CN110273446A - 一种电池驱动铲运机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池驱动铲运机，包括电池系统，电池系统通过变压系统分别与操作系统、牵引系统、液压系统和控制系统电连接；牵引系统包括有第一电机和第二电机，第一电机通过第一液压马达传动连接铲运机的前轴，第二电机通过第二液压马达传动连接铲运机的后轴；液压系统用于驱动铲运机的铲斗运动；控制系统包括第二液压控制器，第一液压马达和第二液压马达分别连通设置有电磁阀，第二液压控制器与电磁阀信号相连，以控制第一液压马达和第二液压马达的转动。本发明动力更足，抓地性能更好，可更好地适应矿区泥泞或颠簸的复杂路况，传动效率高，可无级变速且变速范围大，低噪音且使用寿命长，受温度影响更小。

Description

一种电池驱动铲运机

技术领域

本发明总体而言涉及矿石开采运输技术领域，具体而言，涉及一种电池驱动铲运机。

背景技术

目前的矿石开采中，矿井井下作业的移动设备大多采用柴油机为原动机，耗油量大导致矿石开采成本高，并造成井下作业环境污染严重，影响井下作业人员的身心健康，且柴油机受温度影响较大，低温时性能不佳；同时，也有采用电动机为原动机的地下电池驱动铲运机以保证空气新鲜，它采用尾拖电缆卷筒供电，井下作业的灵活性能和机动性能受限；而采用蓄电池供能、以电动机为原动机的地下铲运机，续航时间较短，不能支持长时间连续作业，且动力不足，对复杂恶劣的工况和路况的适应能力不足。

因此，亟需一种能够更好地应对矿区复杂路况和恶劣天气的，同时排放低、污染小的，并且动力充足的铲运机。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够更好地应对复杂恶劣的采矿环境的，同时排放低、污染小的，并且动力充足的电池驱动铲运机。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种电池驱动铲运机，包括电池系统，所述电池系统通过变压系统分别与操作系统、牵引系统、液压系统和控制系统电连接，以对所述电池驱动铲运机供电；所述牵引系统设置于所述电池驱动铲运机的机身底部，包括有第一电机和第二电机，所述第一电机通过第一液压马达传动连接所述电池驱动铲运机的前轴，以驱动所述前轴上的两前轮，所述第二电机通过第二液压马达传动连接所述电池驱动铲运机的后轴，以驱动所述后轴上的两后轮；所述液压系统用于驱动所述电池驱动铲运机的铲斗运动；所述变压系统包括电压转换器，所述电压转换器的输入端与所述电池系统电连接，输出端与所述控制系统、所述操作系统电连接；所述控制系统分别与所述电池系统、所述操作系统、所述牵引系统和所述液压系统通信连接，所述控制系统包括第二液压控制器，所述第一液压马达和所述第二液压马达分别连通设置有电磁阀，所述第二液压控制器与所述电磁阀信号相连，以控制所述第一液压马达和所述第二液压马达的转动。

根据本发明的一实施方式，所述控制系统包括中央处理器，以及与所述中央处理器通信连接的电池控制器、操作控制器、第一电机控制器、第二电机控制器和第一液压控制器，所述电池控制器、所述操作控制器、所述第一电机控制器、所述第二电机控制器和所述第一液压控制器分别与所述电池系统、所述操作系统、所述第一电机、所述第二电机和所述液压系统通信连接，所述中央处理器用于将收到的信号进行分析处理并向五个所述控制器发出指令信号，所述第一电机控制器和所述第二电机控制器之间通过协控系统通信连接，所述协控系统包括集中协调器，用于协调所述第一电机的转速和所述第二电机的转速。

根据本发明的一实施方式，所述控制系统还包括信号发射器，所述信号发射器与所述操作控制器通信连接，用于将所述中央处理器收集到的用电设备的工作状态通过无线信号发送到附近的控制台或移动终端。

根据本发明的一实施方式，所述电池系统包括动力电池，所述动力电池内设有电池检测模块，用于检测所述动力电池的温度、电量，所述电池检测模块与所述电池控制器通信连接，以将检测信号传递给所述电池控制器。

