一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，包括混凝土攪拌輸送車其特征在于:混凝土攪拌輸送車上還設(shè)置有電子恒速控制閥和與電子恒速控制閥相連接的旁通閥，旁通閥前端與油泵相連接，旁通閥后端與馬達(dá)相連接，電子恒速控制閥、油泵、旁通閥和馬達(dá)通過電控系統(tǒng)控制。本實(shí)用新型基于DSP的電控系統(tǒng)對混凝土攪拌輸送車進(jìn)行電子恒速控制，以DSP強(qiáng)大的運(yùn)算能力，極高的處理速度，在數(shù)控系統(tǒng)中獲得成功的運(yùn)用。此混凝土攪拌輸送車恒速控制器結(jié)構(gòu)簡單，控制策略易于實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)靈活性、擴(kuò)展性與穩(wěn)定性好，簡單、實(shí)用，高效，并利于最終實(shí)現(xiàn)混凝土攪拌運(yùn)輸車整車的數(shù)字化、智能化，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于建筑設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝 置。 一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 商品混凝土的推廣應(yīng)用己成為混凝土施工技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，在中國的許多大 中城市都已建立了一些商品混凝土攪拌站生產(chǎn)企業(yè)。混凝土攪拌輸送車成為必不可少的專 用設(shè)備。隨著運(yùn)輸車的產(chǎn)量增長，如何保證運(yùn)輸混凝土的品質(zhì)相應(yīng)成為運(yùn)輸設(shè)計(jì)的主要考 慮因素。對于攪拌運(yùn)輸車，只有在超大容量時(shí)才選用專用、發(fā)動機(jī)取力，絕大部分均是與底 盤共用動力，因此在混凝土運(yùn)輸過程中，出現(xiàn)因道路情況變化而使汽車速度頻繁變化，而導(dǎo) 致攪拌筒的攪動速度忽高忽低，筒內(nèi)混凝土流動不均勻，破壞商品混凝土品質(zhì)。根據(jù)《混凝 土攪拌運(yùn)輸車技術(shù)條件》（QC/T667-2000)，攪拌筒低速恒定攪動應(yīng)成為運(yùn)輸車設(shè)計(jì)中的必 要功能要求。
[0003] 混凝土攪拌輸送車傳動設(shè)計(jì)幾成定式，都是通過取力器直接從汽車發(fā)動機(jī)獲取功 力，用變量柱塞泵和定量馬達(dá)組成閉式液壓回路，借助與攪拌筒接合的減速機(jī)，帶動攪拌筒 轉(zhuǎn)動。攪拌筒轉(zhuǎn)速改變是通過調(diào)節(jié)泵排量來實(shí)現(xiàn)的
[0004] 因此，實(shí)現(xiàn)混凝土攪拌運(yùn)輸車的恒速傳動控制，大致有3種形式。
[0005] (1)配備單獨(dú)驅(qū)動攪拌筒的發(fā)動機(jī)，通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)功率輸出來滿足不同工況下 攪拌筒的轉(zhuǎn)速要求。
[0006] (2)液壓恒速閥控制方式，通過附加在液壓變量柱塞泵的恒速閥來控制泵的斜盤 傾角，使之流量始終保持與按各工況轉(zhuǎn)速要求所預(yù)定的流量值相一致。
[0007] (3)采用電子恒速控制方式，通過控制電液比例閥電流來控制液壓泵的流量，使之 始終保持與按各工況轉(zhuǎn)速要求所預(yù)定的流量相一致。
[0008] 對于單獨(dú)配置發(fā)動機(jī)驅(qū)力攪拌筒的方式，人們普遍認(rèn)為是一種有效但昂貴不實(shí)用 的選擇，且整車經(jīng)濟(jì)性不高。而液壓恒速閥控制較電子恒速早好些，也比較便宜，實(shí)現(xiàn)整車 的數(shù)字化控制較之電子恒速控制差了許多。但當(dāng)處于攪動、攪拌和進(jìn)料工況時(shí)，液流經(jīng)控制 節(jié)流口，順序閥的功率損失較大。且其實(shí)現(xiàn)整車的數(shù)字化控制較之電子恒速控制差了許多， 恒速控制的電子化己是液壓控制手段的未來發(fā)展趨勢。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0009] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種混凝 土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置。本實(shí)用新型的混凝土攪拌輸送車恒速控制器結(jié)構(gòu)簡單， 控制策略易于實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)靈活性、擴(kuò)展性與穩(wěn)定性好，簡單、實(shí)用，高效，并利于最終實(shí)現(xiàn)混 凝土攪拌運(yùn)輸車整車的數(shù)字化、智能化，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種混凝土攪拌輸送車恒 速傳動控制裝置，包括混凝土攪拌輸送車其特征在于：所述混凝土攪拌輸送車上還設(shè)置 有電子恒速控制閥和與電子恒速控制閥相連接的旁通閥，所述旁通閥前端與油泵相連接， 所述旁通閥后端與馬達(dá)相連接，所述電子恒速控制閥、油泵、旁通閥和馬達(dá)通過電控系統(tǒng)控 制。
