CN209368913U - 基于伺服电动缸的装载机工作系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布一种基于伺服电动缸的装载机工作系统，属于铲运工程机械车辆技术领域。在动臂中部与装载机机体之间铰接动臂伺服电动缸；一对动臂另一端铰接铲斗，铲斗中部铰接有摇臂；摇臂另一端铰接摇臂拉杆，摇臂拉杆的中部铰接在一对动臂上，摇臂拉杆另一端与装载机机体之间铰接铲斗伺服电动缸；装载机机体上安装为铲斗伺服电动缸、动臂伺服电动缸供电的电池组。本实用新型电控手柄通过CAN总线信号传输实现伺服电动缸驱动和控制，使得系统效率高，且系统在不提升时几乎不消耗能量；伺服电动缸具有工作行程与工作速度精确可控、可靠性高、不会产生漏油、系统安装方便的优点。避免了原有技术噪音大、渗漏点多，传动效率低，维护成本高的问题。

Description

基于伺服电动缸的装载机工作系统

技术领域

本实用新型涉及铲运工程机械车辆技术领域，具体是一种基于伺服电动缸的装载机工作系统。

背景技术

装载机用于土壤、砂石、煤炭等等散装物料的装卸、推运以及施工等等作业，其广泛应用于各类施工场所。当前装载机的工作系统主要由液压泵、液压阀组、液压油及相关管路等组成，通过机械能和液压能的相互转变驱动液压油缸做伸缩运动，满足动臂的举升、下降，铲斗的翻转。

但现有液压系统的液压管路连接复杂且易产生漏油以及系统安装不方便；同时液压传动效率低，造成能源的浪费；同时液压系统带来装载机整体的效率下降、整机振动大，控制精度不高，可靠性降低、能耗增加，制造成本高。

同时目前技术领域中，亦有通过角度传感器及控制模块等实现电比例控制，但其结构复杂，且程序繁琐，再加上液压系统本身的特点，并不能实现精准实时控制，且不能实现任意位置保持功能。

发明内容

本实用新型目的是提供一种基于伺服电动缸的装载机工作系统，以解决现有装载机液压驱动系统所带来的系统复杂、传动效率低、整机振动大、控制精度较低的技术问题，同时解决现有的电比例手柄控制的精准不够，难以实时控制等技术问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种基于伺服电动缸的装载机工作系统，包括装载机机体，与装载机机体铰接的一对动臂，在动臂中部与装载机机体之间铰接有动臂伺服电动缸；一对所述动臂另一端铰接有铲斗，铲斗中部铰接有摇臂；所述摇臂另一端铰接有摇臂拉杆，摇臂拉杆的中部铰接在一对所述动臂上，摇臂拉杆另一端与装载机机体之间铰接有铲斗伺服电动缸；所述装载机机体上还安装有为铲斗伺服电动缸、动臂伺服电动缸供电的电池组。

其进一步是：所述铲斗伺服电动缸包括行星滚柱丝杠和带动行星滚柱丝杠运转的伺服电机，伺服电机通过电缆接口连接所述电池组；所述伺服电机连接有控制器，控制器连接有CAN通讯接口；所述CAN通讯接口连接整车控制器CAN总线接口，整车控制器连接有电比例控制式的电控手柄。

所述动臂伺服电动缸与铲斗伺服电动缸结构相同。

所述行星滚柱丝杠上安装有位置传感器，位置传感器连接所述控制器。

所述行星滚柱丝杠中的丝杠上安装有外置限位机构。

以铲斗伺服电动缸为例，电池组通过整车控制器发送指令给伺服电机供电，电控手柄通过CAN总线和伺服电机通讯，电控手柄控制伺服电机的运转，实现行星滚柱丝杠的启动、停止、伸出、缩回，使铲斗的收斗和翻斗；同理，通过电控手柄可以实现动臂的举升和下降。

本实用新型具有的优点是：

1，整个驱动系统采用电比例控制式的电控手柄，通过CAN总线信号传输实现伺服电动缸驱动和控制，使得系统效率高，且系统在不提升时几乎不消耗能量；

2，伺服电动缸具有工作行程与工作速度精确可控、可靠性高、不会产生漏油、系统安装方便的优点，采用行星滚柱丝杠进行运动转换，具有转换效率高、使用寿命长的优点；

3，伺服电动缸能满足更大扭矩，更大推力的控制需求，运行噪音低，对环境无污染，制造成本低；伺服电动缸集成度高，方便整车安装。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍；

图1是本实用新型结构示意图；

图2是图1中铲斗伺服电动缸的结构示意图；

图3是图2中铲斗伺服电动缸与整车控制器的电路连接示意图；

图4是图2中外置限位机构处的右视图；

图中：1、铲斗；2、摇臂拉杆；3、铲斗伺服电动缸；3-1、行星滚柱丝杠；3-2、伺服电机；3-3、控制器；3-4、CAN通讯接口；3-5、位置传感器；3-6、电缆接口；3-7、外置限位机构；4、动臂；5、动臂伺服电动缸；6、装载机机体；7、电控手柄；8、整车控制器；9、电池组；10、摇臂；11、电控手柄。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

