CN211395808U - 一种can总线鞍式遥控牵引车控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种CAN总线鞍式遥控牵引车控制系统,包括车载终端、遥控端,车载终端包括有两个车载控制器、继电器组、传感器组、比例阀组、油门电机,遥控端包括有遥控控制器、显示屏、遥控手柄、开关按键,车载控制器通过比例阀组连接液压泵,车载控制器通过控制油门电机来控制发动机的转速,车载控制器通过继电器组来控制启动马达和电器设备运行,启动马达连接发动机控制发动机的开启,发动机与液压泵连接,传感器组与车载控制器连接,车载控制器通过CAN总线与遥控控制器连接,本实用新型结构简单有效、智能化水平高,可精确控制挖掘机运行,降低工作成本。

Description

一种CAN总线鞍式遥控牵引车控制系统
技术领域
本实用新型涉及挖掘机无线遥控技术领域,具体的说是一种CAN总线鞍式遥控牵引车控制系统。
背景技术
挖掘机作业范围广泛,是一种重要的工程机械设备,但是在一些复杂危险场合中,如核辐射环境中,工作人员的安全无法得到保障,因此为消除操作者生命安全隐患、降低人工成本需是实现无线遥控,当前遥控挖掘机也有许多不足之处,智能化水平较低,不能高效进行控制挖掘机的运行,操作过程中消耗的成本较高。
因此,为克服上述技术的不足而设计出一款简单有效、智能化水平高,可精确控制挖掘机运行,降低工作成本的一种CAN总线鞍式遥控牵引车控制系统,正是发明人所要解决的问题。
实用新型内容
针对现有技术的不足,本实用新型的目的是提供一种CAN总线鞍式遥控牵引车控制系统,其结构简单有效、智能化水平高,可精确控制挖掘机运行,降低工作成本。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种CAN总线鞍式遥控牵引车控制系统,其包括车载终端、遥控端,所述车载终端包括有两个车载控制器、继电器组、传感器组、比例阀组、油门电机,所述遥控端包括有遥控控制器、显示屏、遥控手柄、开关按键,所述遥控控制器分别连接显示屏、遥控手柄、开关按键,所述车载控制器通过比例阀组连接液压泵,所述车载控制器通过控制油门电机来控制发动机的转速,所述车载控制器通过继电器组来控制启动马达和电器设备运行,所述启动马达连接发动机控制发动机的开启,所述发动机与液压泵连接,所述传感器组与车载控制器连接,所述继电器组包括启动继电器、熄火继电器、传感器继电器、快走继电器、喇叭继电器,所述传感器组包括水温传感器、油位传感器、油门旋钮模块、变量泵压力传感器,所述比例阀组包括冻臂伸长比例阀、动臂收缩比例阀、斗杆伸长比例阀、斗杆收缩比例阀、铲斗伸长比例阀、铲斗收缩比例阀、左回转比例阀、右回转比例阀、左前进比例阀、左后退比例阀、右前进比例阀、右后退比例阀、推土铲升比例阀、推土铲降比例阀,所述车载控制器通过CAN总线与遥控控制器连接。
进一步,所述车载控制器为两台,且两台车载控制器通过CAN总线相互通信并同时也通过CAN总线与遥控控制器连接,其中一台车载控制器连接冻臂伸长比例阀、动臂收缩比例阀、斗杆伸长比例阀、斗杆收缩比例阀、铲斗伸长比例阀、铲斗收缩比例阀、油门电机、启动继电器、熄火继电器、先导线路、传感器继电器、快走继电器、喇叭继电器、水温传感器、油位传感器、变量泵压力传感器、油门旋钮、遥控开关、水温报警器、空滤报警器,另外一台车载控制器连接左回转比例阀、右回转比例阀、左前进比例阀、左后退比例阀、右前进比例阀、右后退比例阀、推土铲升比例阀、推土铲降比例阀。
本实用新型的有益效果是:
1、本实用新型结构简单有效、智能化水平高,可精确控制挖掘机运行,降低工作成本,挖掘机以两台EPEC2024控制器作为电气系统的核心,直接驱动直线油门电机和比例阀组,实现柴油发动机工作和行走装置的有效控制,系统通过CAN总线,完成控制器和遥控装置之间遥控指令和状态参数的传递。
附图说明
图1是本实用新型整体结构框图。
图2是本实用新型车载终端电气连接图。
图3是本实用新型比例减压阀控制电路图。
图4是本实用新型熄火控制电路图。
图5是本实用新型先导控制电路图。
图6是本实用新型传感器控制电路图。