根据本发明的一实施方式，所述电池系统还包括电池冷却器，所述电池冷却器对应所述动力电池设置，用于冷却所述动力电池。

根据本发明的一实施方式，所述变压系统还包括高压通断器，所述高压通断器设置于所述机身的后架上，并分别与所述动力电池和高压分配器电连接，所述高压分配器与所述电压转换器电连接。

根据本发明的一实施方式，所述变压系统还包括用电器电池，所述用电器电池设置于所述机身的后架上，并与所述电压转换器并联，用于为所述操作系统和附件系统的用电器供电。

根据本发明的一实施方式，所述液压系统包括液压泵和冷却模块，所述液压泵包括液压泵电机，所述冷却模块用于为所述液压泵电机散热。

根据本发明的一实施方式，所述电池驱动铲运机还包括所述附件系统，所述附件系统设置于所述机身上，并与所述电压转换器电连接，所述附件系统包括照明模块，用于为所述电池驱动铲运机照明。

根据本发明的一实施方式，所述附件系统还包括鸣笛模块，所述鸣笛模块用于发出声音信号。

由上述技术方案可知，本发明的电池驱动铲运机的优点和积极效果在于：

本发明中，牵引系统的第一电机通过第一液压马达传动连接铲运机的前轴以驱动前轴上的两前轮，第二电机通过第二液压马达传动连接铲运机的后轴以驱动后轴上的两后轮，液压驱动使铲运机的动力更足，抓地性能更好，可更好地适应矿区泥泞或颠簸的复杂路况，传动效率高，体小量轻节省空间，可无级变速且变速范围大，低噪音且使用寿命长，受温度影响更小，更适于复杂恶劣的采矿环境，生产效率和生产安全性提高，具有很高的经济性，极为适合在业界推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例电池驱动铲运机的系统连接示意图。

图2为本发明一实施例电池驱动铲运机的右视示意图。

图3为本发明一实施例电池驱动铲运机的左视示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、电池系统；11、动力电池；12、电池冷却器；2、变压系统；21、高压分配器；22、电压转换器；23、用电器电池；3、控制系统；31、中央处理器；32、操作控制器；33、第一电机控制器；34、第二电机控制器；35、第一液压控制器；36、信号发射器；37、第二液压控制器；4、协控系统；5、操作系统；51、操作台；6、牵引系统；7、液压系统；71、液压油箱；72、冷却模块；721、风扇；722、散热器；8、附件系统；9、第一液压马达；10、第二液压马达。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在对本发明的不同示例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“侧部”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如如附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

图1为本发明一实施例电池驱动铲运机的系统连接示意图。

图2为本发明一实施例电池驱动铲运机的右视示意图。

如图1和图2所示，该实施例的电池驱动铲运机包括电池系统1，电池系统1通过变压系统2分别与操作系统5、牵引系统6、液压系统7和控制系统3电连接，以对电池驱动铲运机供电；牵引系统6设置于电池驱动铲运机的机身底部，包括有第一电机和第二电机，第一电机通过第一液压马达9传动连接电池驱动铲运机的前轴，以驱动前轴上的两前轮，第二电机通过第二液压马达10传动连接电池驱动铲运机的后轴，以驱动后轴上的两后轮；液压系统7用于驱动电池驱动铲运机的铲斗运动；变压系统2包括电压转换器22，电压转换器22的输入端与电池系统1电连接，输出端与控制系统3、操作系统5电连接；控制系统3分别与电池系统1、操作系统5、牵引系统6和液压系统7通信连接，控制系统3包括第二液压控制器37，第一液压马达9和第二液压马达10分别连通设置有电磁阀，第二液压控制器37与电磁阀信号相连，以控制第一液压马达9和第二液压马达10的转动。

该实施例中，电池系统1设置于机身的后架上，电池系统1包括有动力电池11，动力电池11为电池驱动铲运机供电，动力电池11可以为蓄电池，动力电池11内设置有电池检测模块，用于用于检测动力电池11的温度、电量和电流大小等，电池检测模块与控制系统3的电池控制器通信连接，以将检测信号传递给电池控制器，该设计的电池检测模块可以对动力电池11的状态进行检测，及时发现动力电池11的异常状态并进行维护。

