本實用屬于電動工具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及通信技術(shù)、控制技術(shù)的一種工程機械的跟蹤供電裝置。

背景技術(shù)：

例如電動工程機械這樣的用電設(shè)備工作往往需要較大的電力，而且有時瞬時所需電力會超過正常電力的2-3倍，如果把這樣的設(shè)備直接接入電網(wǎng)，需要電網(wǎng)有很大的預(yù)備電力，因此這樣的用電設(shè)備常常被拒絕介入電網(wǎng)。而一些發(fā)電機型的供電電源也會因為瞬間的發(fā)電能力不足而熄火。另外，如在荒漠中可以很容易建立小型的太陽能或風能發(fā)電機，但這些發(fā)動機的發(fā)電量不足以供電動工程機械工作，可這些發(fā)電站發(fā)出一天發(fā)出的總電量其實是足夠工作的。

用儲電型電源的供電車為用電設(shè)備供電是一種解決方案，即先在電網(wǎng)上為供電車的蓄電池充好電，然后把供電車移至用電設(shè)備附近，為其供電。但是這種供電方案往往需要很大的電池，充電的時間很長，但使用時間卻不長，用電設(shè)備需要大功率電力的時候蓄電池負荷較大，要縮短電池的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題而實用的一種工程機械的跟蹤供電裝置可以很好地克服上述問題，使用電設(shè)備能夠在各種工作狀態(tài)連續(xù)長時間的工作。

為達到上述目的，本實用采用的技術(shù)方案如下：

一種工程機械的跟蹤供電裝置，包括可移動供電車和用電設(shè)備，可移動供電車為用電設(shè)備提供電力，可移動供電車包括可移動車體及電纜收放裝置，電纜收放裝置中設(shè)有可自動收放的電纜，可移動車體內(nèi)設(shè)有蓄電池、輸入電力變換裝置、穩(wěn)壓限流裝置和輸出電力變換裝置，以及控制輸出電力變換裝置和穩(wěn)壓限流裝置的控制裝置，可移動供電車的電源線路分為兩條：第一條電源線路為蓄電池的電力通過輸出電力變換裝置后經(jīng)電纜收放裝置的電纜輸送至用電設(shè)備；第二條電源線路為外接電源的電力通過輸入電力變換裝置、穩(wěn)壓限流裝置及輸出電力變換裝置后經(jīng)電纜收放裝置的電纜輸送至用電設(shè)備。其中，在位于輸出電力變換裝置之前的兩條電源線路上設(shè)有電力疊加控制裝置。在穩(wěn)壓限流裝置上可設(shè)定外接電源容許的最大電流，當用電設(shè)備所要求的電力小于外接電源的容許最大電流時，控制裝置自動調(diào)節(jié)穩(wěn)壓限流裝置的穩(wěn)壓值，使之高于蓄電池電壓，而使電池電壓不能輸出，從而用電設(shè)備直接由外接電源供電；當用電設(shè)備要求的電流大于外接電源容許電流時，控制裝置自動調(diào)節(jié)穩(wěn)壓限流裝置的穩(wěn)壓值，使穩(wěn)壓限流裝置的電壓接近或低于蓄電池電壓，而使蓄電池中的電流可以輸出，同外接電源的電流疊加經(jīng)輸出電力變換裝置轉(zhuǎn)變?yōu)橛秒娫O(shè)備所需要頻率的電力，經(jīng)電纜收放裝置輸出。

優(yōu)選的，位于所述電力疊加控制裝置之前的兩條電源線路上各設(shè)有一個電壓傳感器，用于檢測兩條電源線路的電壓，且兩電壓信號被送到控制裝置中。

優(yōu)選的，所述電力疊加控制裝置包括位于第一條電源線路的輸入電力變換裝置與輸出電力變換裝置之間的第一二極管和位于第二條電源線路的蓄電池輸出端和輸出電力變換裝置之間的第二二極管。

