一种电动清扫车吸扫装置能耗评估系统及评估方法与流程

本发明涉及一种电动清扫车吸扫装置能耗评估系统及评估方法，属于清扫车研发、测试、分析与控制技术领域。

背景技术：

现有电动清扫车作业装置中电机能耗大，无法根据道路上的垃圾直径和垃圾的分布密度进行有效地能耗管理，因此在作业装置的能耗分析问题上存在很大的困难，为了完成作业装置的能耗评估，急需发明一套作业装置能耗评估系统，对研发中的作业装置进行能耗评估。

申请公开号为：cn106706358a公开的一种吸扫式电动清扫车吸扫系统测控试验台，在能耗评估方面没有给出具体的能耗评估系统及评估方法，本专利弥补了上述不足之处。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电动清扫车吸扫装置能耗评估系统及评估方法，用于电动清扫车吸扫装置的能耗评估，解决了清扫车作业装置研发过程中能耗分析难的问题，降低了清扫车吸扫装置的工作能耗，为吸扫装置的能耗优化奠定了基础，提高了吸扫装置的使用寿命。具体的技术方案如下：

一种电动清扫车吸扫装置能耗评估系统包括：路面清洁度模拟模块、清扫车速模拟模块、测试模式选择模块、控制器模块、显示模块、供电模块、能耗信息采集模块、被测吸扫装置模块和能耗评估模块。

所述路面清洁度模拟模块包括垃圾抛洒漏斗、清洁度选择开关、旋转底板、漏斗用电机，所述旋转底板安装在所述垃圾抛洒漏斗出口处，所述漏斗用电机的输出轴连接在旋转底板的旋转轴上，所述漏斗用电机和所述清洁度选择开关接入所述控制器模块。

所述清扫车速模拟模块包括皮带输送机、清扫车速选择开关、皮带电机，所述皮带电机和所述清扫车速选择开关接入所述控制器模块。

所述测试模式选择模块包括盘刷接地压力测试模式、滚刷接地压力测试模式、盘刷转速测试模式、滚刷转速测试模式、垃圾粒径测试模式、垃圾分布密度测试模式、清扫车速测试模式和风机风压测试模式，盘刷接地压力测试模式下盘刷接地压力变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率，滚刷接地压力测试模式下滚刷接地压力变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率，垃圾粒径测试模式下道路垃圾的直径发生变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率，垃圾分布密度测试模式下道路垃圾的分布密度发生变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率，清扫车速测试模式下清扫车的车速发生变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率，风机风压测试模式下风机的风压发生变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率。

所述能耗信息采集模块包括盘刷转速传感器、滚刷转速传感器、动态扭矩传感器、电流传感器、电压传感器、风量传感器和粉尘浓度传感器，所述能耗信息采集模块均连接所述控制器模块的输入端，所述能耗信息采集模块用于采集盘刷转速、滚刷转速、盘刷电机输出转速和输出扭矩、盘刷电机输入电流和输入电压、滚刷电机输出转速和输出扭矩、滚刷电机输入电流和输入电压、风机电机输出转速和输出扭矩、风机电机输入电流和输入电压。

所述能耗评估模块连接所述控制器模块，根据能耗信息采集模块提供的滚刷转速、盘刷转速、盘刷电机输入电流和输入电压、盘刷电机输出转速和输出扭矩、滚刷电机输出转速和输出扭矩、滚刷电机输入电流和输入电压、风机电机输出转速和输出扭矩、风机电机输入电流和输入电压，一方面利用曲线拟合分析影响能耗的因素，并确定上述因素所占分量，分配比例系数，另一方面找到吸扫装置能耗工作区域。

进一步，所述控制器模块采用plc控制器。

进一步，所述显示模块为触摸屏显示器，采用显示模块与所述能耗评估模块连接，所述触摸屏显示器界面包括盘刷接地压力测试模式界面、滚刷接地压力测试模式界面、盘刷转速测试模式界面、滚刷转速测试模式界面、垃圾粒径测试模式界面、垃圾分布密度测试模式界面、清扫车速测试模式界面和风机风压测试模式界面。

进一步，所述被测吸扫装置模块包括需要进行能耗评估的盘刷清扫机构、滚刷清扫机构、风机吸尘机构。

进一步，所述供电模块包括车用电池和控制用电池，所述车用电池为所述被测吸扫装置模块供电，所述控制用电池为所述控制器模块和所述能耗信息采集模块供电。

一种电动清扫车吸扫装置能耗评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：通过测试模式选择模块确定测试模式：