[0011] 上述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所述電控系統(tǒng)包括 微處理器和與所述微處理器輸入端相連接的轉(zhuǎn)速設(shè)定電位器、系統(tǒng)自檢模塊、自鎖開關(guān)、緊 急制動開關(guān)、轉(zhuǎn)速反饋開關(guān)，和與微處理器輸出端相連接的泵正轉(zhuǎn)電磁鐵、泵反轉(zhuǎn)電磁鐵、 CAN通信模塊、液晶顯示模塊。
[0012] 上述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所述微處理器為TI 公司的TMS3202LF2407A芯片。
[0013] 上述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所述轉(zhuǎn)速反饋開關(guān) 采用霍爾傳感器控制。
[0014] 上述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所述泵正轉(zhuǎn)電磁鐵 和泵反轉(zhuǎn)電磁鐵采用PWM方式控制。
[0015] 上述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所述泵正轉(zhuǎn)電磁鐵 和泵反轉(zhuǎn)電磁鐵米用MC1413功率放大芯片驅(qū)動，并米用光電稱合器4N25進(jìn)行光電隔離。
[0016] 上述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所述液晶顯示模塊 選用T0PWAY公司的LM3033型128x64液晶顯示器。
[0017] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] 本實(shí)用新型采用基于DSP的電控系統(tǒng)對混凝土攪拌輸送車進(jìn)行電子恒速控制，以 DSP強(qiáng)大的運(yùn)算能力，極高的處理速度，在數(shù)控系統(tǒng)中獲得成功的運(yùn)用。其運(yùn)用己成為開發(fā) 熱點(diǎn)，必將推動控制器的發(fā)展。此混凝土攪拌輸送車恒速控制器結(jié)構(gòu)簡單，控制策略易于實(shí) 現(xiàn)，系統(tǒng)靈活性、擴(kuò)展性與穩(wěn)定性好，簡單、實(shí)用，高效，并利于最終實(shí)現(xiàn)混凝土攪拌運(yùn)輸車 整車的數(shù)字化、智能化，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0019] 下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型的恒速傳動控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為傳統(tǒng)的基本傳動控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3為本實(shí)用新型的霍爾傳感器檢測示意圖；
[0023] 圖4為本實(shí)用新型的變量泵擇量調(diào)節(jié)曲線；
[0024] 圖5為本實(shí)用新型的CAN總線示意圖；
[0025] 圖6為本實(shí)用新型的恒速傳動控制裝置電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0026] 圖7為本實(shí)用新型的攪拌筒工作情況載荷圖。
[0027] 附圖標(biāo)記說明：
[0028] 1-電子恒速控制閥；2-油泵；3-旁通閥；4-馬達(dá)。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 如圖1和圖2所示，一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，包括混凝土攪拌輸 送車其特征在于：所述混凝土攪拌輸送車上還設(shè)置有電子恒速控制閥1和與電子恒速控制 閥1相連接的旁通閥3,所述旁通閥3前端與油泵2相連接，所述旁通閥3后端與馬達(dá)4相 連接，所述電子恒速控制閥1、油泵2、旁通閥3和馬達(dá)4通過電控系統(tǒng)控制。
[0030] 如圖6所示，本實(shí)施例中，所述電控系統(tǒng)包括微處理器和與所述微處理器輸入端 相連接的轉(zhuǎn)速設(shè)定電位器、系統(tǒng)自檢模塊、自鎖開關(guān)、緊急制動開關(guān)、轉(zhuǎn)速反饋開關(guān)，和與微 處理器輸出端相連接的泵正轉(zhuǎn)電磁鐵、泵反轉(zhuǎn)電磁鐵、CAN通信模塊、液晶顯示模塊。