優(yōu)選的，所述電力疊加控制裝置還包括連接第一條電源線路和第二條電源線路的第三二極管，第三二極管用于外接電源為蓄電池充電。

優(yōu)選的，所述可移動供電車和所述用電設(shè)備中都設(shè)有通訊裝置a，用于可移動供電車和用電設(shè)備之間信號的傳輸，所述可移動車體中設(shè)有控制裝置與通訊裝置a相相連。

優(yōu)選的，當所述用電設(shè)備的用電需求增大時，所述控制裝置接受用電設(shè)備的供電指令，下調(diào)穩(wěn)壓限流裝置的穩(wěn)壓值，使第一條電源線路和第二條電源線路上的電壓值想接近，使蓄電池中的電流可以輸出，與外接電源的電流混合供電。

優(yōu)選的，本實用的混合供電系統(tǒng)還包括供電調(diào)度中心，供電調(diào)度中心中設(shè)有通訊裝置b，可與移動供電車和用電設(shè)備中的通訊裝置a聯(lián)系，供電調(diào)度中心通過通訊裝置b可向控制裝置發(fā)送指令。

優(yōu)選的，所述電纜收放裝置和所述輸出電力變換裝置之間設(shè)有開關(guān)裝置。

優(yōu)選的，當?shù)谝浑娫淳€路的電壓傳感器檢測的電壓值低于預(yù)先設(shè)定的第一容許值時，控制裝置通過通訊裝置a向用電設(shè)備一方發(fā)出報警，令其降低工作負載，或停歇工作，而用電設(shè)備不服從警告而繼續(xù)工作，以致使電壓傳感器檢測的電壓值低于預(yù)先設(shè)定的第二容許值時，也就是有可能損傷蓄電池壽命時，控制裝置自動切斷開關(guān)裝置。

優(yōu)選的，當?shù)谝浑娫淳€路的電壓傳感器檢測的電壓值低于預(yù)先設(shè)定的第一容許值時，控制裝置上調(diào)穩(wěn)壓限流裝置的穩(wěn)壓值，使第二條電源線路上的電壓值高于第一條電源線路的電壓值，而使外接電源可以為蓄電池充電，但因外接電源的電流受穩(wěn)壓限流器的控制，如果用電設(shè)備不減少用電量時，蓄電池電量還會繼續(xù)流出，直到電壓繼續(xù)下降，而迫使控制裝置切斷開關(guān)裝置。

優(yōu)選的，所述電纜收放裝置中設(shè)有拉力檢測裝置及自動收放裝置，根據(jù)拉力檢測裝置檢測的電纜拉力，自動收放裝置對電纜進行調(diào)節(jié)，使電纜處于適度張緊狀態(tài)，保證電纜不拖地。

優(yōu)選的，所述用電設(shè)備上設(shè)有拉力傳感器及電纜斷開裝置，當拉力傳感器檢測到電纜所受拉力超過臨界值時，電纜斷開裝置可自動斷開電纜的連接。在正常工作下電纜經(jīng)過電纜收放裝置的自動收放及可移動供電車的驅(qū)動，電纜拉力在安全范圍內(nèi)，但也有意外的情況，如電纜纏繞在其他物體上，或者電纜收放裝置中的電纜完全放出，如果繼續(xù)被用電設(shè)備拉伸拖拽，此時電纜所受拉力增大，容易造成電纜、插頭或可移動供電車的損壞，因此設(shè)置拉力傳感器及電纜斷開裝置，并為拉力傳感器設(shè)定一個臨界值。

