CN114206671B - 自调平式单轴自卸卡车 - Google Patents

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Abstract

提供了一种自调平式单轴自卸卡车,包括车架、可枢转地安装在车架上的翻斗车身、以及推进与自调平系统,该推进与自调平系统包括至少在自调平式单轴自卸卡车运动期间支撑车架的单个车轴,该单个车轴包括至少一个第一和第二车轮以及至少一个用于驱动第一车轮的第一牵引电机和用于驱动第二车轮的第二牵引电机。

Description

自调平式单轴自卸卡车
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年12月23日提交的发明名称为“A SELF-LEVELING SINGLEAXLE DUMP TRUCK(自调平式单轴自卸卡车)”的美国临时申请号62/953,164和2019年6月11日提交发明名称为“A SELF-LEVELING SINGLE AXLE DUMP TRUCK(自调平式单轴自卸卡车)”的美国临时申请号62/859,984的优先权。出于所有目的,以上列出的申请的全部内容特此通过引用并入。
技术领域
本发明涉及卡车,具体涉及自卸式卡车,比如在矿山中使用的越野自卸式卡车或在土方应用中使用的公路或越野自卸式卡车。
背景技术
传统的自卸式卡车包括支撑在至少两个车轴上的车架。至少前车轴包括用于改变前车轮的转向角的转向系统。至少后车轴包括推进系统,比如牵引电机。
传统的自卸式卡车设置有驾驶室,驾驶员将在驾驶室控制卡车。一些自卸式卡车还设置有自主模式。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于自卸卡车的改进概念,特别是用于公路或非公路自卸卡车。目标可以包括操作效率更高、生产力更高、保养成本降低、每吨成本降低和复杂性降低。
这些和其他目的可以通过本公开的实施例来解决。
本公开提供了自调平式单轴卡车的构思。
在一个方面,卡车可以具有单个车轴并且负载质量可以悬挂在车轴上方。该构思可以基于倒立摆设计,带有适合保持稳定性的控制装置。桥接两个车轴所需的部件和结构的固有减少可以提供高有效负载与空车重量(EVW)比,并使操作效率更高、生产力更高、保养成本降低和每吨成本降低。进一步地,可以降低复杂性。
在一个方面,转向可以通过车轮速度差来实现。因此,为了机动性和效率,卡车可以具有零转弯半径。取消卡车通常需要的转向部件可以降低成本、重量和复杂性。
在一个方面,卡车可以在没有偏好的情况下沿任一方向行驶以最小化在正常操作期间的拖运循环期间所需的操纵和时间。
在一个方面,可以提供一种稳定自调平式单轴卡车的方法,该方法利用液压或电致动的支撑腿以确保卡车在需要时保持直立。这些支撑腿一旦部署就不需要能量,可以提高效率并降低卡车的操作成本。
在一方面,卡车可以是自卸卡车,其包括可枢转地安装在车架上的翻斗车身。翻斗车身的提升可以使用液压提升缸装置来完成。
在一个方面,卡车可以由多种能量源提供动力,包括柴油、电化学能量储存装置、电容器、手推车等或这些的组合。
在一个方面,卡车可以被自主控制,并且与操作员和操作员的舒适度相关的特征可以连同转向部件、悬架部件和传统上跨越两个或更多个车轴的主车架部件中的至少一个一起被去除。这可以形成更简单的设计,成本更低,需要的保养更少,拖运周期更快、有效负载更高、生产力更高、以及随后每吨成本更低。
自主受控卡车可以使用预定义的轨迹从开始位置移动到结束位置。可以提供识别卡车的当前位置并沿着预定轨迹控制卡车的车辆控制系统。
附图说明
在附图中,
图1是示出了卡车的实施例的功能部件的示意图,
图2是卡车的实施例的控制系统的示意图,
图3是卡车的第一机械构思的立体图,
图4是卡车的第一机械构思的侧视图和顶视图,
图5是卡车的第一机械构思的分解图,
图6是翻斗车身处于提升位置的卡车的第一机械构思的俯视图、立体图和侧视图,
图7是卡车的第一机械构思的翻斗车身的俯视图、立体图和侧视图,
图8是用于卡车的第一机械构思的支撑腿的锁定支架的示意图,
图9是卡车的第一机械构思的拖曳构思的侧视图,
图10是卡车的第二机械构思的立体图,
图11是卡车的第三机械构思的立体图,
图12是示出了用于操作卡车的方法的第一实施例的动作的图,
图13是示出了用于操作卡车的方法的第二实施例的动作的图,
图14是示出了用于操作卡车的方法的第三实施例的动作的图,以及
图15是示出了用于操作卡车的方法的第四实施例的动作的图。
具体实施方式
图1和图2以示意图示出了自调平式单轴自卸卡车1的实施例和用于这种自卸卡车的控制系统的功能部件。图3至图11示出了自调平式单轴自卸卡车1的实施例的机械结构方面。
自调平式单轴自卸卡车1可以包括车架2和可枢转地安装在车架2上的翻斗车身30。特别地,翻斗车身30可以布置在具有水平枢转轴线31的车架2上。翻斗车身30可以填充有示意性地示出为堆74的材料。翻斗车身30的提升可以通过至少一个提升致动器33来完成。通过提升翻斗车身,可以使容纳在翻斗车身中的材料滑出翻斗车身。在一个实施例中,为了提升翻斗车身30,可以设置至少一个液压缸33。
自调平式单轴自卸卡车1还可以包括推进与自调平系统,该推进与自调平系统包括:至少在自调平式单轴自卸卡车1运动期间支撑车架2的单个车轴3,单个车轴3包括至少第一车轮4和第二车轮5;以及至少一个用于驱动第一车轮4的第一牵引电机6和用于驱动第二车轮5的第二牵引电机7。自调平式单轴自卸卡车1的质量可以在空载状态和负载状态下都悬挂在单个车轴上方。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括转向控制系统19,该转向控制系统被配置用于控制第一牵引电机6和第二牵引电机7并且通过第一车轮4与第二车轮5之间的车轮速度差使自调平式单轴自卸卡车1转向。
在一个实施例中,转向控制系统可以被配置为控制第一牵引电机和第二牵引电机以相反的旋转方向转动。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括自调平控制系统,该自调平控制系统包括传感器21和控制器20,控制器被配置为并通过根据从传感器21接收到的信号控制第一牵引电机6和第二牵引电机7来控制第一牵引电机6和第二牵引电机7并将单轴自卸卡车1调平到平衡位置。在一个实施例中,传感器21可以是以下传感器中的一个或几个的组合:加速度计、倾斜计、磁力计、陀螺仪、车轮角速度和位置的旋转编码器、用于地面传感的雷达/LIDAR、用于航向/速度/位置的GPS、用于测量有效负载的压力传感器、用于测量支撑腿位置的线性编码器、自主控制相关传感器.在一个实施例中,传感器可以是惯性测量单元(IMU)。
在一个实施例中,控制器20可以是微型计算机,包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序(例如,可执行指令)的电子储存介质、以及非暂时性只读储存器。控制器可以通过通信信道或数据总线联接到车辆系统的各种部件。
在一个实施例中,自调平控制系统的控制器20可以被配置为处理传感器21的传感器输出以确定自调平式单轴自卸卡车的倾斜度,并控制第一牵引电机6以及第二牵引电机7,以将倾斜度保持在期望倾斜度。
