專利名稱：履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及起重設(shè)備的控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
履帶起重機(jī)是將起重作業(yè)部分裝在履帶底盤上，行走依靠履帶裝置的流動(dòng)式起重機(jī)?？梢赃M(jìn)行物料起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)。履帶起重機(jī)具有起重能力強(qiáng)、接地比壓小、轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力大、不需支腿、帶載行駛、作業(yè)穩(wěn)定性好以及桁架組合高度可自由更換等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在電力、市政、橋梁、石油化工、水利水電等建設(shè)行業(yè)。目前，履帶起重機(jī)所使用的控制系統(tǒng)一般有兩種型式全液壓系統(tǒng)和全電動(dòng)系統(tǒng)。全液壓系統(tǒng)是由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)配套油泵驅(qū)動(dòng)各減速機(jī)、馬達(dá)工作，整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)單，不足之處是使用柴油為動(dòng)力源，這就使得使用和維護(hù)的成本很高。全電動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)使各減速機(jī)工作， 雖然不用耗費(fèi)燃油，但整機(jī)外形龐大、非常笨重，操作程序也很復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是針對(duì)以上不足之處，提供一種能夠?qū)㈦妱?dòng)系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)有效合理結(jié)合并工作可靠的起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，包括直流調(diào)速系統(tǒng)、負(fù)載調(diào)節(jié)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和顯示器，所述直流調(diào)速系統(tǒng)包括直流調(diào)速器， 所述直流調(diào)速器連接直流電動(dòng)機(jī)，所述直流電動(dòng)機(jī)連接用于為所述液壓系統(tǒng)供液壓油的油泵；所述液壓系統(tǒng)與所述履帶起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)及各油缸相連接。做為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述負(fù)載調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)所述油泵擺角的第一控制器。所述直流調(diào)速器連接電子油門踏板、所述第一控制器、以及所述直流電動(dòng)機(jī)的速度反饋裝置。所述速度反饋裝置為測(cè)速發(fā)電機(jī)。所述第一控制器與直流調(diào)速器之間通過串行通訊接口總線連接。所述液壓系統(tǒng)包括用于控制各液壓閥門的第二控制器，所述第二控制器連接力矩限制器、傳感器、操作手柄、輸入輸出模以及各液壓閥門。所述第二控制器、力矩限制器和輸入輸出模塊之間通過第一 CAN總線連接。所述第一控制器、第二控制器、顯示器和操作手柄之間通過第二 CAN總線連接。做為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述直流調(diào)速器的輸入端連接集電環(huán)的輸出端，所述集電環(huán)與用于輸送液壓油的回轉(zhuǎn)接頭相連接，所述集電環(huán)的輸入端通過電纜連接交流電源。做為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述電動(dòng)液壓系統(tǒng)還包括鑰匙控制支路，所述鑰匙控制支路包括用于給所述控制系統(tǒng)送電的一擋、用于給所述直流調(diào)速器送電的二擋以及用于啟動(dòng)所述直流調(diào)速器的三擋。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型用直流電動(dòng)機(jī)代替了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，由直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵為各運(yùn)行機(jī)構(gòu)供液壓油，將電動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)有效合理的結(jié)合在一起，大降低了使用和維修成本，更重要的是用清潔的電能代替了柴油，沒有了尾氣的排放， 具有較強(qiáng)的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。本實(shí)用新型的直流調(diào)速系統(tǒng)通過電子油門踏板和手動(dòng)油門兩種方式做為速度的給定，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并設(shè)置有巡航定速功能，可以一鍵將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持在鎖定前的速度上，減輕了操作人員的疲勞程度，同時(shí)減少了不必要的速度變化，可以節(jié)省能源。負(fù)載調(diào)節(jié)系統(tǒng)由第一控制器根據(jù)所述直流調(diào)速系統(tǒng)的信息控制所述油泵的擺角，用以使所述直流電動(dòng)機(jī)的輸出功率與所述液壓系統(tǒng)匹配，可以防止憋車。