本實用的有益效果在于：本實用的混合型供電系統(tǒng)，把有只能提供一定容量電力的電源電纜，接到可移動電源的外接電源接口上，由外接電源和電源車內(nèi)的電池電源混合為工程機械供電，能滿足用電設(shè)備的大功率使用需求，充分發(fā)揮外接電源或電網(wǎng)電力的能量，延長用電設(shè)備持續(xù)工作時間，提高蓄電池的使用壽命。尤其對于一些在偏遠地區(qū)設(shè)有分布式小型太陽能或風能發(fā)電站的地方，其直接發(fā)電量雖不足以供那些工程機械設(shè)備用電，但通過這種混合型供電裝置就可以運行很多大型的工程機械或農(nóng)機電動設(shè)備，而能充分發(fā)揮這些地區(qū)的電力資源，做更多的建設(shè)工作。

附圖說明

圖1是本實用正常工作時的系統(tǒng)關(guān)系示意圖。

圖2是本實用中可移動供電車的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、可移動供電車；1.1、可移動車體；1.2、電纜收放裝置；1.3、蓄電池；1.4、輸入電力變換裝置；1.5、穩(wěn)壓限流裝置；1.6、輸出電力變換裝置；1.7、電力疊加控制裝置；1.7.1、第一二極管；1.7.2、第二二極管；1.7.3、第三三極管；1.8、電壓傳感器；1.9、控制裝置；1.10、開關(guān)裝置；2、用電設(shè)備；3、供電調(diào)度中心；4、外接電源；5、通訊裝置a；6、通訊裝置b。

具體實施方式

下面通過具體實施方式和附圖對本實用作進一步的說明。

實施例一：如圖1和圖2表示了用一臺混合型可移動供電車1為用電設(shè)備2（挖掘機）供電的工作系統(tǒng)，可移動供電車1為用電設(shè)備2提供電力，可移動供電車1并不一定是專門為一臺用電設(shè)備2服務(wù)，當本臺用電設(shè)備2不工作時，也可能被調(diào)度給其它用電設(shè)備2供電。下次這臺用電設(shè)備2再需要工作時，也可能調(diào)其它可移動供電車1來服務(wù)。可移動供電車1的調(diào)度由供電調(diào)度中心3來掌控。用電設(shè)備2和可移動供電車1中都有通訊裝置a5，供電調(diào)度中心3中有通訊裝置b6。用電設(shè)備2可以通過通訊裝置a5向供電調(diào)度中心3要求供電服務(wù)，則供電調(diào)度中心3可調(diào)度可移動供電車1前來服務(wù)，同時供電調(diào)度中心3存有所有可移動供電車1和登錄過的用電設(shè)備2，以及周邊供電電源的信息，它通過通訊裝置b6可以遠程設(shè)置可移動供電車1中的一些工作參數(shù)，而使無論哪一臺可移動供電車1前來做供電服務(wù)時，都能提供同樣的供電性能。

可移動供電車1包括可移動車體1.1及電纜收放裝置1.2，電纜收放裝置1.2中設(shè)有可自動收放的電纜，可移動車體1.1內(nèi)設(shè)有蓄電池1.3、輸入電力變換裝置1.4（如：把電網(wǎng)的三相交流電變成直流的AC/DC轉(zhuǎn)換裝置）、穩(wěn)壓限流裝置1.5（穩(wěn)壓限流裝置1.5：可以把輸出壓力穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，但不容許電流輸出電流超出預(yù)先設(shè)定的電流）和輸出電力變換裝置1.6（如：如果用電設(shè)備2為交流電機時，輸出電力變換裝置1.6就是把直流電在變成所需要頻率的三相交流電的逆變器；如果用電設(shè)備2為直流電機時，輸出電力變換裝置1.6就是直流對直流變換器），可移動供電車1的電源線路分為兩條：

第一條電源線路為蓄電池1.3的電力通過輸出電力變換裝置1.6后經(jīng)電纜收放裝置1.2的電纜輸送至用電設(shè)備2；

第二條電源線路為外接電源4的電力通過輸入電力變換裝置1.4、穩(wěn)壓限流裝置1.5及輸出電力變換裝置1.6后經(jīng)電纜收放裝置1.2的電纜輸送至用電設(shè)備2。

