專利名稱：一種攪拌運輸車及其攪拌筒控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種攪拌運輸機械，尤其是涉及一種采用機械油泵控制攪拌筒 的攪拌運輸車及其電子控制裝置。
背景技術：
目前，在市面上常用的攪拌運輸車，其控制攪拌筒轉速裝置一般采用電控 油泵式和機械油泵式。前者，設備成本較高，后者雖然機械式油泵成本較低， 但在自動控制方面尚沒有更好的電控產品。
針對機械油泵式控制裝置，攪拌車操縱系統目前采用的是機械連桿結構，
如圖1所示，其主要由油泵變量桿11、駕駛室操縱軟軸12、油門控制拉桿13、 油泵控制推拉桿14、操縱手柄15、室內操縱16、定位裝置17等組成，其主 要功能是通過操縱手柄15、機械傳動控制油泵變量桿11來改變油泵的排量及 排油方向，從而改變馬達轉速和旋向，最終實現攪拌筒正、反轉及中位停止的 功能；通過油門控制拉桿13改變發動機轉速，提高攪拌車進、出料速度的功 能，從而完成進料、攪拌、攪動、停轉和出料的功能。
但是在攪拌車運輸過程中，攪拌筒的轉速是隨著發動機轉速的變化而變化 的。液壓系統的工作特性變量泵——定量馬達組成了閉式系統，液壓馬達的 輸出轉速用公式n尸(qi/q2) m求得。
其中q!油泵的排量 q2馬達的排量 W...........................油泵的轉速
行車時，油泵的轉速m即發動機的轉速是隨時變化的，而定量馬達的排 量q2是一定值，由于操作手柄置于攪動檔，油泵變量桿的擺角是固定的，故 油泵的排量qi也是一定值，那么當發動機轉速變化時，油泵的轉速n,也隨之 變化，由公式可知液壓馬達的轉速n2會隨著發生變化，而馬達的轉速ii2與攪 拌筒轉速之間的速比為i=6.94，則攪拌筒的轉速也會隨著發動機轉速的變化而變化，無法實現攪拌筒的恒轉速功能。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種機械油泵控制攪拌筒的攪拌運輸 車及其電子控制裝置，其能夠實現攪拌車運輸過程中攪拌筒的恒轉速功能。
為了實現上述目的，本發明提供了一種攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，包括 操作控制器，還包括
一電子控制器，與所述操作控制器電性連接，用于根據所述操作控制器的 操作指令控制所述攪拌車的攪拌筒工作，并控制所述攪拌筒在所述攪拌運輸車 行駛過程中保持恒速旋轉；
一油泵執行器，與所述電子控制器電性連接，用于根據所述電子控制器的
控制指令控制所述攪拌筒的工作狀態；
一油門執行器，與所述電子控制器電性連接，用于根據所述電子控制器的 控制指令控制所述攪拌運輸車發動機的轉速；
一轉速傳感器，與所述電子控制器電連接，用于檢測所述攪拌筒的轉速， 并將所述攪拌筒的轉速脈沖信號反饋至所述電子控制器。
上述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其中，所述油泵執行器是通過調整油 泵變量桿的旋轉角度來調節油泵排量大小，來實現在所述攪拌運輸車在行駛過 程中保持所述攪拌筒恒速。
上述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其中，所述油門執行器通過油門拉線 來調整所述發動機的轉速。
上述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其中，所述操作控制器為近控式電控 柜和/或遙控式操作控制器。
上述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其中，所述轉速傳感器設置在連接所 述攪拌筒的減速機上。
上述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其中，所述電子控制器又包括主控 制器、操作信號處理電路、油泵電機驅動電路、油門電機驅動電路、脈沖信號 處理電路；所述主控制器分別與所述操作信號處理電路、油泵電機驅動電路、 油門電機驅動電路、脈沖信號處理電路連接，所述操作信號處理電路連接所述 操作控制器，所述油泵電機驅動電路連接所述油泵執行器，所述油門電機驅動電路連接所述油門執行器，所述脈沖信號處理電路連接所述轉速傳感器。
