CN104129332A - 一种举升控制结构及矿用自卸车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种举升控制结构及矿用自卸车，属于机械制造领域，包括依次相连的输入单元、运算和逻辑判断单元、输出单元和执行单元。输入单元包括若干的按钮开关，运算和逻辑判断单元包括控制器1，输出单元包括若干的比例电磁阀，执行单元包括举升缸2。若干的按钮开关中包括举升开关3和下降开关4，若干的比例电磁阀中包括分别通过控制器1与举升开关3、下降开关4相连的举升比例阀5和下降比例阀6。本发明的技术方案通过简单且低成本的按钮开关替代操作手柄，并结合比例电磁阀控制举升缸的动作，在提升智能化的同时能够有效的降低成本。

Description

一种举升控制结构及矿用自卸车

技术领域

本发明属于机械设备控制领域，涉及一种举升控制，尤其涉及一种举升控制结构及矿用自卸车。

背景技术

矿用自卸车的一个主要功能就是运输物料(如煤、土、石头等)，随着技术的不断发展，越来越多的用户更加关心它的智能化、成本、可靠性以及安全性。

现有的矿用自卸车传统的举升控制方法是通过昂贵且结构复杂的操作手柄作为控制输入设备，通过控制器控制普通的电磁阀，实现单纯的举升、下降、浮动和保持的功能；或者会增加限位开关来指示车厢是否举升或下降到位。这种控制方式属于全手动控制方式，它不能有效的防止或降低车厢与车架的碰撞，也无法实时反馈车厢和操作手柄的状态，不能满足日益发展的智能化需求。

现有技术中有的矿用自卸车的举升控制装置，采用手柄来实现车厢的动作，这就需要尽可能的提高手柄模拟信号输出的精度以及通过复杂的机械结构防止误操作，因而牺牲了成本来以提高操作性能。同时也无操作反馈，仅仅采用简单的限位开关来检测车厢位置，限制车厢动作。

发明内容

有鉴于此，本发明通过简单且低成本的按钮开关替代操作手柄，并结合比例电磁阀控制举升缸的动作，在提升智能化的同时能够有效的降低成本。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一方面，提供一种举升控制结构，适用于矿用自卸车，包括依次相连的输入单元、运算和逻辑判断单元、输出单元和执行单元，所述输入单元包括若干的按钮开关，所述运算和逻辑判断单元包括控制器，所述输出单元包括若干的比例电磁阀，所述执行单元包括举升缸，所述若干的按钮开关中包括举升开关和下降开关，所述若干的比例电磁阀中包括分别通过控制器与举升开关和下降开关相连的举升比例阀和下降比例阀。

优选的，所述若干的按钮开关中还包括浮动开关，所述输出单元中还包括通过控制器与所述浮动开关相连的普通电磁阀。

优选的，所述若干的按钮开关中还设有LED指示灯，所述LED指示灯与所述控制器的接口电路相连，当所述按钮开关没有动作时，所述LED指示灯发出弱光；当所述按钮开关动作时，所述LED指示灯发出强光。

优选的，还包括角度传感器，所述角度传感器设于所述矿用自卸车上，所述角度传感器与所述控制器相连。

优选的，所述矿用自卸车上设有相连的车厢和车架，所述角度传感器设于所述车厢和车架之间，所述角度传感器测量所述车厢相对于所述车架的位置信息，并将所述信息传递至所述控制器。

优选的，所述车厢的行程区域包括手动操作区域和自动缓冲区域，当所述车厢处于所述自动缓冲区域时，所述控制器控制所述举升缸进行缓冲动作。

优选的，所述自动缓冲区域包括举升缓冲区域和下降缓冲区域。

另一方面，提供一种矿用自卸车，包括如上述的举升控制结构。

相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：

1)机构简单的按钮开关替代原结构复杂的操作手柄，抗干扰性强、成本低、易维护且可靠性高；

2)按钮开关的LED指示灯与控制器接口电路有效的融合，实现可视化的反馈效果；

3)全自动举升及下降缓冲功能，避免车厢与车架的硬性碰撞，提高车厢、车架和举升缸等零部件的寿命，同时极大的提高了操作舒适性；

4)半自动的车厢举升及下降功能，使得整个车厢操作更智能化和人性化。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的LED指示灯的电路结构示意图；