该实施例中，电池系统1还包括电池冷却器12，电池冷却器12设置于机身的后架上且对应动力电池11设置，用于冷却动力电池11，电池冷却器12可以是空调，电池冷却器12与电压转换器22的输出端电连接，电池控制器接收电池检测模块发出的检测信号，并将其传递至中央处理器31，当通过检测信号发现温度过高时，中央处理器31发出电池冷却器12开启指令，电池控制器接收该指令并控制电池冷却器12开启，该设计的电池冷却器12可防止动力电池11在充电或放点过程中温度过高，动力电池11温度过高不仅影响动力电池11的正常使用，还有引发火灾的危险。

该实施例中，变压系统2设置于机身的后架上，用于提供两种不同电压，变压系统2包括高压通断器、高压分配器21、电压转换器22和用电器电池23，高压通断器设置于机身的后架上，高压通断器可以是高压开关柜，其输入端和输出端分别与动力电池11和高压分配器21电连接，用于接通或断开动力电池11与高压分配器21之间的电路；高压分配器21可以是高压分线盒，其输入端与动力电池11电连接，高压分配器21的输出端并行电连接电压转换器22、牵引系统6的第一电机、牵引系统6的第二电机、液压系统7液压泵的液压泵电机，从而高压分配器21将高压电路进行分流转换，为牵引系统6的第一电机、牵引系统6的第二电机、液压系统7液压泵的液压泵电机提供高电压。

该实施例中，高压分配器21内设有电路保护装置，以对电路中的不正常情况，如电路短路、短路、缺相等，起到保护作用；电压转换器22可以是DC/DC转换器，电压转换器22的输入端与高压分配器21的输出端电连接，电压转换器22的输出端并行电连接电池冷却器12、用电器电池23、控制系统3、操作系统5的操作台51、附件系统8、液压系统7冷却模块72的散热器722的水泵，从而电压转换器22将动力电池11输出的高压电转换成低压电，为电池冷却器12、用电器电池23、控制系统3、操作系统5的操作台51、附件系统8、液压系统7冷却模块72的散热器722的水泵供电，保证用电安全；用电器电池23设置于机身的后架上，用电器电池23的两端分别与电压转换器22并联，用于为操作系统5和附件系统8的用电器供电，当动力电池11的电量用尽或发生故障时，用电器电池23可继续为操作系统5和附件系统8的用电器供电，作为应急电源，方便与外界联系。

图3为本发明一实施例电池驱动铲运机的左视示意图。

如图2和图3所示，该实施例中，控制系统3包括中央处理器31，以及与中央处理器31通信连接的电池控制器、操作控制器32、第一电机控制器33、第二电机控制器34和第一液压控制器35，电池控制器、操作控制器32、第一电机控制器33、第二电机控制器34和第一液压控制器35分别与电池系统1、操作系统5、第一电机、第二电机和液压系统7通信连接，中央处理器31用于将收到的信号进行分析处理并向与之通信连接的控制器发出指令信号，并分别对电池系统1、操作系统5的操作台51、第一电机、第二电机、液压系统7进行控制，电池控制器可设置于高压通断器内，本实施例中即是设置于高压开关柜内，操作控制器32、第一电机控制器33、第二电机控制器34和第一液压控制器35可设置于机身的后架上。

该实施例中，第一电机控制器33和第二电机控制器34之间通过协控系统4通信连接，协控系统4包括集中协调器，用于协调第一电机的转速和第二电机的转速，集中协调器可以是中央差速器；控制系统3还包括信号发射器36，信号发射器36与操作控制器32通信连接并受操作控制器32控制，信号发射器36用于将中央处理器31收集到的用电设备的工作状态通过无线信号发送到附近的控制台或移动终端，信号发射器36设置于机身的后架上，其信号传输方式可以是Zig-Bee、蓝牙、Wi-Fi、CDMA的任意一种。

