CN111156208B - 一种无人驾驶矿用车举升控制系统、方法及矿用车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无人驾驶矿用车举升控制系统、方法及矿用车。该无人驾驶矿用车举升控制系统包括车身姿态传感器、换向阀控制器、换向阀、活塞杆、液压油缸、油箱、齿轮泵和取力器；车身姿态传感器位于驾驶室内，用于测量车身的姿态；换向阀控制器位于车架纵梁外侧，其一端连接车身姿态传感器，另一端与换向阀连接，接收车身姿态传感器的信息，用于控制换向阀的工作位；换向阀位于车架纵梁外侧，将齿轮泵、液压油缸和油箱连通或者断开。本发明可以利用车身姿态，判断出驾驶室是否被压起，通过改变换向阀的工作位置，使车箱可以缓慢下落，抑制驾驶室被压起的趋势，从而提高了无人驾驶矿用车的作业效率和作业安全。
Description
技术领域
本发明涉及无人驾驶矿用车技术领域，具体涉及一种无人驾驶矿用车举升控制系统、方法及矿用车。
背景技术
矿用车是在矿区作业的主要车型，主要用于土方、砂石、散料的装卸运输工作。近年来因为矿区作业环境恶劣，劳动强度大，生活条件差，矿用车驾驶员越来越难招到。市场上对无人驾驶矿用车需求的呼声也越来越高。无人驾驶矿用车可以降低用工技术门槛，直至完全解决现有用工难的问题，方便矿区车辆运营管理，提高矿区作业效率和作业安全。然而，在实际矿区环境下，矿用车在卸料时，特别是在出现粘箱的情况下，矿用车的驾驶室会被压起，造成后翻事故或者其他危险，如何避免卸料过程中的驾驶室被压起是矿用自卸车的一个技术难点。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种无人驾驶矿用车举升控制系统、方法及具有该控制系统的矿用车。
一种无人驾驶矿用车举升控制系统，该系统包括车身姿态传感器、换向阀控制器、换向阀、活塞杆、液压油缸、油箱、齿轮泵和取力器；所述车身姿态传感器位于驾驶室内，用于测量车身的姿态；所述换向阀控制器位于车架纵梁外侧，其一端连接所述车身姿态传感器，另一端与所述换向阀连接，接收所述车身姿态传感器的信息，用于控制换向阀的工作位，该工作位包括举升和下降；所述换向阀位于车架纵梁外侧，用于接收所述换向阀控制器的信息，并基于该信息将所述齿轮泵、所述液压油缸和所述油箱连通或者断开；所述取力器位于变速箱外侧并与所述变速箱齿轮连接，与所述齿轮泵轴连接；所述齿轮泵位于所述取力器与所述换向阀之间，用于给液压油加压；所述液压油缸通过油缸支座安装在副车架中部的加强横梁上；所述活塞杆位于所述液压油缸与车厢之间，用于改变车厢的姿态；所述油箱位于所述活塞杆下方，用于给所述液压油缸提供液压油并回收液压油；
该矿用车到达卸料点开始卸料后，所述换向阀控制器控制所述换向阀位于举升位置，并接通所述取力器的动力，此时所述齿轮泵开始工作，所述油箱中的液压油经过所述齿轮泵加压，经所述换向阀进入所述液压油缸下腔，推动所述活塞杆，使车厢开始举升，当所述车身姿态传感器探测到车辆的姿态发生变化，判定驾驶室有危险，此时，所述换向阀控制器控制所述换向阀至下降位置，所述液压油缸下腔液压油通过所述换向阀回所述油箱，同时油泵空循环，车厢靠自重回复原位。
在一个实施方式中，所述车身姿态传感器测量车体的俯仰角、侧倾角和横摆角。
在一个实施方式中，所述车身姿态传感器探测到俯仰角发生变化，且俯仰角度变化量超过10度时，判定驾驶室有后翻趋势。
在一个实施方式中，所述车身姿态传感器探测到侧倾角发生变化，且侧倾角度变化量超过10度时，判定驾驶室有侧翻趋势。
在一个实施方式中，所述车身姿态传感器探测到横摆角发生变化，且横摆角度变化量超过10度时，判定驾驶室有其他危险。
在一个实施方式中，所述换向阀由换向阀控制器进行电磁控制。
在一个实施方式中，所述换向阀的两端各具有两个油口，其中一端的两个油口分别为进油口和第一回油口，通过两个管路与所述齿轮泵连通，其中连接第一回油口的一个管路还与所述油箱连通；所述换向阀的另一端的两个油口分别为举升油口和第二回油口，其中举升油口与所述液压油缸连通，第二回油口通过管路与所述油箱连通，并且第一回油口和第二回油口彼此连通。
