CN113799568B - 支架搬运车及其轴荷转移量的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支架搬运车及其轴荷转移量的控制方法，涉及运输车辆技术领域，车体采用四轴线独立悬挂单元，悬挂单元包括悬挂油缸，且相邻的悬挂油缸之间设有电动球阀，车体上还固定有控制器和检测组件，检测组件用于检测车体是否装载有支架和车体所在路面的坡度，各电动球阀和检测组件均与控制器电连接，并在检测组件检测到车体装载支架和车体所在路面的坡度时，通过控制器控制各电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换。该支架搬运车及其轴荷转移量的控制方法能够提高整体稳定性。

Description

支架搬运车及其轴荷转移量的控制方法

技术领域

本发明涉及运输车辆技术领域，具体是涉及一种支架搬运车及其轴荷转移量的控制方法。

背景技术

整体式支架搬运车用于大采高重型液压支架的长距离快速搬运，采用四轴线8组相同的独立悬挂单元承载。由于煤矿井下运输巷道倾角较大，而液压支架重心较高，车辆在大坡度路面重载行驶时前后轴荷比大于2倍，进而导致车身不稳，跑偏现象非常突出，轮胎超载损坏现象突出。此外，由于各个转向轮承载的差异，转向轴所需的转向驱动力差别较大，转向连杆受到偏载冲击较为严重，存在安全隐患。因此，采用一种能够在支架搬运车坡道行驶时，控制轴荷转移量的方式，从而提高重载车辆大坡度行驶时的稳定性极为关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种支架搬运车及其轴荷转移量的控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高整体稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种支架搬运车，包括车体，所述车体采用四轴线独立悬挂单元，所述悬挂单元包括悬挂油缸，且相邻的所述悬挂油缸之间设有电动球阀，所述车体上还固定有控制器和检测组件，所述检测组件用于检测所述车体是否装载有支架和所述车体所在路面的坡度，各所述电动球阀和所述检测组件均与所述控制器电连接，并在所述检测组件检测到所述车体装载支架和所述车体所在路面的坡度时，通过所述控制器控制各所述电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换。

优选地，所述检测组件包括压力传感器、倾角传感器和转速传感器，所述压力传感器安装在所述悬挂油缸上，且所述压力传感器用于检测所述车体是否装载有支架，所述转速传感器安装在所述车体的车轮上，并用于实时检测所述车体的车速，所述压力传感器和所述倾角传感器均与所述控制器电连接，并在所述压力传感器检测到所述车体装载支架，以及所述倾角传感器检测到所述车体所在路面的坡度时，通过所述控制器控制各所述电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换。

优选地，所述检测组件还包括加速度传感器，所述加速度传感器埋设于所述车体内，并用于检测所述车体的加速度，所述加速度传感器与所述控制器电连接，且所述加速度传感器检测到加速或减速信号时将加速度信号传递至所述控制器，所述控制器控制各所述电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换。

优选地，位于前两轴之间的所述电动球阀为前电动球阀，且所述前电动球阀开启时，前两轴能够关联；位于前两轴和后两轴之间的所述电动球阀为中电动球阀，且所述中电动球阀开启时，中间的两个轴能够关联，位于后两轴之间的所述电动球阀为后电动球阀，且所述后电动球阀开启时，后两轴能够关联。

本发明还提供了一种基于上述技术方案中任一项所述的支架搬运车的轴荷转移量的控制方法，初始状态下，使所述搬运车的前两轴关联，后两轴关联；通过所述检测组件检测所述支架搬运车所在路面的坡度，以及检测所述支架搬运车上各轴的负载，并将检测到的数值信号传递至所述控制器；通过所述控制器控制各所述电动球阀的开闭状态，来实现四个轴关联状态的切换。