[0031] 由于混凝土攪拌輸送車在行駛過程中的振動容易使電位器的阻值發(fā)生改變，所以 本系統(tǒng)加了此自鎖開關(guān)，只有在其閉合時(shí)，轉(zhuǎn)速設(shè)定電位器才起作用。當(dāng)轉(zhuǎn)速設(shè)定完畢后， 此鍵自動斷開。在遇緊急情況時(shí)，用緊急制動開關(guān)可以將攪拌筒急停，防止事故發(fā)生，增大 安全系數(shù)。
[0032] 轉(zhuǎn)速設(shè)定電位器輸入拌筒轉(zhuǎn)速設(shè)定電位器中位為拌筒轉(zhuǎn)動停止，左、右分別為拌 筒正、反轉(zhuǎn)。
[0033] 系統(tǒng)通過自檢模塊對一些狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行檢測，如傳感器電壓、電磁閥電流等，顯示 錯(cuò)誤并報(bào)警，防止出現(xiàn)意外事故發(fā)生，同時(shí)對拌筒內(nèi)混凝土參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測、采集處理并顯 示，實(shí)現(xiàn)整車控制的智能化。
[0034] 本實(shí)施例中，所述微處理器為TI公司的TMS3202LF2407A芯片。TI公司的 TMS3202LF2407A芯片是針對電機(jī)數(shù)字化控制而推出的一種低成本、低功耗、高性能數(shù)字信 號處理器，具有處理性能好、運(yùn)算速度快、外設(shè)集成度高，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。將其作為 混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制器的核心CPU不僅保證了攪拌筒轉(zhuǎn)速恒定性，增強(qiáng)了系統(tǒng) 的適用性，還為實(shí)現(xiàn)混凝土攪拌輸送車操作控制數(shù)字化提供了基礎(chǔ)。其中TMS320LF2407A 的主要性能如下：
[0035] (1)采用C M0S技術(shù)，供電電壓3. 3V ;
[0036] ⑵30MIPS的執(zhí)行速度，使得指令周期縮短到33ns (30MHZ)，提高控制器的實(shí)時(shí)控 制能力；
[0037] (3)片內(nèi)高達(dá)32K字的FLASH程序存儲器，高達(dá)1.5K字的數(shù)據(jù)耀RAM，55字的雙口 RAM(DRAM)和 2K 字的單口 RAM(SARAM);
[0038] (4) 2個(gè)事件管理器EVA和EVB, 8個(gè)16位PWM通道；
[0039] (5)可擴(kuò)展外部存儲器共192K字；
[0040] (6) 10位A/D轉(zhuǎn)換器最小轉(zhuǎn)換時(shí)間為500n s，共16通道；
[0041] (7)豐富集成外設(shè)，如 CAN2. 0Β，SCI, CPI ;
[0042] (8)高達(dá)40個(gè)可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用輸入/輸出引腳。
[0043] 如圖3所示，本實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)速反饋開關(guān)采用霍爾傳感器控制。
[0044] 如圖4所示，為電流大小與泵排量關(guān)系。本實(shí)施例中，所述泵正轉(zhuǎn)電磁鐵和泵反轉(zhuǎn) 電磁鐵采用PWM方式控制。通過調(diào)節(jié)PWM占空比來改變輸出到電磁閥上電流大小來改變閥 口的開度，即改變泵排量的大小。
[0045] 本實(shí)施例中，所述泵正轉(zhuǎn)電磁鐵和泵反轉(zhuǎn)電磁鐵采用MC1413功率放大芯片驅(qū)動， 并采用光電耦合器4Ν25進(jìn)行光電隔離。由于TMS320LF2407A的PWM信號電流只有3mA，而 電磁閥的電磁鐵需要200600mA的驅(qū)動系統(tǒng)，因此本系統(tǒng)需要采用MC1413功率放大芯片并 采用光電禍合器4N25進(jìn)行光電隔離，以防止干擾。
[0046] 本實(shí)施例中，所述液晶顯示模塊選用T0PWAY公司的LM3033型128x64液晶顯示 器。由于本系統(tǒng)要顯示故障狀態(tài)、混凝土參數(shù)及其他運(yùn)行狀態(tài)等，則選用TOPWAY公司的 LM3033型128x64液晶顯示器。其最大的特點(diǎn)就是低功耗，3V供電與DSP(3. 3V)正好匹配， 省去了 5V供電液晶顯示器與DSP的中間電平匹配轉(zhuǎn)換電路。
[0047] 如圖5所示，為了便于混凝土攪拌輸送車停車接料及卸料的方便、安全性，同時(shí)使 混凝土攪拌輸送車的集中調(diào)度，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化施工的高效管理，利CAN2. 0模塊，搭建了 CAN總線 結(jié)構(gòu)。左右遙控盒節(jié)點(diǎn)分布于攪拌筒后部左右兩側(cè)，便于操縱人員在車邊較遠(yuǎn)處操縱混凝 土攪拌運(yùn)輸車。無線通訊節(jié)點(diǎn)能將混凝土攪拌輸送車的工作數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給主站，同時(shí)主 站也能對攪拌輸送車實(shí)行遠(yuǎn)程控制。