图3是本发明实施例的车厢的行程示意图。

其中，1为控制器、2为举升缸、3为举升开关、4为下降开关、5为举升比例阀、6为下降比例阀、7为浮动开关、8为浮动电磁阀、9为角度传感器、10为LED指示灯、11为接口电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。

如图1中所示的本发明的实施例的一种举升控制结构，适用于矿用自卸车。包括依次相连的输入单元、运算和逻辑判断单元、输出单元和执行单元。输入单元包括若干的按钮开关，运算和逻辑判断单元包括控制器1，输出单元包括若干的比例电磁阀，执行单元包括举升缸2。

若干的按钮开关中包括举升开关3和下降开关4，若干的比例电磁阀中包括分别通过控制器1与举升开关3、下降开关4相连的举升比例阀5和下降比例阀6。

本发明的实施例通过简单且低成本的按钮开关替代操作手柄，并结合比例电磁阀控制举升缸的动作，在提升智能化的同时能够有效的降低成本。

如图1中所示，在本发明的实施例中，优选若干的按钮开关中还包括浮动开关7，输出单元中还包括通过控制器1与浮动开关7相连的普通电磁阀，优先为浮动电磁阀8。

并优选还包括角度传感器9。矿用自卸车上设有相连的车厢和车架，角度传感器9设于车厢和车架之间，角度传感器9测量车厢相对于车架的位置信息，并将信息传递至控制器1。

如图2中所示，在本发明的实施例中，优选若干的按钮开关中还设有LED指示灯10，LED指示灯10与控制器的接口电路相连。当按钮开关没有动作时，LED指示灯10发出弱光；当按钮开关动作时，LED指示灯10发出强光。

另如图1和图2中所示，在本发明的实施例中，在举升开关K1、浮动开关K2和下降开关K3中，一方面，各按钮开关一端接地，另一端连接控制器1的DI接口，低电平有效；另一方面，开关的LED指示灯10与控制器接口电路组成灯光反馈***。当开关没有动作时，LED指示灯10与R3形成主回路，LED指示灯10发出弱光。当开关动作时，LED指示灯10通过开关触点与低电平形成主回路，LED指示灯10发出强光。

如图1中所示，在本发明的实施例中，本发明实施例的YV1和YV3采用的是比例电磁阀，接收控制器1发送的PWM脉冲调制信号控制阀的开度。YV1和YV3阀的开度范围均为0％～100％。YV1和YV3分别与举升缸2的液压回路连接。控制器1通过改变相应PWM信号值来实现调节举升及下降的速度，达到控制举升缸2举升和下降的动作。

另如图1中所示，在本发明的实施例中，本发明实施例的YV2采用的是普通电磁阀，控制举升缸2的另一条回油管路，动作时举升缸2里的油直接回油箱(不经过举升下降阀)，从而实现车厢的浮动动作。

本发明实施例的举升缸为矿用自卸车车厢举升、下降等动作的执行部件，与各种泵、阀和管路构成液压***，具有举升、下降、浮动和保持的动作。

此外，如图1中所示，在本发明的实施例中，本发明实施例的角度传感器9安装在车厢与车架连接轴附近，用于测量车厢相对车架的位置。输出信号为4～20mA，直接与控制器1相连，测量范围、零点和满量程值均可以通过控制器1程序进行标定和校正。

本发明实施例的控制器选用三一智能SYMC控制器，单程序运行周期可以达到2ms，支持浮点数运算和CAN通讯等功能，有效的提高了闭环控制运算的速度和精度。

如图1中所示，在本发明的实施例中，本发明实施例中由按钮开关、控制器1、电磁阀、举升缸2和角度传感器9共同组成一个闭环的控制***。举升开关3、浮动开关7和下降开关4为输入单元，SYMC控制器1为运算和逻辑判断单元，举升比例阀5、浮动电磁阀8、下降比例阀6为输出单元，举升缸2为执行单元。