期望倾斜度可以是平衡倾斜度,该平衡倾斜度由自调平式单轴自卸卡车根据自调平式单轴自卸卡车上的负载分布来确定。特别地,平衡倾斜度可以被确定为使得重心位于单个车轴上方以将单轴自卸卡车保持在平衡状态。负载分布在车辆运行期间可以变化,以使得平衡倾斜度可以同样地变化。这可能是由于带有物料的卡车的翻斗车身的装载不平衡所致。在空车运行期间,负载分布可能会随着卡车上收集的碎屑、倾卸操作后因卡在翻斗车身中而残留在翻斗车身中的物料、或燃料使用而发生变化。
平衡倾斜度可以基于车轮角速度和/或其他传感器数据来确定,比如用于确定翻斗车身的装载状况的翻斗车身上的测力传感器。如果不需要绕单个车轴的角加速度,车辆控制系统可以控制第一牵引电机6和第二牵引电机7将倾斜度保持在平衡倾斜度。
车辆控制系统允许的最大平衡倾斜度可以在两个方向上2度以上,在两个方向上4度以上,或者在两个方向上5度以上。车辆控制系统允许的最大平衡倾斜度可以在两个方向上都低于20度,在两个方向上都低于12度,或者在两个方向上都低于8度。
期望倾斜度还可以是由自调平式单轴自卸卡车基于加速单轴自卸卡车和/或在具有坡度的地面上驱动自调平式单轴自卸卡车所需的单个车轴角加速度确定的加速度倾斜度。特别地,如果需要绕单个车轴的角加速度,则可以确定加速度倾斜度,以使得重心位于单个车轴的前面或后面,以便产生绕单个车轴的角加速度,该角加速度抵消牵引电机为了使单轴自卸卡车加速和/或在有坡度的地面上驱动自调平式单轴卡车而产生的角加速度。
车辆控制系统允许的最大加速度倾斜度可以是在两个方向上10度以上、在两个方向上15度以上或在两个方向上20度以上。车辆控制系统允许的最大加速度倾斜度可以是在两个方向上低于40度、在两个方向上低于35度或在两个方向上低于30度。
在一个实施例中,自调平控制系统可以被配置为控制第一牵引电机和第二牵引电机,以使得单轴自卸卡车的倾斜度根据自调平式单轴翻斗车身的加速度和调平式单轴自卸卡车经过的地面的坡度中的至少一个而变化。
在一个实施例中,自调平控制系统可以被配置为使得自卸卡车在正加速时沿驱动方向前倾,而在刹车时逆着行驶方后倾。
在一个实施例中,自调平控制系统可以被配置为使得自卸卡车在经过具有坡度的地面时,向正坡度的方向倾斜,即向坡侧倾斜。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括用于以自主模式控制单轴自卸卡车1的控制系统10。
在一个实施例中,控制系统10可以被配置为与中央任务控制器100远程通信以接收任务并且在任务的运行过程中自主地控制单轴自卸卡车1。
在一个实施例中,车架可以被配置为不带有驾驶室。因此,在操作时,单轴自卸卡车1可以始终以自主方式或遥控方式操作。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括布置在车架上的支撑腿34和用于将支撑腿降低到至少第一支撑位置和用于将支撑腿34升高到至少一个驱动位置的至少一个致动器36,在第一支撑位置时,支撑腿至少部分地支撑车架2,在驱动位置时,车架2仅由单个车轴3支撑。
在一个实施例中,致动器36可以被配置为将支撑腿34降低到第二支撑位置,在第二支撑位置时,单个车轴3的第一车轮4和第二车轮5中的至少一个车轮被抬升离开地面。
在一个实施例中,至少一个致动器36可以包括用于将支撑腿34机械地锁定在至少一个支撑位置的锁定支架37。致动器36例如可以是液压致动器或电致动器。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括用于控制至少一个致动器36的控制系统18,控制系统18被配置为在驱动期间改变支撑腿34的高度位置。
在一个实施例中,用于控制至少一个致动器的控制系统被配置为根据自调平式单轴自卸卡车1的加速度和自调平式单轴自卸卡车1行驶在的地面的坡度中的至少一个来改变支撑腿34的高度位置。
在一个实施例中,用于控制至少一个致动器36的控制系统被配置为改变支撑腿34的高度位置以将支撑腿相对于地面的距离保持在允许距离范围内和/或保持在允许距离。在一个实施例中,允许距离范围中的任何允许距离和/或允许距离可以大于10厘米或大于25厘米。
在一个实施例中,单轴自卸卡车具有至少一个前支撑腿34和至少一个后支撑腿34。
在一个实施例中,用于控制至少一个致动器36的控制系统被配置为将至少一个前支撑腿布置在第一高度位置并且将至少一个后支撑腿布置在不同于第一高度位置的第二高度位置。
在一个实施例中,用于控制至少一个致动器36的控制系统可以被配置为在推进操作开始时将支撑腿升高到驱动位置,在驱动位置时,支撑腿不与地面接触,以及在正常推进操作期间保持支撑腿不接触地面。
在一个实施例中,用于控制至少一个致动器36的控制系统可以被配置为如果自调平控制系统通过控制牵引电机、特别是在紧急情况下不能保持单轴自卸卡车的平衡时将单轴自卸卡车的至少一个纵向侧上的支撑腿降低。
在一个实施例中,支撑腿34设置有腿垫板37。
在一个实施例中,支撑腿34设置有脚轮92。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括作为主要电源的内燃机11和由内燃机11驱动的交流发电机12,用于产生电能以驱动第一牵引电机6和第二牵引电机7。
在一个实施例中,内燃机11可以是柴油发动机。
在一个实施例中,内燃机11的输出轴19可以机械地联接到寄生负载14,比如液压泵、通风机和/或冷却系统。机械联接器15可以例如通过皮带传动、直接联接、齿轮箱、驱动轴和直接联接的花键接头中的至少一个。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1可以包括作为主要电源的电池,用于提供电能以驱动第一牵引电机和第二牵引电机。自调平式自卸卡车1可以特别地被配置为纯电动车辆(BEV),即没有内燃机。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括用于储存电能的储电系统16,用于为第一牵引电机6和第二牵引电机7提供额外电力用于质量平衡事件。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括能量控制系统17,该能量控制系统被配置为在全功率模式下使用来自内燃机11和/或电池的最大允许功率来推进自调平式单轴自卸卡车1,以及在全功率模式下从储电系统16以及内燃机11和/或电池的储备功率中的至少一个提供额外功率用于意料之外的质量平衡事件。
在一个实施例中,来自内燃机11的最大允许功率可以是由内燃机11的运行产生的最大可用功率。在替代实施例中,来自内燃发动机11的最大允许功率可以低于由内燃机11的运行产生的最大可用功率。
在一个实施例中,储电系统16可以包括超级电容器。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括联接到第一牵引电机6和第二牵引电机7的电减速器,用于在至少第一制动模式下制动单轴自卸卡车1,电减速器被配置为使用第一牵引电机6和第二牵引电机7产生的电能来使得交流发电机12以发动机的方式运行,交流发电机12被配置为在制动期间驱动单轴自卸卡车1的至少一个寄生功率消耗器14。
替代地或另外地,电减速器可以被配置为在制动期间使用由第一牵引电机6和第二牵引电机7产生的电能通过辅助逆变器27为寄生电力消耗器28供电。
