CN113829859A - 一种可感知载荷的装载机控制系统及电动装载机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可感知载荷的装载机控制系统及电动装载机，涉及纯电装载机技术领域，包括整车控制器、第二电机控制器、第二驱动电机、液压泵、装载机械臂、翻斗及称重器；整车控制器和第二电机控制器及称重器电性连接；所述第二电机控制器和所述第二驱动电机电性连接，所述第二驱动电机和所述液压泵连接，所述液压泵通过油路和所述装载机械臂连接，所述装载机械臂和所述翻斗连接；在所述翻斗上设置有所述称重器，所述称重器用于称量所述翻斗内装载货物的重量，并将重量信息实时反馈给所述整车控制器。其优点在于：可精确获取装载物品重量，重量载荷信息实时传递给整车控制器，载荷信息及控制系统信息的充分交互可以大大降低系统故障率。

Description

一种可感知载荷的装载机控制系统及电动装载机
技术领域
本发明涉及纯电装载机技术领域，更具体地说，涉及一种可感知载荷的装载机控制系统及电动装载机。
背景技术
装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。
目前现有技术中电动装载机工作控制系统，可通过多功能手柄、系统控制单元、电机控制器，实现液压系统确认工作功能；但是，系统最大的弊端就是无法感知装载载荷，这样既造成了无法通过电机最佳控制液压泵，也造成操控性能不良，同时对整机能耗会有较大影响。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可感知载荷的装载机控制系统及电动装载机，该控制系统可精确获取装载物品重量，重量载荷信息实时传递给整车控制器，载荷信息及控制系统信息的充分交互可以大大降低系统故障率。
本发明提供一种可感知载荷的装载机控制系统，包括整车控制器、第二电机控制器、第二驱动电机、液压泵、装载机械臂、翻斗及称重器；所述整车控制器和所述第二电机控制器及所述称重器电性连接；所述第二电机控制器和所述第二驱动电机电性连接，所述第二驱动电机和所述液压泵连接，所述液压泵通过油路和所述装载机械臂连接，所述装载机械臂和所述翻斗连接；在所述翻斗上设置有所述称重器，所述称重器用于称量所述翻斗内装载货物的重量，并将重量信息实时反馈给所述整车控制器。
进一步地，所述可感知载荷的装载机控制系统还包括第一驱动电机、自动变速箱、驱动桥、动力电池及分动箱；所述整车控制器与所述第一驱动电机、自动变速箱及动力电池电性连接，所述第一驱动电机和所述自动变速箱连接，所述自动变速箱和所述分动箱连接；所述动力电池用于提供所述第一驱动电机能量，所述第一驱动电机通过所述自动变速箱将运动传递至所述分动箱，通过所述分动箱将运动传递至所述驱动桥，通过所述驱动桥驱动装载机前轮和后轮运动。
进一步地，所述可感知载荷的装载机控制系统还包括电池管理系统、第一电机控制器及自动变速箱控制器；所述整车控制器与所述电池管理系统、所述第一电机控制器及所述自动变速箱控制器电性连接；所述整车控制器用于向所述第一电机控制器、所述电池管理系统及所述自动变速箱控制器发送控制指令；所述第一电机控制器和所述第一驱动电机连接，用于控制所述第一驱动电机；所述电池管理系统和所述动力电池连接，用于控制所述动力电池；所述自动变速箱控制器和所述自动变速箱连接，用于控制所述自动变速箱。
进一步地，所述驱动桥包括第一驱动桥和第二驱动桥；所述第一驱动桥安装于两个所述前轮之间，用于将所述分动箱传来的动力传输给两个所述前轮；所述第二驱动桥安装于两个所述后轮之间，用于将所述分动箱传来的动力传输给两个所述后轮。
进一步地，所述可感知载荷的装载机控制系统还包括第一传动轴和第二传动轴，所述第一传动轴一端和所述第一驱动桥连接、另一端和所述分动箱连接，所述第二传动轴一端和所述第二驱动桥连接、另一端和所述分动箱连接。
进一步地，所述分动箱具有一个输入口和两个输出口；所述输入口和所述自动变速箱连接，两个所述输出口分别连接所述第一传动轴和所述第二传动轴。
本发明还提供一种电动装载机，包括上述的可感知载荷的装载机控制系统。
本发明提供的可感知载荷的装载机控制系统及电动装载机，该控制系统采用称重器精确获取装载物品重量，重量载荷信息实时传递给整车控制器，整车控制器作为整车大脑，根据载荷、驾驶员意图及整车节能需求等综合信息实时控制第一驱动电机、第二驱动电机及自动变速箱档位，可大大提高装载机的工作响应速度、能耗等综合性能，载荷信息及控制系统信息的充分交互可以大大降低系统故障率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的可感知载荷的装载机控制系统的结构示意图。
