CN114537501A - 可双向行驶的矿用卡车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可双向行驶的矿用卡车,涉及矿用卡车技术领域。本发明中前驱动桥设置前方向机;动力电池通过驱动电机为中驱动桥提供动能;后驱动桥设置后方向机;整车控制器用于控制驱动电机、前方向机和后方向机,实现矿用卡车的双向行驶。通过设计可双向行驶的动力和转向系统,使得矿用卡车在矿区进行装载作业时,无需进行掉头,极大地降低了对装载区域宽度的要求,同时也极大的提高了装载效率。
Description
技术领域
本发明涉及矿用卡车技术领域,具体涉及一种可双向行驶的矿用卡车。
背景技术
矿用卡车是在露天矿山为完成岩石土方剥离与矿石运输任务而使用的一种重型自卸车。
传统矿用卡车的装载过程如下:如图1所示,在进行装载作业时,为了能够进行货物装载,矿用卡车进入装载区域后需要先进行掉头,再倒车进入装载位置进行装载,由于掉头所需要的空间较大,因此对装载区域的空间要求较高。另外,掉头过程需要的时间也较长,对整个装载作业的效率也有较大的影响。
因此,亟需提供一种可双向行驶的矿用卡车。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种可双向行驶的矿用卡车,解决了对装载区域的空间要求较高的技术问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种可双向行驶的矿用卡车,包括动力电池、前驱动桥、中驱动桥、驱动电机、后驱动桥和整车控制器;
所述前驱动桥设置前方向机;
所述动力电池通过所述驱动电机为所述中驱动桥提供动能;
所述后驱动桥设置后方向机;
所述整车控制器用于控制所述驱动电机、前方向机和后方向机,实现矿用卡车的双向行驶。
优选的,所述矿用卡车还包括储氢系统和燃料电池;
所述储氢系统用于氢能源的存储和供给,通过所述燃料电池转化为电能,所述燃料电池通过所述驱动电机为所述中驱动桥提供动能;
所述动力电池存储所述燃料电池转化得到的电能。
优选的,所述矿用卡车还包括电机控制器和方向控制器;
所述电机控制器和方向控制器与所述整车控制器电连接;
所述矿用卡车前进时,所述整车控制器通过所述电机控制器控制所述驱动电机转动,并通过所述方向控制器控制所述前方向机改变车辆行驶方向;
所述矿用卡车后退时,所述整车控制器通过所述电机控制器控制所述驱动电机反方向转动,并通过所述方向控制器控制所述后方向机改变车辆行驶方向。
优选的,所述整车控制器还用于根据所述矿用卡车的实时能耗,控制所述燃料电池的发电量。
优选的,所述矿用卡车还包括无人驾驶系统。
优选的,所述储氢系统和燃料电池设置在所述矿用卡车的车头部分。
优选的,所述动力电池设置在所述矿用卡车的底盘部分。
(三)有益效果
本发明提供了一种可双向行驶的矿用卡车。与现有技术相比,具备以下有益效果:
本发明中前驱动桥设置前方向机;动力电池通过驱动电机为中驱动桥提供动能;后驱动桥设置后方向机;整车控制器用于控制驱动电机、前方向机和后方向机,实现矿用卡车的双向行驶。通过设计可双向行驶的动力和转向系统,使得矿用卡车在矿区进行装载作业时,无需进行掉头,极大地降低了对装载区域宽度的要求,同时也极大的提高了装载效率。
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,下面将对实施例或现有技术描述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为传统矿用卡车的装载过程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种可双向行驶的矿用卡车的组成示意图;
图3为本发明实施例提供的一种可双向行驶的矿用卡车的装载过程示意图;
图4为本发明实施例提供的一种可双向行驶的矿用卡车的整车动力传递过程示意图;
图5为本发明实施例提供的整车控制器的控制信号传递示意图;
图6为本发明实施例提供的一种可双向行驶的矿用卡车的布局图;
