专利名称：履带起重机电动液压系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及起重设备的控制系统技术领域，尤其涉及一种履带起重机电动液压系统。
背景技术：
履带起重机是将起重作业部分装在履带底盘上，行走依靠履带装置的流动式起重机。可以进行物料起重、运输、装卸和安装等作业。履带起重机具有起重能力强、接地比压小、转弯半径小、爬坡能力大、不需支腿、带载行驶、作业稳定性好以及桁架组合高度可自由更换等优点，广泛应用在电力、市政、桥梁、石油化工、水利水电等建设行业。目前，履带起重机所使用的控制系统一般有两种型式全液压系统和全电动系统。全液压系统是由柴油发动机配套油泵驱动各减速机、马达工作，整机运行稳定可靠，操作简单，不足之处是使用柴油为动力源，这就使得使用和维护的成本很高。全电动系统是由电动机驱使各减速机工作， 虽然不用耗费燃油，但整机外形庞大、非常笨重，操作程序也很复杂。
实用新型内容本实用新型目的是针对以上不足之处，提供一种能够将电动系统与液压系统有效合理结合并工作可靠的起重机电动液压系统。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是履带起重机电动液压系统，包括直流调速系统、负载调节系统、液压系统和显示器，所述直流调速系统包括直流调速器， 所述直流调速器连接直流电动机，所述直流电动机连接用于为所述液压系统供液压油的油泵；所述液压系统与所述履带起重机的起升机构、变幅机构、回转机构、行走机构及各油缸相连接。做为进一步的改进，所述负载调节系统包括用于调节所述油泵摆角的第一控制器。所述直流调速器连接电子油门踏板、所述第一控制器、以及所述直流电动机的速度反馈装置。所述速度反馈装置为测速发电机。所述第一控制器与直流调速器之间通过串行通讯接口总线连接。所述液压系统包括用于控制各液压阀门的第二控制器，所述第二控制器连接力矩限制器、传感器、操作手柄、输入输出模以及各液压阀门。所述第二控制器、力矩限制器和输入输出模块之间通过第一 CAN总线连接。所述第一控制器、第二控制器、显示器和操作手柄之间通过第二 CAN总线连接。做为进一步的改进，所述直流调速器的输入端连接集电环的输出端，所述集电环与用于输送液压油的回转接头相连接，所述集电环的输入端通过电缆连接交流电源。做为进一步的改进，所述电动液压系统还包括钥匙控制支路，所述钥匙控制支路包括用于给所述控制系统送电的一挡、用于给所述直流调速器送电的二挡以及用于启动所述直流调速器的三挡。本实用新型的有益效果在于本实用新型用直流电动机代替了柴油发动机，由直流电动机驱动油泵为各运行机构供液压油，将电动系统和液压系统有效合理的结合在一起，大降低了使用和维修成本，更重要的是用清洁的电能代替了柴油，没有了尾气的排放， 具有较强的环保优势。本实用新型的直流调速系统通过电子油门踏板和手动油门两种方式做为速度的给定，实现无级调速，并设置有巡航定速功能，可以一键将电动机转速保持在锁定前的速度上，减轻了操作人员的疲劳程度，同时减少了不必要的速度变化，可以节省能源。负载调节系统由第一控制器根据所述直流调速系统的信息控制所述油泵的摆角，用以使所述直流电动机的输出功率与所述液压系统匹配，可以防止憋车。显示器系统可以显示以上各系统的信息，方便驾驶和维护人员监控和查询整车的工作和使用情况，便于提前发现故障隐患， 大大的提高了起重机的运行可靠性和安全性，且使用操作简便。本实用新型中直流调速器通过集电环连接交流电源，且集电环固定在输送液压油的回转接头上，随回转接头一起转动，这样就避免了电缆及电线的缠绕，提高了安全性能。本实用新型所述系统的启动方式为钥匙启动方式，分为三个挡，一挡用于给控制系统送电，二挡用于给直流调速器送电，三挡用于启动直流调速器，驱动直流电机工作，这样就避免了整车设备同时启动引起的电流、电压冲击，延长了设备及电源的使用寿命，同时又可使驾驶员在工作前充分了解设备状态。综上所述，本实用新型所述履带起重机电动液压系统的使用，可大大降低起重机的使用维护成本，减少环境污染；提高了起重机运行的可靠性和安全性；操作简便，减轻了司机的疲劳程度，提高了工作效率。此系统的研发成功，填补了国内在此领域的一项空白， 具有很高的推广价值。