该实施例中，操作系统5设置于机身的操作室，操作系统5与控制系统3通信连接，操作系统5包括方向盘、油门踏板、操作杆和操作台51；方向盘用于操作人员控制电池驱动铲运机转向，油门踏板用于操作人员控制电池驱动铲运机行进的速度，刹车踏板用于操作人员控制电池驱动铲运机制动，操作杆用于操作人员控制电池驱动铲运机的大臂和铲斗运动以完成铲运作业，操作台51通过变压系统2与动力电池11电连接，操作台51用于操作人员输入指令、控制电池驱动铲运机的前后运动以及向操作人员显示信息。

该实施例中，牵引系统6设置于机身的底部，用于驱动电池驱动铲运机行进或倒退，牵引系统6包括第一电机、第二电机、第一液压泵、第二液压泵、第一液压马达9和第二液压马达10，第一电机的电机轴传动连接一减速器的输入轴，该减速器的输出轴传动连接第一液压泵的动力输入端，从而第一电机驱动第一液压泵运转泵油，第一液压泵的进油口连通液压油箱71，第一液压泵的出油口连通第一液压马达9的进油口，第一液压马达9的出油口连通液压油箱71以进行回油，第一液压马达9的动力输出轴传动连接铲运机的前轴，前轴两端分别通过轮毂安装有前轮，从而第一液压马达9的动力得以传输至前轴的两前轮进而驱动两前轮转动；第二电机的电机轴传动连接另一减速器的输入轴，该减速器的输出轴传动连接第二液压泵的动力输入端，从而第二电机驱动第二液压泵运转泵油，第二液压泵的进油口连通液压油箱71，第二液压泵的出油口连通第二液压马达10的进油口，第二液压马达10的出油口连通液压油箱71以进行回油，第二液压马达10的动力输出轴传动连接铲运机的后轴，后轴两端分别通过轮毂安装有前轮，从而第二液压马达10的动力得以传输至后轴的两后轮进而驱动两后轮转动。

该实施例中，液压油箱71与第一液压泵和第二液压泵之间、第一液压泵与第一液压马达9之间、第二液压泵与第二液压马达10之间，是通过输油管路连通，输油管路上连通设置有多个电磁阀，所有电磁阀与第二液压控制器37信号相连，第二液压控制器37与中央处理器31通信连接，第二液压控制器37可统筹控制电磁阀的动作，实现第一液压马达9和第二液压马达10的启停和无级调速。

该实施例中，液压系统7包括液压泵、液压油箱71、制动模块、转向模块、工作模块和冷却模块72，液压泵和液压油箱71设置于机身的后架上，制动模块、转向模块设置于机身的底部，工作模块设置于机身的前侧；液压泵包括液压泵电机，液压泵电机驱动液压泵的叶片或柱塞进而推动液压油箱71内的液压油流动，液压油的动能为转向模块、制动模块、工作模块提供动力；制动模块受刹车踏板控制，用于对电池驱动铲运机进行制动，转向模块受方向盘控制，用于电池驱动铲运机的转向，工作模块受操作杆控制，用于驱动电池驱动铲运机的大臂和铲斗进行铲运工作；冷却模块72设置于机身的后架上，用于为液压泵电机散热，冷却模块72包括风扇721和散热器722，散热器722用于对液压泵电机、第一牵引电机和第二牵引电机进行散热，散热器722内冷凝水的动力由水泵提供，风扇721与散热器722相对设置，液压油为风扇马达的转动提供动力，以驱动风扇马达。

该实施例中，电池驱动铲运机还包括附件系统8，附件系统8设置于机身上，并与电压转换器22电连接，附件系统8包括照明模块，用于为电池驱动铲运机照明，照明模块利于电池驱动铲运机在矿井下的挖掘工作；附件系统8还包括鸣笛模块，鸣笛模块用于电池驱动铲运机发出声音信号，利于电池驱动铲运机在矿井下警示行人和车辆注意安全。

