电铲上下车通信装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电铲上下车通信装置，包括：设置于电铲上车的电气室里的上车通信单元及设置于电铲下车的行走装置上的下车通信单元；其中，上车通信单元包括：第一输入/输出模块，与电铲上车进行数据交互；第一数据处理模块，对从第一输入/输出模块接收的、或向第一输入/输出模块发送的数据进行处理；第一蓝牙模块，根据蓝牙协议进行数据收发；以及第一天线；下车通信单元包括：第二输入/输出模块，与电铲下车进行数据交互；第二数据处理模块，对从第二输入/输出模块接收的、或向第二输入/输出模块发送的数据进行处理；第二蓝牙模块，根据蓝牙协议进行数据收发；以及第二天线。
【专利说明】电铲上下车通信装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电铲设备，尤其涉及一种电铲上下车通信装置。
【背景技术】
[0002] 电铲是一种机械式电动挖掘机，利用齿轮、链条、钢索滑轮组等传动件传递动力进 行挖掘。其中矿用电铲主要用于露天矿的开采。电铲由上、下车两部分组成。上车部分主 要由A型架、回转平台、起重臂、提升装置、推压装置、回转装置等组成；下车部分主要由履 带装置、行走装置等组成。上车部分和下车部分通过中央枢轴相连，上车部分可以围绕中央 枢轴旋转。
[0003] 图1为电铲挖掘物料作业过程的示意图。如图1所示，铲斗3通过抖杆1与起重臂 2连接，在电铲挖掘物料的作业过程中，挖掘时起重臂2倾角不变，先将铲斗3回抽，同时将 铲斗3降到挖掘初始位置；然后伸出铲斗3,将斗齿压入料堆，通过调节提升绳4提升铲斗 以切下物料；当满斗后，回转平台回转，铲斗被带到卸料点，打开斗底卸料；在卸料后，回转 平台转回到挖掘位置，当电铲远离物料时，司机发出行走指令，移动电铲，并当条件具备后， 开始下一个作业循环。
[0004] 在作业过程中，上、下车之间需要传递信息以实现上、下车之间的控制。在现有技 术中，上、下车之间的信息交换及控制是通过装设在中央枢轴上的滑环，通过滑触的方式进 行的。但由于滑环的电气开放性，使得信息极易受到外界干扰；而滑环的数量也限制了信息 量，如果要传输更多的信息量，则需要装载更多的滑环，从而导致滑环的整体高度增高；此 夕卜，滑环接触质量也会对信号传递产生影响。
【发明内容】
[0005] 鉴于现有技术中的问题，本发明提供了一种电铲上下车通信装置，以提升电铲上 下车通信质量，增加电铲上下车通信的信息量。
[0006] 本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中 变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。
[0007] 本发明提供了一种电铲上下车通信装置，用于电铲上、下车之间的通信，包括：设 置于所述电铲上车的电气室里的上车通信单元及设置于所述电铲下车的行走装置上的下 车通信单元；
[0008] 其中，所述上车通信单元包括：第一输入/输出模块，其接收所述电铲上车发送的 数据，或向所述电铲上车输出从所述电铲下车接收的数据；第一数据处理模块，其与所述第 一输入/输出模块连接，对从所述第一输入/输出模块接收的数据，或向所述第一输入/输 出模块发送的数据进行处理；第一蓝牙模块，其与所述第一数据处理模块连接，对从所述第 一数据处理模块接收的数据进行蓝牙协议的发送处理，或向所述第一数据处理模块传输经 过蓝牙协议接收处理后的数据；以及第一天线，与所述第一蓝牙模块连接，接收所述第一蓝 牙模块传输的经过蓝牙协议发送处理后的数据，并进行无线发送；或者无线接收所述下车 通信单元发送的数据，并将该无线接收的数据传输给所述第一蓝牙模块以进行蓝牙协议的 接收处理；
[0009] 所述下车通信单元包括：第二输入/输出模块，其接收所述电铲下车发送的数据， 或向所述电铲下车输出从所述电铲上车接收的数据；第二数据处理模块，其与所述第二输 入/输出模块连接，对从所述第二输入/输出模块接收的数据、或向所述第二输入/输出模 块发送的数据进行处理；第二蓝牙模块，其与所述第二数据处理模块连接，对从所述第二数 据处理模块接收的数据进行蓝牙协议的发送处理，或向所述第二数据处理模块传输经过蓝 牙协议接收处理后的数据；以及第二天线，与所述第二蓝牙模块连接，接收所述第二蓝牙模 块传输的经过蓝牙协议发送处理后的数据，并进行无线发送；或者无线接收所述上车通信 单元发送的数据，并将该无线接收的数据传输给所述第二蓝牙模块以进行蓝牙协议的接收 处理。
