CN204398863U - 一种自动变速的矿用无轨胶轮车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动变速的矿用无轨胶轮车，包括整车控制系统和隔爆型电动机控制系统、隔爆型蓄电池组、隔爆型电动机、带拨叉位置传感器和变速箱操纵机构的齿轮式变速箱，矿用隔爆型电动机的输出轴直接插接到齿轮式变速箱的输入轴上，变速箱操纵机构上连接有与压力源连接的电磁阀组，整车控制系统对各种传感器所检测到的数据进行处理和分析得到加速信号或者减速信号，然后控制隔爆型电动机控制系统和电磁阀组实现对隔爆型电动机和齿轮式变速箱的控制。本实用新型能够实现自动换挡功能，提高驾驶操控性；优化整车换挡的平稳性，且无易损件，提高传动系统使用寿命。

Description

一种自动变速的矿用无轨胶轮车

技术领域

本实用新型涉及一种矿用无轨胶轮车自动调速系统，具体的说是一种矿用隔爆电驱动的自动变速装置。

背景技术

随着我国煤矿开采技术的不断发展，一些现代化超大型矿井和改扩建矿井在无轨辅助运输方面进行了积极的实践和推广，体现出无轨辅助运输，具有高效能、多用途、机动灵活和技术先进的特点，为我国煤炭无轨运输胶轮车的研制和创新起到有力的推动作用。矿用无轨胶轮车自动调速系统的变速装置一般是可变速比齿轮式变速传动系统，该系统一般由离合器和齿轮式变速器组成。变速器换挡结构形式主要有三种，即直齿滑动齿轮方式、啮合套方式、同步器换挡方式。直齿滑动齿轮方式、啮合套方式在换挡时，会造成换挡或结合冲击的问题，易造成啮合齿轮损坏。而现有的同步器，都是采用摩擦原理，使啮合齿轮的工作面产生摩擦力矩，来克服被啮合件的惯性力矩，使待啮合齿轮升速或降速从而达到同步状态。同步器的缺点是摩擦力矩调节困难，同步时间较长，且摩擦表面易损坏，同步器使用寿命较短。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够自动变速的矿用无轨胶轮车，以使矿用无轨胶轮车整车换挡的平稳性、流畅性更好，缩减传动系统整体布置空间。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种自动变速的矿用无轨胶轮车，包括矿用隔爆式的控制系统、矿用的隔爆型蓄电池组、矿用的隔爆型电动机、包括输入轴和换挡拨叉的齿轮式变速箱，隔爆型电动机的输出轴固定连接到齿轮式变速箱的输入轴上，在齿轮式变速箱内每个换挡拨叉的相应位置设置有拨叉位置传感器，在齿轮式变速箱上设置有变速箱操纵机构，变速箱操纵机构上连接有与压力源连接的隔爆型的电磁阀组，所述控制系统包括整车控制系统和与隔爆型电动机相连用于驱动隔爆型电机的隔爆型电动机控制系统，整车控制系统与压力源、换挡开关、隔爆型电动机控制系统、电磁阀组、带位置传感器的加速踏板、齿轮式变速箱内的拨叉位置传感器相连；整车控制系统包括对上述各种传感器所检测到的数据进行处理和分析并得出加速信号或者减速信号的CPU，并将CPU形成的加速信号或者减速信号传递给隔爆型电动机控制系统和电磁阀组，隔爆型蓄电池组为整车控制系统、隔爆型电动机控制系统、隔爆型电动机提供电源。

本实用新型的进一步改进在于：所述矿用隔爆型电动机输出轴的右端位于齿轮式变速箱内，隔爆型电动机输出轴与齿轮式变速箱输入轴通过花键同轴连接。

本实用新型的进一步改进在于：齿轮式变速箱具有2～5个传动比的自动切换挡位。

本实用新型的进一步改进在于：所述整车控制系统通过分析加速踏板的位置传感器检测到的加速踏板的位置信号判断是加速还是减速，并将得出的加速信号或者减速信号传递给隔爆型电动机控制系统和电磁阀组，隔爆型电动机控制系统根据加速信号或者减速信号控制隔爆型电动机的转速，使隔爆型电动机的输出转速与齿轮式变速箱准备切入的下一挡位所需的转速相同；同时电磁阀组通过控制变速箱操纵机构将齿轮式变速箱切入到下一挡位。

