CN211395808U

CN211395808U - 一种can总线鞍式遥控牵引车控制系统

Info

Publication number: CN211395808U
Application number: CN201922303856.7U
Authority: CN
Inventors: 糜志标
Original assignee: LINYI KERUI ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: LINYI KERUI ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-09-01
Anticipated expiration: 2029-12-10

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

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。