CN114033764A - 一种扫路车的液压系统及无人驾驶扫路车 - Google Patents

一种扫路车的液压系统及无人驾驶扫路车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种扫路车的液压系统及无人驾驶扫路车，其属于环卫技术领域，扫路车的液压系统包括液位传感器、压力传感器和控制器，所述液位传感器用于获取油箱内的液位高度值，所述压力传感器用于检测液压系统中的压力值，所述控制器用于采集所述液位传感器和所述压力传感器的信号；在所述控制器对油缸发出动作指令之后，根据第一设定时长内所述液位高度值的变化计算所述油箱内的实际油液体积变化值。无人驾驶扫路车包括上述的扫路车的液压系统。通过液位传感器、压力传感器和控制器的配合完成对油缸是否动作到位的判断，简化系统，减少空间占用，降低成本和故障率，提高系统可靠性，由于传感器不会被磨损，因此提高液压系统准确率。

Description

一种扫路车的液压系统及无人驾驶扫路车
技术领域
本发明涉及环卫技术领域，尤其涉及一种扫路车的液压系统及无人驾驶扫路车。
背景技术
随着经济的不断发展，人们生活水平不断提高，环境保护越来越受到大家的重视，其中以扫路车为主的环境卫生清洁装备的需求也越来越大。
扫路车具有扫盘和吸盘，通过扫盘转动能够完成清扫，通过吸盘能够吸取垃圾。传统扫路车是在人工驾驶的情况下进行工作，扫路车的液压系统状态主要靠人工主动识别确认，如扫盘是处于下降到位或上升到位，吸盘处于下降到位或上升到位，液压系统是否正常工作等。
目前无人驾驶技术得到快速发展并逐渐兴起成未来趋势，同时对无人扫路车提出更高的自动化、智能化要求；液压系统作为扫路机常用执行机构驱动系统，其运行状态的自动检测有着更高的要求。
现有技术中一般通过增加接近开关或行程开关或位移传感器来检测油缸的伸缩位置情况，从而判断扫盘及吸盘上升或下降是否到达预定位置；如此，系统线路复杂，电气成本高，占用整车空间，同时由于扫路车的使用环境恶劣，检测元件的故障率高。另外，通过计算理论动作时间的方式来推断油缸动作是否到位的技术方案，由于液压系统在使用过程中随着元件磨损量的增加所产生的内泄、外泄量存在变化，所以实际动作时间与理论不符甚至相差很大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扫路车的液压系统及无人驾驶扫路车，以解决现有技术中存在的无法准确判断油缸是否到位的技术问题。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种扫路车的液压系统，包括液位传感器、压力传感器和控制器，所述液位传感器用于获取油箱内的液位高度值，所述压力传感器用于检测液压系统中的压力值，所述控制器用于采集所述液位传感器和所述压力传感器的信号；
在所述控制器对油缸发出动作指令之后，根据第一设定时长内所述液位高度值的变化计算所述油箱内的实际油液体积变化值；
所述控制器获取所述实际油液体积变化值与设定的油缸容积差之间的第一差值，并获取检测的所述压力值与设定压力值之间的第二差值；
若所述第一差值位于第一设定范围内，且所述第二差值位于第二设定范围内，则判断所述油缸动作到位。
其中，若所述第一差值小于所述第一设定范围的下限值，且所述第二差值位于所述第二设定范围内，则输出第一报警信息。
其中，若所述液位高度值保持不变，则判断油缸卡滞或者油缸内泄。
其中，若所述液位高度值不断增加，则判断为油箱进水。
其中，当所述第一差值小于所述第一设定范围的下限值且所述第二差值小于所述第二设定范围的下限值时，若所述液位高度值保持不变，则判断为油缸内泄。
其中，若所述第一差值大于所述第一设定范围的上限值，且所述液位高度值不断减小，则判断为油缸外泄。
其中，若第二差值大于第二设定范围的上限值且持续第二设定时长，则输出第二报警信息。
其中，在所述油缸保持不动的状态下，若所述液位高度值高于第一设定液位值，则判断为油箱进水；若所述液位高度值低于第二设定液位值，则判断为系统外泄。
其中，在所述油缸保持不动且加载阀处于加载状态下，若所述液位高度值保持不变，且所述第二差值小于所述第二设定范围的下限值，则判断为系统内泄。
一种无人驾驶扫路车，包括如上所述的扫路车的液压系统。
本发明的有益效果：
本发明提出的扫路车的液压系统，通过液位传感器、压力传感器和控制器的配合完成对油缸是否动作到位的判断，简化了系统，减少空间占用，降低了成本和故障率，提高了系统可靠性，由于传感器不会被磨损，因此检测结果准确，提高了液压系统准确率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无人驾驶扫路车的主视图；