本实用新型的进一步改进在于：所述矿用隔爆型电动机为矿用隔爆型交流感应电机或矿用隔爆型交流永磁电机。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型改变了传统的动力传递模式，去掉了电动机与齿轮式变速箱之间的离合器，将齿轮式变速箱输入轴与隔爆型电动机的输出轴直接通过花键同轴连接，大大简化了电动机和变速箱的连接结构，并且具有连接可靠、效率高等特点。本实用新型的齿轮式变速箱采用了啮合套式换挡结构，利用交流感应电动机（或交流永磁电动机）的变频调速功能，实现换挡过程中的待啮合齿轮等速、同相位控制，并利用气压（或液压）操纵机构完成换挡，从而实现换挡系统的自动控制。

本实用新型改变了传统齿轮变速箱组成的自动变速系统，使得整车驾驶操控性得到了提高，解决了煤矿井下坡道频繁换挡操作的麻烦，整车安全驾驶性能提高。本实用新型的各控制系统均具有良好的抗干扰性能和电磁兼容性能，保证了系统的快速响应和精确控制，从而实现换挡过程平顺、无冲击。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型控制原理图；

图3是车辆加减速控制过程图；

图4是车辆换挡控制过程图。

其中，1、隔爆式蓄电池组，2、隔爆型电动机，3、齿轮式变速箱，4、变速箱操纵机构，5、整车控制系统，6、电磁阀组，7、压力源，8、隔爆型电动机控制系统，9、换挡开关 ，10、加速踏板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明：

一种自动变速的矿用无轨胶轮车，包括矿用隔爆式的控制系统、矿用的隔爆型蓄电池组1、矿用的隔爆型电动机2、齿轮式变速箱3，齿轮式变速箱3包括输入轴和换挡拨叉、为啮合套式换挡结构。所述隔爆型电动机2为矿用隔爆型交流感应电机或矿用隔爆型交流永磁电机，隔爆型电动机2的输出轴直接固定连接到齿轮式变速箱3的输入轴上，在齿轮式变速箱3内每个换挡拨叉的相应位置设置有拨叉位置传感器，在齿轮式变速箱3上设置有变速箱操纵机构4，变速箱操纵机构4能够操作换挡拨叉，使齿轮式变速箱3实现换挡。变速箱操纵机构4连接有隔爆型的电磁阀组6，电磁阀组6与压力源7连接，压力源7为电磁阀组6的动作提供压力。所述控制系统包括整车控制系统5和隔爆型电动机控制系统8，隔爆型电动机控制系统8与隔爆型电动机2相连用于驱动隔爆型电机2，控制隔爆型电动机2的转速。

整车控制系统5与压力源7、换挡开关9、隔爆型电动机控制系统8、电磁阀组6、加速踏板10、齿轮式变速箱3相连，加速踏板10也安装有位置传感器，整车控制系统5是连接在加速踏板10的位置传感器上以及齿轮式变速箱3的拨叉位置传感器上。

整车控制系统5内包括对上述各种传感器所检测到的数据进行处理和分析CPU， CPU对数据分析和处理后可以得出驾驶员的驾驶意图，即驾驶员是想加速还是想减速，并形成加速信号或者减速信号，然后整车控制系统5将CPU形成的加速信号或者减速信号传递给隔爆型电动机控制系统8和电磁阀组6。

整车控制系统5对齿轮式变速箱3进行自动变速控制时，是通过分析加速踏板10的位置传感器检测到的加速踏板10的位置信号，判断是加速还是减速，并将得出的加速信号或者减速信号传递给隔爆型电动机控制系统8和电磁阀组6，这样，一方面隔爆型电动机控制系统8根据加速信号或者减速信号控制隔爆型电动机2的转速，使隔爆型电动机2的输出转速与齿轮式变速箱3准备切入的下一挡位所需的转速相同，即使隔爆型电动机的转速与齿轮式变速箱3挡位相匹配；同时在另一方面，电磁阀组6通过控制变速箱操纵机构4，将齿轮式变速箱3切入到相应的下一挡位，使齿轮式变速箱3挡位与隔爆型电动机的转速以及矿用无轨胶轮车的行驶速度相应。本实用新型的齿轮式变速箱3具有2～5个传动比的自动切换挡位。

隔爆型蓄电池组1与整车控制系统5、隔爆型电动机控制系统8、隔爆型电动机2相连为它们提供电源，为整个自动变速装置提供电能。

本实用新型中，隔爆型电动机2与齿轮式变速箱3的具体连接方式是：隔爆型电动机2输出轴的右端伸入于齿轮式变速箱3内，隔爆型电动机2输出轴与齿轮式变速箱3输入轴通过花键同轴连接。隔爆型电动机2输出轴上的花键插入齿轮式变速箱3的输入轴的花键槽内，实现两者的连接，并使隔爆型电动机2输出轴与齿轮式变速箱3的输入轴位于一条轴线上，形成同轴连接。