顯示器系統(tǒng)可以顯示以上各系統(tǒng)的信息，方便駕駛和維護(hù)人員監(jiān)控和查詢整車的工作和使用情況，便于提前發(fā)現(xiàn)故障隱患， 大大的提高了起重機(jī)的運(yùn)行可靠性和安全性，且使用操作簡(jiǎn)便。本實(shí)用新型中直流調(diào)速器通過集電環(huán)連接交流電源，且集電環(huán)固定在輸送液壓油的回轉(zhuǎn)接頭上，隨回轉(zhuǎn)接頭一起轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就避免了電纜及電線的纏繞，提高了安全性能。本實(shí)用新型所述系統(tǒng)的啟動(dòng)方式為鑰匙啟動(dòng)方式，分為三個(gè)擋，一擋用于給控制系統(tǒng)送電，二擋用于給直流調(diào)速器送電，三擋用于啟動(dòng)直流調(diào)速器，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)工作，這樣就避免了整車設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)引起的電流、電壓沖擊，延長(zhǎng)了設(shè)備及電源的使用壽命，同時(shí)又可使駕駛員在工作前充分了解設(shè)備狀態(tài)。綜上所述，本實(shí)用新型所述履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)的使用，可大大降低起重機(jī)的使用維護(hù)成本，減少環(huán)境污染；提高了起重機(jī)運(yùn)行的可靠性和安全性；操作簡(jiǎn)便，減輕了司機(jī)的疲勞程度，提高了工作效率。此系統(tǒng)的研發(fā)成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域的一項(xiàng)空白， 具有很高的推廣價(jià)值。

圖1是本實(shí)用新型下車部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型上車部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖中1、電纜卷筒，2、集電環(huán)，3、直流電動(dòng)機(jī)，4、聯(lián)軸器，5、油泵，6、起升機(jī)構(gòu)，7、變幅機(jī)構(gòu)，8、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，9、行走機(jī)構(gòu)，10、回轉(zhuǎn)接頭。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2和圖3共同所示，履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，包括直流調(diào)速系統(tǒng)、負(fù)載調(diào)節(jié)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和顯示器，所述直流調(diào)速系統(tǒng)包括直流調(diào)速器，所述直流調(diào)速器連接直流電動(dòng)機(jī)3，所述直流電動(dòng)機(jī)3連接用于為所述液壓系統(tǒng)供液壓油的油泵5 ；所述液壓系統(tǒng)與所述履帶起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)及各油缸相連接。所述直流調(diào)速器的輸入端連接集電環(huán)2的輸出端，所述集電環(huán)2的輸入端通過電纜連接交流電源。380V外接交流電源通過電纜接入到集電環(huán)2上，交流電源與集電環(huán)2之間的電纜纏繞在起重機(jī)下部的電纜卷筒1上，集電環(huán)2是固定在中央回轉(zhuǎn)接頭10上，隨回轉(zhuǎn)接頭10 一起回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)同步驅(qū)動(dòng)，集電環(huán)2輸出端的電纜連接位于上車的直流調(diào)速器及控制系統(tǒng)， 直流調(diào)速器連接直流電動(dòng)機(jī)3，直流電動(dòng)機(jī)3通過聯(lián)軸器4與油泵5連接在一起，啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)3隨即帶動(dòng)油泵5為各執(zhí)行機(jī)構(gòu)供液壓油，上車部分的液壓油分別驅(qū)動(dòng)起升機(jī)構(gòu)6、變幅機(jī)構(gòu)7及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8，下車部分的液壓油通過中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)9。如圖4所示，所述直流調(diào)速器連接電子油門踏板、所述第一控制器、以及所述直流電動(dòng)機(jī)3的速度反饋裝置。所述速度反饋裝置為測(cè)速發(fā)電機(jī)。所述第一控制器與直流調(diào)速器之間通過串行通訊接口總線連接。所述液壓系統(tǒng)包括用于控制各液壓閥門的第二控制器，所述第二控制器連接力矩限制器、傳感器、操作手柄、輸入輸出模以及各液壓閥門。所述第二控制器、力矩限制器和輸入輸出模塊之間通過第一 CAN (控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線連接。 所述第一控制器、第二控制器、顯示器和操作手柄之間通過第二 CAN總線連接。