图2是图1提供的无人驾驶扫路车的俯视图；
图3是图1提供的无人驾驶扫路车的侧视图；
图4是本发明实施例提供的液压系统的示意图；
图5是本发明实施例提供的液压系统的部分结构示意图。
图中：
10、车身；20、扫盘；30、吸盘；
11、扫盘油缸；12、吸盘油缸；13、液压控制阀；
21、电机；22、油泵；
31、回油管路；32、油箱；
41、加载阀；42、溢流阀；
51、液位传感器；52、压力传感器；
61、控制器；
71、扬声器；72、显示器；73、通讯模块；74、无线接收模块。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
参见图1至图3，本发明实施例提供一种扫路车，可以是无人驾驶扫路车。扫路车包括车身10，车身10的前部设置有扫盘20，扫盘20的后部设置有吸盘30。其中，扫盘20设置有两个，具有更大的覆盖面积。
扫路车还包括液压系统，液压系统设置于车身10上，不仅能够控制扫盘20，还能够控制吸盘30。
参见图4和图5，液压系统包括两个扫盘油缸11和一个吸盘油缸12。对应每个扫盘20设置有一个扫盘油缸11，使得两个扫盘20可以独立控制。对应吸盘30设置一个吸盘油缸12。
上述三个油缸并联在同一个供油路中。
液压系统还包括电机21和油泵22，油泵22设置于供油路的主路上，电机21用于驱动油泵22转动，油泵22能够向扫盘油缸11和吸盘油缸12供油。
具体地，液压系统还包括回油管路31和油箱32，回油管路31与油箱32连通，扫盘油缸11的出油口和吸盘油缸12的出油口均与回油管路31连通。油泵22的进油口与油箱32连通，油泵22的出油口与扫盘油缸11的进油口和吸盘油缸12的进油口连通。
液压系统还包括液位传感器51，液位传感器51设置于油箱32内，用于获取油箱32内的液位高度值。
每个扫盘油缸11所在的支路上设置有一个液压控制阀13，吸盘油缸12所在的支路上设置有一个液压控制阀13。
液压系统还包括加载阀41和压力传感器52，加载阀41与上述三个油缸并联，加载阀41的一端与油泵22的出油口连通，加载阀41的另一端与回油管路31连通。压力传感器52检测加载阀41的加载压力，即整个液压系统的压力。
液压系统还包括溢流阀42，溢流阀42与加载阀41并联，溢流阀42的一端与油泵22的出油口连通，溢流阀42的另一端与回油管路31连通。
液压系统还包括控制器61，控制器61用于采集液位传感器51和压力传感器52的信号；上述电机21和各个阀均与控制器61电连接，控制器61能够控制电机21启停和各个阀的开闭。
液压系统还包括扬声器71和显示器72，控制器61可以控制扬声器71播报语音信息，控制器61可以输出信息在显示器72上进行显示。操作者可以通过显示器72的触控器/按键对控制器61输入相应控制指令。
液压系统还包括通讯模块73和无线接收模块74，控制器61可以通过通讯模块73向外界发出通讯信号，通讯模块73可以为有线通讯模块或者无线通讯模块，无线接收模块74可以接收通讯模块73发过来的信息。其中，无线接收模块74可以为手机或者平板等移动终端。
在开机启动时，控制器61控制电机21启动并控制加载阀41加载，电机21带动油泵22转动，此时油缸保持当前动作，可能是伸出状态，也可能是缩回状态，与各个油缸对应的液压控制阀13均处于关闭状态。
在控制器61对油缸发出动作指令之后，与油缸对应的液压控制阀13打开，油泵22向油缸供油，油缸开始动作，正常情况下，液位高度值发生变化。如果是伸出指令，则液位高度值减小；如果是缩回指令，则液位高度值增大。
根据第一设定时长内液位高度值的变化计算油箱32内的实际油液体积变化值；控制器61获取实际油液体积变化值与设定的油缸容积差之间的第一差值，并获取检测的压力值与设定压力值之间的第二差值；若第一差值位于第一设定范围内，且第二差值位于第二设定范围内，则判断油缸动作到位。
其中，实际油液体积变化值V1＝H*A，其中，H为液位高度值的变化量，A为油箱32的内部截面积。油缸容积差的计算公式为V2＝πr2h，其中，r为活塞杆半径，h为油缸的有效长度。
当多个油缸同时动作时，油缸容积差为所有油缸的单独容积差之和。
通过液位传感器51、压力传感器52和控制器61的配合完成对油缸是否动作到位的判断，简化了系统，减少空间占用，降低了成本和故障率，提高了系统可靠性，由于传感器不会被磨损，因此检测结果准确，提高了液压系统准确率。
实质上，用于判断油缸动作到位的条件是实际油液体积变化值等于设定的油缸容积差，检测的压力值等于设定压力值。但是在误差允许的范围内，检测值与设定值之间允许有较小的波动，因此通过比较差值是否在设定范围内进行判断，准确性更好，避免产生误判。