替代地或另外地,电减速器可以被配置为通过制动斩波器29和电网箱22将第一牵引电机6和第二牵引电机7产生的电能转换成热。
在自调平式单轴自卸卡车1的实施例中,第一车轮4和第二车轮5的车轮轴承刚性地安装在车架2上。
在一个实施例中,车轮轴承可以由第一牵引电机6和第二牵引电机7的输出轴的旋转轴承提供和/或由第一牵引电机6和第二牵引电机7驱动的第一传动装置8和第二传动装置9的输出轴的旋转轴承提供。
在自调平式单轴自卸卡车1的实施例中,第一牵引电机6和第二牵引电机7均刚性地安装在车架2上。安装可以是直接的或通过相应的传动装置。
在自调平式单轴自卸卡车1的实施例中,第一传动装置8和第二传动装置9均刚性地安装在车架2上。第一牵引电机6可以安装在第一传动装置8上,而第二牵引电机7可以安装在第二传动装置9上,第一传动装置8和第二传动装置9均刚性地安装在车架2上。
在一个实施例中,第一车轮4刚性地安装在第一牵引电机6的输出轴上或刚性地安装在第一传动装置8的输出轴上,第一传动装置刚性地安装在车架2和第一牵引电机6中的至少一个上;并且其中,第二车轮5刚性地安装在第二牵引电机7的输出轴上或刚性地安装在第二传动装置9的输出轴上,第二传动装置刚性地安装在车架2和第二牵引电机7中的至少一个上。
在一个实施例中,传动装置8、9中的至少一个的输出轴可以由传动装置的外壳80、90提供。在一个实施例中,第一和第二车轮中的至少一个的轮胎40、50可以安装在传动装置的外壳80、90上。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括连接到第一牵引电机6的第一传动装置8和连接到第二牵引电机7的第二传动装置9。进一步地,自调平式单轴自卸卡车1可以包括第一车轮4的第一轮胎40和第二车轮5的第二轮胎50,其中,第一车轮4安装在第一传动装置的外壳80上,形成第一传动装置的输出轴,第二齿轮5安装在第二传动装置8的外壳90上,形成第二传动装置8的输出轴。
在替代实施例中,第一和第二车轮的车轮轴承可以通过悬架安装在车架上。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括用于控制单轴自卸卡车1的遥控器23,遥控器23允许完全的装载控制和受限推进控制。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车1还可以包括用于拖曳单轴自卸卡车的拖曳座55。如果自调平式单轴自卸卡车1断电,拖曳座55可以被配置用于插入拖曳螺栓并且可以设置有竖直止动件56,竖直止动件承载自调平式单轴自卸卡车1的负载。
图10和图11示出了用于稳定自卸式卡车的支撑腿的替代机械配置,支撑腿设置有脚轮92。
到目前为止,本申请已经结合自卸卡车进行了描述,该自卸卡车包括可枢转地连接到车架的翻斗车身。然而,本申请的构思不限于与包括可枢转地连接到车架的翻斗车身的自卸卡车一起使用,而是可以用于任何卡车应用。
例如,在第二实施例中,提供自调平式单轴负载卡车1,其包括车架2、安装在车架2上的负载载重架30以及推进与自调平系统,推进与自调平系统包括至少在自调平式单轴自卸卡车1运动期间支撑车架2的单个车轴3,单个车轴3包括至少第一车轮4和第二车轮5;以及至少一个用于驱动第一车轮4的第一牵引电机6和用于驱动第二车轮5的第二牵引电机7。自调平式单轴负载卡车1还可以包括布置在车架2上的支撑腿34和用于将支撑腿34降低到至少第一支撑位置和用于将支撑腿34升高到至少一个驱动位置的至少一个致动器36,在第一支撑位置时,支撑腿至少部分地支撑车架2,在驱动位置时,车架2仅由单个车轴3支撑。
在第二实施例中,载重车身可以刚性地安装在车架上。另外,第二实施例可以具有与上文和下文结合自卸卡车的实施例描述的相同的特征。
在图12至图15中示出了自调平式单轴自卸卡车的操作方法的实施例。例如,用于执行图12至图15所示的方法的指令可以由控制器(例如,比如图1所示的控制器20、控制器100和控制器23)基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(比如上文参考图1描述的传感器21)接收的信号来执行。控制器可以采用自调平式单轴自卸卡车的致动器,比如用于降低支撑腿的致动器(例如,图3的致动器36和支撑腿35),以便根据所描述的方法调整操作。
在一个实施例中,该方法涉及操作自调平式单轴自倾卡车,其包括车架、可枢转地安装在车架上的翻斗车身、以及推进与自调平系统,该推进与自调平系统包括至少在自调平式单轴自卸卡车运动期间支撑车架的单个车轴,单个车轴包括至少第一车轮和第二车轮;以及至少一个用于驱动第一车轮的第一牵引电机和用于驱动第二车轮的第二牵引电机。
在一个实施例中,该方法可以涉及操作如上所述或如下所述的自调平式单轴自卸卡车。
图12示出了方法的第一实施例。该方法可以包括以下框S1至S3:
框S1可以包括通过控制第一牵引电机和第二牵引电机产生驱动转矩来驱动单轴自卸卡车。
框S2可以包括通过控制第一牵引电机和第二牵引电机产生与驱动转矩相结合的自调平转矩来使单轴自卸卡车自调平。框S2可以与驱动单轴自卸卡车的框S1同时进行。框S2可以特别地包括读取传感器输出并控制第一牵引电机和第二牵引电机以基于传感器输出产生自调平转矩。传感器输出可以被处理以确定自调平式单轴自卸卡车的倾斜度。
框S3可以包括通过控制第一牵引电机和第二牵引电机产生第一车轮与第二车轮之间的车轮速度差来使单轴自卸卡车转向。框S3可以与沿第一驱动方向驱动单轴自卸卡车的框S1同时进行。
在一个实施例中,框S3可以包括控制第一牵引电机和第二牵引电机沿相反的旋转方向转动。
在图13所示的另一个实施例中,该方法可以包括以下框S4至S7:
框S4可以包括驱动单轴自卸卡车,单轴自卸卡车仅支撑在单个车轴上。框S4可以包括框S1到S3作为子框。
框S5可以包括使单轴自卸卡车停止。具体地,框S5可以包括通过控制第一牵引电机和第二牵引电机和控制制动器中的至少一个操作来使单轴自卸卡车停止。具体地,可以控制第一牵引电机和第二牵引电机产生制动转矩,并且可以控制制动器施加制动力以使单轴自卸卡车停止。
框S6可以包括将支撑腿降低到至少一个支撑位置,在支撑位置时,支撑腿至少部分地支撑车架。
框S7可以包括通过填充翻斗车身来对单轴自卸卡车装入负载以及通过提升翻斗车身来对自调平式单轴自卸卡车卸出负载中的至少一个操作。
在图14所示的另一个实施例中,该方法可以包括以下框S8至S11:
框S8可以包括通过控制第一牵引电机和第二牵引电机沿第一角方向旋转来沿第一驱动方向驱动单轴自卸卡车。具体地,框S8可以包括沿第一驱动方向将单轴自卸卡车从装载位置驱动到倾卸位置或从倾卸位置驱动到装载位置。装载位置和倾卸位置可以由任务定义。
在本申请的实施例中,框S8可以包括框S1至S3作为子框。
框S9可以包括使单轴自卸卡车停止。在本申请的实施例中,框S9可以包括框S6作为子框。具体地,实施例可以包括将支撑腿降低到至少一个支撑位置,在支撑位置时,支撑腿在车辆停止之前、期间或之后至少部分地支撑车架。
框S10可以包括通过填充翻斗车身来对单轴自卸卡车装入负载以及通过提升翻斗车身来对自调平式单轴自卸卡车卸出负载中的至少一个操作。
框S11可以包括在不掉头的情况下沿第二驱动方向驱动单轴自卸卡车。具体地,框S11可以包括通过控制第一牵引电机和第二牵引电机沿与第一角方向相反的第二驱动方向旋转来沿与第一角方向相反的第二角方向驱动单轴自卸卡车。
