CN203844004U - 一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，包括混凝土搅拌输送车其特征在于:混凝土搅拌输送车上还设置有电子恒速控制阀和与电子恒速控制阀相连接的旁通阀，旁通阀前端与油泵相连接，旁通阀后端与马达相连接，电子恒速控制阀、油泵、旁通阀和马达通过电控系统控制。本实用新型基于DSP的电控系统对混凝土搅拌输送车进行电子恒速控制，以DSP强大的运算能力，极高的处理速度，在数控系统中获得成功的运用。此混凝土搅拌输送车恒速控制器结构简单，控制策略易于实现，系统灵活性、扩展性与稳定性好，简单、实用，高效，并利于最终实现混凝土搅拌运输车整车的数字化、智能化，有效解决了现有技术的不足。

Description

一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置

技术领域

本实用新型属于建筑设备领域，具体涉及一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置。

背景技术

商品混凝土的推广应用己成为混凝土施工技术发展的必然趋势，在中国的许多大中城市都已建立了一些商品混凝土搅拌站生产企业。混凝土搅拌输送车成为必不可少的专用设备。随着运输车的产量增长，如何保证运输混凝土的品质相应成为运输设计的主要考虑因素。对于搅拌运输车，只有在超大容量时才选用专用、发动机取力，绝大部分均是与底盘共用动力，因此在混凝土运输过程中，出现因道路情况变化而使汽车速度频繁变化，而导致搅拌筒的搅动速度忽高忽低，筒内混凝土流动不均匀，破坏商品混凝土品质。根据《混凝土搅拌运输车技术条件》(QC/T667-2000)，搅拌筒低速恒定搅动应成为运输车设计中的必要功能要求。

混凝土搅拌输送车传动设计几成定式，都是通过取力器直接从汽车发动机获取功力，用变量柱塞泵和定量马达组成闭式液压回路，借助与搅拌筒接合的减速机，带动搅拌筒转动。搅拌筒转速改变是通过　调节泵排量来实现的

因此，实现混凝土搅拌运输车的恒速传动控制，大致有3种形式。

(1)配备单独驱动搅拌筒的发动机，通过调节发动机功率输出来满足不同工况下搅拌筒的转速要求。

(2)液压恒速阀控制方式，通过附加在液压变量柱塞泵的恒速阀来控制泵的斜盘倾角，使之流量始终保持与按各工况转速要求所预定的流量值相一致。

(3)采用电子恒速控制方式，通过控制电液比例阀电流来控制液压泵的流量，使之始终保持与按各工况转速要求所预定的流量相一致。

对于单独配置发动机驱力搅拌筒的方式，人们普遍认为是一种有效但昂贵不实用的选择，且整车经济性不高。而液压恒速阀控制较电子恒速早好些，也比较便宜，实现整车的数字化控制较之电子恒速控制差了许多。但当处于搅动、搅拌和进料工况时，液流经控制节流口，顺序阀的功率损失较大。且其实现整车的数字化控制较之电子恒速控制差了许多，恒速控制的电子化己是液压控制手段的未来发展趋势。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置。本实用新型的混凝土搅拌输送车恒速控制器结构简单，控制策略易于实现，系统灵活性、扩展性与稳定性好，简单、实用，高效，并利于最终实现混凝土搅拌运输车整车的数字化、智能化，有效解决了现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，包括混凝土搅拌输送车其特征在于:　所述混凝土搅拌输送车上还设置有电子恒速控制阀和与电子恒速控制阀相连接的旁通阀，所述旁通阀前端与油泵相连接，所述旁通阀后端与马达相连接，所述电子恒速控制阀、油泵、旁通阀和马达通过电控系统控制。

上述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述电控系统包括微处理器和与所述微处理器输入端相连接的转速设定电位器、系统自检模块、自锁开关、紧急制动开关、转速反馈开关，和与微处理器输出端相连接的泵正转电磁铁、泵反转电磁铁、CAN通信模块、液晶显示模块。

上述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述微处理器为TI公司的TMS3202LF2407A芯片。

上述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述转速反馈开关采用霍尔传感器控制。

上述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述泵正转电磁铁和泵反转电磁铁采用PWM方式控制。

上述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述泵正转电磁铁和泵反转电磁铁采用MC1413功率放大芯片驱动，并采用光电耦合器4N25进行光电隔离。