图1是本实用新型下车部分的结构示意图；图2是本实用新型上车部分的结构示意图；图3是本实用新型整体结构示意图；图4是本实用新型控制系统结构框图；图中1、电缆卷筒，2、集电环，3、直流电动机，4、联轴器，5、油泵，6、起升机构，7、变幅机构，8、回转机构，9、行走机构，10、回转接头。
具体实施方式
如图1、图2和图3共同所示，履带起重机电动液压系统，包括直流调速系统、负载调节系统、液压系统和显示器，所述直流调速系统包括直流调速器，所述直流调速器连接直流电动机3，所述直流电动机3连接用于为所述液压系统供液压油的油泵5 ；所述液压系统与所述履带起重机的起升机构、变幅机构、回转机构、行走机构及各油缸相连接。所述直流调速器的输入端连接集电环2的输出端，所述集电环2的输入端通过电缆连接交流电源。380V外接交流电源通过电缆接入到集电环2上，交流电源与集电环2之间的电缆缠绕在起重机下部的电缆卷筒1上，集电环2是固定在中央回转接头10上，随回转接头10 一起回转，实现同步驱动，集电环2输出端的电缆连接位于上车的直流调速器及控制系统， 直流调速器连接直流电动机3，直流电动机3通过联轴器4与油泵5连接在一起，启动直流电动机3随即带动油泵5为各执行机构供液压油，上车部分的液压油分别驱动起升机构6、变幅机构7及回转机构8，下车部分的液压油通过中央回转接头驱动行走机构9。如图4所示，所述直流调速器连接电子油门踏板、所述第一控制器、以及所述直流电动机3的速度反馈装置。所述速度反馈装置为测速发电机。所述第一控制器与直流调速器之间通过串行通讯接口总线连接。所述液压系统包括用于控制各液压阀门的第二控制器，所述第二控制器连接力矩限制器、传感器、操作手柄、输入输出模以及各液压阀门。所述第二控制器、力矩限制器和输入输出模块之间通过第一 CAN (控制器局域网络)总线连接。 所述第一控制器、第二控制器、显示器和操作手柄之间通过第二 CAN总线连接。直流调速系统采用直流调速器驱动直流电动机3来拖动油泵5为液压系统提供动力，直流电动机5的速度通过直流调速器来控制，调速方式采用电流环和速度环的双闭环无级调速系统，速度反馈信号由速度反馈装置提供，本实用新型中速度反馈装置为测速发电机，也可以通过旋转编码器来实现速度的反馈；电流反馈信号为直接测得的直流电动机 5的电枢电流。速度的给定信号主要有脚油门和手油门提供，脚油门采用发动机系统中普遍常采用的电子油门踏板，电子油门踏板通过相应的转化电路后将速度给定信号送给到直流调速器系，通过操作者踩踏油门来调节电动机的转速，实现速度的无级调节，同时本实用新型还增设了手油门，在起重机的控制手柄上设有速度保持、速度增加、速度减小按钮，控制手柄接入第一控制器，第一控制器将控制手柄传来的速度调节信号转换后传输给直流调速器，来控制直流电动机的转速调节，并可以通过速度保持实现巡航定速的功能，手油门操作方便，且可以减轻操作者的疲劳。通过此双闭环系统可以精准的控制电动机的扭矩及转速。负载控制系统也是通过第一控制器来完成的，第一控制器通过采集到的直流电动机5的实际转速和给定转速的差值组成的一个闭环控制系统来实时调节油泵摆角的大小， 防止直流电动机5的憋车。第一控制器同时配置有串行通讯接口和CAN总线接口，串行通讯接口为RS485总线接口。直流调速器、电网测量仪表以及第一控制器之间通过RS485总线连接，第一控制器将得到的直流电动机5的运行参数及电网的参数处理后再通过CAN总线转发至CAN总线上的其它控制器，本实用新型中第一控制器是通过第二 CAN总线将处理后的参数转发给第二控制器。电网参数测量仪表用来测量电网中的各类参数，例如电压、电流、功率、功率因数等，并将测得的参数通过RS485总线传给第一控制器。第一控制器还控制油散电机的工作，根据液压油温度传感器测得的液压油的温度来控制油散电动机的工作。液压控制系统主要由第二控制器及输入输出模块、显示器、手柄、力矩限制器等组成。第二控制器及输入输出模块主要用来连接传感器、限位开关、报警开关的输入，同时第二控制器通过第二 CAN总线来接受手柄传来的操作信息并结合系统逻辑程序来控制液压系统的液压阀门来完成系统的动作。力矩限制器根据拉力及角度传感器传来的相关数据计算得出相关的力矩信息，如当前角度、幅度、力矩百分比等，并将计算得出的力矩信息发送给第二控制器，给起重机提供安全保护，并能切断危险方向的动作。第二控制器、输入输出模块及力矩限制器之间通过第一 CAN总线通讯。显示器通过第二 CAN总线与第一控制器和第二控制器通讯，显示第一控制器和第二控制器传送过来的电网信息、直流电动机5的信息、液压系统信息、力矩信息。