优选地，当倾角传感器检测到所述支架搬运车在水平路面行驶时，所述控制器控制所述中电动球阀关闭，所述前电动球阀和所述后电动球阀开启；

当倾角传感器检测到所述支架搬运车在爬坡时，所述控制器控制所述前电动球阀关闭，所述中电动球阀和所述后电动球阀开启；

当倾角传感器检测到所述支架搬运车在下坡时，所述控制器控制所述后电动球阀关闭，所述中电动球阀和所述前电动球阀开启。

优选地，初始状态下，还包括所述支架搬运车在搬运支架时重车质心的计算，重车质心的计算包括以下步骤：

S1：利用压力传感器检测支架搬运车是否装载有支架，并在检测到装载支架后，利用倾角传感器检测所述支架搬运车是否处于水平路面上，并在检测到所述支架搬运车位于水平路面时停车；

S2：保持所述支架搬运车处于停车状态，并通过所述控制器计算重车质心水平位置；

S3：使所述支架搬运车加速行驶，并通过所述控制器计算重车质心垂直高度。

优选地，使用转速传感器实时检测所述支架搬运车的行驶速度。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的支架搬运车，相邻的悬挂油缸之间设有电动球阀，进而通过各电动球阀的开闭控制相邻的悬挂油缸之间的连通状态，车体上还固定有控制器和检测组件，检测组件用于检测车体是否装载有支架和车体所在路面的坡度，各电动球阀和检测组件均与控制器电连接，并在检测组件检测到车体装载支架和车体所在路面的坡度时，将信号实时传递至控制器，通过控制器控制各电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换，进而根据实际行车状态和各个车轴的实际负载，通过控制器控制电动球阀的开闭，并使轴荷在各个轴之间均匀分配，保证行车时的稳定性，避免负载过大造成轴的断裂，影响整体使用寿命。

本发明提供的支架搬运车轴荷转移量的控制方法，初始状态下，支架搬运车位于近水平路面，使搬运车的前两轴关联，后两轴关联，保证支架搬运车的稳定性；通过检测组件检测支架搬运车所在路面的坡度，以便于自动判断支架搬运车是处于爬坡、下坡还是近水平路面行驶状态，通过检测支架搬运车上各轴的负载，以实时观测各轴的负载情况，避免由于负载过大导致车轴断裂，影响行驶稳定性和使用寿命，将检测到的坡度信号和负载信号传递至控制器；通过控制器依据各轴的负载以及车辆所在路面的坡度，控制各电动球阀的开闭状态，来实现四个轴关联状态的切换，进而避免由于轴荷转移量过大影响行车稳定性，甚至导致轴的断裂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一提供的支架搬运车的结构示意图；

图2是实施例一提供的支架搬运车中各悬挂单元与电动球阀的连接示意图；

图3是实施例一提供的支架搬运车中悬挂单元的结构示意图；

图中：100-支架搬运车，1-车体，2-支架，3-一轴，4-二轴，5-三轴，6-四轴，7-控制器，10-悬挂油缸，20-压力传感器，30-转速传感器，40-前电动球阀，50-中电动球阀，60-后电动球阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

本发明的目的是提供一种支架搬运车及其轴荷转移量的控制方法，以解决现有的支架搬运车行驶不稳定的技术问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图3所示，本实施例提供一种支架搬运车100，包括车体1，车体1采用四轴线独立悬挂单元，悬挂单元包括悬挂油缸10，且相邻的悬挂油缸10之间设有电动球阀，进而通过各电动球阀的开闭控制相邻的悬挂油缸10之间的连通状态，车体1上还固定有控制器7和检测组件，检测组件用于检测车体1是否装载有支架2和车体1所在路面的坡度，各电动球阀和检测组件均与控制器7电连接，并在检测组件检测到车体1装载支架2和车体1所在路面的坡度时，将信号实时传递至控制器7，通过控制器7控制各电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换，进而根据实际行车状态和各个车轴的实际负载，通过控制器7控制电动球阀的开闭，并使轴荷在各个轴之间均匀分配，保证行车时的稳定性，避免负载过大造成轴的断裂，影响整体使用寿命。

