電驅(qū)動工程車輛電纜線檢測與自動收放裝置制造方法
【專利摘要】一種電驅(qū)動工程車輛電纜線檢測與自動收放裝置，屬于電驅(qū)動工程車輛電纜線收放【技術(shù)領(lǐng)域】。其特點(diǎn)是在電驅(qū)動工程車輛上固定安裝有倒“丁”字形支架，支架的頂端安裝有卷纜盤，在支架懸臂端安裝有檢測及自動收放裝置。自動收放裝置的構(gòu)造是在框架的上、下、左、右分別安裝有托輥，中間形成導(dǎo)孔，框架左、右兩側(cè)面上自上而下分別安裝有光電發(fā)射傳感器和光電接傳感器，電纜線穿過導(dǎo)孔，通過檢測電纜線在導(dǎo)孔中的位置，以不同的速度控制電纜線的收放，良好的實(shí)現(xiàn)了根據(jù)運(yùn)動工程車輛的加減速過程對收放電纜線做出自動補(bǔ)償，保證了收放電纜線的及時(shí)性和平順性。
【專利說明】電驅(qū)動工程車輛電纜線檢測與自動收放裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電驅(qū)動工程車輛電纜線收放【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電驅(qū)動工程車輛電纜線檢測與自動收放置。
【背景技術(shù)】
[0002]礦山、煤場等場地相對固定的工程作業(yè)車輛，如電鏟、裝載機(jī)等，一般均采用柴油機(jī)驅(qū)動。一方面，由于柴油價(jià)格不斷上漲，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用很高；另一方面柴油機(jī)的熱效率較低(20-30%)，能源利用效率低，排放污染環(huán)境。對于作業(yè)半徑相對較小，且供電方便的作業(yè)現(xiàn)場，將上述工程車輛改為采用電力驅(qū)動會產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)社會效益。電力驅(qū)動裝置的效率一般在90%以上，且電價(jià)相對便宜，所以采用電力驅(qū)動不僅可以減少污染，更重要的是可以大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用。
[0003]但工程車輛采用電力驅(qū)動需要與供電電纜線連接，以提供電力需要。由于工程車輛作業(yè)時(shí)在不斷快速運(yùn)動，所以供電電纜線必須能夠隨著車輛的運(yùn)動自動快速收放，以避免放纜不及時(shí)造成拉斷電纜，或收纜不及時(shí)堆積電纜線，而被車輛碾壓造成事故。
[0004]目前國內(nèi)外對于電力驅(qū)動的工程車輛所用的供電電纜線收放裝置有兩種方式:1、非卷取式:例如，門式起重機(jī)和行車，其供電電纜線通過滑輪懸掛在與設(shè)備運(yùn)行平行的導(dǎo)軌上，電纜線在運(yùn)動裝置的牽引下可以隨運(yùn)動設(shè)備往復(fù)運(yùn)動，不間斷向運(yùn)動的設(shè)備供電。這種形式僅能適用于作直線運(yùn)動的用電裝置，如行車、門式起重機(jī)等設(shè)備。2、卷取式:在電源端或運(yùn)動設(shè)備端設(shè)置電纜線卷筒，卷筒根據(jù)設(shè)備運(yùn)動中收放電纜。市售的卷纜機(jī)一般采用力矩電機(jī)控制，卷筒通常處于收卷狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備向電源端移動時(shí)，由于牽引力矩減小，卷纜機(jī)在力矩電機(jī)的驅(qū)動下將電纜線卷起；當(dāng)設(shè)備遠(yuǎn)離電源時(shí)，牽引力矩大于電機(jī)的力矩，迫使力矩電機(jī)倒轉(zhuǎn)，卷纜機(jī)以恒定力矩放纜。這種方式在電纜線處于懸空狀態(tài)時(shí)，隨著電纜線長度增加，在空中形成懸鏈線，由于電纜自身的重量導(dǎo)致電纜線的張力隨電纜線長度急劇增力口，使卷纜機(jī)沒有足夠的力矩收卷。