CN215494651U - 一种操作模式切换安全控制系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种操作模式切换安全控制系统及工程机械，包括开关电源、主控制器、手动操作模块、远程遥控模块和接触器KM1；开关电源与三相电源相连；主控制器与所述开关电源相连；手动操作模块一方面与所述开关电源相连，另一方面与所述主控制器相连；远程遥控模块一方面与所述开关电源相连，另一方面与所述主控制器相连；接触器KM1的三相常开触点串接在电动机线路中，接触器KM1的线圈分别与所述手动操作模块和远程遥控模块相连，用于控制电动机运转。本实用新型实现手动操作及远程遥控安全切换，一般工况下，驾驶员可坐在驾驶室内正常操作，恶劣工况下，驾驶员可远程遥控挖掘机施工。

Description

一种操作模式切换安全控制系统及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及工程机械操作模式切换安全控制系统。

背景技术

工程机械目前被广泛应用于城市建设、土方施工、农田水利建设等场合。工程机械的工作环境常常比较恶劣、危险，驾驶员的人身安全及操作舒适性得不到保障，在特殊环境中使用遥控操作可以很大程度的改善该问题。

然而，现有技术方案驾驶员只能坐在驾驶室内进行操作或只能遥控操作，无法在同一车辆上实现操作方式的切换。

实用新型内容

根据现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种操作模式切换安全控制系统，解决了操作方式过于单一，无法适应多种工作环境的问题。

本实用新型按以下技术方案实现：

本实用新型公开了一种操作模式切换安全控制系统，包括开关电源、主控制器、手动操作模块、远程遥控模块和接触器KM1；开关电源与三相电源相连，用于将高压交流转换为低压直流；主控制器与所述开关电源相连；手动操作模块一方面与所述开关电源相连，另一方面与所述主控制器相连，驾驶员手动操作车辆上的指令输入部件，操作信号通过CAN总线传输到主控制器，主控制器对相应的比例电磁阀发出电流信号，驱动液压阀进行相应动作；远程遥控模块一方面与所述开关电源相连，另一方面与所述主控制器相连，驾驶员通过遥控器上的操作手柄对车辆进行操作，操作信号通过无线传输、CAN总线传输到主控制器，主控制器对相应的比例电磁阀发出电流信号，驱动液压阀进行相应动作；接触器KM1的三相常开触点串接在电动机线路中，接触器KM1的线圈分别与所述手动操作模块和远程遥控模块相连，用于控制电动机运转。

优选的方案：所述手动操作模块包括手动钥匙开关S1和指令输入部件；

所述手动钥匙开关S1与开关电源相连，所述接触器KM1的线圈与手动钥匙开关S1的START档相连；所述指令输入部件通过CAN总线与主控制器相连，所述多个比例电磁阀与主控制器的输出端相连。

优选的方案：所述指令输入部件包括左手柄、右手柄和脚踏阀。

优选的方案：所述远程遥控模块包括遥控器、遥控器接收器、继电器Ⅰ、继电器Ⅱ、继电器Ⅲ；所述遥控器接收器的电源端与开关电源相连，所述遥控器接收器的CAN端与主控制器的CAN端相连；所述继电器Ⅰ的线圈与主控制器的遥控上电信号端相连；所述继电器Ⅲ的线圈与主控制器的遥控打火信号端相连；所述继电器Ⅱ的线圈与主控制器的液压动作允许端相连；所述继电器Ⅰ的常开触点的一端与遥控器接收器的电源端相连；所述继电器Ⅲ的常开触点的一端与接触器KM1的线圈相连；所述继电器Ⅱ的常开触点的一端与多个比例电磁阀相连；所述继电器Ⅰ、继电器Ⅲ以及继电器Ⅱ的常开触点的另一端相连后与接触器KM1的常开触点相连。

优选的方案：所述遥控器接收器与天线相连，所述遥控器通过天线与遥控器接收器进行通讯。

作为本实用新型的优化方案：还包括安全保护模块；所述安全保护模块与远程遥控模块相连，使得在进行远程操作时无法进行手动操作。

优选的方案：所述安全保护模块包括继电器Ⅳ和报警灯；所述继电器Ⅳ的线圈与主控制器的遥控保护信号端相连，所述继电器Ⅳ的常闭触点串接在接触器KM1的线圈电路中；所述报警灯与主控制器的遥控保护信号端相连。

作为本实用新型的优化方案：所述主控制器的手动保护信号端与远程遥控模块相连，用于屏蔽遥控器信号，使得在进行手动操作时无法进行远程操作。

优选的方案：多个比例电磁阀由右行走阀、左行走阀、铲斗阀、斗杆阀、动臂阀、偏摆阀、回转阀和推土阀构成。

本实用新型还公开了一种工程机械，安装有上述的操作模式切换安全控制系统。

本实用新型有益效果：

1、驾驶员可根据实际工况选择遥控操作方式或手动操作方式，提升自身操作的便捷性；

2、换操作模式时，安全防护机制能够避免误操作等危险，提高安全性。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

