一种集装箱跨运车紧凑型行走驱动控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及集装箱跨运车行走机构，更具体地说，涉及一种集装箱跨运车紧凑型行走驱动控制系统及其控制方法。

背景技术：

集装箱跨运车是集装箱装卸设备中的一种，通常承担由码头前沿到堆场的水平运输或者堆场的集装箱堆码工作，它以门形车架跨在集装箱上，由装有集装箱吊具的液压升降系统吊起集装箱，进行搬运，并可将集装箱堆码二、三层高。由于集装箱跨运车具有机动灵活、效率高、稳定性好、轮压低等特点，得到普遍的应用，集装箱跨运车作业对提高码头前沿设备的装卸效率十分有利。

如图1所示，传统跨运车的行走机构布置复杂，其转向电机100、行走电机101均被布置在上部平台，然后通过传动轴将动力传输到驱动车轮102上，这样的设计不仅使得跨运车体积大、重量大，而且效能差、维修难度高，同时也减少了跨运车上部平台可利用空间。而且一旦当驱动电机或者传动轴出现故障时，跨运车就不能再继续工作或者移动，这会严重影响港口集装箱的运输作业效率甚至会使港口集装箱的运输陷入到临时瘫痪状态。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种集装箱跨运车紧凑型行走驱动控制系统及其控制方法，提高了跨运车行走驱动控制系统的可靠性、灵敏性、精准性和维修应用性，以满足自动化及智能化高效率作业的要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种集装箱跨运车紧凑型行走驱动控制系统，包括：

行走驱动器机构，包括驱动车架、行走驱动器、行走马达和转向控制器，驱动车架连于跨运车上，转向控制器设于驱动车架上，行走驱动器具有四个，均设于驱动车架上，用以驱动行走马达；

电池动力单元，用以供所述行走驱动器的电源动力；

柴油机发电机组，用以供所述行走驱动器的总动力；

整流单元，用以将交流电与直流电之间的转换；

控制模块，用以对所述行走驱动器上的车轮进行同步控制。

所述电池动力单元，包括电池管理系统和电池，电池管理系统用以采集电池的基本参数。

所述电池为锂电池。

所述转向控制器，包括电机、减速箱和制动器。

所述柴油机发电机组，包括柴油机管理器和柴油发电机组。

所述整流单元，包括岸电切换系统、交流滤波缓冲回路、ac-dc整流器和直流缓冲回路。

所述控制模块，包括控制器cpu和柜内分布模块。

所述控制模块采用can通讯。

所述驱动车架通过悬挂轴连于跨运车上，行走驱动器上还配有水冷逆变单元。

另一方面，一种集装箱跨运车紧凑型行走驱动控制方法：

启动跨运车，柴油发电机组运转，并将其发出的三相交流电传输至整流单元的岸电切换系统，再经交流滤波缓冲回路进入ac-dc整流器中，ac-dc整流器将三相交流电整流变为直流电后，经直流缓冲回路输出，一部分直流电经行走驱动器转变为交流电并作用到电机上使电机运行，进而驱动跨运车行走，余下部分直流电则为电池充电；

控制器cpu通过转向控制器得到跨运车各个车轮的实时转向角度，并根据不同的转向角度精确的计算出跨运车各个车轮行走的速度即每个车轮上电机的转速，从而实现电气上的差动保护；

当跨运车在空载行走时，控制器cpu会对驱动电机进行高区弱磁控制使电机以高于额定的转速运行。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种集装箱跨运车紧凑型行走驱动控制系统及其控制方法，还具有以下几点有益效果：

1)本发明行走驱动控制系统采用了集电机、减速器、制动器于一体的三合一减速箱形式，使结构更加紧凑，效率更高，更易维修；

2)本发明行走驱动控制系统左右各采用两个三合一减速箱，当左右各损坏一个的情况下，跨运车依然可以行走，不会影响到自动化码头的正常运作；

3)本发明行走驱动控制系统对驱动电机采用高速区弱磁控制，在空载情况下可以使电机以高于额定的转速运行，提高了跨运车的工作效率；

4)本发明行走驱动控制系统对驱动电机采用同步控制，保证了车轮的转向角度与转动速度的精确匹配，避免了轮胎的异常磨损；

5)本发明行走驱动控制系统采用了水冷逆变单元，散热效率高，体积小，易维修，ip等级高，更可靠可放在室外。

附图说明

图1是现有跨运车上行走机构的示意图；

图2是本发明行走驱动控制系统结构示意框图；

图3是本发明行走驱动控制系统中行走驱动器的布置图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图2至图3所示，本发明所提供的一种集装箱跨运车紧凑型行走驱动控制系统，包括：

行走驱动器机构，包括驱动车架11、行走驱动器17、行走马达和转向控制器，驱动车架11连于跨运车上，转向控制器设于驱动车架11上，行走驱动器17具有四个，均设于驱动车架上，dc直流电进，交流电出，用以驱动行走马达。

较佳的，所述转向控制器，包括电机12、减速箱14和制动器13，形成三合一减速齿轮箱形式，使得结构更加紧凑，减速箱14上连有车轮15。

电池动力单元2，用以供所述行走驱动器的电源动力。

柴油机发电机组3，用以供所述行走驱动器的总动力。

整流单元4，用以将交流电与直流电之间的转换。

控制模块5，用以对所述行走驱动器上的车轮15进行同步控制。

较佳的，所述电池动力单元2，包括电池管理系统21和电池22，电池22以长寿命大容量的锂电池为主，采用模块化配置；电池管理系统21可以采集电池21的电压、温度及电流等基本参数，并能够得出电池22的健康度等数据。

较佳的，所述柴油机发电机组3，包括柴油机管理器(ecu)31和柴油发电机组32，柴油发电机组32与电池22的配合构成混合动力，柴油机管理器(ecu)31是控制柴油机的转速和功率，此机型是全变速的柴油机，根据主控传过来的负载情况实时控制柴油机转速和功率，来实现节能。

较佳的，所述整流单元4，包括岸电切换系统41、交流滤波缓冲回路42、ac-dc整流器43和直流缓冲回路44。

较佳的，所述控制模块5，包括控制器cpu51和柜内分布模块52，柜内分布模块52分布的通讯模块是can总线上的信号采集模块，反馈执行电气元器件的状态和执行输出动作(比如吸合接触器，电磁阀等)。

较佳的，所述控制模块5采用了can通讯方式，该通讯方式是目前工程车辆中普遍采用的通讯方式，成熟可靠，且布线方式简单，诊断方便。

较佳的，所述驱动车架11通过悬挂轴16连于跨运车上，驱动车架11上还配有水冷逆变单元，用以驱动行走马达。

本发明还提供了一种集装箱跨运车紧凑型行走驱动控制方法：

当驾驶员启动跨运车后，柴油发电机组32运转，并将其发出的三相交流电传输至整流单元4的岸电切换系统41，再经交流滤波缓冲回路42进入ac-dc整流器43中，ac-dc整流器43将三相交流电整流变为直流电后，经直流缓冲回路44输出，一部分直流电经行走驱动器1转变为交流电并作用到电机12上使电机12运行，进而驱动跨运车行走，余下部分直流电则为电池充电。

同时，控制器cpu52通过转向控制器51得到跨运车各个车轮15的实时转向角度，并根据不同的转向角度精确的计算出跨运车各个车轮15行走的速度即每个车轮15上电机12的转速，从而实现电气上的差动保护。

而当跨运车在空载行走时，控制器cpu52会对驱动电机12进行高区弱磁控制使电机12以高于额定的转速运行，进而提高跨运车的行走速度，从而提高跨运车的工作效率。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。