在一个实施例中,框S11可以包括沿第二驱动方向将单轴自卸卡车从倾卸位置驱动到装载位置或从装载位置驱动到倾卸位置。
在本申请的实施例中,框S11可以包括框S1至S3作为子框,驱动方向反转。具体地,实施例可以包括在沿第二驱动方向驱动单轴自卸卡车之前、期间或之后将支撑腿升高到至少一个行驶位置。
在下文中,公开了用于使单轴车辆制动、停止、重新加速和启动的方法。这些方法可以具体地与自调平式单轴卡车一起使用,该自调平式单轴卡车包括车架、翻斗车身、以及推进与自调平系统,该推进与自调平系统包括至少在自调平式单轴卡车运动期间支撑车架的单个车轴,单个车轴包括至少一个第一和第二车轮以及至少一个用于驱动第一车轮的第一牵引电机和用于驱动第二车轮的第二牵引电机。在一个实施例中,翻斗车身可以固定地或可枢转地安装在车架上。
在一个实施例中,该方法可以涉及操作如上所述或如下所述的自调平式单轴自卸卡车。
这些方法可以独立于本申请中公开的其他方法使用,或者作为这些方法的一部分使用。
在本申请的实施例中,从推进操作中制动或停止车辆可以包括控制第一牵引电机和第二牵引电机,使车辆从车辆沿向前和向后方向中的第一方向倾斜的推进状态转变到车辆沿向前和向后方向中的第二方向倾斜、特别是背离行驶方向向后倾斜的制动状态。这尤其可以是从车辆在平坦和/或坚固的地面上行驶的推进操作制动或停止车辆的情况。
在一个实施例中,这可以包括控制第一牵引电机和第二牵引电机以使车辆沿向前方向加速和/或过度推进车辆,以便使车辆向后倾斜。
在一个实施例中,只有车辆一旦处于制动状态并且特别是向后背离初始行驶方向倾斜时,才通过控制制动器施加制动力和/或控制牵引电机来降低车辆的速度和/或在车轮上产生制动转矩来降低车辆的速度。
在本申请的另一个实施例中,从制动操作重新加速车辆可以包括控制第一牵引电机和第二牵引电机,使车辆从车辆沿向前和向后方向中的第二方向倾斜、特别是背离行驶方向向后倾斜的制动状态转变到车辆沿向前和向后方向中的第一方向倾斜、特别是向行驶方向倾斜的推进状态。这尤其可以是从车辆在平坦和/或坚固的地面上行驶的制动操作中使车辆重新加速的情况。
在一个实施例中,这可以包括控制第一牵引电机和第二牵引电机和/或制动器以使车辆进一步减速和/或过度制动,以便使车辆向前倾斜。
在一个实施例中,只有车辆一旦处于推进状态并且特别是向行驶方向倾斜时,才通过控制牵引电机在车轮上产生推进转矩来增大车辆的速度。
在本申请的另一个实施例中,从休止启动车辆可以包括控制第一牵引电机和第二牵引电机,使车辆转变到车辆沿向前和向后方向中的第一方向倾斜、特别是朝向行驶方向倾斜的推进状态。这可以尤其是在平坦和/或坚固的地面上启动车辆的情况。
在一个实施例中,这可以包括控制第一牵引电机和第二牵引电机以沿与行驶方向相反的方向驱动车辆以便使车辆向前倾斜。
在一个实施例中,只有车辆一旦处于推进状态并且特别是向形式方向倾斜时,牵引电机才被控制以沿行驶方向上推进车辆。
图15示出了方法的另一个实施例。该方法可以由单轴自卸卡车的控制系统执行。该方法可以包括框S12和S13。
框S12可以包括从中央任务控制器接收任务。中央任务控制器可以是向多个自主受控的自卸卡车提供任务的矿场控制器。
框S13可以包括在任务运行过程中自主控制单轴自卸卡车。
在本申请的实施例中,框S13可以包括框S1至S11中的任一个框作为子框。
具体地,在一个实施例中,框S13可以包括框S1至S3作为子框,其中,该方法还包括确定车辆的位置,并且其中,在框S3中,单轴自卸卡车可以通过在第一车轮与第二车轮之间产生车轮速度差沿着由任务定义的路径转向。
进一步地,在一个实施例中,框S13可以包括框S8至S11作为子框,其中,第一方向和第二方向以及装载位置和倾卸位置由从中央任务控制器接收的任务定义。
在另一个实施例中,该方法可以包括使用遥控器手动控制单轴自卸卡车。这种手动控制可以例如用于将单轴自卸卡车操纵到停车位置。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车可以在矿山中用于运输目的。在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车可以具有超过10公吨、50公吨、100公吨或200公吨的有效负载。在一个实施例中,单轴自卸卡车可以具有超过120公吨、100公吨、200公吨或400公吨的车辆总重量(GVW)。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车可以用于土方应用。
在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车可以具有大于0.5公吨的有效负载。在一个实施例中,自调平式单轴自卸卡车可以具有小于50公吨的有效负载。
在一个实施例中,单轴自卸卡车可以具有大于0.5公吨的车辆总重量(GVW)。
下面将描述自调平式单轴卡车和用于操作自调平式单轴卡车的方法的另外细节和实施例。
在一个实施例中,自调平式单轴卡车可以具有单个车轴3并且负载质量可以悬挂在车轴3上方。该构思可以基于倒立摆设计,带有适合保持稳定性的控制装置。
卡车可以具有多个支撑腿34,这些支撑腿是液压操作的并且在卡车倾卸、装载、停车或在其他需要稳定性时完全部署。在一个实施例中,卡车可以具有4个支撑腿34。在替代实施例中,卡车可以具有2个或3个支撑腿,参见图11。
在推进事件期间,支撑腿可以在离坡度的受控高度情况下操作,以在意外事件的情况下最小化坠落高度。
在一个实施例中,卡车可以由柴油发动机11提供动力,柴油发动机为AC电驱动系统提供动力。除了有源前端(AFE)功能之外,卡车还可以具有用于动态制动的电网箱22。在AFE模式下,牵引电机5、6可以充当发电机以将制动能量转换为电。电能可以用于运行交流发电机/发动机轴19以向卡车的寄生功率消耗器14提供功率。为了停车,卡车可以使用干式盘式制动系统,以获得重量和成本益处。
自调平式单轴卡车的其他配置可以使用其他能源配置,比如手推车、纯电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)。
特别地,在一种配置中,自调平式单轴卡车可以是电池电动车辆(BEV)。在这种配置中,自调平式单轴卡车设置有电池,该电池为自调平式单轴卡车的整个操作供应能量。特别地,在这样的配置中,自调平式单轴卡车可以被配置为不带有内燃机。一旦电池没电了,可以在自调平式单轴卡车不工作的时候装入电池,或者如果没电了可以换上满电电池,以便让自调平式单轴卡车可以继续操作。电池可以与超级电容器组合,以便在短时间内提供增加的功率,比如用于自调平操作。
自调平式单轴卡车可以是不具有供操作员驾驶室的自主式卡车。
自调平式单轴卡车可以设置有超级电容器16,该超级电容器在减速事件期间和/或在从发动机推进期间储存能量。超级电容器16可以满足潜在的突然功率需求,用于悬挂质量平衡或发动机11和驱动系统可能无法在所需时间内提供的其他需求。
在可能的实施例中,卡车可以具有以下特征中的一个或多个特征:
-在空载和负载条件下,每个车轮4、5上的重量分布为50%-50%,从而延长了轮胎寿命;
-双向装载避免在装载或倾卸时掉头从而减少循环时间;
-零转弯半径以提高机动性;
-高有效负载与EVW比确保燃料效率更高和每吨成本降低;
