[发明专利]设计成以基本重复循环操作的重型设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年10月6日提交的美国专利申请No.12/899,450的优先权，通过引用的方式将该申请的全文结合到本申请中。

技术领域

本公开一般涉及能量管理和存储系统领域。更具体而言，本公开涉及与用于采矿、挖掘和建筑的重型设备一起运行的能量存储系统。

背景技术

诸如铲土机和挖掘机之类的重型设备可以包括在履带、轮子、浮桥等上旋转的甲板或其他平台。从甲板延伸，重型设备可以进一步包括用于关节臂或起重机的吊杆，设计成操作铲斗、破碎机、钩子或其他形式的工作器械。因此，这种重型设备通常包括设计成移动履带、旋转甲板以及操作关节臂和工作器械（work implement）的一个或更多致动器。

一些类型的重型设备被设计为以基本重复工作循环运行。举例而言，铲土机或挖掘机通常可以以包括挖掘、摆动、倾倒和返回步骤的工作循环运行，这些步骤用于操作铲斗以挖掘和装载破碎的石头、土、矿石、超覆层等以用于挖掘目的。这些步骤基本一次又一次地重复，仅有微小的变化来调节铲斗啮合地面的高度。重型设备可以使用液压缸或其他形式的致动器来执行提升、旋转和下降运动。

发明内容

一个实施例涉及重型设备，其包括本体、电气总线以及耦合到本体且由经由电气总线传送的电力供电的工作部件。该重型设备还包括向电气总线提供电输出的发电机组、配置成耦合到电气总线的能量存储元件以及耦合到能量存储元件的计算机化控制器。计算机化控制器包括逻辑模块，该逻辑模块用于在电气总线上预测的需求增加之前将能量存储元件耦合到电气总线，其中由计算机化控制器基于外推法至少部分地从与重型设备的先前操作有关的数据预计即将到来的需求增加。

另一实施例涉及设计成以基本重复循环运行的重型设备。该重型设备包括工作器械、泵以及用于操作工作器械且至少部分地由泵增压的流体供能的线性致动器。该重型设备还包括发电机组、电气总线、补充电源以及计算机化控制器。发电机组提供电能作为对泵供电的输出，且电气总线耦合发电机组和泵。补充电源配置成电连接到电气总线，且计算机化控制器控制补充电源到电气总线的连接。计算机化控制器包括逻辑模块，该逻辑模块用于在需要来自泵的增压流体的供应增加的基本重复的循环期间在预测的增加的装载之前，将补充电源连接到电气总线。由计算机化控制器基于外推法至少部分地从与基本重复循环的先前重复相关的数据预计即将到来的预测的增加的装载。

另一实施例涉及设计成以基本重复循环运行的重型设备。该重型设备包括工作器械和用于操作工作器械的致动器。该重型设备还包括电气总线、连接到电气总线以用于对致动器供电的电源、电容器以及计算机化控制器。电容器配置成连接到电气总线以用于在基本重复循环的一部分期间从电源接收电力且在基本重复循环的另一部分中增大电源。计算机化控制器包括逻辑模块，该逻辑模块用于在电气总线上的预测需求之前将电容器连接到电气总线，其中由计算机化控制器基于外推法至少部分地从与重型设备的以往操作有关的数据预计即将到来的预测需求。

备选示例性实施例涉及其他特征和特征的组合，这可以在权利要求中一般性地陈述。

附图说明

结合附图，从下面的详细描述将更完整地理解本公开，附图中：

图1是根据示例性实施例的铲土机透视图。

图2是图1的铲土机的平面图。

图3是图1的铲土机的甲板的一部分的透视图。

图4是与图1的铲土机相关的发电机的透视图。

图5是与图1的铲土机相关的液压系统的透视图。

图6是根据示例性实施例的能量管理系统的流程图。

图7是根据示例性实施例的第一配置中的能量管理系统的示意图。

图8是第二配置中图7的能量管理系统的示意图。

图9是第三配置中图8的能量管理系统的示意图。

图10是根据示例性实施例通过仿真提供的预言数据的图形表达。

具体实施方式

在转向详细说明示例性实施例的图之前，应当理解本发明不限于说明书中提及或图中说明的细节或方法学。还应当理解术语仅用于说明目的且不应被认为是限制目的。