并且在位于輸出電力變換裝置1.6之前的兩條電源線路上設(shè)有電力疊加控制裝置1.7，位于電力疊加控制裝置1.7之前的兩條電源線路上各設(shè)有一個可檢測電壓值的電壓傳感器1.8。

電力疊加控制裝置1.7包括位于第一條電源線路的第一二極管1.7.1和位于第二條電源線路的第二二極管1.7.2，以及連接第一條電源線路和第二條電源線路的第三二極管1.7.3。

事先把穩(wěn)壓限流裝置1.5的輸出電壓調(diào)到比蓄電池1.3電壓高的程度，當用電設(shè)備2所需的電流小于穩(wěn)壓限流裝置1.5所設(shè)定的電流值時，外接電源4可以給電池充電；當用電設(shè)備2所需的電流大于穩(wěn)壓限流裝置1.5所設(shè)定的電流值時，輸出電力變換裝置1.6的輸入口得不到足夠的電流，而使其入口處的電壓降低，低到蓄電池1.3電壓以下時，蓄電池1.3電流經(jīng)第一二極管1.7.1流出，與從第二二極管1.7.2中流出的電流混合流入輸出電力變換裝置1.6，然后變頻為三相交流電后，經(jīng)電纜收放裝置1.2中的電纜輸送到用電設(shè)備2（如挖掘機的電機），而驅(qū)動用電設(shè)備2的運轉(zhuǎn)。

可移動供電車1和用電設(shè)備2中聯(lián)絡(luò)用的通訊裝置a5，其通訊方式可以是有線通訊，也可以是無線通訊。用電設(shè)備2通過通訊裝置a5可以向控制裝置1.9發(fā)送指令，來控制穩(wěn)壓限流裝置1.5和輸出電力變換裝置1.6，包括輸出所需電力的電壓，電流或頻率，以滿足用電設(shè)備2上的電機轉(zhuǎn)速的需求。

因為蓄電池1.3電壓的從充滿狀態(tài)到不足狀態(tài)的變化幅度很大，如果一直保持穩(wěn)壓限流裝置1.5的穩(wěn)壓電壓一直不變，會造成兩路電壓過大，而容易增加電力疊加控制裝置1.7內(nèi)的能耗損失。為防止這種狀態(tài)，可通過控制裝置1.9下調(diào)穩(wěn)壓限流裝置1.5的穩(wěn)壓電壓值并增大容許電流值（但保證總功率不變），而提高整個系統(tǒng)的工作效率。

可移動供電車1和用電設(shè)備2中的通訊裝置a5還可以同外部的供電調(diào)度中心3的通訊裝置b6進行通訊,通訊方式可以是互聯(lián)網(wǎng)或其它無線通訊方式。供電調(diào)度中心3可以通過通訊裝置b6，給可移動供電車1上的通訊裝置a5發(fā)送使控制裝置1.9去設(shè)定穩(wěn)壓限流裝置1.5的容許電流值這類的指令。這樣，一些常用的外接電源4的最大容許功率就可以提前輸入到供電調(diào)度中心3中，只要一接上該電源，控制裝置1.9就可以根據(jù)供電調(diào)度中心3的數(shù)據(jù)庫而直接設(shè)定電源容許值，而避免造成一些不必要的手續(xù)和差錯。

在電纜收放裝置1.2和輸出電力變換裝置1.6之間設(shè)有開關(guān)裝置1.10，開關(guān)裝置的目的是簡化移動供電車的操作。一般來說，輸出電力變換裝置1.6中會包含很多電源保護或漏電安全措施，很多原因可能會造成這些保護機能的啟動，但這些機能并不經(jīng)常發(fā)生。而一旦這些停止機能啟動后，就必須要有人來重新啟動輸出電力變換裝置1.6，可是如果輸出電力變換裝置1.6經(jīng)常停止，就需要用電設(shè)備2上的操作人員，停止正常作業(yè)而到可移動供電車1上來重新啟動輸出電力變換裝置1.6，這很容易破壞施工的連續(xù)性。

