车辆与电缆的同步控制装置和方法、及电力牵引工程车辆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种车辆与电缆的同步控制装置和方法、及电力牵引工程车辆，涉及工程机械技术领域。其中，装置包括：同步检测机构，包括第一滑轮、第二滑轮、以及第一滑轮与第二滑轮之间的连接件，所述第一滑轮与车辆的车体连接，所述连接件能够带动所述第二滑轮围绕所述第一滑轮与车辆的车体连接的连接轴旋转；编码器，用于检测所述连接件的旋转情况信息；控制器，用于根据所述连接件的旋转情况信息控制卷缆系统收放电缆；其中，电缆从所述第一滑轮上绕入，经过所述第一滑轮和所述第二滑轮之间从所述第二滑轮下绕出。本发明实施例可以根据连接件的旋转情况信息来控制卷缆系统收放电缆，从而能够实现车辆与电缆的同步。
【专利说明】
车辆与电缆的同步控制装置和方法、及电力牵引工程车辆
技术领域
[0001]本发明涉及工程机械技术领域，尤其是一种车辆与电缆的同步控制装置和方法、及电力牵引工程车辆。
【背景技术】
[0002]电力牵引工程车辆依靠附近的配电箱通过电缆来供电，在车辆行驶过程中要求电缆保持合适的电缆张力或离地高度，能够跟随车辆同步移动。
[0003]但是，工程现场往往作业环境恶劣、路况复杂，这很可能会导致车辆行驶过程中电缆与车辆不同步，例如，电缆可能会忽紧忽松，产生较大的波动，从而影响正常的作业和电缆的使用寿命，还有可能会导致安全问题。
【发明内容】
[0004]本发明实施例的一个目的是:提供一种车辆与电缆的同步控制装置和方法、及电力牵引工程车辆，能够实现车辆与电缆的同步。
[0005]根据本发明的一方面，提供一种车辆与电缆的同步控制装置，包括:同步检测机构，包括第一滑轮、第二滑轮、以及第一滑轮与第二滑轮之间的连接件，所述第一滑轮与车辆的车体连接，所述连接件能够带动所述第二滑轮围绕所述第一滑轮与车辆的车体连接的连接轴旋转;编码器，用于检测所述连接件的旋转情况信息;控制器，用于根据所述连接件的旋转情况信息控制卷缆系统收放电缆;其中，电缆从所述第一滑轮上绕入，经过所述第一滑轮和所述第二滑轮之间从所述第二滑轮下绕出。
[0006]在一个实施例中，所述连接轴包括所述第一滑轮的中心轴;所述编码器设置在所述第一滑轮的中心轴处。
[0007]在一个实施例中，所述旋转情况信息包括所述连接件与竖直方向的夹角;所述控制器根据检测到的所述连接件与竖直方向的夹角与预设夹角的大小关系控制卷缆系统收放电缆。
[0008]在一个实施例中，在卷缆系统收缆的情况下:在所述连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力，所述控制器控制卷缆系统的收缆速度变小以减小电缆的张力；在所述连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力，所述控制器控制卷缆系统的收缆速度变大以增大电缆的张力。
[0009]在一个实施例中，在卷缆系统放缆的情况下:在所述连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力，所述控制器控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变小以减小电缆的张力；在所述连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力，所述控制器控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变大以增大电缆的张力。
[0010]根据本发明的另一方面，提供一种电力牵引工程车辆，包括:上述任意一个实施例所述的车辆与电缆的同步控制装置。
[0011]根据本发明的又一方面，提供一种车辆与电缆的同步控制方法，包括:采集同步检测机构的连接件的旋转情况信息，所述同步检测机构包括第一滑轮、第二滑轮、以及第一滑轮与第二滑轮之间的连接件，所述第一滑轮与车辆的车体连接，所述连接件能够带动所述第二滑轮围绕所述第一滑轮与车辆的车体连接的连接轴旋转;根据所述连接件的旋转情况信息控制卷缆系统收放电缆;其中，电缆从所述第一滑轮上绕入，经过所述第一滑轮和所述第二滑轮之间从所述第二滑轮下绕出。
[0012]在一个实施例中，所述连接轴包括所述第一滑轮的中心轴;通过设置在所述第一滑轮的中心轴处的编码器采集所述旋转情况信息。
[0013]在一个实施例中，所述旋转情况信息包括所述连接件与竖直方向的夹角;所述根据所述连接件的旋转情况信息控制卷缆系统收放电缆包括:根据检测到的所述连接件与竖直方向的夹角与预设夹角的大小关系控制卷缆系统收放电缆。
[0014]在一个实施例中，在卷缆系统收缆的情况下:在所述连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力，控制卷缆系统的收缆速度变小以减小电缆的张力；在所述连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力，控制卷缆系统的收缆速度变大以增大电缆的张力。