直流調(diào)速系統(tǒng)采用直流調(diào)速器驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)3來(lái)拖動(dòng)油泵5為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，直流電動(dòng)機(jī)5的速度通過直流調(diào)速器來(lái)控制，調(diào)速方式采用電流環(huán)和速度環(huán)的雙閉環(huán)無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，速度反饋信號(hào)由速度反饋裝置提供，本實(shí)用新型中速度反饋裝置為測(cè)速發(fā)電機(jī)，也可以通過旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的反饋；電流反饋信號(hào)為直接測(cè)得的直流電動(dòng)機(jī) 5的電樞電流。速度的給定信號(hào)主要有腳油門和手油門提供，腳油門采用發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中普遍常采用的電子油門踏板，電子油門踏板通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)化電路后將速度給定信號(hào)送給到直流調(diào)速器系，通過操作者踩踏油門來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)速度的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，同時(shí)本實(shí)用新型還增設(shè)了手油門，在起重機(jī)的控制手柄上設(shè)有速度保持、速度增加、速度減小按鈕，控制手柄接入第一控制器，第一控制器將控制手柄傳來(lái)的速度調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)換后傳輸給直流調(diào)速器，來(lái)控制直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，并可以通過速度保持實(shí)現(xiàn)巡航定速的功能，手油門操作方便，且可以減輕操作者的疲勞。通過此雙閉環(huán)系統(tǒng)可以精準(zhǔn)的控制電動(dòng)機(jī)的扭矩及轉(zhuǎn)速。負(fù)載控制系統(tǒng)也是通過第一控制器來(lái)完成的，第一控制器通過采集到的直流電動(dòng)機(jī)5的實(shí)際轉(zhuǎn)速和給定轉(zhuǎn)速的差值組成的一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)油泵擺角的大小， 防止直流電動(dòng)機(jī)5的憋車。第一控制器同時(shí)配置有串行通訊接口和CAN總線接口，串行通訊接口為RS485總線接口。直流調(diào)速器、電網(wǎng)測(cè)量?jī)x表以及第一控制器之間通過RS485總線連接，第一控制器將得到的直流電動(dòng)機(jī)5的運(yùn)行參數(shù)及電網(wǎng)的參數(shù)處理后再通過CAN總線轉(zhuǎn)發(fā)至CAN總線上的其它控制器，本實(shí)用新型中第一控制器是通過第二 CAN總線將處理后的參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給第二控制器。電網(wǎng)參數(shù)測(cè)量?jī)x表用來(lái)測(cè)量電網(wǎng)中的各類參數(shù)，例如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等，并將測(cè)得的參數(shù)通過RS485總線傳給第一控制器。第一控制器還控制油散電機(jī)的工作，根據(jù)液壓油溫度傳感器測(cè)得的液壓油的溫度來(lái)控制油散電動(dòng)機(jī)的工作。液壓控制系統(tǒng)主要由第二控制器及輸入輸出模塊、顯示器、手柄、力矩限制器等組成。第二控制器及輸入輸出模塊主要用來(lái)連接傳感器、限位開關(guān)、報(bào)警開關(guān)的輸入，同時(shí)第二控制器通過第二 CAN總線來(lái)接受手柄傳來(lái)的操作信息并結(jié)合系統(tǒng)邏輯程序來(lái)控制液壓系統(tǒng)的液壓閥門來(lái)完成系統(tǒng)的動(dòng)作。力矩限制器根據(jù)拉力及角度傳感器傳來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算得出相關(guān)的力矩信息，如當(dāng)前角度、幅度、力矩百分比等，并將計(jì)算得出的力矩信息發(fā)送給第二控制器，給起重機(jī)提供安全保護(hù)，并能切斷危險(xiǎn)方向的動(dòng)作。第二控制器、輸入輸出模塊及力矩限制器之間通過第一 CAN總線通訊。顯示器通過第二 CAN總線與第一控制器和第二控制器通訊，顯示第一控制器和第二控制器傳送過來(lái)的電網(wǎng)信息、直流電動(dòng)機(jī)5的信息、液壓系統(tǒng)信息、力矩信息。電網(wǎng)信息包括系統(tǒng)電壓、電流、功率因數(shù)等；直流電動(dòng)機(jī)5的信息包括電樞電壓、電流、轉(zhuǎn)速等；液壓系統(tǒng)信息包括液壓油溫度、壓力等；力矩信息包括載荷信息、力矩百分比等。各部分信息統(tǒng)一顯示在顯示器屏幕上，方便操作維修人員監(jiān)控和查詢。整個(gè)控制系統(tǒng)使用直流24V作為電源，直流MV電源是通過AC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊將交流電轉(zhuǎn)換得到的，此電源電壓穩(wěn)定，工作效率高。所述電動(dòng)液壓系統(tǒng)的啟動(dòng)方式采用鑰匙啟動(dòng)方式，包括用于給所述控制系統(tǒng)送電的一擋、用于給所述直流調(diào)速器送電并始能的二擋以及用于啟動(dòng)所述直流調(diào)速器的三擋。 一擋給控制系統(tǒng)送電，待顯示器啟動(dòng)后顯示的電網(wǎng)信息無(wú)誤后方可打至二擋，二擋給直流調(diào)速器送電并始能直流調(diào)速器，待顯示器上返回正常的直流調(diào)速器信息后方可打至三擋啟動(dòng)直流調(diào)速器，三擋為啟動(dòng)直流調(diào)速器，直流調(diào)速器啟動(dòng)后直流電動(dòng)機(jī)3開始工作，鑰匙自動(dòng)回位至二擋。