[0010] 本发明的有益的技术效果如下：1)由于矿用电铲上下车信号传输采用了无线通 信方式，使得滑环高度可以降低，从而使结构更加简单、实用，在拆装时更加方便；2)矿用 电铲上下车部分通信信息量不受滑环数量限制；3)增强了系统运行的可靠性，降低滑环维 护难度和成本；4)蓝牙通信保证了电铲上下车之间通信的可靠性及快速响应。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得 更加明显。
[0012] 图1为电铲挖掘物料作业过程的示意图。
[0013] 图2为本发明实施例提供的电铲上下车通信装置的结构示意图。
[0014] 图3为本发明实施例提供的电铲上下车通信装置的设置位置示意图。
[0015] 图4为本发明实施例提供的电铲上下车通信装置的机柜设计示意图。
【具体实施方式】
[0016] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形 式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将 全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附 图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
[0017] 所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下 面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技 术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的组元等，也可以实践 本发明的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本发 明。
[0018] 图2为本发明实施例提供的电铲上下车通信装置的结构示意图。如图2所示，电 铲上下车通信装置包括：上车通信单元21及下车通信单元22。
[0019] 图3为本发明实施例提供的电铲上下车通信装置的设置位置示意图。如图3所 示，上车通信单元21被设置于上车回转平台上的电气室部分，例如可以被设置于电气室的 PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器）控制柜中，例如可以与电伊设 备的PLC相连，以直接与PLC交换传输数据。
[0020] 上车通信单元21包括：输入/输出模块211、数据处理模块212、蓝牙模块213及 天线214。
[0021] 其中，输入/输出模块211连接外部设备（图中未示出）例如电铲设备的PLC，接 收外部设备的数据输入，或向外部设备输出数据。
[0022] 输入/输出模块211进一步包括：数字量输入/输出子模块2111和/或模拟量输 入/输出子模块2112,分别用于接收或发送数字信号与模拟信号，例如开关量信号与模拟 量信号等。
[0023] 其中，数字量输入/输出子模块2111包括至少一个数字信号通道，其通道数量与 所采用的模块型号相关；模拟量输入/输出子模块2112也包括至少一个模拟信号通道，其 通道数量也与所采用的模块型号相关。
[0024] 由于工业现场温度范围较宽，输入/输出模块211例如可以选用温度适用范围 在-25 °C?55 °C之间的产品。
[0025] 数据处理模块212,例如可以为蓝牙用的CPU，与输入/输出模块211连接，对从输 入/输出模块211接收的数据或向输入/输出模块211发送的数据进行处理。
[0026] 例如，蓝牙用的CPU将从输入/输出模块211接收的数据进行处理，转换为以太网 信号进行传输；或者，相反地，将接收到的以太网信号进行反向处理后，转换成输入/输出 模块211可接收的信号，并传输给输入/输出模块211。
[0027] 蓝牙模块213与数据处理模块212连接，对从数据处理模块212接收的数据进行 蓝牙协议的发送处理，或者向数据处理模块212传输经过蓝牙协议接收处理后的数据。
[0028] 天线214与蓝牙模块213连接，接收蓝牙模块213传输的经过蓝牙协议发送处理 后的数据，并进行无线发送；或者无线接收下车通信单元22发送的数据，并将该无线接收 的数据传输给蓝牙模块213进行蓝牙接收处理。根据本发明的一个实施例，蓝牙模块213 与天线214之间通过天线延长线连接，使天线214可以安装在上车回转平台外的空旷空间， 以提升无线信号传输质量。此外，为了适应工业现场温度范围较宽的特点，天线214例如可 以选择IP55-40°C?80°C的产品。