图2为图1中可感知载荷的装载机控制系统的另一结构示意图。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
1、整车控制器 2、第二电机控制器 3、第二驱动电机
4、液压泵 5、装载机械臂 6、翻斗
7、称重器 8、第一驱动电机 9、自动变速箱
10、驱动桥 11、第一驱动桥 12、第二驱动桥
20、动力电池 30、分动箱 40、电池管理系统
50、第一电机控制器 60、自动变速箱控制器 70、第一传动轴
80、第二传动轴
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
实施例1
图1为本发明第一实施例提供的可感知载荷的装载机控制系统的结构示意图。请参照图1，本发明实施例提供的可感知载荷的装载机控制系统，包括整车控制器1、第二电机控制器2、第二驱动电机3、液压泵4、装载机械臂5、翻斗6及称重器7；整车控制器1和第二电机控制器2及称重器7电性连接；第二电机控制器2和第二驱动电机3电性连接，第二驱动电机3和液压泵4连接，液压泵4通过油路和装载机械臂5连接，装载机械臂5和翻斗6连接；在翻斗6上设置有称重器7，称重器7用于称量翻斗6内装载货物的重量，并将重量信息实时反馈给整车控制器1。
需要说明的是，本发明提供的可感知载荷的装载机控制系统，采用称重器7精确获取翻斗6中装载物品的重量，重量载荷信息实时传递给整车控制器1，整车控制器1作为整车大脑，整车控制器1根据根据载荷及液压泵4压力需求，向第二驱动电机3下发转速命令；根据载荷信息实时控制，可大大提高装载机的工作响应速度、能耗等综合性能，载荷信息及控制系统信息的充分交互可以大大降低系统故障率。
图2为图1中可感知载荷的装载机控制系统的另一结构示意图。请参照图2，本发明实施例提供的可感知载荷的装载机控制系统还包括第一驱动电机8、自动变速箱9、驱动桥10、动力电池20及分动箱30；整车控制器1与第一驱动电机8、自动变速箱9及动力电池20电性连接，第一驱动电机8和自动变速箱9连接，自动变速箱9和分动箱30连接；第一驱动电机8通过自动变速箱9将运动传递至分动箱30，通过分动箱30将运动传递至驱动桥10，通过驱动桥10驱动装载机前轮和后轮运动。动力电池20用于提供第一驱动电机8和第二驱动电机3的能量。
本发明提供的可感知载荷的装载机控制系统，整车控制器1作为整车大脑，进一步根据驾驶员意图及整车节能需求等综合信息实时控制第一驱动电机8及自动变速箱9，整车控制器1下发换挡及档位需求，向第一驱动电机8下发驱动扭矩，精确控制装载机第一驱动电机8，可大大提高装载机的工作响应速度、能耗等综合性能。
进一步参照图2，所述可感知载荷的装载机控制系统还包括电池管理系统40、第一电机控制器50及自动变速箱控制器60；整车控制器1与电池管理系统40、第一电机控制器50及自动变速箱控制器60电性连接；整车控制器1用于向第一电机控制器50、电池管理系统40及自动变速箱控制器60发送控制指令；第一电机控制器50和第一驱动电机8连接，用于控制第一驱动电机8；电池管理系统40和动力电池20连接，用于控制动力电池20；自动变速箱控制器60和自动变速箱9连接，用于控制自动变速箱9。
具体地，整车控制器1与第一电机控制器50、电池管理系统40及自动变速箱控制器60实时交互信息，整车控制器1根据驾驶员意图及整车节能策略分别向第一驱动电机8下发转速命令、向变速箱控制器60下发换挡及档位需求，向第一电机控制器50下发驱动扭矩，精确控制装载机第一驱动电机8。
进一步参照图2，驱动桥10包括第一驱动桥(图中未示出)和第二驱动桥(图中未示出)；第一驱动桥安装于两个前轮之间，用于将分动箱30传来的动力传输给两个前轮；第二驱动桥安装于两个后轮之间，用于将分动箱30传来的动力传输给两个后轮。
可感知载荷的装载机控制系统还包括第一传动轴70和第二传动轴80，第一传动轴70一端和第一驱动桥连接、另一端和分动箱30连接，第二传动轴80一端和第二驱动桥连接、另一端和分动箱30连接。详细地，分动箱30具有一个输入口和两个输出口；输入口和自动变速箱9连接，两个输出口分别连接第一传动轴70和第二传动轴80。