[0015]在一个实施例中，在卷缆系统放缆的情况下:在所述连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力，控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变小以减小电缆的张力；在所述连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力，控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变大以增大电缆的张力。
[0016]本发明实施例利用同步检测机构的单摆特点，将电缆的波动传递到同步检测机构的摆动上，编码器可以检测到同步检测机构的连接件的旋转情况信息，进而控制器可以根据连接件的旋转情况信息来控制卷缆系统收放电缆，使得车辆与电缆同步。一方面，由于编码器产品技术成熟，检测精度高，且信号输出速率快，从而可以精确、快速检测出电缆与车辆的同步状况。另一方面，同步检测机构导还具有导向和张紧功能，第一滑轮和第二滑轮本身对电缆的出线具有导向功能，而第二滑轮配合连接件的旋转对电缆具有张紧功能。如此，电缆的波动能量会迅速传递到同步检测机构上，触发其旋转，从而能迅速感知电缆的波动程度，能够从机械层面消除部分电缆波动，以改善电缆寿命、安全等问题。另外，整个装置简洁、易于安装、成本低，具有一定的经济效益与社会效益。
[0017]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本发明车辆与电缆的同步控制装置一个实施例的结构示意图；
[0020]图2示出了图1所示实施例中的同步检测机构的正视图、左视图和绕线图；
[0021]图3是本发明车辆与电缆的同步控制方法一个实施例的流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
[0024]同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0025]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0026]在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0027]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0028]图1是本发明车辆与电缆的同步控制装置一个实施例的结构示意图。如图1所示，该装置包括同步检测机构101、编码器102和控制器103。
[0029]同步检测机构101包括第一滑轮111、第二滑轮121、以及第一滑轮111与第二滑轮121之间的连接件131。第一滑轮1I与车辆的车体连接，例如铰接。连接件1I能够带动第二滑轮121围绕第一滑轮111与车辆的车体连接的连接轴旋转。在一个实施例中，连接件131可以包括U型架。
[0030]图2示出了图1所示实施例中的同步检测机构的正视图、左视图和绕线图。如图2所示，第一滑轮111可以围绕其中心轴A旋转，第二滑轮121可以围绕其中心轴B旋转。电缆可以从第一滑轮111上绕入，经过第一滑轮111和第二滑轮121之间，然后从第二滑轮121下绕出。在一个实施例中，上述连接轴可以包括第一滑轮111的中心轴(轴A)。
[0031]编码器102用于检测连接件131的旋转情况信息。编码器102可以设置在第一滑轮111与车辆的车体连接的连接轴处。在一个实施例中，编码器102可以设置在第一滑轮111的中心轴处。这里，旋转情况信息例如可以是连接件121相对于特定位置的旋转角。在一个实施例中，旋转情况信息可以包括连接件131与竖直方向的夹角Θ。
[0032]控制器103用于根据连接件121的旋转情况信息控制卷缆系统收放电缆。例如，控制器103可以根据检测到的连接件121与竖直方向的夹角与预设夹角的大小关系控制卷缆系统收放电缆。
[0033]车辆与电缆是否同步可以通过电缆张力F或电缆离地的投影长度L是否恒定来判断。当电缆张力F或电缆离地的投影长度L恒定时，可以认为电缆与车辆同步。当电缆张力F或电缆离地的投影长度L的变化时，同步检测机构的连接件121的旋转情况信息也会发生变化，例如连接件131与竖直方向的夹角Θ会发生变化，这里Θ的取值范围在O?90度之间。因此，电缆的波动状况可以通过同步检测机构快速传递，进而反映到编码器102上，控制器103可以根据连接件121的旋转情况信息控制卷缆系统收放电缆，使得车辆与电缆同步。
[0034]本实施例提供的车辆与电缆的同步控制装置利用同步检测机构的单摆特点，将电缆的波动传递到同步检测机构的摆动上，编码器可以检测到同步检测机构的连接件的旋转情况信息，进而控制器可以根据连接件的旋转情况信息来控制卷缆系统收放电缆，使得车辆与电缆同步。一方面，由于编码器产品技术成熟，检测精度高，且信号输出速率快，从而可以精确、快速检测出电缆与车辆的同步状况。另一方面，同步检测机构导还具有导向和张紧功能，第一滑轮和第二滑轮本身对电缆的出线具有导向功能，而第二滑轮配合连接件的旋转对电缆具有张紧功能。如此，电缆的波动能量会迅速传递到同步检测机构上，触发其旋转，从而能迅速感知电缆的波动程度，能够从机械层面消除部分电缆波动，以改善电缆寿命、安全等问题。另外，整个装置简洁、易于安装、成本低，具有一定的经济效益与社会效益。
[0035]在实际应用中，在卷缆系统收缆和放缆的情况下，控制器103可以对卷缆系统进行相应的控制，从而实现车辆与电缆的同步，下面将分别做出说明。