-简化的设计减少了保养和停机时间;
-无悬架和转向确保更少的机械和液压部件;
-在替代配置中,自调平式单轴卡车可以设置有悬架;
-不带驾驶室的全自动卡车减少了部件并降低了每吨成本;
-有线/无线控制器23,用于驾驶和操纵进入保养区;
-拖曳座55,用于在失去动力或卡住的情况下移动卡车。
下面将描述卡车的实施例的细节:
车架配置
如图5中所示,卡车的车架2可以容纳翻斗车身30、起重缸33、发动机11、燃料箱42、交流发电机12、液压泵44、液压油箱、散热器45、支撑腿34、牵引电机6、7,超级电容器16以及控制柜46。控制柜46可以包括自主包。
由牵引电机6、7和传动装置8、9的组合提供的齿轮驱动可以直接安装到车架2,消除对传统车轴箱的需要。在替代实施例中,牵引电机6、7可以通过悬架安装到车架2上。
卡车的车架可以由钢制成。车架可以包括焊接结构和铸造结构。车架将为安装和正确保养发动机、液压系统和所有所需的维修活动留出空间。
车架2可以被配置成使得质心在地面上方的水平处,该水平在自卸卡车的空载状态和装载状态下高于单个车轴3的水平。由此,可以使用单轴自卸卡车的倾斜度来吸收加速转矩。
车架2和翻斗车身30可以被配置成使得自卸卡车相对于单个车轴平衡。这可以适用于自卸卡车的空载和装载状态中的至少一种或两种状态。
在一个实施例中,发动机11可以在纵向方向上布置在轮胎4之间的位置处和/或被布置成在竖直方向上其质心在车轴3上方。在其他配置中,发动机可以是横置的,在单个车轴3之前或之后。
车架2可以包括左右侧板结构81、82。每个侧板结构81、82可以在其外侧设置有用于牵引发动机6、7的连接部、用于翻斗车身30的支承点以及用于翻斗车身的起重缸33的支承点。进一步地,每一个侧板结构81、82可以设置有用于前后支撑腿34和对应的缸36的支承点。
左右侧板结构81、82可以通过上下横梁83、84连接。发动机11可以被包围在侧板结构与上下横梁之间。
在一个实施例中,侧板结构81、82均由间隔元件连接的两个或三个平行板形成,板的自由端承载支承点。
翻斗车身
在图7中示出了翻斗车身30的实施例。翻斗车身30可以由车架2围绕水平枢轴31支撑并由液压起重缸33提升。起重缸33可以在32处连接到翻斗车身并用于升起翻斗车身30。当翻斗车身30处于降低位置时,液压缸33可能无法支承翻斗车身30的负载或有效负载。可以为横向稳定性提供导向装置。可以设置垫以用于降低位置时的负载支承能力。
翻斗车身30和负载质量可以在车架和车轴中心线上方。组件的最终重心可以在车架2上方,车架将使用牵引电机6、7和控制架构来平衡。
倾卸过程可以仅在稳定支撑腿34已经部署并且卡车处于固有稳定状态时才开始。
翻斗车身的两个外侧可以设置有顶板段72,顶板段布置在车轮4和5上方。在替代配置中,车轮4和5可以部分地或完全地布置在翻斗车身的底侧下方。在这种构造中,因为轮胎40和50被塞在翻斗车身下方,所以设计的总宽度可以减小。
翻斗车身30可以具有第一纵向侧壁71和第二纵向侧壁73。在一个实施例中,第一纵向侧壁71和第二纵向侧壁73可以具有不同的倾斜度α和α'。具有较小倾斜度α的第一纵向侧壁71可以布置在翻斗车身被清空的卡车的纵向侧上。
由于自卸卡车不设置有驾驶室,因此在任一纵向方向上都不必考虑空间要求。进一步地,不需要安全顶板结构。
翻斗车身30可以填充有圆锥形堆74,其休止角β在20度到40度之间。
翻斗车身可以具有超过5立方米的容量,并且可以容纳至少10公吨的物料。
在替代实施例中,翻斗车身可以具有大于0.5立方米的容量并且可以容纳至少0.5公吨的物料。
支撑腿
支撑腿34可以可枢转地连接到车架2。下降和升起可以由液压缸36提供。
在图1至图9中,示出了具有四个腿的实施例。每个支撑腿34都设置有一个腿垫板35。腿垫板35可以可枢转地连接到支撑腿34的下端。
在图10所示的实施例中,前腿架91和后腿架93被设置为支撑腿,每个支撑腿通过至少一个液压缸36降低和升起。
前腿架91和后腿架93各自承载用于将车架支撑在地面上的车轮92。车轮92具有枢轴线以允许在拖曳操作期间将车架支撑在地面上。枢轴线可以被配置为不带有转向系统。
在图11所示的实施例中,设置四个车轮架34作为支撑腿,每个车轮架设置有车轮92。车轮92具有枢轴线以允许在拖曳操作期间将车架支撑在地面上。枢轴线可以被配置为不带有转向系统。
在替代配置中,可以在前侧或后侧设置两个车轮和/或两个车轮架,并且可以在另一侧设置一个车轮和/或一个车轮架。
轮胎
每个轮胎可以承载至少10、20或50公吨。在一个实施例中,每个轮胎可以承载超过100公吨的负载。在替代实施例中,每个轮胎可以承载至少0.5公吨。在一个实施例中,每个轮胎可以承载超过1公吨的负载。轮胎将提供弹簧和一些最小的阻尼效果,从而在这辆卡车上起到悬架的作用。在一个实施例中,卡车上不带有独立的悬架。在替代实施例中,可以设置悬架。
发动机/功率
卡车可以使用柴油发动机。发动机可以具有超过10个或超过16个活塞。发动机的总排量可以超过20升。发动机可以配备有SCR废气后处理系统,并且可以符合EPA CARBTier 4废气排放限制。发动机可以允许在超过1000巴的压力下进行多次燃料喷射。此发动机可以是主要动力源。发动机可以驱动产生电能以驱动牵引电机的交流发电机。
在替代配置中,自调平式单轴卡车可以是电池电动车辆(BEV)。在这样的配置中,自调平式单轴卡车设置有电池作为主要电源。
除了内燃机或电池外,卡车还可以具有超级电容器模块。
超级电容器可以由发动机、电池和/或制动能量充电。超级电容器可以在短时间内为卡车提供功率以满足稳定性要求。与柴油发动机和交流发电机组件或卡车稳定所需的电池相比,超级电容器可以提供缩短的功率响应时间。
在一个实施例中,来自超级电容器的功率可以用于提供自调平单轴自卸卡车所需的自调平转矩。特别是,当内燃机或电池无法提供自调平所需的功率时,可以使用来自超级电容器的功率。这可能是因为内燃机或电池的最大功率不足和/或因为内燃机或电池的功率输出不能足够快地增加。
可以使用液压驱动的发动机风扇或皮带驱动的发动机风扇配置。
液压系统
在一个实施例中,液压泵44可以安装到交流发电机12的后部,机械连接,没有任何齿轮减速。在BEV配置中,液压泵可以由单独的电动发动机驱动。进一步地,液压系统可以部分地或完全地由电动系统代替。
卡车中可能有若干液压蓄能器,以满足制动器和腿致动的液压要求。其他液压系统包括齿轮油冷却、控制柜冷却、鼓风机(如果是液压)和发动机风扇(如果是液压)。可以设置液压歧管以满足上述要求,根据需要使流转向。
支撑腿34可以是液压操作的,如图6所示。用于支撑腿34的液压系统被配置为具有足够的致动率以保持距地面的预定高度。在替代配置中,支撑腿可以由电致动器驱动。
在一个实施例中,支撑腿能够抬升卡车以保养轮胎或车轮驱动装置。在支撑腿34的这种顶升状态期间,支撑腿的致动器,比如支撑腿缸36或电致动器,可以被锁定以确保卡车没有不期望的运动。图9示出了用于此目的的锁定支架37。
为了在顶升模式下操作卡车,应在有线或无线远程控制界面上激活选择,以确保顶升卡车所需的活动顺序。
寄生负载配置
在一个实施例中,除了推进功率要求之外,卡车上的寄生功率可以由发动机11提供。卡车在减速期间的动能也可以用于使用AFE功能为这些寄生负载14、28提供功率。下面的表2提供了标准推进条件下的估计寄生功率值。
驱动系统