图7为为本发明实施例提供的另一种可双向行驶的矿用卡车的装载过程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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作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。
本申请实施例通过提供一种可双向行驶的矿用卡车,解决了对装载区域的空间要求较高的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
本发明实施例中前驱动桥设置前方向机;动力电池通过驱动电机为中驱动桥提供动能;后驱动桥设置后方向机;整车控制器用于控制驱动电机、前方向机和后方向机,实现矿用卡车的双向行驶。通过设计可双向行驶的动力和转向系统,使得矿用卡车在矿区进行装载作业时,无需进行掉头,极大地降低了对装载区域宽度的要求,同时也极大的提高了装载效率。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例:
如图2所示,本发明实施例提供了一种可双向行驶的矿用卡车,包括动力电池、前驱动桥、中驱动桥、驱动电机、后驱动桥和整车控制器。
所述前驱动桥设置前方向机;
所述动力电池通过所述驱动电机为所述中驱动桥提供动能;
所述后驱动桥设置后方向机;
所述整车控制器用于控制所述驱动电机、前方向机和后方向机,实现矿用卡车的双向行驶。
本发明实施例通过设计可双向行驶的动力和转向系统,使得矿用卡车在矿区进行装载作业时,无需进行掉头,极大地降低了对装载区域宽度的要求,同时也极大的提高了装载效率。
具体而言,矿用卡车在装载区域无需进行掉头即可实现装车,装车过程如图3所示,在装车驶入过程中,卡车无需掉头,直接驶入装车位置,直接开始装车,该种装车方式对装载区域的宽度依赖极小,只要满足卡车横向安全间距,即可实现装车和驶离;另外,由于该种装车方式无需掉头,因此装车的效率也得到了很大的提升。
此外,考虑到燃油卡车高排放,污染大,电动卡车储能时间长、续航里程短,而氢能源卡车能够完全实现零污染、零排放,储能时间短,续航里程长。尤其对于矿用卡车而言,具有无污染、长续航的氢能矿卡将具备巨大的潜力。
对应的,如图2所示,本发明实施例提供的可双向行驶的矿用卡车还包括储氢系统和燃料电池。
所述储氢系统用于氢能源的存储和供给,通过所述燃料电池转化为电能,所述燃料电池通过所述驱动电机为所述中驱动桥提供动能;
所述动力电池存储所述燃料电池转化得到的电能。
因此,整车动力传递过程如图4所示。展开来说,所述储氢系统供给氢能源至所述燃料电池产生电能,直接驱动所述驱动电机,所述驱动电机再带动中驱动桥,进而带动所述矿用卡车行驶;如果产生的电能超过所述驱动电机功率需求,则通过所述动力电池存储下来,所述动力电池在所述矿用卡车能耗较大时也会同步供电,和所述燃料电池共同驱动所述驱动电机,进而带动所述矿用卡车行驶。
正如上文所言及的,所述整车控制器用于对所述驱动电机和前、后方向机的控制及切换逻辑进行处理。具体而言,如图2所示,本发明实施例提供的可双向行驶的矿用卡车还包括电机控制器和方向控制器。
所述电机控制器和方向控制器与所述整车控制器电连接。
如图5所示,所述矿用卡车前进时,所述整车控制器通过所述电机控制器控制所述驱动电机转动(例如正转),并通过所述方向控制器控制所述前方向机改变车辆行驶方向,此时所述矿用卡车相当于后驱车。
如图5所示,所述矿用卡车后退时,所述整车控制器通过所述电机控制器控制所述驱动电机反方向转动(例如反转),并通过所述方向控制器控制所述后方向机改变车辆行驶方向,此时所述矿用卡车仍然相当于后驱车。
不难理解的是,上述设计方式巧妙在仅仅只使用一个电机和驱动桥,使得无论车辆的行进方向如何,在进行转向控制和差速控制时,车辆都与现有的传统后驱车表现方式一致;并且方向控制与驱动桥分离,具有结构简单、可靠性高、成本低的优点。
特别的,如图5所示,所述整车控制器还用于根据所述矿用卡车的实时能耗,控制所述燃料电池的发电量。
更进一步的,本发明实施例还考虑到氢能卡车对储能系统的空间需求较高,传统卡车在设置氢能储能系统后空间布置往往是较大的难题。