本发明中，牵引系统6的第一电机通过第一液压马达传动连接铲运机的前轴以驱动前轴上的两前轮，第二电机通过第二液压马达传动连接铲运机的后轴以驱动后轴上的两后轮，液压驱动使铲运机的动力更足，抓地性能更好，可更好地适应矿区泥泞或颠簸的复杂路况，传动效率高，体小量轻节省空间，可无级变速且变速范围大，低噪音且使用寿命长，受温度影响更小，更适于复杂恶劣的采矿环境，生产效率和生产安全性提高，具有很高的经济性，极为适合在业界推广使用。

本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的，而非限制性的。而且，本发明所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案，或者进行其它改动，而都属于本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池驱动铲运机，其特征在于，包括电池系统，所述电池系统通过变压系统分别与操作系统、牵引系统、液压系统和控制系统电连接，以对所述电池驱动铲运机供电；所述牵引系统设置于所述电池驱动铲运机的机身底部，包括有第一电机和第二电机，所述第一电机通过第一液压马达传动连接所述电池驱动铲运机的前轴，以驱动所述前轴上的两前轮，所述第二电机通过第二液压马达传动连接所述电池驱动铲运机的后轴，以驱动所述后轴上的两后轮；所述液压系统用于驱动所述电池驱动铲运机的铲斗运动；所述变压系统包括电压转换器，所述电压转换器的输入端与所述电池系统电连接，输出端与所述控制系统、所述操作系统电连接；所述控制系统分别与所述电池系统、所述操作系统、所述牵引系统和所述液压系统通信连接，所述控制系统包括第二液压控制器，所述第一液压马达和所述第二液压马达分别连通设置有电磁阀，所述第二液压控制器与所述电磁阀信号相连，以控制所述第一液压马达和所述第二液压马达的转动。

2.如权利要求1所述的电池驱动铲运机，其特征在于，所述控制系统包括中央处理器，以及与所述中央处理器通信连接的电池控制器、操作控制器、第一电机控制器、第二电机控制器和第一液压控制器，所述电池控制器、所述操作控制器、所述第一电机控制器、所述第二电机控制器和所述第一液压控制器分别与所述电池系统、所述操作系统、所述第一电机、所述第二电机和所述液压系统通信连接，所述中央处理器用于将收到的信号进行分析处理并向五个所述控制器发出指令信号，所述第一电机控制器和所述第二电机控制器之间通过协控系统通信连接，所述协控系统包括集中协调器，用于协调所述第一电机的转速和所述第二电机的转速。

3.如权利要求2所述的电池驱动铲运机，其特征在于，所述控制系统还包括信号发射器，所述信号发射器与所述操作控制器通信连接，用于将所述中央处理器收集到的用电设备的工作状态通过无线信号发送到附近的控制台或移动终端。

4.如权利要求2所述的电池驱动铲运机，其特征在于，所述电池系统包括动力电池，所述动力电池内设有电池检测模块，用于检测所述动力电池的温度、电量，所述电池检测模块与所述电池控制器通信连接，以将检测信号传递给所述电池控制器。

5.如权利要求4所述的电池驱动铲运机，其特征在于，所述电池系统还包括电池冷却器，所述电池冷却器对应所述动力电池设置，用于冷却所述动力电池。

6.如权利要求5所述的电池驱动铲运机，其特征在于，所述变压系统还包括高压通断器，所述高压通断器设置于所述机身的后架上，并分别与所述动力电池和高压分配器电连接，所述高压分配器与所述电压转换器电连接。

7.如权利要求6所述的电池驱动铲运机，其特征在于，所述变压系统还包括用电器电池，所述用电器电池设置于所述机身的后架上，并与所述电压转换器并联，用于为所述操作系统和附件系统的用电器供电。

8.如权利要求1-7任一所述的电池驱动铲运机，其特征在于，所述液压系统包括液压泵和冷却模块，所述液压泵包括液压泵电机，所述冷却模块用于为所述液压泵电机散热。

9.如权利要求7所述的电池驱动铲运机，其特征在于，所述电池驱动铲运机还包括所述附件系统，所述附件系统设置于所述机身上，并与所述电压转换器电连接，所述附件系统包括照明模块，用于为所述电池驱动铲运机照明。

10.如权利要求9所述的电池驱动铲运机，其特征在于，所述附件系统还包括鸣笛模块，所述鸣笛模块用于发出声音信号。