配置为设定压差目标值为所述第一风机风压值的1/3至1/2；

快速模式，被配置为控制所述第一风机以及所述第二风机均达到额定转速；

获取所述多气力系统的第一风道与第二风道之间的实际压差值；以及

根据所述实际压差值以及由所述工作模式确定的所述压差目标值控制所述第二风机的转速。

8.根据权利要求7所述的道路清扫设备的 多气力系统的驱控方法，其特征在于，所述道路清扫设备的多气力系统的驱控方法还包括：获取驱动所述多气力系统的发动机的转速档位信息；

根据所述发动机的转速档位信息控制所述发动机的转速，以确定所述第一风机的转速，其中，所述第一风机的转速与所述发动机的转速形成固定转速比。

9.根据权利要求8所述的道路清扫设备的 多气力系统的驱控方法，其特征在于，所述获取发动机的转速档位信息包括：将所述发动机的转速档位信息确定为其能够进行无级调节的最小值与最大值范围内的某一个档位。

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