本實用中設(shè)置的開關(guān)裝置1.10就是專門為蓄電池1.3電力不足時而專門設(shè)置的開關(guān)。當蓄電池1.3的電量不足時，開關(guān)裝置1.10會自動切斷電路，但當蓄電池1.3的電量回復到正常值范圍后，開關(guān)裝置1.10又可以自動復位，使供電系統(tǒng)恢復正常使用，用電設(shè)備2的操作人員，不用離開崗位，就能繼續(xù)工作。此機能可以讓用電設(shè)備2進行一種間歇工作方式。實際上，向挖掘機這樣的工程機械，并不需要總是滿負荷的工作，頻繁的停止和啟動可能不利于發(fā)動機的壽命，而電動機，則并不必在意頻繁的啟動停止。利用這個特點，就可以讓挖掘機在怠速時積極停機，而讓外接電源4及時給蓄電池1.3充電，而在需要大負載時，就能讓蓄電池1.3提供更多的電力而讓挖掘機更有力的工作。

歸納起來，本實用可以有下列6種電源工作方式：

方式一：由蓄電池1.3單獨供電，適用于沒有連接外接電源4的情況，蓄電池1.3的電力通過第一條電源線路為用電設(shè)備2供電。

方式二：由外接電源4單獨供電，適用于用電設(shè)備2所要求的電力小于在穩(wěn)壓限流裝置1.5上設(shè)定的外接電源4容許最大電流的情況，電力疊加控制裝置1.7自動調(diào)節(jié)穩(wěn)壓限流裝置1.5的穩(wěn)壓值，使之高于蓄電池1.3電壓，使蓄電池1.3電力不能輸出，外接電源4的電力通過第二條電源線路為用電設(shè)備2供電。

方式三：由蓄電池1.3和外接電源4混合供電，適用于用電設(shè)備2所要求的電力大于在穩(wěn)壓限流裝置1.5上設(shè)定的外接電源4容許最大電流的情況，電力疊加控制裝置1.7自動調(diào)節(jié)穩(wěn)壓限流裝置1.5的穩(wěn)壓值，使穩(wěn)壓限流裝置1.5的電壓接近或低于蓄電池1.3電壓，而使蓄電池1.3中的電流可以輸出，同外接電源4的電流疊加后經(jīng)輸出電力變換裝置1.6轉(zhuǎn)變?yōu)橛秒娫O(shè)備2所需要頻率的電力，經(jīng)電纜收放裝置1.2輸送至用電設(shè)備2。

方式四：外界電源4為用電設(shè)備2和蓄電池1.3同時供電，適用于用電設(shè)備2用電量不大的時段，比如工程機械在怠速工作狀態(tài)時，其耗電量不超過外接電源4的容許電流，從而控制裝置1.9可以調(diào)高穩(wěn)壓限流裝置1.5的電壓，而可以使外接電源4能夠同時為蓄電池1.3充電及向用電設(shè)備2提供一定的電量。

方式五：間歇工作方式，在用電設(shè)備2上的操作手柄都位于空檔狀態(tài)時，可通過通訊裝置a5給可移動供電車1發(fā)出停機指令，控制裝置1.9自動切斷開關(guān)裝置1.10，使外界電源4為蓄電池1.3充電，而當用電設(shè)備2上任意一個手柄被觸及后，就會通過通訊裝置a5發(fā)出啟動信號，而使開關(guān)裝置1.10連接，回復工作狀態(tài)。

方式六：由外接電源4為蓄電池1.3單獨充電，適用于用電設(shè)備2停止非工作狀態(tài)，此時電纜收放裝置1.2的電纜不與用電設(shè)備2連接或開關(guān)裝置1.10處于斷開狀態(tài)，控制裝置1.9將穩(wěn)壓限流裝置1.5的穩(wěn)壓值高于蓄電池1.3電壓，使外接電源4的電流通過電力疊加控制裝置1.7的第三二極管1.7.3進入蓄電池1.3為其充電。

