[發明專利]一種礦用自卸車和液壓驅動裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201410071957.5
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103867505A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 易小剛;韓曉東
• 申請（專利權）人: 三一重工股份有限公司
• 主分類號: F15B11/028
• 分類號: F15B11/028;F15B11/22;F15B13/06;F15B15/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及工程機械領域，特別涉及一種礦用自卸車和液壓驅動裝置及控制方法。

背景技術

非公路礦用自卸車是在露天礦山為完成巖石土方剝離與礦石運輸任務而使用的一種重型自卸車，其工作特點為運程短、承載重。因其外形超寬，總質量超量，不允許在公路上行駛。非公路礦用自卸車從驅動方式上可分為機械傳動和電傳動。近年來，由于電傳動非公路礦用自卸車具有底盤結構簡單、操作輕便靈活、可靠性高、運行經濟性好，因而在大型露天礦山開采運輸中得到廣泛應用。電傳動又分為直流驅動和交流驅動。由于直流驅動系統的維護費用相對較高，且由于電機裝在車輪中心，空間有限，絕緣材料和鐵磁材料性能遠遠趕不上噸位增長的要求，直流驅動系統已經影響了車輛大型化的發展。因此，隨著車輛大型化的要求，交流驅動系統已成為大噸位車輛發展的必然選擇。

交流驅動系統由柴油機驅動交流發電機發電，發出的三相交流電經整流器整成直流，然后逆變器根據需要，將直流逆變成合適頻率與電壓的交流輸入交流電動機，交流電動機經過齒輪傳動驅動車輪實現礦用自卸車的行走。由于交流驅動系統采用交流異步電機，電機的維護量大大降低，且交流傳動無需機械傳動扭矩，也不需要定期拆裝電機更換電刷和換向器，運行成本也大大降低。

但由于作為礦用自卸車核心部件的交流傳動電控系統，國內無法配套，長期依賴進口。且造價占整車比例大，導致國產礦用自卸車的成本很難降下來。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種礦用自卸車和液壓驅動裝置及控制方法，以解決礦用自卸車的低速大扭矩驅動裝置和多個液壓油缸協同控制問題。

一方面，本發明提供了一種液壓驅動裝置，包括機殼和曲軸，還包括至少兩個液壓油缸和至少兩個檢測裝置及控制器，各液壓油缸分別與曲軸的各曲柄鉸接，每個檢測裝置用于獲取每個液壓油缸換向位置信號，控制器獲取各個檢測裝置信號，控制各液壓油缸協同工作。

進一步地，每個檢測裝置包括上止點傳感器和下止點傳感器，上止點傳感器和下止點傳感器分別用于檢測每個曲柄上止點和下止點位置。

進一步地，還包括偏轉裝置，上止點傳感器和下止點傳感器安裝在偏轉裝置上。

進一步地，每個檢測裝置包括壓差傳感器，壓差傳感器安裝在每個液壓油缸上。

進一步地，每個檢測裝置包括角度傳感器，每個角度傳感器用于檢測每個液壓油缸擺動角度。

進一步地，還包括第一控制閥和第二控制閥及差動閥，差動閥的進油口與液壓油缸無桿腔相通，差動閥的出油口與液壓油缸有桿腔相通，第一控制閥的一進出油口與液壓油缸無桿腔相連通，第二控制閥的一進出油口與液壓油缸有桿腔相連通。

本發明提供的液壓驅動裝置，采用多個液壓油缸驅動曲軸旋轉，多個液壓油缸與多個曲柄鉸接，解決了礦用自卸車低轉速大扭矩的需要。為了實現多個液壓油缸協同控制，第一種方案：采用上止點傳感器和下止點傳感器檢測曲柄上止點和下止點位置，上止點傳感器和下止點傳感器可以采用接近開關或者其它類型的傳感器。控制器獲取上止點傳感器和下止點傳感器信號，控制第一控制閥和第二控制閥及差動閥動作。實現液壓油缸換向動作以及調節曲軸轉速和扭矩大小。結構巧妙，性能穩定可靠，可以實現多個檔位選擇控制。為實現液壓油缸換向的準確性，因為控制系統的信號從輸入到輸出響應過程中存在滯后，會造成液壓油缸換向滯后。因此還設置了偏轉裝置，上止點傳感器和下止點傳感器安裝在偏轉裝置上。當控制器接收到曲軸正反轉輸入信號后，即向偏轉裝置輸出控制信號，使偏轉裝置向相反方向偏轉一定角度。從而可以提前獲取曲柄到達上止點或下止點信號，彌補控制系統的信號從輸入到輸出響應過程中存在滯后問題。

第二種方案：在液壓油缸上安裝壓差傳感器檢測液壓油缸換向位置。控制器獲取壓差傳感器信號，控制第一控制閥和第二控制閥及差動閥動作。實現液壓油缸換向動作以及調節曲軸轉速和扭矩大小。結構巧妙，性能穩定可靠，可以實現多個檔位選擇控制。壓差傳感器位于換向位置之前。彌補控制系統的信號從輸入到輸出響應過程中存在滯后問題。

第三種方案，采用角度傳感器，獲取液壓油缸擺動角度，從而獲取液壓油缸換向位置。控制器獲取角度傳感器信號，控制第一控制閥和第二控制閥及差動閥動作。實現液壓油缸換向動作以及調節曲軸轉速和扭矩大小。結構巧妙，性能穩定可靠，可以實現多個檔位選擇控制。

另外還提供了一種礦用自卸車，包括上述的液壓驅動裝置。