其中，第一设定范围和第二设定范围均是误差允许的范围。例如，第一设定范围为(-1，1)。
若第一差值不在第一设定范围内，那么分为两种情况；一种，第一差值小于第一设定范围的下限值，此时实际油液体积变化值小于设定的油缸容积差；二种，第一差值大于第一设定范围的上限值，此时实际油液体积变化值大于设定的油缸容积差。
若第二差值不在第二设定范围内，那么分为两种情况；一种，第二差值小于第二设定范围的下限值，此时检测的压力值小于设定压力值；二种，第二差值大于第二设定范围的上限值，此时检测的压力值大于设定压力值。
若第一差值小于第一设定范围的下限值，且第二差值位于第二设定范围内，则输出第一报警信息。表示系统存在故障，故障原因要根据液位高度值进一步判断。
具体地，若液位高度值保持不变，则判断油缸卡滞或者油缸内泄。若液位高度值不断增加，则判断为油箱32进水。此时，显示器72上可以显示“油缸卡滞或者油缸内泄”或者“油箱32进水/异物，请处理”。
当第一差值小于第一设定范围的下限值且第二差值小于第二设定范围的下限值时，若液位高度值保持不变，则判断为油缸内泄。
若第一差值大于第一设定范围的上限值，且液位高度值不断减小，则判断为油缸外泄。
若第二差值大于第二设定范围的上限值且持续第二设定时长，则输出第二报警信息，此时判断存在故障，但是故障的原因需进一步确定，可能是手动设置出现问题或者其他，需要技术人员进行处理。其中，第二报警信息可以是“存在故障，请处理”。
在油缸保持不动的状态下，若液位高度值高于第一设定液位值，则判断为油箱32进水；若液位高度值低于第二设定液位值，则判断为系统外泄。其中，设定液位值会根据油缸的当前状态变化，若油缸保持在伸出状态下，设定液位值为一个值，若油缸保持在缩回状态下，设定液位值为另一个值。
在油缸保持不动且加载阀41处于加载状态下，压力传感器52检测到的压力值应该等于设定压力值，此时油泵22提供的油液经过溢流阀42溢流。若液位高度值保持不变，且第二差值小于第二设定范围的下限值，则判断为系统内泄。
当液压系统检修后，引起初始液位的变化，此时显示器72向控制器61发送“重置液位”的控制指令，以当前的液位为初始液位。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种扫路车的液压系统，其特征在于，包括液位传感器、压力传感器和控制器，所述液位传感器用于获取油箱内的液位高度值，所述压力传感器用于检测液压系统中的压力值，所述控制器用于采集所述液位传感器和所述压力传感器的信号；
在所述控制器对油缸发出动作指令之后，根据第一设定时长内所述液位高度值的变化计算所述油箱内的实际油液体积变化值；
所述控制器获取所述实际油液体积变化值与设定的油缸容积差之间的第一差值，并获取检测的所述压力值与设定压力值之间的第二差值；
若所述第一差值位于第一设定范围内，且所述第二差值位于第二设定范围内，则判断所述油缸动作到位。
2.根据权利要求1所述的扫路车的液压系统，其特征在于，若所述第一差值小于所述第一设定范围的下限值，且所述第二差值位于所述第二设定范围内，则输出第一报警信息。
3.根据权利要求2所述的扫路车的液压系统，其特征在于，若所述液位高度值保持不变，则判断油缸卡滞或者油缸内泄。
4.根据权利要求2所述的扫路车的液压系统，其特征在于，若所述液位高度值不断增加，则判断为油箱进水。
5.根据权利要求1所述的扫路车的液压系统，其特征在于，当所述第一差值小于所述第一设定范围的下限值且所述第二差值小于所述第二设定范围的下限值时，若所述液位高度值保持不变，则判断为油缸内泄。
6.根据权利要求1所述的扫路车的液压系统，其特征在于，若所述第一差值大于所述第一设定范围的上限值，且所述液位高度值不断减小，则判断为油缸外泄。
7.根据权利要求1所述的扫路车的液压系统，其特征在于，若第二差值大于第二设定范围的上限值且持续第二设定时长，则输出第二报警信息。
8.根据权利要求1所述的扫路车的液压系统，其特征在于，在所述油缸保持不动的状态下，若所述液位高度值高于第一设定液位值，则判断为油箱进水；若所述液位高度值低于第二设定液位值，则判断为系统外泄。
9.根据权利要求1所述的扫路车的液压系统，其特征在于，在所述油缸保持不动且加载阀处于加载状态下，若所述液位高度值保持不变，且所述第二差值小于所述第二设定范围的下限值，则判断为系统内泄。
10.一种无人驾驶扫路车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的扫路车的液压系统。
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