基于上文的描述可知，本发明优点在于：
1、本发明的可感知载荷的装载机控制系统，采用称重器7精确获取翻斗6中装载物品的重量，重量载荷信息实时传递给整车控制器1，整车控制器1作为整车大脑，整车控制器1根据根据载荷及液压泵4压力需求，向第二驱动电机3下发转速命令；根据载荷信息实时控制，可大大提高装载机的工作响应速度、能耗等综合性能，载荷信息及控制系统信息的充分交互可以大大降低系统故障率。
2、本发明的可感知载荷的装载机控制系统，整车控制器1作为整车大脑，进一步根据驾驶员意图及整车节能需求等综合信息实时控制第一驱动电机8及自动变速箱9，整车控制器1下发换挡及档位需求，向第一驱动电机8下发驱动扭矩，精确控制装载机第一驱动电机8，可大大提高装载机的工作响应速度、能耗等综合性能。
本发明还提供一种电动装载机，包括上述的可感知载荷的装载机控制系统。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种可感知载荷的装载机控制系统，其特征在于，包括整车控制器(1)、第二电机控制器(2)、第二驱动电机(3)、液压泵(4)、装载机械臂(5)、翻斗(6)及称重器(7)；所述整车控制器(1)和所述第二电机控制器(2)及所述称重器(7)电性连接；所述第二电机控制器(2)和所述第二驱动电机(3)电性连接，所述第二驱动电机(3)和所述液压泵(4)连接；
所述液压泵(4)通过油路和所述装载机械臂(5)连接，所述装载机械臂(5)和所述翻斗(6)连接；在所述翻斗(6)上设置有所述称重器(7)，所述称重器(7)用于称量所述翻斗(6)内装载货物的重量，并将重量信息实时反馈给所述整车控制器(1)。
2.根据权利要求1所述的可感知载荷的装载机控制系统，其特征在于，所述可感知载荷的装载机控制系统还包括第一驱动电机(8)、自动变速箱(9)、驱动桥(10)、动力电池(20)及分动箱(30)；
所述整车控制器(1)与所述第一驱动电机(8)、自动变速箱(9)及动力电池(20)电性连接，所述第一驱动电机(8)和所述自动变速箱(9)连接，所述自动变速箱(9)和所述分动箱(30)连接；所述动力电池(20)用于提供所述第一驱动电机(8)能量，所述第一驱动电机(8)通过所述自动变速箱(9)将运动传递至所述分动箱(30)，通过所述分动箱(30)将运动传递至所述驱动桥(10)，通过所述驱动桥(10)驱动装载机前轮和后轮运动。
3.根据权利要求2所述的可感知载荷的装载机控制系统，其特征在于，所述可感知载荷的装载机控制系统还包括电池管理系统(40)、第一电机控制器(50)及自动变速箱控制器(60)；
所述整车控制器(1)与所述电池管理系统(40)、所述第一电机控制器(50)及所述自动变速箱控制器(60)电性连接；所述整车控制器(1)用于向所述第一电机控制器(50)、所述电池管理系统(40)及所述自动变速箱控制器(60)发送控制指令；
所述第一电机控制器(50)和所述第一驱动电机(8)连接，用于控制所述第一驱动电机(8)；所述电池管理系统(40)和所述动力电池(20)连接，用于控制所述动力电池(20)；所述自动变速箱控制器(60)和所述自动变速箱(9)连接，用于控制所述自动变速箱(9)。
4.根据权利要求2所述的可感知载荷的装载机控制系统，其特征在于，所述驱动桥(10)包括第一驱动桥(11)和第二驱动桥(12)；所述第一驱动桥(11)安装于两个所述前轮之间，用于将所述分动箱(30)传来的动力传输给两个所述前轮；所述第二驱动桥(12)安装于两个所述后轮之间，用于将所述分动箱(30)传来的动力传输给两个所述后轮。
5.根据权利要求4所述的可感知载荷的装载机控制系统，其特征在于，所述可感知载荷的装载机控制系统还包括第一传动轴(70)和第二传动轴(80)，所述第一传动轴(70)一端和所述第一驱动桥(11)连接、另一端和所述分动箱(30)连接，所述第二传动轴(80)一端和所述第二驱动桥(12)连接、另一端和所述分动箱(30)连接。
6.根据权利要求5所述的可感知载荷的装载机控制系统，其特征在于，所述分动箱(30)具有一个输入口和两个输出口；所述输入口和所述自动变速箱(9)连接，两个所述输出口分别连接所述第一传动轴(70)和所述第二传动轴(80)。
7.一种电动装载机，其特征在于：包括权利要求1-6中任意一项所述的可感知载荷的装载机控制系统。
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