图2示出了顶层驱动系统架构。控制系统和带有能够切换方向的牵引电机6、7的AC驱动系统可以用于确保卡车的稳定性。牵引电机6、7可以由功率堆25和26控制。
驱动系统能够在AFE模式下运行。
可以有两个牵引电机6、7,一个牵引电机各自驱动一个车轮4、5,这将推进卡车上的车轮。牵引电机应提供足够的转矩来推进卡车、吸收制功率并在标准操作条件下保持稳定性。超级电容器16可以在突然需要平衡悬挂车架部件或其他需要的情况下向驱动器提供功率。
交流发电机16可以将发动机11的机械功率转换为电能并将其提供给DC总线24。其还充当牵引电机并将以AFE模式驱动发动机11。在减速期间,牵引电机6、7将充当发电机以将机械能转换为电能。这种能量将用于运行发动机11和交流发电机12,以满足寄生负载14的要求。在AFE模式期间,可以切断发动机的加燃料,从而减少燃料消耗。如果存在不能被寄生负载14或28吸收的任何未使用的制动功率,制动功率将耗散在电网箱22中。
基础设施
由于卡车的质量悬挂在车轴上,因此可以专门为卡车设计拖曳程序。
如图10所示,卡车可以具有额外的拖曳支撑装置55,其被设计为允许具有拖曳销58的标准拖曳卡车57用于拖曳和回收。
此组件将用于在任一侧抬升卡车。由于处于水平位置的销上的有限重量,可以提供保持机构56以保持拖曳销55。
在开始拖曳程序之前,卡车可能处于“腿朝下”状态并且自卸卡车是空的。当销58被保持时,液压装置然后可以被致动以将支撑腿34升起到拖曳状态。
为了完全禁用卡车,可以锁定所有储存的能量。在静止位置时,将部署支撑腿。这种状态可以是轮胎在地面上,也可以是在轮胎离地的状态。为了锁定支撑腿液压缸,设置了支架37,该支架可以安装在活塞杆91上并且机械地将缸36保持在伸出位置。此支架37可以由耐刮材料制成并且在正常安装时不会损坏活塞密封表面。图9示出了锁定硬件的示例。
可以包括用于遥控器23的有线或无线遥控接口盒以允许卡车的手动操作。有线连接应足够长以保证卡车的安全操作。功能应包括:全液压控制和有限推进控制。
制动器
此卡车可以具有带有电网箱22的干盘式制动器以耗散制动能量。制动盘可以装配在卡车的内侧并以电枢速度旋转。卡车还可以配备有AFE功能。制动在牵引电机/发电机中产生能量,牵引电机/发电机用于运行交流发电机/发动机轴19以运行卡车上的如上所述的附件和寄生负载。在这些情况下,发动机可以减少燃料以试图降低发动机转速。这降低了燃料消耗和操作成本。如果在AFE中不需要来自制动的能量,该能量可以耗散到电网箱22。
AFE制动可以用作使卡车减速的第一方式。制动系统可以满足与自主操作相关的相关安全和冗余标准。
悬架
这辆卡车可以不带有悬架,这减少了部件的数量,从而降低了保养成本。由于其弹簧和有限的阻尼作用,卡车上的轮胎可以充当悬架。卡车上可以没有操作员。由于没有操作员,力阻尼要求仅源于稳定性和结构需求。
在第二实施例中,使用标准悬架。
燃料箱可以设计成使得卡车可以在不重新加燃料的情况下操作24小时。
自动润滑
由于该设计在拖运卡车上固有地去除了许多传统上需要润滑的关节,因此使用密封衬套可以不需要自动润滑系统。许多关节的旋转量非常小且非常不频繁,从而使这种类型的衬套是可行的。如果认为有必要,可以液压驱动自动润滑系统。
入口/出口/栏杆
在没有驾驶室的实施例中,将没有操作员进入梯子。可以有一个或多个检修梯子或阶梯连接到卡车的支撑腿34。阶梯可以与卡车的支撑腿34一起下降并且根据需要具有扶手。检修梯子或阶梯应提供通往卡车主要部件的通路。人行道将被考虑用于到达低间隔保养区域。
低压电器
操作员接口盒可以放置在易于触及、保护和屏蔽的位置。操作员接口盒可以具有以下中的一个或多个:有线远程控制接口端口、诊断端口、电池断开、推进禁止、保养模式下的有限液压功能、HMI屏幕、自主功能诊断和其他所需的功能。
通信电缆和其他关键信号的布设被设计为有足够的空间来减少来自高功率电缆的电磁干扰(EMI)效应。可以使用24VDC充电交流发电机。线束可以被设计为具有抗喷雾性并与喷雾压力清洁相容。
有效负载称重系统
可以提供单独的有效负载称重系统。卡车可以配备有传感器用于验证有效负载质量和位置。可以为控制功能提供该此信息。
可以在不具有悬架的实施例中和在具有悬架的实施例中设置单独的有效负载称重系统。
驾驶室
在一个实施例中,此卡车中可以不带有驾驶室。特别地,如上所述,卡车可以是自主的,并且可以不包括操作员驾驶室。

Claims (29)

1.一种自调平式单轴自卸卡车,包括:
车架;
可枢转地安装在所述车架上的翻斗车身;
推进与自调平系统,包括:
至少在所述自调平式单轴自卸卡车运动期间支撑所述车架的单个车轴,所述单个车轴包括至少第一车轮和第二车轮;以及
至少用于驱动所述第一车轮的第一电牵引电机和用于驱动所述第二车轮的第二电牵引电机。
2.如权利要求1所述的自调平式单轴自卸卡车,还包括:转向控制系统,所述转向控制系统被配置为控制所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机并且通过所述第一车轮与所述第二车轮之间的车轮速度差使所述自调平式单轴自卸卡车转向。
3.如权利要求2所述的自调平式单轴自卸卡车,其中,所述转向控制系统被配置为控制所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机沿相反旋转方向转动。
4.如权利要求1所述的自调平式单轴自卸卡车,还包括:
自调平控制系统,包括:
-传感器,以及
-控制器,所述控制器被配置为通过根据从所述传感器接收到的信号控制所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机而将所述自调平式单轴自卸卡车调平到平衡位置。
5.如权利要求4所述的自调平式单轴自卸卡车,其中,所述自调平控制系统被配置为控制所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机以使得所述平衡位置根据所述自调平式单轴自卸卡车的加速度和所述自调平式单轴自卸卡车路过的地面的坡度中的至少一个而变化。
6.如权利要求1所述的自调平式单轴自卸卡车,包括用于以自主模式控制所述单轴自卸卡车的控制系统,其中,所述控制系统被配置为与中央任务控制器远程通信以接收任务并在所述任务的运行过程中自主地控制所述自调平式单轴自卸卡车。
7.如权利要求6所述的自调平式单轴自卸卡车,其中,所述车架被配置为不带有驾驶室。
8.如权利要求1所述的自调平式单轴自卸卡车,还包括:
-布置在所述车架上的支撑腿,以及
-至少一个致动器,所述致动器用于将所述支撑腿降低到至少第一支撑位置以及用于将所述支撑腿升高到至少一个驱动位置,在所述第一支撑位置时,所述支撑腿至少部分地支撑所述车架,在所述驱动位置时,所述车架仅由所述单个车轴支撑。
9.如权利要求8所述的自调平式单轴自卸卡车,其中,所述致动器被配置为将所述支撑腿降低到第二支撑位置,在所述第二支撑位置时,所述单个车轴的第一车轮和第二车轮中的至少一个车轮被抬升离开地面。
10.如权利要求8所述的自调平式单轴自卸卡车,其中,所述至少一个致动器包括用于将所述支撑腿机械地锁定在至少一个支撑位置的锁定支架。
11.如权利要求8所述的自调平式单轴自卸卡车,包括用于控制所述至少一个致动器的控制系统,所述控制系统被配置为在驱动期间改变所述支撑腿的高度位置。