上述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其中，所述操作信號處理電路又包括:
遙控器控制電路、油泵電機限位信號處理電路、油門電機限位信號處理電路以
及近控/遙控切換電路；
所述近控/遙控切換電路分別與所述遙控器控制電路、油泵電機限位信號
處理電路、油門電機限位信號處理電路連接，用于控制近控/遙控操作方式的
切換；
所述遙控器控制電路、油泵電機限位信號處理電路、油門電機限位信號處 理電路分別通過開關電路分別控制所述油泵電機驅動電路、油門電機驅動電路 工作。
上述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其中，所述主控制器為汽車級中央處 理器。
為了實現上述目的，本發明還提供了一種采用機械油泵控制攪拌筒的攪拌 運輸車，包括攪拌筒控制裝置，其中，所述攪拌筒控制裝置，包括 一操作控制器，用于輸入操作控制指令；
一電子控制器，與所述操作控制器電性連接，用于根據所述操作控制器的 操作指令控制所述攪拌車的攪拌筒工作，并控制所述攪拌筒在所述攪拌運輸車
行駛過程中保持恒速旋轉；
一油泵執行器，與所述電子控制器電性連接，用于根據所述電子控制器的 控制指令控制所述攪拌筒的工作狀態；
一油門執行器，與所述電子控制器電性連接，用于根據所述電子控制器的 控制指令控制所述攪拌運輸車發動機的轉速；
一轉速傳感器，與所述電子控制器電連接，用于檢測所述攪拌筒的轉速， 并將所述攪拌筒的轉速脈沖信號反饋至所述電子控制器。
上述攪拌運輸車，其中，所述油泵執行器是通過調整油泵變量桿的旋轉角 度來調節油泵排量大小，來實現在所述攪拌運輸車在行駛過程中保持所述攪拌 筒恒速。
上述的攪拌運輸車，其中，所述油門執行器通過油門拉線來調整所述發動 機的轉速。
上述的攪拌運輸車，其中，所述操作控制器為近控式電控柜和/或遙控式操作控制器。
上述的攪拌運輸車，其中，所述轉速傳感器設置在連接所述攪拌筒的減速 機上。
上述的攪拌運輸車，其中，所述電子控制器又包括主控制器、操作信號 處理電路、油泵電機驅動電路、油門電機驅動電路、脈沖信號處理電路；所述 主控制器分別與所述操作信號處理電路、油泵電機驅動電路、油門電機驅動電 路、脈沖信號處理電路連接，所述操作信號處理電路連接所述操作控制器，所 述油泵電機驅動電路連接所述油泵執行器，所述油門電機驅動電路連接所述油 門執行器，所述脈沖信號處理電路連接所述轉速傳感器。
上述的攪拌運輸車，其中，所述操作信號處理電路又包括遙控器控制電 路、油泵電機限位信號處理電路、油門電機限位信號處理電路以及近控/遙控 切換電路；
所述近控/遙控切換電路分別與所述遙控器控制電路、油泵電機限位信號 處理電路、油門電機限位信號處理電路連接，用于控制近控/遙控操作方式的 切換；
所述遙控器控制電路、油泵電機限位信號處理電路、油門電機限位信號處 理電路分別通過開關電路分別控制所述油泵電機驅動電路、油門電機驅動電路 工作。
采用上述方案，通過電子控制器發出指令來控制油泵執行器拉桿的旋轉角 度，可以改變油泵的排量及排油方向，從而改變馬達轉速和旋向，實現攪拌筒 正、反轉及中位停止的功能，最終完成攪拌車進料、停止、出料功能；通過電 子控制器發出指令來控制油門執行器拉桿的旋轉角度可以改變發動機轉速，以 提高或降低進、出料速度；并通過先進的微電腦技術，采樣液壓馬達的轉速脈 沖，不斷調整油泵執行器拉桿的旋轉角度，以便調節油泵排量大小，實現在行 駛過程中保持攪拌筒恒速。
通過軟件和硬件相結合，形成完整的一套解決方案，完全實現由電子來控 制，實現攪拌車的恒速控制功能，并且增加遙控控制系統，形成近控和遙控的 兩套控制方案，滿足不同場合的控制需求。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本發 明的限定。


圖1為公知技術攪拌車操縱系統示意圖2為本發明電子控制操作系統組成示意圖3為本發明電子控制操作系統模塊組成示意圖4為本發明電子控制系統原理示意圖5為本發明一實施例采用霍爾效應轉速傳感器采集液壓馬達的轉速脈 沖示意圖6為本發明油泵執行器+油泵變量桿和油泵的連接關系示意圖。
射，附圖標記
11油泵變量桿
12駕駛室操縱軟軸
13油門控制拉桿
14油泵控制推拉桿
15操縱手柄
16室內操縱
17定位裝置
21近控柜