一种无人驾驶矿用车举升控制方法，所述无人驾驶矿用车具有上述的无人驾驶矿用车举升控制系统，其中当所述换向阀位于举升位置，所述油箱中的液压油经过所述齿轮泵加压，经所述换向阀进油口转举升油口，然后进入所述液压油缸下腔，推动所述活塞杆，使车厢开始举升；当判定驾驶室有危险，所述换向阀控制器控制所述换向阀至下降位置，举升油口与第二回油口相通，所述液压油缸下腔液压油通过所述换向阀回油箱，同时，进油口与第一回油口相通，油泵空循环，车厢靠自重回复原位。
一种矿用车，具有上述的无人驾驶矿用车举升控制系统。
在实际的矿区作业环境下，本发明的举升控制系统，可以利用车身姿态，判断出驾驶室是否被压起，在驾驶室被压起时，通过用于控制换向阀工作的控制器，改变换向阀的工作位置，使车箱可以缓慢下落，抑制驾驶室被压起的趋势，从而提高了无人驾驶矿用车的作业效率和作业安全。
附图说明
图1为本发明无人驾驶矿用车举升控制系统的原理示意图；
图2为本发明具有该举升控制系统的矿用车的示意图；
其中：1—车身姿态传感器；2—换向阀控制器；3—活塞杆；4—液压油缸；5—油箱；6—换向阀；7—齿轮泵；8—取力器；9—变速箱。
具体实施方式
如图1、2所示，一种无人驾驶矿用车举升控制系统，该系统包括车身姿态传感器1、换向阀控制器3、换向阀6、活塞杆3、液压油缸4、油箱5、齿轮泵7和取力器8；
所述车身姿态传感器1位于驾驶室内，用于测量车身的姿态；
所述换向阀控制器2位于车架纵梁外侧，其一端连接所述车身姿态传感器1，另一端与所述换向阀6连接，接收所述车身姿态传感器1的信息，用于控制换向阀6的工作位，该工作位包括举升和下降；
所述换向阀6位于车架纵梁外侧，用于接收所述换向阀控制器2的信息，并基于该信息将所述齿轮泵7、所述液压油缸4和所述油箱5连通或者断开；
所述取力器8位于变速箱9外侧并与所述变速箱9齿轮连接，与所述齿轮泵7轴连接；取力器8从变速箱9的某个齿轮获取动力，这个动力的接通或断开是通过驾驶室内的一个电磁阀来控制的，由取力器8带动高压油泵供自卸矿用车。
所述齿轮泵7位于所述取力器8与所述换向阀6之间，用于给液压油加压；
所述液压油缸4通过油缸支座安装在副车架中部的加强横梁上；
所述活塞杆3位于所述液压油缸4与车厢之间，用于改变车厢的姿态；
所述油箱5位于所述活塞杆3下方，用于给所述液压油缸4提供液压油并回收液压油；
该矿用车到达卸料点开始卸料后，所述换向阀控制器2控制所述换向阀6位于举升位置，并接通所述取力器8的动力，此时所述齿轮泵7开始工作，所述油箱5中的液压油经过所述齿轮泵7加压，经所述换向阀6进入所述液压油缸4下腔，推动所述活塞杆3，使车厢开始举升，当所述车身姿态传感器1探测到车辆的姿态发生变化，判定驾驶室有危险，此时，所述换向阀控制器2控制所述换向阀6至下降位置，所述液压油缸4下腔液压油通过所述换向阀6回所述油箱5，同时油泵空循环，车厢靠自重回复原位。
在一个实施方式中，所述车身姿态传感器1测量车体的俯仰角、侧倾角和横摆角。
在一个实施方式中，所述车身姿态传感器1探测到俯仰角发生变化，且俯仰角度变化量超过10度时，判定驾驶室有后翻趋势。
在一个实施方式中，所述车身姿态传感器1探测到侧倾角发生变化，且侧倾角度变化量超过10度时，判定驾驶室有侧翻趋势。
在一个实施方式中，所述车身姿态传感器1探测到横摆角发生变化，且横摆角度变化量超过10度时，判定驾驶室有其他危险。
在一个实施方式中，所述换向阀6由换向阀控制器2进行电磁控制。
在一个实施方式中，所述换向阀6的两端各具有两个油口，其中一端的两个油口分别为进油口和第一回油口，通过两个管路与所述齿轮泵7连通，其中连接第一回油口的一个管路还与所述油箱5连通；所述换向阀6的另一端的两个油口分别为举升油口和第二回油口，其中举升油口与所述液压油缸4连通，第二回油口通过管路与所述油箱5连通，并且第一回油口和第二回油口彼此连通。
一种无人驾驶矿用车举升控制方法，该无人驾驶矿用车具有上述的无人驾驶矿用车举升控制系统，其中当所述换向阀6位于举升位置，所述油箱5中的液压油经过所述齿轮泵7加压，经所述换向阀6进油口转举升油口，然后进入所述液压油缸4下腔，推动所述活塞杆3，使车厢开始举升；当判定驾驶室有危险，所述换向阀控制器2控制所述换向阀6至下降位置，举升油口与第二回油口相通，所述液压油缸4下腔液压油通过所述换向阀6回油箱，同时，进油口与第一回油口相通，油泵空循环，车厢靠自重回复原位。
一种矿用车，具有上述的无人驾驶矿用车举升控制系统。
该控制系统不仅仅用于无人驾驶的矿用车上，也可应用于其他有类似需求的车辆上。