12.如权利要求11所述的自调平式单轴自卸卡车,其中,所述用于控制所述至少一个致动器的控制系统被配置为根据所述自调平式单轴自卸卡车的加速度和所述自调平式单轴自卸卡车行驶在的地面的坡度中的至少一个来改变所述支撑腿的高度位置。
13.如权利要求11所述的自调平式单轴自卸卡车,其中,所述用于控制所述至少一个致动器的控制系统被配置为改变所述支撑腿的高度位置以将所述支撑腿相对于地面的距离保持在允许距离范围内和/或保持在允许距离。
14.如权利要求8所述的自调平式单轴自卸卡车,其中,所述支撑腿设置有脚轮和腿垫板中的至少一个。
15.如权利要求1所述的自调平式单轴自卸卡车,还包括以下中的至少一个作为主要电源:
-内燃机和由所述内燃机驱动的交流发电机,所述内燃机和由所述内燃机驱动的交流发电机用于产生电能以驱动所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机,以及
-电池,所述电池用于提供电能以驱动所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机。
16.如权利要求15所述的自调平式单轴自卸卡车,还包括:
-储电系统,所述储电系统用于储存电能以便为所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机提供额外电力用于质量平衡事件。
17.如权利要求15所述的自调平式单轴自卸卡车,还包括:
-能量控制系统,所述能量控制系统被配置为在全功率模式下使用来自所述内燃机和所述电池中的至少一个的最大允许推进功率来推进所述自调平式单轴自卸卡车,以及在所述全功率模式下从储电系统以及所述内燃机和/或所述电池的储备功率中的至少一个提供额外电力用于意料之外的质量平衡事件。
18.如权利要求1所述的单轴自卸卡车,还包括偶联到所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机的电减速器,所述电减速器用于在至少第一制动模式下制动所述单轴自卸卡车,所述电减速器被配置为使用所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机产生的电能来使得交流发电机以发动机的方式运行,所述交流发电机被配置为在制动期间驱动所述单轴自卸卡车的至少一个寄生功率消耗器。
19.如权利要求1所述的单轴自卸卡车,其中,所述第一车轮和所述第二车轮的车轮轴承刚性地安装在所述车架上。
20.如权利要求19所述的自调平式单轴自卸卡车,其中,所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机均刚性地安装在所述车架上,并且所述第一车轮刚性地安装在所述第一电牵引电机的输出轴上或第一传动装置的输出轴上,所述第一传动装置刚性地安装在所述车架和所述第一电牵引电机中的至少一个上;并且其中,所述第二车轮刚性地安装在所述第二电牵引电机的输出轴上或第二传动装置的输出轴上,所述第二传动装置刚性地安装在所述车架和所述第二电牵引电机中的至少一个上。
21.如权利要求1所述的单轴自卸卡车,其中,所述第一车轮和所述第二车轮的车轮轴承通过悬架安装在所述车架上。
22.如权利要求1所述的自调平式单轴自卸卡车,还包括用于控制所述单轴自卸卡车的遥控器,所述遥控器允许完全的装载和卸载控制以及有限的推进控制。
23.如权利要求1所述的自调平式单轴自卸卡车,还包括用于拖曳所述单轴自卸卡车的拖曳座。
24.一种自调平式单轴负载卡车,包括:
车架;
安装在所述车架上的负载载重架;
推进与自调平系统,包括:
至少在所述自调平式单轴自卸卡车运动期间支撑所述车架的单个车轴,所述单个车轴包括至少第一车轮和第二车轮;以及
至少用于驱动所述第一车轮的第一电牵引电机和用于驱动所述第二车轮的第二电牵引电机;
布置在所述车架上的支撑腿,以及
至少一个致动器,所述致动器用于将所述支撑腿降低到至少第一支撑位置以及用于将所述支撑腿升高到至少一个驱动位置,在所述第一支撑位置时,所述支撑腿至少部分地支撑所述车架,在所述驱动位置时,所述车架仅由所述单个车轴支撑。
25.一种用于操作自调平式单轴自卸卡车的方法,所述自调平式单轴自卸卡车包括车架、可枢转地安装在所述车架上的翻斗车身以及推进与自调平系统,所述推进与自调平系统包括至少在所述自调平式单轴自卸卡车运动期间支撑所述车架的单个车轴,所述单个车轴包括至少第一车轮和第二车轮;以及至少用于驱动所述第一车轮的第一电牵引电机和用于驱动所述第二车轮的第二电牵引电机,所述方法包括:
-通过控制所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机产生驱动转矩来驱动所述自调平式单轴自卸卡车;
-在驱动所述自调平式单轴自卸卡车期间,通过产生自调平转矩结合所述驱动转矩使所述自调平式单轴自卸卡车自调平;以及
-在驱动所述自调平式单轴自卸卡车期间,通过控制所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机在所述第一车轮与所述第二车轮之间产生车轮速度差来使所述自调平式单轴自卸卡车转向。
26.如权利要求25所述的方法,还包括:
-使所述自调平式单轴自卸卡车停止;
-将支撑腿降低到至少一个支撑位置,在所述支撑位置时,所述支撑腿至少部分地支撑所述车架,以及
-通过填充所述翻斗车身来对所述自调平式单轴自卸卡车装入负载以及通过提升所述翻斗车身来对所述自调平式单轴自卸卡车卸出负载中的至少一个操作。
27.如权利要求25所述的方法,还包括:
-通过控制所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机沿第一角方向旋转来将所述自调平式单轴自卸卡车沿第一驱动方向从倾卸任务的装载位置和倾卸位置中的一个位置驱动到所述装载位置和所述倾卸位置中的另一个位置;
-使所述自调平式单轴自卸卡车停止;
-通过填充所述翻斗车身来对所述自调平式单轴自卸卡车装入负载或通过提升所述翻斗车身来对所述自调平式单轴自卸卡车卸出负载;以及
-在无需掉头的条件下,通过控制所述第一电牵引电机和所述第二电牵引电机沿与所述第一角方向相反的第二角方向旋转来将所述自调平式单轴自卸卡车沿与所述第一驱动方向相反的第二驱动方向驱动回到倾卸位置或装载位置。
28.如权利要求25所述的方法,所述方法由所述自调平式单轴自卸卡车的控制系统来执行,所述方法还包括:
-从中央任务控制器接收任务;以及
-在所述任务的运行过程中自主地控制所述自调平式单轴自卸卡车。
29.如权利要求28所述的方法,还包括:
-使用遥控器手动控制所述自调平式单轴自卸卡车。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11618376B2 (en) * 2014-10-30 2023-04-04 Crc R&D, Llc Methods, apparatuses, and systems for monitoring state of a transportation system
DE102017100963B4 (de) * 2017-01-19 2020-03-19 Jonas HEINZLER Arbeitsmaschine