22油泵執行器
23油泵變量桿
24油門執行器
25油門拉線
26控制電線束
27轉速傳感器
28控制器
29遙控器
41遙控器模塊
42近控柜模塊
43主控制器模塊
44油門執行器模塊45 油泵執行器模塊
46 轉速反饋電路模塊
61 定位板
62 油泵
具體實施例方式
請參考圖2，為本發明電子控制操作系統組成示意圖，如圖所示，電子控 制操作系統主要由近控柜21、油泵執行器22、油泵變量桿23、油門執行器24、 油門拉線25、控制電線束26、轉速傳感器27、遙控器29、控制器28等組成， 其主要功能是通過電子控制器發出指令來控制油泵執行器22和油門執行器24 拉桿的旋轉角度，實現攪拌筒正、反轉、中位停止以及發動機加、減速的功能， 從而完成攪拌車進料、停止、出料功能，并通過先進的微電腦技術，采樣液壓 馬達的轉速脈沖，不斷調整油泵執行器22拉桿的旋轉角度，以便調節油泵排 量大小，實現在行駛過程中保持攪拌筒恒速，請參考圖6，為本發明油泵執行 器、油泵變量桿和油泵的連接關系示意圖，如圖所示， 一定位板61用螺栓與 油泵62連接，油泵變量桿23 —端與定位板61用球透連接，油泵變量桿23 的另一端與油泵執行器22擺臂用球頭連接，從而實現油泵執行器22控制油泵 變量桿23的旋轉角度，通過油泵變量桿23的旋轉改變油泵的排量及排油方向， 從而改變馬達轉速和旋向，實現攪拌筒正、反轉及中位停止的功能，最終完成 攪拌車進料、停止、出料功能；另外通過改變發動機轉速，可以提高進、出料 速度，請結合參考圖3，為本發明上述電子控制操作系統模塊組成示意圖。
本系統通過軟件和硬件相結合，形成完整的一套解決方案，完全實現由電 子來控制，實現攪拌車的恒速控制功能，并且增加遙控控制系統，形成近控和 遙控的兩套控制方案，滿足不同場合的控制需求。
請結合參考圖2、圖3和圖4，其中圖4為本發明電子控制系統原理示意 圖，也是相應圖3的模塊組成的具體電路示意圖，如圖所示，其包括有遙控器 模塊41、近控柜模塊42、主控制器模塊43、油門執行器模塊44、油泵執行器 模塊45、轉速反饋電路模塊46，下面詳細說明本發明控制系統的硬件組成， 其主要包括-
主控制器，其又包括電源管理模塊、微處理器(CPU)、限位信號處理電路模塊、脈沖信號處理電路模塊以及油門、油泵驅動電路模塊、遙控器解碼電 路模塊。在本發明一較佳實施例中，主控制器采用飛思卡爾汽車級CPU，工作
溫度-40 +125'C;采用智能無觸點H橋全保護電機控制芯片，可以自我保護， 自我診斷；通過先進的微電腦技術，采樣液壓馬達的轉速脈沖，不斷調整執行 機構的旋轉角度，以便調節油泵排量大小，實現在行駛過程中保持攪拌筒恒速; 有兩種方式控制攪拌筒的狀態，遙控和近控，遙控和近控功能一致，可以互相 切換，可以分別控制攪拌筒的進料、出料、停止、恒速、油門加、油門減，其 正常工作電壓為24V DC，最大電流為5A，但并不以此為限。
近控柜，包括進料、出料、停止、恒速、油門加速、油門減速開關以及近 控、遙控轉換開關和緊急出料開關。
攪拌筒轉速檢測反饋輸入，在一較佳實施例中，采用霍爾效應轉速傳感器 采集液壓馬達的轉速脈沖，但并不以此為限，如圖5所示，其中霍爾效應轉速 傳感器
A. 工作電壓18-36V;
B. 檢測參數齒輪模數^2，測試頻率2 6.5kHz
C. 輸出波形矩形方波，高電平；
D. 工作溫度-40。C 120。C
E. 電流消耗最大30mA;
F. 具備短路保護及反極性保護；
G. 具備電磁兼容性；
H. 保護等級IP67;
I. 測量面耐壓10bar
油泵執行器，包括執行電機和減速傳動裝置，接受控制器指令，通過擺臂 左右擺動，拉動拉桿，調節油泵排量大小，并改變攪拌筒轉向。在一較佳實施
例中，其相應參數可為
A. 工作電壓24V DC
B. 功率負載(拉力)4kg
C. 電機功率120W
D. 工作溫度-40 120°C
E. 保護等級IP65F.性能擺臂的中心位置能做360。選擇，擺動幅度為左右各40。 油門執行器，包括執行電機和減速傳動裝置，接受控制器指令，通過擺臂
左右擺動，拉動油門拉線，調節發動機轉速。在一較佳實施例中，其相應參數
可為
A. 工作電壓24V DC
B. 功率負載(拉力)4kg
C. 電機功率120W
D. 工作溫度-40 120°C
E. 保護等級IP65