[0029] 根据本发明的一个实施例，在蓝牙模块213与天线214之间还设置有蓝牙适配器 215,其连接于蓝牙模块213与天线214之间，用于设备接口的转换。
[0030] 如图3所示，下车通信单元22例如可以被设置于下车的行走装置上，接收下车采 集到的现场数据，如下车采集的行走装置的信号，并负责将采集到的现场数据发送到上车 通信单元21 ;上车通信单元21将该数据传送到PLC，PLC对该现场数据进行处理，产生对下 车的控制信号，并通过上车通信单元21发送该控制信号；下车通信单元22接收上车通信单 元21发送的对下车的控制信号，并将其传送给下车，以控制下车的操作。
[0031] 下车通信单元22包括：输入/输出模块221、数据处理模块222、蓝牙模块223及 天线224。
[0032] 其中，输入/输出模块221连接外部模块（图中未示出），例如下车现场数据采集 模块，接收外部模块输入的数据，或向外部模块输出数据。
[0033] 输入/输出模块221进一步包括：数字量输入/输出子模块2211和/或模拟量输 入/输出子模块2212,分别用于接收或发送数字信号与模拟信号，例如开关量信号与模拟 量信号等。
[0034] 详细地，下车通信单元22的输入/输出模块221与上车通信单元21的输入/输 出模块211对应，输入/输出模块221的开关量信号输入对应输入/输出模块211的开关 量信号输出，其开关量信号输出对应输入/输出模块211的开关量输入；输入/输出模块 221的模拟量信号输入对应输入/输出模块211的模拟量信号输出，其中，上车的开关量信 号输出用于对下车执行机构如行走装置的电磁阀、风机等的控制，上车的模拟量信号输出 用于控制下车的比例阀等。
[0035] 其中，数字量输入/输出子模块2211包括至少一个数字信号通道，其通道数量与 所采用的模块型号相关；模拟量输入/输出子模块2212也包括至少一个模拟信号通道，其 通道数量也与所采用的模块型号相关。
[0036] 由于工业现场温度范围较宽，输入/输出模块221例如可以选用温度适用范围 在-25 °C?55 °C之间的产品。
[0037] 数据处理模块222,例如可以为蓝牙用CPU，与输入/输出模块221连接，对从输入 /输出模块221接收的数据、或向输入/输出模块221发送的数据进行处理。
[0038] 例如，蓝牙用的CPU将从输入/输出模块221接收的数据进行处理，转换为以太网 信号进行传输；或者，相反地，将接收到的以太网信号进行反向处理后，转换成输入/输出 模块221可接收的信号，并传输给输入/输出模块221。
[0039] 蓝牙模块223与数据处理模块222连接，对从数据处理模块222接收的数据进行 蓝牙协议的发送处理，或者向数据处理模块222传输经过蓝牙协议接收处理后的数据。
[0040] 天线224与蓝牙模块223连接，接收蓝牙模块223传输的经过蓝牙协议发送处理 后的数据，并进行无线发送；或者无线接收上车通信单元21发送的数据，并将该无线接收 的数据传输给蓝牙模块223进行蓝牙接收处理。根据本发明的一个实施例，蓝牙模块223与 天线224之间通过天线延长线连接，使天线224可以安装在下车行走装置的上方，使得上、 下车通信单元天线之间的直线距离最短，保证无线信号的传输质量。此外，为了适应工业现 场温度范围较宽的特点，天线224例如可以选择IP55-40°C?80°C的产品。
[0041] 根据本发明的一个实施例，在蓝牙模块223与天线224之间还设置有蓝牙适配器 215,其连接于蓝牙模块223与天线224之间，用于设备接口的转换。
[0042] 图4为本发明实施例提供的电铲上下车通信装置的机柜设计示意图，但本发明不 以此为限。
[0043] 在本发明实施例提供的电铲上下车通信装置中，上车天线可以通过天线延长线安 装在电铲回转平台外的空旷空间，下车天线则安装在行走装置的上方，以使得天线的直线 距离最短，保证采集的行走装置的信号和上车的控制指令可以通过蓝牙技术进行高速、可 靠的无线通信；此外，由于蓝牙通信的最大有效距离是100米，这样就有效地避免了设备间 的干扰，同时百米内的不同设备还可以通过不同的IP地址进行区分；并且由于蓝牙的通信 频段通常不会受到其他无线电信号产生的干扰，如果有其他干扰信号，由于蓝牙协议采用 的是调频技术，将传输带宽分为多个信道，其可以自动将传输数据从受到干扰的信道跳转 到其他没有受到干扰的信道上继续传输。这些都保证了电铲上下车之间通信的可靠性大大 增加。
[0044] 此外，由于蓝牙通信的优点在于其响应速度快，而对于电铲上下车之间的控制而 言，尤其是例如抱闸、行走之类的指令，都要求很高的响应速度，因此蓝牙通信的响应速度 快这一优势恰能满足电铲上下车之间的通信要求。