如提高電機(jī)的力矩，又可能導(dǎo)致將電纜線拉斷，所以僅適用于短距離的運(yùn)動；如果電纜線不是懸空狀態(tài)，由于電纜線自身的重量和與地面的磨擦，導(dǎo)致完全無法工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型目的是提供一種電驅(qū)動工程車輛電纜線檢測與自動收放裝置，可以有效地克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，如圖1所示，在工程車輛I上固定安裝一個(gè)倒“丁”字形的支架6，在支架6的頂部安裝有電動機(jī)2及與其聯(lián)接的帶有離合器的減速器3及卷纜盤4，卷纜盤4上卷繞有電纜線7 ;在支架6的懸臂梁端部安裝有檢測及自動收放裝置5。所述的檢測及自動收放裝置的構(gòu)造圖如2、3、4所示，框架14固定安裝在支架6的懸臂梁頂端，在其上端部的左側(cè)安裝有頂部后托輥9，右側(cè)安裝有頂部前托輥10，在其下端部的右側(cè)安裝有底部前托輥11，在頂部前托輥10和底部前托輥11的后方，即在框架14中部前方位垂直安裝有左側(cè)托輥12和右側(cè)托輥13 ;由框架14的頂部、底部、左側(cè)和右側(cè)安裝的托輥形成的中間空位稱為導(dǎo)孔15 ;如圖4所示，在左側(cè)托輥12和右側(cè)托輥13的外側(cè)、即框架14的左、右內(nèi)側(cè)面上分別裝有光電發(fā)射傳感器17和η個(gè)光電接收傳感器，η為> 2的整數(shù)，現(xiàn)以η=8為例。如圖4所示，在框架14左側(cè)自上往下安裝有八個(gè)光電接收傳感器18、19、20、21、22、23、24、25及控制器16，八個(gè)光電接收傳感器的安裝位置要求平均分布于導(dǎo)孔15自頂至底的側(cè)面方位上，且相鄰兩個(gè)光電接收傳感器的距離< 電纜線直徑；如圖6所示，控制器16中的優(yōu)先編碼器的輸入要與八個(gè)光電接收傳感器的輸出信號相連接，優(yōu)先編碼器的輸出要與驅(qū)動芯片的輸入相連接，驅(qū)動芯片的輸出連接繼電器，繼電器的開關(guān)信號送至變頻器，電纜線7穿過導(dǎo)孔15與電源相連接，檢測及自動收放裝置5的安裝角度應(yīng)保證使導(dǎo)孔15平面與自然拖地狀態(tài)下的電纜7垂直。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0008]1、通過檢測電纜線在電纜導(dǎo)孔中的位置，從而決定卷纜機(jī)的對電纜線的收放控制，省去了對電纜線長度和運(yùn)動車輛與電源距離的直接檢測，簡化了檢測方案。
[0009]2、采用光電傳感器，避免了傳感器與電纜線的直接接觸，有利于檢測及自動收放裝置的安全和壽命，且無須對傳感器的精度提出要求。采用了導(dǎo)孔、傳感器和控制器集成的結(jié)構(gòu)，降低了安裝難度，保證了系統(tǒng)工作可靠性，提高了檢測和控制精度。
[0010]3、檢測及自動收放裝置5與支架6連接時(shí)，安裝角度保證導(dǎo)孔15平面與自然拖地狀態(tài)下的電纜線7垂直。有利于提高檢測電纜狀態(tài)的靈敏度，提高對卷纜機(jī)的控制性能。
[0011]4、檢測及自動收放裝置根據(jù)電纜在導(dǎo)孔中位置，把相應(yīng)的傳感器編碼與變頻器輸出頻率的對應(yīng)為線性或非線性關(guān)系，保證了收放電纜線的平順性；良好的實(shí)現(xiàn)了根據(jù)運(yùn)動工程車輛的加減速過程對收放電纜線做出自動補(bǔ)償，以避免在工程車輛加減速時(shí)對電纜產(chǎn)生額外的張力，有利于電纜壽命的延長；既通過卷纜機(jī)電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了自動補(bǔ)償收放電纜線，又大大降低了正反轉(zhuǎn)瞬間切換對電機(jī)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的沖擊和損傷，有效的延長了卷纜機(jī)電機(jī)及相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為檢測及自動收放裝置示意圖；
[0014]圖3為圖2的左視圖；
[0015]圖4為圖2的右視圖；
[0016]圖5為圖4中K-K剖視圖；