這樣即避免了整車設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)引起的電流、電壓沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備及電源的使用壽命，同時(shí)又可使操作員在工作前充分了解設(shè)備狀態(tài)。起重機(jī)駕駛室內(nèi)設(shè)置有制冷空調(diào)及制熱暖風(fēng)機(jī)，方便操作美觀大方，且電動(dòng)機(jī)不啟動(dòng)的情況下可以正常使用，大大改善駕駛室內(nèi)的工作環(huán)境。本實(shí)用新型所述履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)目前已成功應(yīng)用到了 120t履帶起重機(jī)上，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在這一技術(shù)領(lǐng)域的空白。本實(shí)用新型不局限于上述具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于包括直流調(diào)速系統(tǒng)、負(fù)載調(diào)節(jié)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和顯示器，所述直流調(diào)速系統(tǒng)包括直流調(diào)速器，所述直流調(diào)速器連接直流電動(dòng)機(jī)，所述直流電動(dòng)機(jī)連接用于為所述液壓系統(tǒng)供液壓油的油泵；所述液壓系統(tǒng)與所述履帶起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)及各油缸相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于所述負(fù)載調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)所述油泵擺角的第一控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于所述直流調(diào)速器連接電子油門踏板、手油門、所述第一控制器、以及所述直流電動(dòng)機(jī)的速度反饋裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于所述速度反饋裝置為測(cè)速發(fā)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于所述第一控制器與直流調(diào)速器之間通過串行通訊接口總線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于所述液壓系統(tǒng)包括用于控制各液壓閥門的第二控制器，所述第二控制器連接力矩限制器、傳感器、操作手柄、 輸入輸出模以及各液壓閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于所述第二控制器、力矩限制器和輸入輸出模塊之間通過第一 CAN總線連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于所述第一控制器、第二控制器、顯示器和操作手柄之間通過第二 CAN總線連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于所述直流調(diào)速器的輸入端連接集電環(huán)的輸出端，所述集電環(huán)與用于輸送液壓油的回轉(zhuǎn)接頭相連接，所述集電環(huán)的輸入端通過電纜連接交流電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，其特征在于所述電動(dòng)液壓系統(tǒng)還包括鑰匙控制支路，所述鑰匙控制支路包括用于給所述控制系統(tǒng)送電的一擋、用于給所述直流調(diào)速器送電的二擋以及用于啟動(dòng)所述直流調(diào)速器的三擋。
專利摘要一種履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，涉及起重設(shè)備的控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括直流調(diào)速系統(tǒng)、負(fù)載調(diào)節(jié)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和顯示器，所述直流調(diào)速系統(tǒng)包括直流調(diào)速器，所述直流調(diào)速器連接直流電動(dòng)機(jī)，所述直流電動(dòng)機(jī)連接用于為所述液壓系統(tǒng)供液壓油的油泵；所述液壓系統(tǒng)與所述履帶起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)及各油缸相連接。本實(shí)用新型所述履帶起重機(jī)電動(dòng)液壓系統(tǒng)的使用，可大大降低起重機(jī)的使用維護(hù)成本，減少環(huán)境污染；提高了起重機(jī)運(yùn)行的可靠性和安全性；操作簡(jiǎn)便，減輕了司機(jī)的疲勞程度，提高了工作效率。此系統(tǒng)的研發(fā)成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域的一項(xiàng)空白，具有很高的推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)B60L15/20GK202245777SQ201120341690
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者張仕濤, 張明昕, 張永江, 時(shí)明軍, 李洪可, 王東, 謝輝, 趙啟明 申請(qǐng)人:特雷克斯拓能(山東)重機(jī)制造有限公司