[发明专利]电驱动工程车辆电缆线检测与自动收放装置

说明书

技术领域

本发明属于电驱动工程车辆电缆线收放技术领域，具体涉及一种电驱动工程车辆电缆线检测与自动收放置。

技术背景

矿山、煤场等场地相对固定的工程作业车辆，如电铲、装载机等，一般均采用柴油机驱动。一方面，由于柴油价格不断上涨，设备运行费用很高；另一方面柴油机的热效率较低（20-30%），能源利用效率低，排放污染环境。对于作业半径相对较小，且供电方便的作业现场，将上述工程车辆改为采用电力驱动会产生很大的经济社会效益。电力驱动装置的效率一般在90% 以上，且电价相对便宜，所以采用电力驱动不仅可以减少污染，更重要的是可以大幅度降低运行费用。

但工程车辆采用电力驱动需要与供电电缆线连接，以提供电力需要。由于工程车辆作业时在不断快速运动，所以供电电缆线必须能够随着车辆的运动自动快速收放，以避免放缆不及时造成拉断电缆，或收缆不及时堆积电缆线，而被车辆碾压造成事故。

目前国内外对于电力驱动的工程车辆所用的供电电缆线收放装置有两种方式：1、非卷取式：例如，门式起重机和行车，其供电电缆线通过滑轮悬挂在与设备运行平行的导轨上，电缆线在运动装置的牵引下可以随运动设备往复运动，不间断向运动的设备供电。这种形式仅能适用于作直线运动的用电装置，如行车、门式起重机等设备。2、卷取式：在电源端或运动设备端设置电缆线卷筒，卷筒根据设备运动中收放电缆。市售的卷缆机一般采用力矩电机控制，卷筒通常处于收卷状态，当设备向电源端移动时，由于牵引力矩减小，卷缆机在力矩电机的驱动下将电缆线卷起；当设备远离电源时，牵引力矩大于电机的力矩，迫使力矩电机倒转，卷缆机以恒定力矩放缆。这种方式在电缆线处于悬空状态时，随着电缆线长度增加，在空中形成悬链线，由于电缆自身的重量导致电缆线的张力随电缆线长度急剧增加，使卷缆机没有足够的力矩收卷，如提高电机的力矩，又可能导致将电缆线拉断，所以仅适用于短距离的运动；如果电缆线不是悬空状态，由于电缆线自身的重量和与地面的磨擦，导致完全无法工作。

发明内容

本发明目的是提供一种电驱动工程车辆电缆线检测与自动收放装置，可以有效地克服现有技术存在的缺点。

本发明是这样实现的，如图1所示，在工程车辆1上固定安装一个倒“丁”字形的支架6，在支架6的顶部安装有电动机2及与其联接的带有离合器的减速器3及卷缆盘4，卷缆盘4上卷绕有电缆线7；在支架6的悬臂梁端部安装有检测及自动收放装置5。所述的检测及自动收放装置的构造图如2、3、4所示，框架14固定安装在支架6的悬臂梁顶端，在其上端部的左侧安装有顶部后托辊9，右侧安装有顶部前托辊10，在其下端部的右侧安装有底部前托辊11，在顶部前托辊10和底部前托辊11的后方，即在框架14中部前方位垂直安装有左侧托辊12和右侧托辊13；由框架14的顶部、底部、左侧和右侧安装的托辊形成的中间空位称为导孔15；如图4所示，在左侧托辊12和右侧托辊13的外侧、即框架14的左、右内侧面上分别装有光电发射传感器17和n个光电接收传感器，n为＞2的整数，现以n=8为例，如图4所示，在框架14左侧自上往下安装有八个光电接收传感器18、19、20、21、22、23、24、25及控制器16，八个光电接收传感器的安装位置要求平均分布于导孔15自顶至底的侧面方位上，且相邻两个光电接收传感器的距离≤电缆线直径；如图6所示，控制器16中的优先编码器的输入要与八个光电接收传感器的输出信号相连接，优先编码器的输出要与驱动芯片的输入相连接，驱动芯片的输出连接继电器，继电器的开关信号送至变频器，电缆线7穿过导孔15与电源相连接，检测及自动收放装置5的安装角度应保证使导孔15平面与自然拖地状态下的电缆7垂直。

本发明的优点和积极效果是：

1、通过检测电缆线在电缆导孔中的位置，从而决定卷缆机的对电缆线的收放控制，省去了对电缆线长度和运动车辆与电源距离的直接检测，简化了检测方案。

2、采用光电传感器，避免了传感器与电缆线的直接接触，有利于检测及自动收放装置的安全和寿命，且无须对传感器的精度提出要求。采用了导孔、传感器和控制器集成的结构，降低了安装难度，保证了系统工作可靠性，提高了检测和控制精度。 

3、检测及自动收放装置5与支架6连接时，安装角度保证导孔15平面与自然拖地状态下的电缆线7垂直。有利于提高检测电缆状态的灵敏度，提高对卷缆机的控制性能。