如图2中所示，在本发明的实施例中，本发明实施例的车厢举升自动缓冲及下降自动缓冲和半自动的车厢举升及下降的控制，θ1为车厢的整个行程区域，θ2为车厢下降自动缓冲区域，θ3为车厢举升自动缓冲区域，其余的区域为手动操作区域。

在手动操作区域，控制结构将不参与举升或下降速度控制，由用户根据需要操作举升、下降或浮动的动作；当在下降自动缓冲区域和举升自动缓冲区域，***检测K1、K2、K3三个按钮的状态、YV1、YV3阀当前的开度、S1角度传感器反馈的车厢位置，并对这些数据进行计算和逻辑判断，输出PWM信号驱动举升比例阀和下降比例阀，调节它们的开度，进而调节举升缸的速度，实现自动缓冲的目的。

此外，在本发明的实施例中，本发明实施例的闭环控制***同时也实现了半自动车厢举升和下降的功能，当点动(触发时间<T，T可以根据用户需求自行设置)时，车厢按照按钮开关状态执行手动操作；当举升按钮开关或下降按钮开关长按(触发时间>＝T，T可以根据用户需求自行设置)时，车厢将自动举升至最高位或下降至最低位，到达最高位或最低位后，控制器对角度传感器的值进行判断后停止PWM信号输出，动作完成，在该半自动操作过程中，控制结构仍将自动实现车厢举升或下降的缓冲功能。

本发明的实施例中还包括一种矿用自卸车，设有如上述的举升控制结构。由于上述举升控制结构具有上述技术效果，因此，设有该举升控制结构的矿用自卸车也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种举升控制结构，适用于矿用自卸车，其特征在于，包括依次相连的输入单元、运算和逻辑判断单元、输出单元和执行单元，所述输入单元包括若干的按钮开关，所述运算和逻辑判断单元包括控制器(1)，所述输出单元包括若干的比例电磁阀，所述执行单元包括举升缸(2)，所述若干的按钮开关中包括举升开关(3)和下降开关(4)，所述若干的比例电磁阀中包括分别通过控制器(1)与举升开关(3)和下降开关(4)相连的举升比例阀(5)和下降比例阀(6)。

2.如权利要求1所述的举升控制结构，其特征在于，所述若干的按钮开关中还包括浮动开关(7)，所述输出单元中还包括通过控制器(1)与所述浮动开关(7)相连的普通电磁阀。

3.如权利要求2所述的举升控制结构，其特征在于，所述若干的按钮开关中还设有LED指示灯(10)，所述LED指示灯(10)与所述控制器(1)的接口电路(11)相连，当所述按钮开关没有动作时，所述LED指示灯(10)发出弱光；当所述按钮开关动作时，所述LED指示灯(10)发出强光。

4.如权利要求3所述的举升控制结构，其特征在于，还包括角度传感器(9)，所述角度传感器(9)设于所述矿用自卸车上，所述角度传感器(9)与所述控制器(1)相连。

5.如权利要求4所述的举升控制结构，其特征在于，所述矿用自卸车上设有相连的车厢和车架，所述角度传感器(9)设于所述车厢和车架之间，所述角度传感器(9)测量所述车厢相对于所述车架的位置信息，并将所述信息传递至所述控制器(1)。

6.如权利要求5所述的举升控制结构，其特征在于，所述车厢的行程区域包括手动操作区域和自动缓冲区域，当所述车厢处于所述自动缓冲区域时，所述控制器(1)控制所述举升缸(2)进行缓冲动作。

7.如权利要求6所述的举升控制结构，其特征在于，所述自动缓冲区域包括举升缓冲区域和下降缓冲区域。

8.一种矿用自卸车，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的举升控制结构。