选择盘刷接地压力测试模式，保持盘刷电机转速、滚刷电机转速、皮带电机转速、风机电机转速、滚刷接地压力、道路垃圾的直径、道路垃圾的分布密度不变，调节盘刷接地压力；

选择滚刷接地压力测试模式，保持盘刷电机转速、滚刷电机转速、风机电机转速、皮带电机转速、盘刷接地压力、道路垃圾的直径、道路垃圾的分布密度不变，调节滚刷接地压力；

选择盘刷转速测试模式，保持盘刷接地压力、滚刷电机转速、风机电机转速、皮带电机转速、滚刷接地压力、道路垃圾的直径、道路垃圾的分布密度不变，调节盘刷转速；

选择滚刷转速测试模式，保持盘刷接地压力、盘刷电机转速、风机电机转速、皮带电机转速、滚刷接地压力、道路垃圾的直径、道路垃圾的分布密度不变，调节滚刷转速；

选择垃圾粒径测试模式，保持盘刷接地压力、盘刷电机转速、风机电机转速、皮带电机转速、滚刷接地压力、滚刷电机转速、道路垃圾的分布密度不变，改变垃圾抛洒漏斗中的垃圾直径；

选择垃圾分布密度测试模式，保持盘刷接地压力、盘刷电机转速、皮带电机转速、风机电机转速、滚刷接地压力、滚刷电机转速、道路垃圾的直径不变，利用路面清洁度模拟模块中的清洁度选择开关改变道路垃圾的分布密度；

选择清扫车速测试模式，保持盘刷接地压力、盘刷电机转速、风机电机转速、滚刷接地压力、滚刷电机转速、道路垃圾的直径不变、道路垃圾的分布密度，改变皮带电机转速；

选择风机风压测试模式，保持盘刷接地压力、盘刷电机转速、皮带电机转速、滚刷接地压力、滚刷电机转速、道路垃圾的直径不变、道路垃圾的分布密度，调节风机电机转速，改变风机风压；

s2：能耗信息采集模块将收集滚刷转速、盘刷转速、盘刷电机输入电流和输入电压、盘刷电机输出转速和输出扭矩、滚刷电机输出转速和输出扭矩、滚刷电机输入电流和输入电压、风机电机输出转速和输出扭矩、风机电机输入电流和输入电压，并将上述信息反馈给控制器模块；

s3：能耗评估模块将控制器模块得到的能耗信息进行分析，利用曲线拟合方法绘制能耗曲线；

s4：利用能耗曲线分析影响能耗的因素，并确定上述因素所占分量，分配比例系数；

s5：根据能耗曲线搜索吸扫装置能耗工作区域。

本发明的有益效果为：

（1）本发明通过能耗评估系统能够实时获取电动清扫车吸扫装置的能耗信息，确定吸扫装置的最优能耗工作区间，优化工作装置的结构，为清扫车作业装置的研发奠定基础；

（2）本发明通过能耗评估系统帮助清扫车作业装置能耗数据库的建立，为电动清扫车节能减排工作提供方法，在此能耗评估方法的基础上，为电动清扫车其他作业装置的能耗评估明确的方向。

附图说明

图1为本发明的电动清扫车吸扫装置能耗评估系统的电路结构示意图。

图2为本发明的电动清扫车吸扫装置能耗评估方法流程图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明提出的电动清扫车吸扫装置能耗评估系统包括：路面清洁度模拟模块、清扫车速模拟模块、测试模式选择模块、控制器模块、显示模块、供电模块、能耗信息采集模块、被测吸扫装置模块和能耗评估模块。

所述测试模式选择模块包括盘刷接地压力测试模式、滚刷接地压力测试模式、盘刷转速测试模式、滚刷转速测试模式、垃圾粒径测试模式、垃圾分布密度测试模式、清扫车速测试模式和风机风压测试模式，盘刷接地压力测试模式下盘刷接地压力变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率，滚刷接地压力测试模式下滚刷接地压力变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率，垃圾粒径测试模式下道路垃圾的直径发生变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率，垃圾分布密度测试模式下道路垃圾的分布密度发生变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率，清扫车速测试模式下清扫车的车速发生变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率，风机风压测试模式下风机的风压发生变化时，测试盘刷电机能耗、滚刷电机能耗、风机电机能耗和清扫效率。

所述能耗信息采集模块包括盘刷转速传感器、滚刷转速传感器、动态扭矩传感器、电流传感器、电压传感器、风量传感器和粉尘浓度传感器，所述能耗信息采集模块均连接所述控制器模块的输入端，所述能耗信息采集模块用于采集盘刷转速、滚刷转速、盘刷电机输出转速和输出扭矩、盘刷电机输入电流和输入电压、滚刷电机输出转速和输出扭矩、滚刷电机输入电流和输入电压、风机电机输出转速和输出扭矩、风机电机输入电流和输入电压。