具体地，检测组件包括压力传感器20、倾角传感器和转速传感器30，压力传感器20安装在悬挂油缸10上，进而便于直观的检测出各车轴处所承受的压力，以便于控制器7调整各电动球阀的工作状态，避免各轴负载不平衡，或负载过大导致断裂，压力传感器20用于检测车体1是否装载有支架2，以在搬运支架2时，根据控制器7的自动控制，保证行车稳定性，转速传感器30安装在车体1的车轮上，并用于实时检测车体1的车速，压力传感器20和倾角传感器均与控制器7电连接，并在压力传感器20检测到车体1装载支架2，以及倾角传感器检测到车体1所在路面的坡度时，通过控制器7控制各电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换，以避免载荷在前后轴之间不均衡分配，影响行车稳定性和车轴的使用寿命。

检测组件还包括加速度传感器，加速度传感器埋设于车体1内，并用于检测车体1的加速度，加速度传感器与控制器7电连接，且加速度传感器检测到加速或减速信号时将加速度信号传递至控制器7，控制器7控制各电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换。

位于前两轴之间(即一轴3和二轴4之间)的电动球阀为前电动球阀40，且前电动球阀40开启时，前两轴能够关联；位于前两轴和后两轴之间(即二轴4和三轴5之间)的电动球阀为中电动球阀50，且中电动球阀50开启时，中间的两个轴能够关联，位于后两轴之间(即三轴5和四轴6之间)的电动球阀为后电动球阀60，且后电动球阀60开启时，后两轴能够关联，进而通过各电动球阀的不同开闭状态组合使用，以形成各轴的不同关联模式，实现前后轴载荷的平衡分配，提高行驶稳定性。

实施例二

本实施例提供一种基于实施例一中支架搬运车100的轴荷转移量的控制方法，初始状态下，支架搬运车100位于近水平路面，使搬运车的前两轴关联，后两轴关联，保证支架搬运车100的稳定性；通过检测组件检测支架搬运车100所在路面的坡度，以便于自动判断支架搬运车100是处于爬坡、下坡还是近水平路面行驶状态，以及检测支架搬运车100上各轴的负载，以实时观测各轴的负载情况，避免由于负载过大导致车轴断裂，影响行驶稳定性和使用寿命，将检测到的坡度信号和负载信号传递至控制器7；通过控制器7依据各轴的负载以及车辆所在路面的坡度，控制各电动球阀的开闭状态，来实现四个轴关联状态的切换，进而避免由于轴荷转移量过大影响行车稳定性，甚至导致轴的断裂。

具体地，支架搬运车100自车头向车尾，四个车轴依次为一轴3、二轴4、三轴5和四轴6，当倾角传感器检测到支架搬运车100在水平路面行驶时，控制器7控制中电动球阀50关闭，前电动球阀40和后电动球阀60开启，实现一轴3和二轴4关联，共同承担前轴负载，三轴5和四轴6关联，共同承担后轴负载，进而避免部分车轴负载过大影响行车稳定性和车轴使用寿命；

由于支架搬运车100在爬坡时，载荷由前轴向后轴转移，进而容易造成后轴载荷过大影响行车稳定性，因此当倾角传感器检测到支架搬运车100在爬坡时，控制器7控制前电动球阀40关闭，中电动球阀50和后电动球阀60开启，即一轴3单独承但前轴负载，二轴4、三轴5和四轴6关联，共同承担后轴负载，将后轴的负载分配于三个车轴上，能够避免部分车轴负载过大，造成行驶不稳定或车轴断裂；