因此,本发明实施例提供的可双向行驶的矿用卡车优选为采用无人驾驶的形式。可双向行驶的矿用卡车包括无人驾驶系统后,还需要包含无人驾驶相关的模块,如感知、规划决策、控制等系统,由于这部分系统与其他无人驾驶矿用卡车的设计无本质区别,本申请不再赘述。
由于所述矿用卡车采用无人驾驶的形式,方便去掉传统的有人驾驶矿用卡车的车头部分,即不设置驾驶舱,节省的驾驶舱空间位置可以布置储氢系统和燃料电池等占用空间较大的装置。
对应的,如图6所示,所述储氢系统和燃料电池设置在所述矿用卡车的车头部分;所述动力电池设置在所述矿用卡车的底盘部分。
不过需要注意的是,储氢系统和燃料电池部分不能一味为了续航能力的提升而无限加大,如果空间占用过大,会导致无法实现前后装车,从而失去了去掉驾驶舱的意义。
另外,需要说明的是,由于矿用卡车的车头部分设置有储氢系统,因此车辆的货箱举升方向与传统卡车一致,只设置一个方向的举升,在排卸时只能往后侧进行排卸。不过由于车辆在装载时是前侧装载,因此在排卸时刚好是后侧排卸,也无需掉头。除上述方式之外,由于车辆可以双向行驶,车辆还可以在排土场(或者破碎站等)等空间区域较大的地方进行一次掉头,从而以后向行驶的方向进入装载区域,如图7所示。
本发明实施例通过取消所述矿用卡车的驾驶舱,可提供极大的富余空间用于布置储氢系统和动力电池系统,解决传统氢能卡车为了提升续航能力而造成车辆体积庞大,或者布局过于紧凑导致的安装维护和高低压系统干扰困局。
综上所述,与现有技术相比,具备以下有益效果:
1、本发明实施例中前驱动桥设置前方向机;动力电池通过驱动电机为中驱动桥提供动能;后驱动桥设置后方向机;整车控制器用于控制驱动电机、前方向机和后方向机,实现矿用卡车的双向行驶。通过设计可双向行驶的动力和转向系统,使得矿用卡车在矿区进行装载作业时,无需进行掉头,极大地降低了对装载区域宽度的要求,同时也极大的提高了装载效率。
2、本发明实施例提供的可双向行驶的矿用卡车还包括储氢系统和燃料电池。氢能源卡车能够完全实现零污染、零排放,储能时间短,续航里程长。尤其对于矿用卡车而言,具有无污染、长续航的氢能矿卡将具备巨大的潜力。
3、本发明实施例通过取消卡车的驾驶舱,可提供极大的富余空间用于布置储氢系统和动力电池系统,解决传统氢能卡车为了提升续航能力而造成车辆体积庞大或者布局过于紧凑导致的安装维护和高低压系统干扰困局。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种可双向行驶的矿用卡车,其特征在于,包括动力电池、前驱动桥、中驱动桥、驱动电机、后驱动桥和整车控制器;
所述前驱动桥设置前方向机;
所述动力电池通过所述驱动电机为所述中驱动桥提供动能;
所述后驱动桥设置后方向机;
所述整车控制器用于控制所述驱动电机、前方向机和后方向机,实现矿用卡车的双向行驶。
2.如权利要求1所述的矿用卡车,其特征在于,还包括储氢系统和燃料电池;
所述储氢系统用于氢能源的存储和供给,通过所述燃料电池转化为电能,所述燃料电池通过所述驱动电机为所述中驱动桥提供动能;
所述动力电池存储所述燃料电池转化得到的电能。
3.如权利要求1或者2所述的矿用卡车,其特征在于,还包括电机控制器和方向控制器;
所述电机控制器和方向控制器与所述整车控制器电连接;
所述矿用卡车前进时,所述整车控制器通过所述电机控制器控制所述驱动电机转动,并通过所述方向控制器控制所述前方向机改变车辆行驶方向;
所述矿用卡车后退时,所述整车控制器通过所述电机控制器控制所述驱动电机反方向转动,并通过所述方向控制器控制所述后方向机改变车辆行驶方向。
4.如权利要求3所述的矿用卡车,其特征在于,所述整车控制器还用于根据所述矿用卡车的实时能耗,控制所述燃料电池的发电量。
5.如权利要求4所述的矿用卡车,其特征在于,还包括无人驾驶系统。
6.如权利要求5所述的矿用卡车,其特征在于,所述储氢系统和燃料电池设置在所述矿用卡车的车头部分。
7.如权利要求5所述的矿用卡车,其特征在于,所述动力电池设置在所述矿用卡车的底盘部分。
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