FR3134069A1 (fr) * 2022-03-30 2023-10-06 Psa Automobiles Sa Remorque motorisÉe et auto-ÉquilibrÉe
US11970334B1 (en) * 2023-10-05 2024-04-30 Synchronous Technologies & Innovations, Inc. Automated, self-moving trash or recycling bin

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1167056A (zh) * 1996-06-05 1997-12-10 马尔科·贝蒂尼 机动车辆的调平系统
WO2004043736A1 (en) * 2002-11-12 2004-05-27 Abakay Pty Ltd Haulage vehicle
CN202243112U (zh) * 2011-10-27 2012-05-30 广西大学 一种自卸车用机械式电动举升机构
FR3049562A1 (fr) * 2016-03-29 2017-10-06 Soc D'innovations Tech Et Ind Avancees Par Abreviation S I T I A Engin roulant automoteur, notamment pour des travaux d'agriculture
CN108140160A (zh) * 2015-09-23 2018-06-08 亚马逊技术股份有限公司 主动平衡的移动驱动单元

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2606435B1 (fr) * 1986-11-10 1989-04-14 Fournier Christian Procede et dispositif pour le drainage des rives de toutes aires stabilisees de genie civil, ou des rives d'une construction
EP0747262B1 (en) * 1990-09-03 2002-07-17 Bhp Australia Coal Pty Ltd Suspension system and body for large dump trucks
US5915878A (en) * 1997-01-07 1999-06-29 Carpenter; Thomas Joseph Silt fence machine
US5975804A (en) * 1997-03-27 1999-11-02 Bockman Enterprises, Inc. Tile plow
US6302230B1 (en) * 1999-06-04 2001-10-16 Deka Products Limited Partnership Personal mobility vehicles and methods
US7044689B1 (en) * 2004-01-13 2006-05-16 Mccormick Christopher D Silt fence installation apparatus
US7597522B2 (en) 2006-08-17 2009-10-06 Steven Borntrager Powered hand truck
CN101568465B (zh) * 2007-08-28 2011-05-11 松下电器产业株式会社 倒立双轮式搬运车及其控制方法
DE102010052270A1 (de) * 2010-11-23 2013-05-16 Liebherr Mining Equipment Co. Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Antriebssystems für mobile Geräte wie eine mobile Bau- und/oder Abbaumaschine
JP2013001362A (ja) * 2011-06-21 2013-01-07 Komatsu Ltd 運搬車両
US9073473B2 (en) * 2012-12-13 2015-07-07 Jeff Cramer Mobile work trailer
JP6112667B2 (ja) * 2014-04-03 2017-04-12 日立建機株式会社 ハイブリッド式作業機
JP2018052307A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 日立建機株式会社 電気駆動式ダンプトラック
US10293854B2 (en) 2016-10-05 2019-05-21 Dreco Energy Services Ulc Movable rig and steering system
JP6676002B2 (ja) * 2017-03-08 2020-04-08 株式会社ユアテック 電柱元穴建替用工具、電柱元穴建替作業用車両および電柱元穴建替工法
US10449954B2 (en) 2017-05-30 2019-10-22 Brian P. Layfield Method and apparatus for an active convertor dolly
IT201700114497A1 (it) 2017-10-11 2019-04-11 Piaggio Fast Forward Inc Veicolo a due ruote con sistema di stabilizzazione lineare
US20220228328A1 (en) 2019-05-10 2022-07-21 Volvo Construction Equipment Ab Self-balancing uni-drum compactor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1167056A (zh) * 1996-06-05 1997-12-10 马尔科·贝蒂尼 机动车辆的调平系统
WO2004043736A1 (en) * 2002-11-12 2004-05-27 Abakay Pty Ltd Haulage vehicle
CN202243112U (zh) * 2011-10-27 2012-05-30 广西大学 一种自卸车用机械式电动举升机构
CN108140160A (zh) * 2015-09-23 2018-06-08 亚马逊技术股份有限公司 主动平衡的移动驱动单元
FR3049562A1 (fr) * 2016-03-29 2017-10-06 Soc D'innovations Tech Et Ind Avancees Par Abreviation S I T I A Engin roulant automoteur, notamment pour des travaux d'agriculture

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