由于支架搬运车100在下坡时，载荷由后轴向前轴转移，进而容易造成前轴载荷过大影响行车稳定性，因此当倾角传感器检测到支架搬运车100在下坡时，控制器7控制后电动球阀60关闭，中电动球阀50和前电动球阀40开启，即一轴3、二轴4和三轴5关联，共同承担前轴负载，将前轴的负载分配于三个车轴上，四轴6单独承担后轴负载，避免部分车轴负载过大。更优的，对于关联轴的调整不仅仅局限于通过倾角传感器检测车辆所在路面的坡度限定，还要结合各轴能够承受的最大载荷，当压力传感器20检测各轴载荷在允许范围内时，也可不调整关联轴模式，例如，当支架搬运车100在搬运支架2时，可能会重心偏移，导致重心靠前或靠后，此时就要结合支架搬运车100前后轴的实际负载，进行关联轴的模式切换。当支架搬运车100行走时，倾角传感器先检测当前路面坡度，判断支架搬运车100处于水平、爬坡或下坡状态，然后结合压力传感器20检测压力状态以及控制器7计算的前后轴的负载，若前后轴的负载均在能够承受的最大荷载范围之内，则不需要调整关联轴模式，若系统判断部分车轴的负载接近能够承受的最大载荷，则根据实际轴荷情况，对各轴的关联状态进行切换。

在实际应用过程中，由于支架2的型号、尺寸等问题，可能会导致支架搬运车100在搬运支架2时，重心位置过于靠前或靠后，即平路行驶时，前轴(或后轴)的负载较大，影响正常行车稳定性，因此在初始状态下，还包括支架搬运车100在搬运支架2时重车质心的计算，重车质心的计算包括以下步骤：

S1：利用压力传感器20检测支架搬运车100是否装载有支架2，并在检测到装载支架2后，利用倾角传感器检测支架搬运车100是否处于水平路面上，并在检测到支架搬运车100位于近水平路面时停车；

S2：保持支架搬运车100处于停车状态，并通过控制器7计算重车质心水平位置，采用一轴3和二轴4关联，三轴5和四轴6关联的模式，压力传感器20检测各轴压力，前关联轴压力P1，后关联轴压力P2，根据悬挂油缸缸筒截面积A，并通过控制器7计算一轴3和二轴4的负载m1＝P1*A，三轴5和四轴6的负载m2＝P2*A，调取各轴间距L，设重车质心水平位置距总轴距的中心线距离为x，根据力矩平衡公式(m1*(L-x)＝m2*(L+x)，求得数值x，当m1＞m2，x为正数，反之为负数；

S3：使支架搬运车100加速行驶，并通过控制器7计算重车质心垂直高度，控制器7通过压力传感器20检测各轴压力，采集到加速过程中前两轴和后两轴的负载变化量Δm，同时记录Δm瞬时状态下的对应加速度a，设重车质心垂直高度为h，根据力矩平衡公式(m1+m2)*a*h＝2L*Δm，求得h数值。

通过上述计算得出重车质心的位置，进而根据实际重车质心位置，结合前后轴的实际负载情况，调整关联轴模式，以避免部分车轴负载过大。

另一方面，由于煤炭行业标准对煤矿井下无轨胶轮车最大制动距离有限制规定，使用转速传感器30实时检测支架搬运车100的行驶速度，以避免支架搬运车100因为速度过高，在进行紧急制动时制动加速度过大导致行车不稳定。

调整关联轴模式的具体调整方法为：

S01：设最大制动加速度为a，通过控制器7预算紧急制动时最大负载转移量(m1+m2)*a*h/(2*L)，比较该转移量与当前m1之和，或该转移量与m2之和是否会超出最大允许负载。

S02：若预判前轴超载，则切换至前电动球阀40、中电动球阀50开启，后电动球阀60关闭的模式继续行驶；若预判后轴超载，则切换至前电动球阀40关闭，中电动球阀50、后电动球阀60开启的模式继续行驶；若预判前后轴均不会发生超载，则保持前电动球阀40、后电动球阀50关闭，中电动球阀60开启的模式继续行驶。