图7是本实用新型油门电机控制电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本实用新型,应理解,这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解,在阅读了本实用新型讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改,这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。
参见图1是本实用新型整体结构框图,该结构一种CAN总线鞍式遥控牵引车控制系统,其包括车载终端、遥控端,遥控接收装置即遥控端,车载终端包括有两个车载控制器、继电器组、传感器组、比例阀组、油门电机,遥控端包括有遥控控制器、显示屏、遥控手柄、开关按键,车载控制器通过比例阀组连接液压泵,车载控制器通过控制油门电机来控制发动机的转速,车载控制器通过继电器组来控制启动马达和电器设备运行,启动马达连接发动机控制发动机的开启,发动机与液压泵连接,述传感器组与车载控制器连接,继电器组包括启动继电器、熄火继电器、传感器继电器、快走继电器、喇叭继电器,传感器组包括水温传感器、油位传感器、油门旋钮模块、变量泵压力传感器,比例阀组包括冻臂伸长比例阀、动臂收缩比例阀、斗杆伸长比例阀、斗杆收缩比例阀、铲斗伸长比例阀、铲斗收缩比例阀、左回转比例阀、右回转比例阀、左前进比例阀、左后退比例阀、右前进比例阀、右后退比例阀、推土铲升比例阀、推土铲降比例阀,车载控制器通过CAN总线与遥控控制器连接。
参见图2是本实用新型车载终端电气连接图,车载控制器为两台,且两台车载控制器通过CAN总线相互通信并同时也通过CAN总线与遥控控制器连接,其中一台车载控制器连接冻臂伸长比例阀、动臂收缩比例阀、斗杆伸长比例阀、斗杆收缩比例阀、铲斗伸长比例阀、铲斗收缩比例阀、油门电机、启动继电器、熄火继电器、先导线路、传感器继电器、快走继电器、喇叭继电器、水温传感器、油位传感器、变量泵压力传感器、油门旋钮、遥控开关、水温报警器、空滤报警器,另外一台车载控制器连接左回转比例阀、右回转比例阀、左前进比例阀、左后退比例阀、右前进比例阀、右后退比例阀、推土铲升比例阀、推土铲降比例阀。
遥控端操纵控制器采集遥控手柄和各种开关量控制信号,一方面接收挖掘机控制系统的各项参数和视频数据,通过显示屏显示,为操作者提供工况数据;另一方面通过CAN总线将控制指令发送至车载终端,驱动执行机构动作,达到控制挖掘机遥控操作的目的。
EPEC2024控制器和遥控器接收端采用CAN总线协议进行通讯。当进行手动控制时,驾驶室操作起作用,遥控操作无效;当进行遥控操作时,需要工作人员按下安装在驾驶室内的手动/自动切换开关并拉起先导拉杆。这时,遥控有效,手动操作无效。在遥控状态时,EPEC2024控制器接收来自遥控器的指令信号,对柴油发动机而言,通过对启动、熄火继电器通电断电,对油门电机伸缩实现发动机的启停、转速调节;对工作和行走装置而言,控制器通过输出PWM电流信号,控制电液比例阀组动作,实现操作手柄的运动控制要求。与此同时,控制器实时采集水温、油门旋钮调节的转速、燃油液位量、变量泵压力值等传感器数据,并传输至遥控器显示屏供操作人员及时了解挖掘机工作状态信息。
EPEC2024控制器是车载PLC设备,具有52路I/O引脚,且为一针多用,可根据需求对针脚功能进行配置,其中PWM输出为24路,电流反馈接口为 4路。
挖掘机的电液比例阀组采用HCEV31系列电液比例减压阀。EPEC2024 控制器通过改变PWM信号的占空比改变比例阀驱动电流的大小,比例减压阀的输出压力也随之改变,从而改变先导油压,由先导油液控制换向阀,最后实现工作装置的控制。挖掘机的液压缸或液压马达的动作实现,如对斗杆控制,需要2个比例阀分别实现斗杆的内收和外摆。整个系统的控制对象分别为:动臂、斗杆、铲斗、回转平台、左右履带和推土铲,所以共需要增加14路电液比例减压阀。
参见图3是本实用新型比例减压阀控制电路图,每台EPEC2024只有4 路反馈电流端口。由于换向阀每次只能实现一个动作,所以每次只有一个线圈得电,即2个比例阀可以共用一个反馈电流端口。为防止线圈断电后产生感应电动势对控制器EPEC2024的PWM输出端口产生影响,在每个比例阀的线圈上并联续流二极管。