实施例一

如图1所示，一种基于伺服电动缸的装载机工作系统，包括装载机机体6，与装载机机体6铰接的一对动臂4，在动臂4中部与装载机机体6之间铰接有动臂伺服电动缸5；通过动臂伺服电动缸5的伸出和缩回，实现动臂4的举升和下落。一对动臂4另一端铰接有铲斗1，铲斗1中部铰接有摇臂10；摇臂10另一端铰接有摇臂拉杆2；动臂4中部上侧安装有座梁，摇臂拉杆2中部铰接在一对座梁上，摇臂拉杆2另一端与装载机机体6之间铰接有铲斗伺服电动缸3；通过铲斗伺服电动缸3的伸出和缩回，实现铲斗1的翻斗和收斗。装载机机体6上还安装有为铲斗伺服电动缸3、动臂伺服电动缸5供电的电池组9。

实施例二

在上述实施例一的基础上，再结合图2和图3所示：

动臂伺服电动缸5与铲斗伺服电动缸3结构相同，以铲斗伺服电动缸3为例：

铲斗伺服电动缸3包括一个行星滚柱丝杠3-1，行星滚柱丝杠3-1一侧固定连接有伺服电机3-2，通过伺服电机3-2来带动行星滚柱丝杠3-1，实现行星滚柱丝杠3-1中丝杠的直线伸出和缩回运动。伺服电机3-2通过电缆接口3-6连接电池组9，由电池组9为伺服电机3-2供电。伺服电机3-2连接有控制器3-3，控制器3-3连接有CAN通讯接口3-4，CAN通讯接口3-4连接整车控制器8CAN总线接口，整车控制器8连接有电比例控制式的电控手柄11。铲斗伺服电动缸3支持CAN通讯，可有效的应用于当前装载机工作系统中，最终通过电控手柄11、整车控制器8、控制器3-3实现控制伺服电机3-2的运转。

通以铲斗伺服电动缸3的控制为例：

当电控手柄11进行动作时，经由整车控制器8CAN总线接口与CAN通讯接口3-4电连接，整车控制器8C通过CAN总线发送指令到控制器3-3，控制器3-3控制伺服电机3-2来带动行星滚柱丝杠3-1运转，实现行星滚柱丝杠3-1中丝杠的启动，停止、伸缩。

行星滚柱丝杠3-1上安装有霍尔式位置传感器3-5，位置传感器3-5连接控制器3-3。位置传感器3-5输出信号传递至控制器3-3，控制器3-3再将CAN信号回传给整车控制器8，便于整车控制器根据实际的工况精确控制伺服电机3-2。由此，不再需要外接角度传感器，控制方便的同时，集成度也更高，简化了安装结构。行星滚柱丝杠3-1中的丝杠上安装有外置限位机构3-7，结合图4，外置限位机构3-7具体是安装在丝杠上的限位块，用于实现装载机行程精准控制和双重保护的极限控制。

Claims (5)

1.一种基于伺服电动缸的装载机工作系统，其特征在于：包括装载机机体（6），与装载机机体（6）铰接的一对动臂（4），在动臂（4）中部与装载机机体（6）之间铰接有动臂伺服电动缸（5）；一对所述动臂（4）另一端铰接有铲斗（1），铲斗（1）中部铰接有摇臂（10）；所述摇臂（10）另一端铰接有摇臂拉杆（2），摇臂拉杆（2）的中部铰接在一对所述动臂（4）上，摇臂拉杆（2）另一端与装载机机体（6）之间铰接有铲斗伺服电动缸（3）；所述装载机机体（6）上还安装有为铲斗伺服电动缸（3）、动臂伺服电动缸（5）供电的电池组（9）。

2.根据权利要求1所述的基于伺服电动缸的装载机工作系统，其特征在于：所述铲斗伺服电动缸（3）包括行星滚柱丝杠（3-1）和带动行星滚柱丝杠（3-1）运转的伺服电机（3-2），伺服电机（3-2）通过电缆接口（3-6）连接所述电池组（9）；所述伺服电机（3-2）连接有控制器（3-3），控制器（3-3）连接有CAN通讯接口（3-4）；所述CAN通讯接口（3-4）连接整车控制器（8）CAN总线接口，整车控制器（8）连接有电比例控制式的电控手柄（11）。

3.根据权利要求2所述的基于伺服电动缸的装载机工作系统，其特征在于：所述动臂伺服电动缸（5）与铲斗伺服电动缸（3）结构相同。

4.根据权利要求2所述的基于伺服电动缸的装载机工作系统，其特征在于：所述行星滚柱丝杠（3-1）上安装有位置传感器（3-5），位置传感器（3-5）连接所述控制器（3-3）。

5.根据权利要求2所述的基于伺服电动缸的装载机工作系统，其特征在于：所述行星滚柱丝杠（3-1）中的丝杠上安装有外置限位机构（3-7）。