电网信息包括系统电压、电流、功率因数等；直流电动机5的信息包括电枢电压、电流、转速等；液压系统信息包括液压油温度、压力等；力矩信息包括载荷信息、力矩百分比等。各部分信息统一显示在显示器屏幕上，方便操作维修人员监控和查询。整个控制系统使用直流24V作为电源，直流MV电源是通过AC-DC电源转换模块将交流电转换得到的，此电源电压稳定，工作效率高。所述电动液压系统的启动方式采用钥匙启动方式，包括用于给所述控制系统送电的一挡、用于给所述直流调速器送电并始能的二挡以及用于启动所述直流调速器的三挡。 一挡给控制系统送电，待显示器启动后显示的电网信息无误后方可打至二挡，二挡给直流调速器送电并始能直流调速器，待显示器上返回正常的直流调速器信息后方可打至三挡启动直流调速器，三挡为启动直流调速器，直流调速器启动后直流电动机3开始工作，钥匙自动回位至二挡。这样即避免了整车设备同时启动引起的电流、电压冲击，延长设备及电源的使用寿命，同时又可使操作员在工作前充分了解设备状态。起重机驾驶室内设置有制冷空调及制热暖风机，方便操作美观大方，且电动机不启动的情况下可以正常使用，大大改善驾驶室内的工作环境。本实用新型所述履带起重机电动液压系统目前已成功应用到了 120t履带起重机上，填补了国内在这一技术领域的空白。本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.履带起重机电动液压系统，其特征在于包括直流调速系统、负载调节系统、液压系统和显示器，所述直流调速系统包括直流调速器，所述直流调速器连接直流电动机，所述直流电动机连接用于为所述液压系统供液压油的油泵；所述液压系统与所述履带起重机的起升机构、变幅机构、回转机构、行走机构及各油缸相连接。
2.根据权利要求1所述的履带起重机电动液压系统，其特征在于所述负载调节系统包括用于调节所述油泵摆角的第一控制器。
3.根据权利要求2所述的履带起重机电动液压系统，其特征在于所述直流调速器连接电子油门踏板、手油门、所述第一控制器、以及所述直流电动机的速度反馈装置。
4.根据权利要求3所述的履带起重机电动液压系统，其特征在于所述速度反馈装置为测速发电机。
5.根据权利要求3所述的履带起重机电动液压系统，其特征在于所述第一控制器与直流调速器之间通过串行通讯接口总线连接。
6.根据权利要求5所述的履带起重机电动液压系统，其特征在于所述液压系统包括用于控制各液压阀门的第二控制器，所述第二控制器连接力矩限制器、传感器、操作手柄、 输入输出模以及各液压阀门。
7.根据权利要求6所述的履带起重机电动液压系统，其特征在于所述第二控制器、力矩限制器和输入输出模块之间通过第一 CAN总线连接。
8.根据权利要求7所述的履带起重机电动液压系统，其特征在于所述第一控制器、第二控制器、显示器和操作手柄之间通过第二 CAN总线连接。
9.根据权利要求1所述的履带起重机电动液压系统，其特征在于所述直流调速器的输入端连接集电环的输出端，所述集电环与用于输送液压油的回转接头相连接，所述集电环的输入端通过电缆连接交流电源。
10.根据权利要求1所述的履带起重机电动液压系统，其特征在于所述电动液压系统还包括钥匙控制支路，所述钥匙控制支路包括用于给所述控制系统送电的一挡、用于给所述直流调速器送电的二挡以及用于启动所述直流调速器的三挡。
专利摘要一种履带起重机电动液压系统，涉及起重设备的控制系统技术领域，包括直流调速系统、负载调节系统、液压系统和显示器，所述直流调速系统包括直流调速器，所述直流调速器连接直流电动机，所述直流电动机连接用于为所述液压系统供液压油的油泵；所述液压系统与所述履带起重机的起升机构、变幅机构、回转机构、行走机构及各油缸相连接。本实用新型所述履带起重机电动液压系统的使用，可大大降低起重机的使用维护成本，减少环境污染；提高了起重机运行的可靠性和安全性；操作简便，减轻了司机的疲劳程度，提高了工作效率。此系统的研发成功，填补了国内在此领域的一项空白，具有很高的推广价值。
文档编号B60L15/20GK202245777SQ201120341690
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者张仕涛, 张明昕, 张永江, 时明军, 李洪可, 王东, 谢辉, 赵启明 申请人:特雷克斯拓能(山东)重机制造有限公司