在实际的矿区作业环境下，本发明的举升控制系统，可以利用车身姿态，判断出驾驶室是否被压起，在驾驶室被压起时，通过用于控制换向阀工作的控制器，改变换向阀的工作位置，使车箱可以缓慢下落，抑制驾驶室被压起的趋势，从而提高了无人驾驶矿用车的作业效率和作业安全。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无人驾驶矿用车举升控制系统，其特征在于，该系统包括车身姿态传感器(1)、换向阀控制器(2)、换向阀(6)、活塞杆(3)、液压油缸(4)、油箱(5)、齿轮泵(7)和取力器(8)；
所述车身姿态传感器(1)位于驾驶室内，用于测量车身的姿态；
所述换向阀控制器(2)位于车架纵梁外侧，其一端连接所述车身姿态传感器(1)，另一端与所述换向阀(6)连接，接收所述车身姿态传感器(1)的信息，用于控制换向阀(6)的工作位，该工作位包括举升和下降；
所述换向阀(6)位于车架纵梁外侧，用于接收所述换向阀控制器(2)的信息，并基于该信息将所述齿轮泵(7)、所述液压油缸(4)和所述油箱(5)连通或者断开；
所述取力器(8)位于变速箱(9)外侧并与所述变速箱(9)齿轮连接，与所述齿轮泵(7)轴连接；
所述齿轮泵(7)位于所述取力器(8)与所述换向阀(6)之间，用于给液压油加压；
所述液压油缸(4)通过油缸支座安装在副车架中部的加强横梁上；
所述活塞杆(3)位于所述液压油缸(4)与车厢之间，用于改变车厢的姿态；
所述油箱(5)位于所述活塞杆(3)下方，用于给所述液压油缸(4)提供液压油并回收液压油；
该矿用车到达卸料点开始卸料后，所述换向阀控制器(2)控制所述换向阀(6)位于举升位置，并接通所述取力器(8)的动力，此时所述齿轮泵(7)开始工作，所述油箱(5)中的液压油经过所述齿轮泵(7)加压，经所述换向阀(6)进入所述液压油缸(4)下腔，推动所述活塞杆(3)，使车厢开始举升，当所述车身姿态传感器(1)探测到车辆的姿态发生变化，判定驾驶室有危险，此时，所述换向阀控制器(2)控制所述换向阀(6)至下降位置，所述液压油缸(4)下腔液压油通过所述换向阀(6)回所述油箱(5)，同时油泵空循环，车厢靠自重回复原位；
所述车身姿态传感器(1)测量车体的俯仰角、侧倾角和横摆角。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶矿用车举升控制系统，其特征在于，所述车身姿态传感器(1)探测到俯仰角发生变化，且俯仰角度变化量超过10度时，判定驾驶室有后翻趋势。
3.根据权利要求2所述的无人驾驶矿用车举升控制系统，其特征在于，所述车身姿态传感器(1)探测到侧倾角发生变化，且侧倾角度变化量超过10度时，判定驾驶室有侧翻趋势。
4.根据权利要求2所述的无人驾驶矿用车举升控制系统，其特征在于，所述车身姿态传感器(1)探测到横摆角发生变化，且横摆角度变化量超过10度时，判定驾驶室有其他危险。
5.根据权利要求1所述的无人驾驶矿用车举升控制系统，其特征在于，所述换向阀(6)由换向阀控制器(2)进行电磁控制。
6.根据权利要求1所述的无人驾驶矿用车举升控制系统，其特征在于，所述换向阀(6)的两端各具有两个油口，其中一端的两个油口分别为进油口和第一回油口，通过两个管路与所述齿轮泵(7)连通，其中连接第一回油口的一个管路还与所述油箱(5)连通；所述换向阀(6)的另一端的两个油口分别为举升油口和第二回油口，其中举升油口与所述液压油缸(4)连通，第二回油口通过管路与所述油箱(5)连通，并且第一回油口和第二回油口彼此连通。
7.一种无人驾驶矿用车举升控制方法，其特征在于，所述无人驾驶矿用车具有根据权利要求6所述的无人驾驶矿用车举升控制系统，其中当所述换向阀(6)位于举升位置，所述油箱(5)中的液压油经过所述齿轮泵(7)加压，经所述换向阀(6)进油口转举升油口，然后进入所述液压油缸(4)下腔，推动所述活塞杆(3)，使车厢开始举升；当判定驾驶室有危险，所述换向阀控制器(2)控制所述换向阀(6)至下降位置，举升油口与第二回油口相通，所述液压油缸(4)下腔液压油通过所述换向阀(6)回油箱，同时，进油口与第一回油口相通，油泵空循环，车厢靠自重回复原位。
8.一种矿用车，其特征在于，具有根据权利要求1至6任一项所述的无人驾驶矿用车举升控制系统。
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