所述路面清洁度模拟模块包括垃圾抛洒漏斗、清洁度选择开关、旋转底板、漏斗用电机，所述旋转底板安装在所述垃圾抛洒漏斗出口处，所述漏斗用电机的输出轴连接在旋转底板的旋转轴上，所述漏斗用电机和所述清洁度选择开关接入所述控制器模块。

所述清扫车速模拟模块包括皮带输送机、清扫车速选择开关、皮带电机，所述皮带电机和所述清扫车速选择开关接入所述控制器模块。

所述能耗评估模块连接所述控制器模块，根据能耗信息采集模块提供的滚刷转速、盘刷转速、盘刷电机输入电流和输入电压、盘刷电机输出转速和输出扭矩、滚刷电机输出转速和输出扭矩、滚刷电机输入电流和输入电压、风机电机输出转速和输出扭矩、风机电机输入电流和输入电压，一方面利用曲线拟合分析影响能耗的因素，并确定上述因素所占分量，分配比例系数，另一方面找到吸扫装置能耗工作区域。

进一步，所述控制器模块采用plc控制器。

进一步，所述显示模块为触摸屏显示器，采用显示模块与所述能耗评估模块连接，所述触摸屏显示器界面包括盘刷接地压力测试模式界面、滚刷接地压力测试模式界面、盘刷转速测试模式界面、滚刷转速测试模式界面、垃圾粒径测试模式界面、垃圾分布密度测试模式界面、清扫车速测试模式界面和风机风压测试模式界面。

进一步，所述被测吸扫装置模块包括需要进行能耗评估的盘刷清扫机构、滚刷清扫机构、风机吸尘机构。

进一步，所述供电模块包括车用电池和控制用电池，所述车用电池为所述被测吸扫装置模块供电，所述控制用电池为所述控制器模块和所述能耗信息采集模块供电。

如图2所示，一种电动清扫车吸扫装置能耗评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：通过测试模式选择模块确定测试模式：

选择盘刷接地压力测试模式，保持盘刷电机转速、滚刷电机转速、皮带电机转速、风机电机转速、滚刷接地压力、道路垃圾的直径、道路垃圾的分布密度不变，调节盘刷接地压力；

选择滚刷接地压力测试模式，保持盘刷电机转速、滚刷电机转速、风机电机转速、皮带电机转速、盘刷接地压力、道路垃圾的直径、道路垃圾的分布密度不变，调节滚刷接地压力；

选择盘刷转速测试模式，保持盘刷接地压力、滚刷电机转速、风机电机转速、皮带电机转速、滚刷接地压力、道路垃圾的直径、道路垃圾的分布密度不变，调节盘刷转速；

选择滚刷转速测试模式，保持盘刷接地压力、盘刷电机转速、风机电机转速、皮带电机转速、滚刷接地压力、道路垃圾的直径、道路垃圾的分布密度不变，调节滚刷转速；

选择垃圾粒径测试模式，保持盘刷接地压力、盘刷电机转速、风机电机转速、皮带电机转速、滚刷接地压力、滚刷电机转速、道路垃圾的分布密度不变，改变垃圾抛洒漏斗中的垃圾直径；

选择垃圾分布密度测试模式，保持盘刷接地压力、盘刷电机转速、皮带电机转速、风机电机转速、滚刷接地压力、滚刷电机转速、道路垃圾的直径不变，利用路面清洁度模拟模块中的清洁度选择开关改变道路垃圾的分布密度；

选择清扫车速测试模式，保持盘刷接地压力、盘刷电机转速、风机电机转速、滚刷接地压力、滚刷电机转速、道路垃圾的直径不变、道路垃圾的分布密度，改变皮带电机转速；

选择风机风压测试模式，保持盘刷接地压力、盘刷电机转速、皮带电机转速、滚刷接地压力、滚刷电机转速、道路垃圾的直径不变、道路垃圾的分布密度，调节风机电机转速，改变风机风压；

s2：能耗信息采集模块将收集滚刷转速、盘刷转速、盘刷电机输入电流和输入电压、盘刷电机输出转速和输出扭矩、滚刷电机输出转速和输出扭矩、滚刷电机输入电流和输入电压、风机电机输出转速和输出扭矩、风机电机输入电流和输入电压，并将上述信息反馈给控制器模块；

s3：能耗评估模块将控制器模块得到的能耗信息进行分析，利用曲线拟合方法绘制能耗曲线；

s4：利用能耗曲线分析影响能耗的因素，并确定上述因素所占分量，分配比例系数；

s5：根据能耗曲线搜索吸扫装置能耗工作区域。

所应理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，在不违背本发明的原则和实质内容的前提下，所作的任何改进、变型以及等同替换等都将落入本发明的保护范围内。