[0048] 本實(shí)用新型的原理是：恒速傳動控制裝置直接檢測泵輸出轉(zhuǎn)速（泵轉(zhuǎn)速與攪拌筒 轉(zhuǎn)速成確定比例）是否滿足要求，再調(diào)節(jié)變量柱塞泵的斜盤傾角，從而改變相應(yīng)變量泵的 輸出流量，最終得到要求的攪拌筒轉(zhuǎn)速。
[0049] 如圖7所示，為攪拌筒工作情況載荷圖。圖中：
[0050] 0-1:加料工序，攪拌筒以14rpm正轉(zhuǎn)；
[0051] 1-2:運(yùn)料工序，在運(yùn)輸途中，攪拌輸送車在行駛狀態(tài)，攪拌筒同時(shí)作3rpm的正向 轉(zhuǎn)動，在整個(gè)運(yùn)程內(nèi)拌筒驅(qū)動力矩保持穩(wěn)定；
[0052] 3-4:換向工序，在卸料地點(diǎn)，攪拌輸送車停駛，攪拌筒從運(yùn)拌狀態(tài)制動，轉(zhuǎn)入 14rpm的反轉(zhuǎn)卸料工況，攪拌筒的驅(qū)動力矩在反轉(zhuǎn)開始的極短時(shí)間內(nèi)陡然上升，然后迅即跌 落下來；
[0053] 4-5:卸料工序，攪拌筒繼續(xù)以14rpm的速度反轉(zhuǎn)，驅(qū)動力矩隨混凝土的卸出而逐 漸下降；
[0054] 5-6:空筒返回，攪拌筒內(nèi)加入適量清水，返程行駛中攪拌筒作3rpm的返向轉(zhuǎn)動， 對其進(jìn)行清洗，到達(dá)混凝土工廠，排出污水，準(zhǔn)備下一個(gè)循環(huán)。
[0055] 從此曲線可以看出，在攪拌筒的工作循環(huán)中，其載荷在反轉(zhuǎn)卸料工序的開始時(shí)有 極大峰值，這是因?yàn)閿嚢柰矟M載驅(qū)動，附加有慣性阻力矩的原因。通過加減速函數(shù)能很好地 解決載荷峰值對系統(tǒng)的沖擊，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性大大加強(qiáng)。
[0056] 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根 據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍 屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，包括混凝土攪拌輸送車其特征在于：所 述混凝土攪拌輸送車上還設(shè)置有電子恒速控制閥（1)和與電子恒速控制閥（1)相連接的旁 通閥（3)，所述旁通閥（3)前端與油泵（2)相連接，所述旁通閥（3)后端與馬達(dá)（4)相連接， 所述電子恒速控制閥（1)、油泵（2)、旁通閥（3)和馬達(dá)（4)通過電控系統(tǒng)控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所 述電控系統(tǒng)包括微處理器和與所述微處理器輸入端相連接的轉(zhuǎn)速設(shè)定電位器、系統(tǒng)自檢模 塊、自鎖開關(guān)、緊急制動開關(guān)、轉(zhuǎn)速反饋開關(guān)，和與微處理器輸出端相連接的泵正轉(zhuǎn)電磁鐵、 泵反轉(zhuǎn)電磁鐵、CAN通信模塊、液晶顯示模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所 述微處理器為TI公司的TMS3202LF2407A芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所 述轉(zhuǎn)速反饋開關(guān)采用霍爾傳感器控制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所 述泵正轉(zhuǎn)電磁鐵和泵反轉(zhuǎn)電磁鐵采用PWM方式控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求書2或5所述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征 是：所述泵正轉(zhuǎn)電磁鐵和泵反轉(zhuǎn)電磁鐵米用MC1413功率放大芯片驅(qū)動，并米用光電稱合器 4N25進(jìn)行光電隔離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種混凝土攪拌輸送車恒速傳動控制裝置，其特征是：所 述液晶顯示模塊選用TOPWAY公司的LM3033型128x64液晶顯示器。
【文檔編號】B28C5/42GK203844004SQ201420293842
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】馬亞芬, 郝蔚, 王小娜 申請人:馬亞芬