[0045] 本发明的有益的技术效果如下：1)由于矿用电铲上下车信号传输采用了无线通 信方式，使得滑环高度可以降低，从而使结构更加简单、实用，在拆装时更加方便；2)矿用 电铲上下车部分通信信息量不受滑环数量限制；3)增强了系统运行的可靠性，降低滑环维 护难度和成本；4)蓝牙通信保证了电铲上下车之间通信的可靠性及快速响应。以上具体地 示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相 反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。
【权利要求】
1. 一种电铲上下车通信装置，用于电铲上、下车之间的通信，其特征在于，包括：设置 于所述电铲上车的电气室里的上车通信单元及设置于所述电铲下车的行走装置上的下车 通信单元；其中， 所述上车通信单元包括： 第一输入/输出模块，其接收所述电铲上车发送的数据，或向所述电铲上车输出从所 述电铲下车接收的数据； 第一数据处理模块，其与所述第一输入/输出模块连接，对从所述第一输入/输出模块 接收的数据，或向所述第一输入/输出模块发送的数据进行处理； 第一蓝牙模块，其与所述第一数据处理模块连接，对从所述第一数据处理模块接收的 数据进行蓝牙协议的发送处理，或向所述第一数据处理模块传输经过蓝牙协议接收处理后 的数据；以及第一天线，与所述第一蓝牙模块连接，接收所述第一蓝牙模块传输的经过蓝牙 协议发送处理后的数据，并进行无线发送；或者无线接收所述下车通信单元发送的数据，并 将该无线接收的数据传输给所述第一蓝牙模块以进行蓝牙协议的接收处理； 所述下车通信单元包括： 第二输入/输出模块，其接收所述电铲下车发送的数据，或向所述电铲下车输出从所 述电铲上车接收的数据； 第二数据处理模块，其与所述第二输入/输出模块连接，对从所述第二输入/输出模块 接收的数据、或向所述第二输入/输出模块发送的数据进行处理； 第二蓝牙模块，其与所述第二数据处理模块连接，对从所述第二数据处理模块接收的 数据进行蓝牙协议的发送处理，或向所述第二数据处理模块传输经过蓝牙协议接收处理后 的数据；以及第二天线，与所述第二蓝牙模块连接，接收所述第二蓝牙模块传输的经过蓝牙 协议发送处理后的数据，并进行无线发送；或者无线接收所述上车通信单元发送的数据，并 将该无线接收的数据传输给所述第二蓝牙模块以进行蓝牙协议的接收处理。
2. 根据权利要求1所述的电铲上下车通信装置，其中所述第一输入/输出模块包括： 第一数字量输入/输出子模块和/或第一模拟量输入/输出子模块，所述第一数字量输入/ 输出子模块接收或发送开关量信号，所述第一模拟量输入/输出子模块接收或发送模拟量 信号；和/或，所述第二输入/输出模块包括：第二数字量输入/输出子模块和/或第二模 拟量输入/输出子模块，所述第二数字量输入/输出子模块接收或发送开关量信号，所述第 二模拟量输入/输出子模块接收或发送模拟量信号。
3. 根据权利要求2所述的电铲上下车通信装置，其中所述第一数字量输入/输出子模 块和/或所述第二数字量输入/输出子模块包括至少一个数字信号通道；和/或，所述第一 模拟量输入/输出子模块和/或所述第二模拟量输入/输出子模块包括至少一个模拟信号 通道。
4. 根据权利要求1所述的电铲上下车通信装置，其还包括：第一蓝牙适配器，其连接于 所述第一蓝牙模块与所述第一天线之间，用于设备接口的转换；和/或，第二蓝牙适配器， 其连接于所述第二蓝牙模块与所述第二天线之间，用于设备接口的转换。
5. 根据权利要求1所述的电铲上下车通信装置，其中所述第一天线安装在所述电铲上 车的回转平台外，与所述第一蓝牙模块之间通过第一天线延长线连接；和/或，所述第二天 线安装在所述电铲下车的行走装置的上方，与所述第二蓝牙模块之间通过第二天线延长线 连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电铲上下车通信装置，其中所述下车通信单元接收 所述电铲下车采集的现场数据，并将该现场数据发送到所述上车通信单元；所述上车通信 单元接收该现场数据，将该现场数据传送到所述电铲上车进行处理，以产生对所述电铲下 车的控制信号，并将该控制信号发送到所述下车通信单元；所述下车通信单元接收该控制 信号，将该控制信号传送到所述电铲下车，以控制所述下车的操作。
【文档编号】H04B5/00GK104142650SQ201410327112
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】乔建强, 刘晓星, 姚振南 申请人:太原重工股份有限公司