[0017]圖6為控制器的原理框圖；
[0018]圖中:1-工程車輛；2_電動機(jī)；3_帶有離合器的減速器；4_卷纜盤；5_檢測及自動收放裝置；6-支架；7-電纜線；8-地面；9_頂部后托輥；10-頂部前托輥；11-底部前托棍；12_左側(cè)托棍；13_右側(cè)托棍；14_框架；15_導(dǎo)孔；16_控制器；17_光電發(fā)射傳感器；18、19、20、21、22、23、24、25_ 光電接收傳感器。
【具體實(shí)施方式】:
[0019]以具有八個(gè)傳感器的檢測與控制裝置以及額定工作頻率為50Hz、額定電壓380V、額定電流IOA的卷纜機(jī)電機(jī)為例。當(dāng)工程車輛前進(jìn)時(shí)，電纜線順著導(dǎo)孔向上移動，當(dāng)電纜線被光電接收傳感器19檢測到時(shí)，光電接收傳感器19的編碼110被送至變頻器，變頻器將以與編碼110對應(yīng)的15Hz驅(qū)動卷纜機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)，即釋放電纜線。當(dāng)工程車輛前進(jìn)速度比較快時(shí)，電纜線被光電接收傳感器18檢測到，變頻器將以相應(yīng)的30Hz驅(qū)動卷纜機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)，即快速釋放電纜線。當(dāng)工程車輛后退時(shí)，后退速度越快位置越靠下的光電接收傳感器將檢測到電纜線，即卷纜機(jī)電機(jī)工作頻率越高，相應(yīng)的卷纜速度越快。對應(yīng)卷纜速度最快的為光電接收傳感器25的編碼000，對應(yīng)卷纜速度最慢的為光電接收傳感器21的編碼100。
[0020]本實(shí)用新型與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)對比如表1所示:
[0021]表1
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種電驅(qū)動工程車輛電纜線檢測與自動收放裝置，其結(jié)構(gòu)特征是在工程車輛(I)上固定安裝一個(gè)倒“丁”字形的支架(6)，在支架(6)的頂部安裝有電動機(jī)(2)及與其聯(lián)接的帶有離合器的減速器⑶及卷纜盤(4)，卷纜盤(4)上卷繞有電纜線(7);在支架(6)的懸臂梁端部安裝有檢測及自動收放裝置(5)，所述的檢測及自動收放裝置的構(gòu)造是框架(14)固定安裝在支架(6)的懸臂梁頂端，在其上端部的左側(cè)安裝有頂部后托輥(9)，右側(cè)安裝有頂部前托輥(10)，在其下端部的右側(cè)安裝有底部前托輥(11)，在頂部前托輥(10)和底部前托輥(11)的后方，即在框架(14)中部前方位垂直安裝有左側(cè)托輥(12)和右側(cè)托輥(13)，由框架(14)的頂部、底部、左側(cè)和右側(cè)安裝的托輥形成的中間空位稱為導(dǎo)孔(15)，在左側(cè)托輥(12)和右側(cè)托輥(13)的外側(cè)，即框架(14)的左、右內(nèi)側(cè)面上自上往下分別裝有η光電接收傳感器和光電發(fā)射傳感器(17)，η為> 2的整數(shù)，η個(gè)光電接收傳感器的安裝位置要求平均分布于導(dǎo)孔(15)自頂至底的側(cè)面方位上，且相鄰兩個(gè)光電接收傳感器的距離<電纜線直徑，控制器(16)安裝在η個(gè)光電接收器下面，其中的優(yōu)先編碼器的輸入要與η個(gè)光電接收傳感器的輸出信號相連接，優(yōu)先編碼器的輸出要與驅(qū)動芯片的輸入相連接，驅(qū)動芯片的輸出連接繼電器，繼電器的開關(guān)信號送至變頻器，電纜線(7)穿過導(dǎo)孔(15)與電源相連接，檢測及自動收放裝置(5)的安裝角度應(yīng)保證使導(dǎo)孔(15)平面與自然拖地狀態(tài)下的電纜線(7)垂直。
【文檔編號】B65H75/44GK203428662SQ201320297577
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】孫志毅, 李小松, 劉立群, 高亞東 申請人:太原科技大學(xué)