参见图4是本实用新型熄火控制电路图,将熄火继电器的搭铁端接 EPEC2024控制器的D0端,当D0端有效时,端口接地,二极管导通,熄火继电器动作,熄火电磁阀上电;当D0端无效时,输出24V,二极管截止,熄火继电器断电,发动机熄火。
参见图5是本实用新型先导控制电路图,当操作手需要遥控操作时,需先将先导开关断开后按下切换开关,EPEC2024控制器检测到高电平后,遥控模式有效在遥控端按下先导开关,D0端接地,先导继电器得电动作打开先导油路。为实现发动机不熄火,将急停开关安装在先导控制电路处。
参见图6是本实用新型传感器控制电路图,对于燃油位置传感器、水温传感器测量时,在遥控状态下,通过继电器将传感器线路接入控制器中,因为EPEC2024控制器只能测量电压值和电流值,不能测量电阻值,所以采用电阻分压方式将电阻值转化为电压值进行测量。对于发动机转速,因为EPEC2024只能识别脉冲信号的上升沿,所以采用霍尔式转速传感器直接测量柴油发动机飞轮转速;对于变量泵的压力值,直接采用压力传感器进行测量。
参见图7是本实用新型油门电机控制电路图,油门控制为油门旋钮控制,即控制器接收油门旋钮挡位信号后,控制油门电机伸缩拉动油门拉杆实现柴油发动机的全程调速。电机选用KECM-1524油门马达。当D0端无效时,即D0接地,KM1和KM2不动作,油门电机RED端接控制信号(PWM),BLUE 端接地(GND),电机收缩拉动油门拉杆向发动机转速增加的方向移动;当D0 端有效时,输出24V高电平,油门电机BLUE端接控制信号(PWM),RED端接地(GND),电机延伸拉动油门拉杆向发动机转速降低的方向移动。
遥控装置系统可以实现1000m以内的视距遥控在遥控端,在发送控制指令的同时操作手可通过显示屏查看挖掘机状态信息;在接收端通过CAN 总线与EPEC2024控制器实现数据交换。使用CAN总线技术,可实现数据集中化处理,从而减少线束数量,缩小了布线空间,大大提高了系统的可靠性和可扩展性。

Claims (2)

1.一种CAN总线鞍式遥控牵引车控制系统,其特征在于:其包括车载终端、遥控端,所述车载终端包括有两个车载控制器、继电器组、传感器组、比例阀组、油门电机,所述遥控端包括有遥控控制器、显示屏、遥控手柄、开关按键,所述遥控控制器分别连接显示屏、遥控手柄、开关按键,所述车载控制器通过比例阀组连接液压泵,所述车载控制器通过控制油门电机来控制发动机的转速,所述车载控制器通过继电器组来控制启动马达和电器设备运行,所述启动马达连接发动机控制发动机的开启,所述发动机与液压泵连接,所述传感器组与车载控制器连接,所述继电器组包括启动继电器、熄火继电器、传感器继电器、快走继电器、喇叭继电器,所述传感器组包括水温传感器、油位传感器、油门旋钮模块、变量泵压力传感器,所述比例阀组包括冻臂伸长比例阀、动臂收缩比例阀、斗杆伸长比例阀、斗杆收缩比例阀、铲斗伸长比例阀、铲斗收缩比例阀、左回转比例阀、右回转比例阀、左前进比例阀、左后退比例阀、右前进比例阀、右后退比例阀、推土铲升比例阀、推土铲降比例阀,所述车载控制器通过CAN总线与遥控控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种CAN总线鞍式遥控牵引车控制系统,其特征在于:所述车载控制器为两台,且两台车载控制器通过CAN总线相互通信并同时也通过CAN总线与遥控控制器连接,其中一台车载控制器连接冻臂伸长比例阀、动臂收缩比例阀、斗杆伸长比例阀、斗杆收缩比例阀、铲斗伸长比例阀、铲斗收缩比例阀、油门电机、启动继电器、熄火继电器、先导线路、传感器继电器、快走继电器、喇叭继电器、水温传感器、油位传感器、变量泵压力传感器、油门旋钮、遥控开关、水温报警器、空滤报警器,另外一台车载控制器连接左回转比例阀、右回转比例阀、左前进比例阀、左后退比例阀、右前进比例阀、右后退比例阀、推土铲升比例阀、推土铲降比例阀。
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