上述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述液晶显示模块选用TOPWAY公司的LM3033型128x64液晶显示器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型采用基于DSP的电控系统对混凝土搅拌输送车进行电子恒速控制，以DSP强大的运算能力，极高的处理速度，在数控系统中获得成功的运用。其运用己成为开发热点，必将推动控制器的发展。此混凝土搅拌输送车恒速控制器结构简单，控制策略易于实现，系统灵活性、扩展性与稳定性好，简单、实用，高效，并利于最终实现混凝土搅拌运输车整车的数字化、智能化，有效解决了现有技术的不足。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的恒速传动控制装置结构示意图；

图2为传统的基本传动控制装置结构示意图；

图3为本实用新型的霍尔传感器检测示意图；

图4为本实用新型的变量泵择量调节曲线；

图5为本实用新型的CAN总线示意图；

图6为本实用新型的恒速传动控制装置电控系统结构框图；

图7为本实用新型的搅拌筒工作情况载荷图。

附图标记说明:

1-电子恒速控制阀；2-油泵；3-旁通阀；4-马达。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，包括混凝土搅拌输送车其特征在于:所述混凝土搅拌输送车上还设置有电子恒速控制阀1和与电子恒速控制阀1相连接的旁通阀3，所述旁通阀3前端与油泵2相连接，所述旁通阀3后端与马达4相连接，所述电子恒速控制阀1、油泵2、旁通阀3和马达4通过电控系统控制。

如图6所示，本实施例中，所述电控系统包括微处理器和与所述微处理器输入端相连接的转速设定电位器、系统自检模块、自锁开关、紧急制动开关、转速反馈开关，和与微处理器输出端相连接的泵正转电磁铁、泵反转电磁铁、CAN通信模块、液晶显示模块。

由于混凝土搅拌输送车在行驶过程中的振动容易使电位器的阻值发生改变，所以本系统加了此自锁开关，只有在其闭合时，转速设定电位器才起作用。当转速设定完毕后，此键自动断开。在遇紧急情况时，用紧急制动开关可以将搅拌筒急停，防止事故发生，增大安全系数。

转速设定电位器输入拌筒转速设定电位器中位为拌筒转动停止，左、右分别为拌筒正、反转。

系统通过自检模块对一些状态参数进行检测，如传感器电压、电磁阀电流等，显示错误并报警，防止出现意外事故发生，同时对拌筒内混凝土参数进行监测、采集处理并显示，实现整车控制的智能化。

本实施例中，所述微处理器为TI公司的TMS3202LF2407A芯片。TI公司的TMS3202LF2407A芯片是针对电机数字化控制而推出的一种低成本、低功耗、高性能数字信号处理器，具有处理性能好、运算速度快、外设集成度高，A/D转换时间短等优点。将其作为混凝土搅拌输送车恒速传动控制器的核心CPU不仅保证了搅拌筒转速恒定性，增强了系统的适用性，还为实现混凝土搅拌输送车操作控制数字化提供了基础。其中TMS320LF2407A的主要性能如下:

(1)采用C MOS技术，供电电压3.3V；

(2)30MIPS的执行速度，使得指令周期缩短到33ns(30MHZ)，提高控制器的实时控制能力；

(3)片内高达32K字的FLASH程序存储器，高达1.5K字的数据耀RAM,55字的双口RAM(DRAM)和2K字的单口RAM(SARAM)；

(4)2个事件管理器EVA和EVB,8个16位PWM通道；

(5)可扩展外部存储器共192K字；

(6)10位A/D转换器最小转换时间为500n s，共16通道；

(7)丰富集成外设，如CAN2.0B,SCI,CPI；

(8)高达40个可单独编程或复用的通用输入/输出引脚。

如图3所示，本实施例中，所述转速反馈开关采用霍尔传感器控制。

如图4所示，为电流大小与泵排量关系。本实施例中，所述泵正转电磁铁和泵反转电磁铁采用PWM方式控制。通过调节PWM占空比来改变输出到电磁阀上电流大小来改变阀口的开度，即改变泵排量的大小。