矿用无轨胶轮车在行进过程中，需要依靠整车控制系统实时监测整车各模块的运行情况，保障各项性能模块都能正常工作。

下面根据附图说明矿用无轨胶轮车分别在加速或者减速过程中以及换挡过程中的操作步骤：

一、加速减速控制（如图3）：在行进的过程中，驾驶员触动加速踏板后，加速踏板10上位置传感器将加速踏板的位置控制电信号直接传递给整车控制系统，整车控制系统对信号整理分析后，控制隔爆型电动机控制系统实现对隔爆型电动机转速的控制，从而满足对矿用无轨胶轮车加减速控制的要求。

二、换挡控制（如图4）：矿用无轨胶轮车在行进过程中，根据行驶要求需换挡改变车速，驾驶员触动换挡开关9，将控制电信号传输到整车控制系统，整车控制系统对信号整理分析后，分成几路完成，其中一路控制电磁阀组，以实现控制气压（或液压）的换向；另一路控制压力源，以便为齿轮式变速箱换挡提供动力，最后一路将转速编码器检测到的齿轮式变速箱3输出轴转速传输给整车控制系统，整车控制系统进行整理分析后通过控制隔爆型电动机控制系统8控制隔爆型电动机输出转速，使此转速与齿轮式变速箱3准备切入挡位所需转速相同；再通过变速箱操纵机构将齿轮式变速箱切入相应的挡位。

Claims (5)

1.一种自动变速的矿用无轨胶轮车，包括矿用隔爆式的控制系统、矿用的隔爆型蓄电池组（1）、矿用的隔爆型电动机（2）、包括输入轴和换挡拨叉的齿轮式变速箱（3），其特征在于：隔爆型电动机（2）的输出轴固定连接到齿轮式变速箱（3）的输入轴上，在齿轮式变速箱（3）内每个换挡拨叉的相应位置设置有拨叉位置传感器，在齿轮式变速箱（3）上设置有变速箱操纵机构（4），变速箱操纵机构（4）上连接有与压力源（7）连接的隔爆型的电磁阀组（6），所述控制系统包括整车控制系统（5）和与隔爆型电动机（2）相连用于驱动隔爆型电机（2）的隔爆型电动机控制系统（8），整车控制系统（5）与压力源（7）、换挡开关（9）、隔爆型电动机控制系统（8）、电磁阀组（6）、带位置传感器的加速踏板（10）、齿轮式变速箱（3）内的拨叉位置传感器相连；整车控制系统（5）包括对上述各种传感器所检测到的数据进行处理和分析并得出加速信号或者减速信号的CPU，并将CPU形成的加速信号或者减速信号传递给隔爆型电动机控制系统（8）和电磁阀组（6），隔爆型蓄电池组（1）为整车控制系统（5）、隔爆型电动机控制系统（8）、隔爆型电动机（2）提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种自动变速的矿用无轨胶轮车，其特征在于：所述隔爆型电动机（2）输出轴的右端位于齿轮式变速箱（3）内，隔爆型电动机（2）输出轴与齿轮式变速箱（3）输入轴通过花键同轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动变速的矿用无轨胶轮车，其特征在于：齿轮式变速箱（3）具有2～5个传动比的自动切换挡位。

4.根据权利要求1所述的一种自动变速的矿用无轨胶轮车，其特征在于：所述整车控制系统（5）通过分析加速踏板（10）的位置传感器检测到的加速踏板（10）的位置信号判断是加速还是减速，并将得出的加速信号或者减速信号传递给隔爆型电动机控制系统（8）和电磁阀组（6），隔爆型电动机控制系统（8）根据加速信号或者减速信号控制隔爆型电动机（2）的转速，使隔爆型电动机（2）的输出转速与齿轮式变速箱（3）准备切入的下一挡位所需的转速相同；同时电磁阀组（6）通过控制变速箱操纵机构（4）将齿轮式变速箱（3）切入到下一挡位。

5.根据权利要求1所述的一种自动变速的矿用无轨胶轮车，其特征在于：所述隔爆型电动机（2）为矿用隔爆型交流感应电机或矿用隔爆型交流永磁电机。