[0036]首先说明在卷缆系统收缆的情况下控制器103对卷缆系统的控制。
[0037]在连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力。此时，控制器103可以控制卷缆系统的收缆速度变小以减小电缆的张力，直至连接件与竖直方向的夹角等于预设夹角，从而使得车辆与电缆同步。
[0038]在连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力。此时，控制器103可以控制卷缆系统的收缆速度变大以增大电缆的张力，直至连接件与竖直方向的夹角等于预设夹角，从而使得车辆与电缆同步。
[0039]接下来说明在卷缆系统放缆的情况下控制器103对卷缆系统的控制。
[0040]在连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力。此时，控制器103可以控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变小以减小电缆的张力，直至连接件与竖直方向的夹角等于预设夹角，从而使得车辆与电缆同步。
[0041 ]在连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力。此时，控制器103可以控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变大以增大电缆的张力，直至连接件与竖直方向的夹角等于预设夹角，从而使得车辆与电缆同步。
[0042]在一个实施例中，控制器103可以通过控制液压系统中的马达背压来控制电缆卷盘的旋转阻力增大或减小。
[0043]需要指出的是，上述预设夹角可以根据工况的实际情况来确定，例如可以将在车辆与电缆同步状况下连接件与竖直方向的夹角的值设为预设夹角。或者，可以将预设夹角设为经验值。
[0044]另外，在连接件与竖直方向的夹角等于预设夹角的情况下，电缆的张力等于预设张力。此时，控制器103无需控制卷缆系统的收放缆变化。
[0045]本发明还提供了一种电力牵引工程车辆，包括:上述任意一个实施例所述的车辆与电缆的同步控制装置。
[0046]图3是本发明车辆与电缆的同步控制方法一个实施例的流程示意图。如图3所示，该方法包括:
[0047]步骤302，采集同步检测机构的连接件的旋转情况信息。这里，参照图1和图2，同步检测机构包括第一滑轮、第二滑轮、以及第一滑轮与第二滑轮之间的连接件。第一滑轮与车辆的车体连接。连接件能够带动第二滑轮围绕第一滑轮与车辆的车体连接的连接轴旋转。其中，电缆从第一滑轮上绕入，经过第一滑轮和第二滑轮之间从第二滑轮下绕出。
[0048]步骤304，根据连接件的旋转情况信息控制卷缆系统收放电缆。在一个实施例中，连接轴可以包括第一滑轮的中心轴;此时，可以通过设置在第一滑轮的中心轴处的编码器来采集旋转情况信息。在一个实施例中，所采集的旋转情况信息可以包括连接件与竖直方向的夹角，从而可以根据检测到的连接件与竖直方向的夹角与预设夹角的大小关系控制卷缆系统收放电缆。
[0049]本实施例提供的车辆与电缆的同步控制方法利用同步检测机构的单摆特点，将电缆的波动传递到同步检测机构的摆动上，可以通过采集到的同步检测机构的连接件的旋转情况信息来控制卷缆系统收放电缆，以使得车辆与电缆同步。同步检测机构导具有导向和张紧功能，第一滑轮和第二滑轮本身对电缆的出线具有导向功能，而第二滑轮配合连接件的旋转对电缆具有张紧功能。如此，电缆的波动能量会迅速传递到同步检测机构上，触发其旋转，从而能迅速感知电缆的波动程度，能够从机械层面消除部分电缆波动，以改善电缆寿命、安全等问题。
[0050]上述步骤304可以通过不同的方式来实现，下面给出两个不同的实现方式。
[0051 ]在卷缆系统收缆的情况下，步骤304可以通过如下方式来实现:在连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力，控制卷缆系统的收缆速度变小以减小电缆的张力直至连接件与竖直方向的夹角等于预设夹角，从而使得车辆与电缆同步。在连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力，控制卷缆系统的收缆速度变大以增大电缆的张力，直至连接件与竖直方向的夹角等于预设夹角，从而使得车辆与电缆同步。
[0052]在卷缆系统放缆的情况下，步骤304可以通过如下方式来实现:在连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力，控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变小以减小电缆的张力直至连接件与竖直方向的夹角等于预设夹角，从而使得车辆与电缆同步。在连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力，控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变大以增大电缆的张力，直至连接件与竖直方向的夹角等于预设夹角，从而使得车辆与电缆同步。
[0053]本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于方法实施例而言，由于其与系统实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