本实施例中，所述泵正转电磁铁和泵反转电磁铁采用MC1413功率放大芯片驱动，并采用光电耦合器4N25进行光电隔离。由于TMS32OLF2407A的PWM信号电流只有3mA，而电磁阀的电磁铁需要200600mA的驱动系统，因此本系统需要采用MC1413功率放大芯片并采用光电祸合器4N25进行光电隔离，以防止干扰。

本实施例中，所述液晶显示模块选用TOPWAY公司的LM3033型128x64液晶显示器。由于本系统要显示故障状态、混凝土参数及其他运行状态等，则选用TOPWAY公司的LM3033型128x64液晶显示器。其最大的特点就是低功耗，3V供电与DSP(3.3V)正好匹配，省去了5V供电液晶显示器与DSP的中间电平匹配转换电路。

如图5所示，为了便于混凝土搅拌输送车停车接料及卸料的方便、安全性，同时使混凝土搅拌输送车的集中调度，实现优化施工的高效管理，利CAN2.0模块，搭建了CAN总线结构。左右遥控盒节点分布于搅拌筒后部左右两侧，便于操纵人员在车边较远处操纵混凝土搅拌运输车。无线通讯节点能将混凝土搅拌输送车的工作数据实时发送给主站，同时主站也能对搅拌输送车实行远程控制。

本实用新型的原理是：恒速传动控制装置直接检测泵输出转速(泵转速与搅拌筒转速成确定比例)是否满足要求，再调节变量柱塞泵的斜盘倾角，从而改变相应变量泵的输出流量，最终得到要求的搅拌筒转速。

如图7所示，为搅拌筒工作情况载荷图。图中:

0-1:加料工序，搅拌筒以14rpm正转；

1-2:运料工序，在运输途中，搅拌输送车在行驶状态，搅拌筒同时作3rpm的正向转动，在整个运程内拌筒驱动力矩保持稳定；

3-4:换向工序，在卸料地点，搅拌输送车停驶，搅拌筒从运拌状态制动，转入14rpm的反转卸料工况，搅拌筒的驱动力矩在反转开始的极短时间内陡然上升，然后迅即跌落下来；

4-5:卸料工序，搅拌筒继续以14rpm的速度反转，驱动力矩随混凝土的卸出而逐渐下降；

5-6:空筒返回，搅拌筒内加入适量清水，返程行驶中搅拌筒作3rpm的返向转动，对其进行清洗，到达混凝土工厂，排出污水，准备下一个循环。

从此曲线可以看出，在搅拌筒的工作循环中，其载荷在反转卸料工序的开始时有极大峰值，这是因为搅拌筒满载驱动，附加有惯性阻力矩的原因。通过加减速函数能很好地解决载荷峰值对系统的冲击，使系统的稳定性与可靠性大大加强。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，包括混凝土搅拌输送车其特征在于:所述混凝土搅拌输送车上还设置有电子恒速控制阀(1)和与电子恒速控制阀(1)相连接的旁通阀(3)，所述旁通阀(3)前端与油泵(2)相连接，所述旁通阀(3)后端与马达(4)相连接，所述电子恒速控制阀(1)、油泵(2)、旁通阀(3)和马达(4)通过电控系统控制。

2.根据权利要求书1所述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述电控系统包括微处理器和与所述微处理器输入端相连接的转速设定电位器、系统自检模块、自锁开关、紧急制动开关、转速反馈开关，和与微处理器输出端相连接的泵正转电磁铁、泵反转电磁铁、CAN通信模块、液晶显示模块。

3.根据权利要求书2所述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述微处理器为TI公司的TMS3202LF2407A芯片。

4.根据权利要求书2所述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述转速反馈开关采用霍尔传感器控制。

5.根据权利要求书2所述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述泵正转电磁铁和泵反转电磁铁采用PWM方式控制。

6.根据权利要求书2或5所述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述泵正转电磁铁和泵反转电磁铁采用MC1413功率放大芯片驱动，并采用光电耦合器4N25进行光电隔离。

7.根据权利要求书2所述的一种混凝土搅拌输送车恒速传动控制装置，其特征是：所述液晶显示模块选用TOPWAY公司的LM3033型128x64液晶显示器。