在附图中：

图1为本实用新型的操作模式切换安全控制系统原理图；

图2为本实用新型的切换保护流程图；

图3为本实用新型的遥控器示意图。

附图标识：10-电动机，20-开关电源，30-报警灯，40-主控制器，50-遥控器接收器，60-天线，70-遥控器，80-左手柄，90-右手柄，100-脚踏阀。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种操作模式切换安全控制系统，包括开关电源20、主控制器40、手动操作模块、远程遥控模块和接触器KM1；开关电源20与三相电源相连，用于将高压交流转换为低压直流；主控制器40与开关电源20相连；手动操作模块一方面与开关电源20相连，另一方面与主控制器40相连，驾驶员手动操作车辆上的指令输入部件，操作信号通过CAN总线传输到主控制器40，主控制器40对相应的比例电磁阀发出电流信号，驱动液压阀进行相应动作；远程遥控模块一方面与开关电源20相连，另一方面与主控制器40相连，驾驶员通过遥控器70上的操作手柄对车辆进行操作，操作信号通过无线传输、CAN总线传输到主控制器40，主控制器40对相应的比例电磁阀发出电流信号，驱动液压阀进行相应动作；接触器KM1的三相常开触点串接在电动机10线路中，接触器KM1的线圈分别与手动操作模块和远程遥控模块相连，用于控制电动机10运转。

需要说明的是，开关电源是一种高频化电能转换装置，本实用新型涉及的是将高压交流转换为低压直流的装置。

以下给出上述实施例关于手动操作模块的一优选实施例：

继续参照图1所示，手动操作模块包括手动钥匙开关S1和指令输入部件；手动钥匙开关S1与开关电源20相连，接触器KM1的线圈与手动钥匙开关S1的START档相连；指令输入部件通过CAN总线与主控制器40相连，多个比例电磁阀与主控制器40的输出端相连。

优选的方案：指令输入部件包括左手柄80、右手柄90和脚踏阀100。

以下给出上述实施例关于远程遥控模块的一优选实施例：

继续参照图1所示，远程遥控模块包括遥控器70、遥控器接收器50、继电器Ⅰ、继电器Ⅱ、继电器Ⅲ；遥控器接收器50的电源端与开关电源20相连，遥控器接收器50的CAN端与主控制器40的CAN端相连；继电器Ⅰ的线圈与主控制器40的遥控上电信号端相连；继电器Ⅲ的线圈与主控制器40的遥控打火信号端相连；继电器Ⅱ的线圈与主控制器40的液压动作允许端相连；继电器Ⅰ的常开触点的一端与遥控器接收器50的电源端相连；继电器Ⅲ的常开触点的一端与接触器KM1的线圈相连；继电器Ⅱ的常开触点的一端与多个比例电磁阀相连；继电器Ⅰ、继电器Ⅲ以及继电器Ⅱ的常开触点的另一端相连后与接触器KM1的常开触点相连。

优选的方案：遥控器接收器50与天线60相连，遥控器70通过天线60与遥控器接收器50进行通讯。

如图3所示，遥控器70上设有左手柄、右手柄、左行走、右行走、启动、熄火等操作键。

作为本实用新型的优化方案：还包括安全保护模块；安全保护模块与远程遥控模块相连，使得在进行远程操作时无法进行手动操作。

优选的方案：安全保护模块包括继电器Ⅳ和报警灯30；继电器Ⅳ的线圈与主控制器40的遥控保护信号端相连，继电器Ⅳ的常闭触点串接在接触器KM1的线圈电路中；报警灯30与主控制器40的遥控保护信号端相连。

作为本实用新型的优化方案：主控制器40的手动保护信号端与远程遥控模块相连，用于屏蔽遥控器信号，使得在进行手动操作时无法进行远程操作。

优选的方案：多个比例电磁阀由右行走阀、左行走阀、铲斗阀、斗杆阀、动臂阀、偏摆阀、回转阀和推土阀构成。

继续参照图1所示，在较为恶劣的工作环境，驾驶员可选择远程遥控模式。在合适位置打开遥控器开关，遥控器信号通过天线无线传输给遥控器接收器50，遥控器接收器50通过CAN总线传输给主控制器40，主控制器40接收信号后对继电器Ⅰ发出遥控上电信号，整车二次回路上电；在遥控器70上按下启动开关，启动信号通过无线传输、CAN总线传输到主控制器40，主控制器40接收信号后对继电器Ⅲ发出遥控打火信号，接触器KM1得电自锁，电动机10启动。在遥控器70上打开液压允许开关，开关信号通过无线传输、CAN总线传输到主控制器40，主控制器40接收信号后对继电器Ⅱ发出液压动作允许信号，此时驾驶员可通过遥控器70上的操作手柄对挖掘机进行操作，操作信号通过无线传输、CAN总线传输到主控制器40，主控制器40对相应的比例电磁阀发出电流信号，驱动液压阀进行相应动作。熄火时，按下遥控器熄火开关，主控制器40停止输出上电信号，KM1断开，电动机10停止运转。