S03：若执行S02步骤后通过控制器7预算紧急制动时仍将发生超载，则通过直接限制行驶速度限制制动加速度。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种支架搬运车，其特征在于：包括车体，所述车体采用四轴线独立悬挂单元，所述悬挂单元包括悬挂油缸，且相邻的所述悬挂油缸之间设有电动球阀，位于前两轴之间的所述电动球阀为前电动球阀，且所述前电动球阀开启时，前两轴能够关联；位于前两轴和后两轴之间的所述电动球阀为中电动球阀，且所述中电动球阀开启时，中间的两个轴能够关联，位于后两轴之间的所述电动球阀为后电动球阀，且所述后电动球阀开启时，后两轴能够关联；所述车体上还固定有控制器和检测组件，所述检测组件用于检测所述车体是否装载有支架和所述车体所在路面的坡度，各所述电动球阀和所述检测组件均与所述控制器电连接，并在所述检测组件检测到所述车体装载支架和所述车体所在路面的坡度时，通过所述控制器控制各所述电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换；

当所述车体在水平路面行驶时，所述控制器控制所述中电动球阀关闭，所述前电动球阀和所述后电动球阀开启；

当所述车体在爬坡时，所述控制器控制所述前电动球阀关闭，所述中电动球阀和所述后电动球阀开启；

当所述车体在下坡时，所述控制器控制所述后电动球阀关闭，所述中电动球阀和所述前电动球阀开启。

2.根据权利要求1所述的支架搬运车，其特征在于：所述检测组件包括压力传感器、倾角传感器和转速传感器，所述压力传感器安装在所述悬挂油缸上，且所述压力传感器用于检测所述车体是否装载有支架，所述转速传感器安装在所述车体的车轮上，并用于实时检测所述车体的车速，所述压力传感器和所述倾角传感器均与所述控制器电连接，并在所述压力传感器检测到所述车体装载支架，以及所述倾角传感器检测到所述车体所在路面的坡度时，通过所述控制器控制各所述电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换。

3.根据权利要求2所述的支架搬运车，其特征在于：所述检测组件还包括加速度传感器，所述加速度传感器埋设于所述车体内，并用于检测所述车体的加速度，所述加速度传感器与所述控制器电连接，且所述加速度传感器检测到加速或减速信号时将加速度信号传递至所述控制器，所述控制器控制各所述电动球阀的开闭状态，实现四个轴关联状态的切换。

4.一种基于权利要求1-3任一项所述的支架搬运车的轴荷转移量的控制方法，其特征在于：初始状态下，使所述搬运车的前两轴关联，后两轴关联；通过所述检测组件检测所述支架搬运车所在路面的坡度，以及检测所述支架搬运车上各轴的负载，并将检测到的数值信号传递至所述控制器；通过所述控制器控制各所述电动球阀的开闭状态，来实现四个轴关联状态的切换。

5.根据权利要求4所述的支架搬运车的轴荷转移量的控制方法，其特征在于：当倾角传感器检测到所述支架搬运车在水平路面行驶时，所述控制器控制所述中电动球阀关闭，所述前电动球阀和所述后电动球阀开启；

当倾角传感器检测到所述支架搬运车在爬坡时，所述控制器控制所述前电动球阀关闭，所述中电动球阀和所述后电动球阀开启；

当倾角传感器检测到所述支架搬运车在下坡时，所述控制器控制所述后电动球阀关闭，所述中电动球阀和所述前电动球阀开启。

6.根据权利要求5所述的支架搬运车的轴荷转移量的控制方法，其特征在于：初始状态下，还包括所述支架搬运车在搬运支架时重车质心的计算，重车质心的计算包括以下步骤：

S1：利用压力传感器检测支架搬运车是否装载有支架，并在检测到装载支架后，利用倾角传感器检测所述支架搬运车是否处于水平路面上，并在检测到所述支架搬运车位于水平路面时停车；

S2：保持所述支架搬运车处于停车状态，并通过所述控制器计算重车质心水平位置；

S3：使所述支架搬运车加速行驶，并通过所述控制器计算重车质心垂直高度。

7.根据权利要求4所述的支架搬运车的轴荷转移量的控制方法，其特征在于：使用转速传感器实时检测所述支架搬运车的行驶速度。

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