[0054]本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0055]本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【主权项】
1.一种车辆与电缆的同步控制装置，其特征在于，包括: 同步检测机构，包括第一滑轮、第二滑轮、以及第一滑轮与第二滑轮之间的连接件，所述第一滑轮与车辆的车体连接，所述连接件能够带动所述第二滑轮围绕所述第一滑轮与车辆的车体连接的连接轴旋转； 编码器，用于检测所述连接件的旋转情况信息； 控制器，用于根据所述连接件的旋转情况信息控制卷缆系统收放电缆； 其中，电缆从所述第一滑轮上绕入，经过所述第一滑轮和所述第二滑轮之间从所述第二滑轮下绕出。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连接轴包括所述第一滑轮的中心轴； 所述编码器设置在所述第一滑轮的中心轴处。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于， 所述旋转情况信息包括所述连接件与竖直方向的夹角； 所述控制器根据检测到的所述连接件与竖直方向的夹角与预设夹角的大小关系控制卷缆系统收放电缆。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在卷缆系统收缆的情况下: 在所述连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力，所述控制器控制卷缆系统的收缆速度变小以减小电缆的张力； 在所述连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力，所述控制器控制卷缆系统的收缆速度变大以增大电缆的张力。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在卷缆系统放缆的情况下: 在所述连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力，所述控制器控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变小以减小电缆的张力； 在所述连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力，所述控制器控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变大以增大电缆的张力。6.—种电力牵引工程车辆，其特征在于，包括:权利要求1-5任意一项所述的车辆与电缆的同步控制装置。7.一种车辆与电缆的同步控制方法，其特征在于，包括: 采集同步检测机构的连接件的旋转情况信息，所述同步检测机构包括第一滑轮、第二滑轮、以及第一滑轮与第二滑轮之间的连接件，所述第一滑轮与车辆的车体连接，所述连接件能够带动所述第二滑轮围绕所述第一滑轮与车辆的车体连接的连接轴旋转； 根据所述连接件的旋转情况信息控制卷缆系统收放电缆； 其中，电缆从所述第一滑轮上绕入，经过所述第一滑轮和所述第二滑轮之间从所述第二滑轮下绕出。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述连接轴包括所述第一滑轮的中心轴； 通过设置在所述第一滑轮的中心轴处的编码器采集所述旋转情况信息。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于， 所述旋转情况信息包括所述连接件与竖直方向的夹角； 所述根据所述连接件的旋转情况信息控制卷缆系统收放电缆包括: 根据检测到的所述连接件与竖直方向的夹角与预设夹角的大小关系控制卷缆系统收放电缆。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在卷缆系统收缆的情况下: 在所述连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力，控制卷缆系统的收缆速度变小以减小电缆的张力； 在所述连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力，控制卷缆系统的收缆速度变大以增大电缆的张力。11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在卷缆系统放缆的情况下: 在所述连接件与竖直方向的夹角大于预设夹角的情况下，电缆的张力大于预设张力，控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变小以减小电缆的张力； 在所述连接件与竖直方向的夹角小于预设夹角的情况下，电缆的张力小于预设张力，控制卷缆系统的电缆卷盘的旋转阻力变大以增大电缆的张力。
【文档编号】B65H75/42GK105905707SQ201610504335
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】左帅, 徐楠, 刘勇
【申请人】徐工集团工程机械有限公司