在一般工作环境中，驾驶员可选择手动操作模式。坐在驾驶室内，打开手动钥匙开关S1的ON档，整车二次回路上电；打开手动钥匙开关S1的START档，接触器KM1得电自锁，电动机10启动，此时驾驶员可通过左手柄80、右手柄90、脚踏阀100等对整车进行操作。

如图2所示，两种操作模式切换时，设有保护模块，当驾驶员坐在驾驶室内打开手动钥匙开关S1时，主控制器通过手动钥匙开关S1得到手动保护信号，屏蔽遥控器信号，此时即使打开遥控器，也无法进行远程操作；当进行远程操作时，遥控器上电后，主控制输出遥控保护信号，此时继电器Ⅳ吸合，常闭点断开，切断手动打火回路，并且报警灯常亮，作出远程操作警示。

综上，本实用新型提供一种操作模式切换安全控制系统，实现手动操作及远程遥控安全切换，一般工况下，驾驶员可坐在驾驶室内正常操作，恶劣工况下，驾驶员可远程遥控挖掘机施工，两种模式相互切换时设有保护机制。

本实用新型还公开了一种工程机械，安装有上述的操作模式切换安全控制系统。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本实用新型的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种操作模式切换安全控制系统，其特征在于，包括：

开关电源，与三相电源相连，用于将高压交流转换为低压直流；

主控制器，与所述开关电源相连；

手动操作模块，一方面与所述开关电源相连，另一方面与所述主控制器相连，驾驶员手动操作车辆上的指令输入部件，操作信号通过CAN总线传输到主控制器，主控制器对相应的比例电磁阀发出电流信号，驱动液压阀进行相应动作；

远程遥控模块，一方面与所述开关电源相连，另一方面与所述主控制器相连，驾驶员通过遥控器上的操作手柄对车辆进行操作，操作信号通过无线传输、CAN总线传输到主控制器，主控制器对相应的比例电磁阀发出电流信号，驱动液压阀进行相应动作；

接触器KM1，其三相常开触点串接在电动机线路中，其线圈分别与所述手动操作模块和远程遥控模块相连，用于控制电动机运转。

2.根据权利要求1所述的一种操作模式切换安全控制系统，其特征在于：

所述手动操作模块包括手动钥匙开关S1和指令输入部件；

所述手动钥匙开关S1与开关电源相连，所述接触器KM1的线圈与手动钥匙开关S1的START档相连；

所述指令输入部件通过CAN总线与主控制器相连，所述多个比例电磁阀与主控制器的输出端相连。

3.根据权利要求2所述的一种操作模式切换安全控制系统，其特征在于：

所述指令输入部件包括左手柄、右手柄和脚踏阀。

4.根据权利要求1所述的一种操作模式切换安全控制系统，其特征在于：

所述远程遥控模块包括遥控器、遥控器接收器、继电器Ⅰ、继电器Ⅱ、继电器Ⅲ；

所述遥控器接收器的电源端与开关电源相连，所述遥控器接收器的CAN端与主控制器的CAN端相连；

所述继电器Ⅰ的线圈与主控制器的遥控上电信号端相连；所述继电器Ⅲ的线圈与主控制器的遥控打火信号端相连；所述继电器Ⅱ的线圈与主控制器的液压动作允许端相连；

所述继电器Ⅰ的常开触点的一端与遥控器接收器的电源端相连；所述继电器Ⅲ的常开触点的一端与接触器KM1的线圈相连；所述继电器Ⅱ的常开触点的一端与多个比例电磁阀相连；

所述继电器Ⅰ、继电器Ⅲ以及继电器Ⅱ的常开触点的另一端相连后与接触器KM1的常开触点相连。

5.根据权利要求4所述的一种操作模式切换安全控制系统，其特征在于：

所述遥控器接收器与天线相连，所述遥控器通过天线与遥控器接收器进行通讯。

6.根据权利要求1所述的一种操作模式切换安全控制系统，其特征在于：

还包括安全保护模块；

所述安全保护模块与远程遥控模块相连，使得在进行远程操作时无法进行手动操作。

7.根据权利要求6所述的一种操作模式切换安全控制系统，其特征在于：

所述安全保护模块包括继电器Ⅳ和报警灯；

所述继电器Ⅳ的线圈与主控制器的遥控保护信号端相连，所述继电器Ⅳ的常闭触点串接在接触器KM1的线圈电路中；

所述报警灯与主控制器的遥控保护信号端相连。

8.根据权利要求1所述的一种操作模式切换安全控制系统，其特征在于：

所述主控制器的手动保护信号端与远程遥控模块相连，用于屏蔽遥控器信号，使得在进行手动操作时无法进行远程操作。

9.根据权利要求1所述的一种操作模式切换安全控制系统，其特征在于：

多个比例电磁阀由右行走阀、左行走阀、铲斗阀、斗杆阀、动臂阀、偏摆阀、回转阀和推土阀构成。

10.一种工程机械，其特征在于：

安装有权利要求1至9任一项所述的操作模式切换安全控制系统。

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