實施例二：結(jié)合實施例一，外接電源4可以是一個發(fā)電機，發(fā)電機可以放在可移動車體1.1上，也可以放在其它車上，發(fā)電機的輸出電纜被接到外接電源4接口上。發(fā)電機可以是柴油發(fā)電機，汽油發(fā)電機，燃氣發(fā)電機，燃料電池等任何形式的發(fā)電機。對于工程機械等野外使用的用電設(shè)備2來說，找到發(fā)電機其實并不困難，但找到合適發(fā)電量的發(fā)動機則并不容易。發(fā)電量大的發(fā)電機，如果用電設(shè)備2用不完，其實也是浪費。發(fā)電量小的發(fā)電機，用電設(shè)備2稍一用力，發(fā)動機就會熄火。兩種情況都不能讓用電設(shè)備2合理的工作。

在本實施例中，如果遇到大的發(fā)電機時，可以一邊給用電設(shè)備2供電，一邊給蓄電池1.3充電，等蓄電池1.3充滿后，就關(guān)掉發(fā)電機，而完全用蓄電池1.3供電，等蓄電池1.3消耗到一定量后，重新啟動發(fā)電機，重復上述過程。這種發(fā)電機分時啟動管理，可以由供電調(diào)度中心3來簡單實現(xiàn)。可移動供電車1的蓄電池1.3殘量可以通過通訊裝置a5傳給供電調(diào)度中心3，供電調(diào)度中心3檢測到蓄電池1.3電量已滿的時候，就可以通過通訊裝置b6通知發(fā)電機一方（手動或自動）讓發(fā)電機停機。因為可移動供電車1上的蓄電池1.3容量最少也能夠維持用電設(shè)備2一、二個小時以上的工作時間，所以這種操作并不頻繁，即使是用人工管理，也并不困難。這樣就可以使發(fā)電機工作在最佳發(fā)電效率電，而減少燃料消費。

如果遇到小型的發(fā)電機，發(fā)電量不足以滿足用電設(shè)備2的用電時，可以讓發(fā)電機一直工作在最佳發(fā)電效率工作電上，不足部分由蓄電池1.3補充。等到用電設(shè)備2中間休息和或負載較低時，就可以用發(fā)電機發(fā)出的電力給蓄電池1.3充電，從而延長可移動供電車1的供電時間。

本實施例中，用發(fā)電機和蓄電池1.3對用電設(shè)備2進行混合供電的原理，其特點在于根據(jù)野外用電設(shè)備2（工程機械）的工作特點，通過電力疊加控制裝置1.7和通訊裝置而把任意形態(tài)、任意大小的發(fā)電機變成野外用電設(shè)備2可以用、并可以自由控制的可移動供電電源，從而能保證電動工程機械、農(nóng)機等用電設(shè)備2在任何地方都可以方便地獲得所需要的電力。

實施例三：結(jié)合實施例一，外接電源4可以是一個直流電流源，如電池組，或是太陽能電池等可產(chǎn)生直流電流和電壓的電源，在這種狀態(tài)下，輸入電力變換裝置1.4可以是一個DC/DC變換裝置，把外接電源4的電壓轉(zhuǎn)換成高于電池電壓，其它工作方法同實施例一相同。

實施例四：結(jié)合實施例一，用電設(shè)備2為直流電機，或需要用直流電力進行驅(qū)動的設(shè)備時，輸出電力變換裝置1.6也可以是DC/DC變換裝置，用控制裝置1.9控制輸出電力變換裝置1.6而使其對用電設(shè)備2提供所需的電壓和電流，其它工作方法同實施例一相同。

以上所述僅為本實用的具體實施例，但本實用的結(jié)構(gòu)特征并不局限于此，本實用可以用于類似的產(chǎn)品上，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實用的專利范圍之中。