F. 性能擺臂的中心位置能做360。選擇，擺動幅度60。 工業遙控發射器，舉例來說，其使用一節23A 12V電池，遙控距離約20
米，按鍵共六鍵，分別為進料、出料、停止、恒速、油門加和油門減，使用頻 率433MHZ，但并不以此為限。
下面來具體說明一下本發明的一實施例的電子控制原理，本發明通過遙控 器或近控柜上開關按鍵輸入各種開關量信號如進料、出料、停止等，控制器 接收到信號后，按照已設定的程序，自動地進行信息的處理、分析、和計算， 采用PWM輸出方式控制油泵、油門執行器中電機的運轉，采用無觸點H橋驅動 電路來改變電機的換向，并通過減速及傳動機構來調整油泵、油門執行器拉桿 的旋轉角度，進而調節泵的排量和排油方向，以實現攪拌筒正、反轉、中位停 止以及發動機加、減速的功能，從而完成攪拌車進料、停止、出料及提高進、 出料速度功能。
在攪拌車運輸過程中，按下恒速鍵，啟動恒速功能，安裝在減速機上的轉 速傳感器連續采樣液壓馬達的轉速脈沖(由于馬達的轉速與攪拌筒轉速之間的 速比為i二6.94，故可認為間接采樣攪拌筒轉速)，并將此脈沖信號輸入給控 制器，控制器CPU將檢測到的信號進行比較、分析、處理后，發出控制指令給 油泵執行器，以調整油泵執行器拉桿的旋轉角度，進而調節泵的斜盤傾角和排 量大小，實現在行駛過程中保持攪拌筒恒速。在一較佳實施例中，本系統采用 位置型PID控制算法實現恒速功能。
電子控制操作系統有兩種操作方式遙控和近控，遙控和近控功能一致， 可以互相切換。在一較佳實施例中，遙控方式可具體實施為打開車尾電控柜，將轉換開關 旋至遙控檔位；分別按遙控器進料、出料、停止、油門加速、油門減速鍵可實 現進料、出料、停止、改變發動機轉速提高進、出料速度功能；進料、出料鍵 具有分檔加速功能，停止鍵兼有進料、出料減速功能；先按進料鍵，再按恒速 鍵，可實現攪拌筒恒速功能，將攪拌筒轉速控制在2±0.5轉/分；進、出料功 能鍵互鎖，需通過停止鍵切換。在一較佳實施例中，近控方式可具體實施為打 開車尾電控柜，將轉換開關旋至近控檔位；分別按電控柜進料、出料、停止按 鍵可實現進料、出料、停止功能；進料、出料鍵具有分檔加速功能，停止鍵兼 有進料、出料減速功能；先按進料鍵，再按恒速鍵，可實現攪拌筒恒速功能， 將攪拌筒轉速控制在2±0.5轉/分；進、出料功能鍵互鎖，需通過停止鍵切換； 將調節發動機轉速鈕旋至轉速+，點撥則可以提高發動機轉速，提高進、出料 速度；反之，旋至轉速-，點撥則可以降低發動機轉速，降低進、出料速度。 值得注意的是 一般情況下，不得按緊急出料鍵，當控制器發生故障時，可以 按緊急出料鍵將混凝土排出。
由上所述，本發明攪拌運輸車及其攪拌筒電子控制裝置主要有以下優占.
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1. 安裝簡便，美觀，降低成本；
2. 操作簡單，降低勞動強度，有遙控和近控兩套操作方式，可滿足不同 場合的控制需求；
3. 有恒速控制功能，有利于提高混凝土的勻質性。
當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情 況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但 這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1、一種攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，包括操作控制器，其特征在于，還包括一電子控制器，與所述操作控制器電性連接，用于根據所述操作控制器的操作指令控制所述攪拌車的攪拌筒工作，并控制所述攪拌筒在所述攪拌運輸車行駛過程中保持恒速旋轉；一油泵執行器，與所述電子控制器電性連接，用于根據所述電子控制器的控制指令控制所述攪拌筒的工作狀態；一油門執行器，與所述電子控制器電性連接，用于根據所述電子控制器的控制指令控制所述攪拌運輸車發動機的轉速；一轉速傳感器，與所述電子控制器電連接，用于檢測所述攪拌筒的轉速，并將所述攪拌筒的轉速脈沖信號反饋至所述電子控制器。
2、 根據權利要求1所述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其特征在于，所 述油泵執行器是通過調整油泵變量桿的旋轉角度來調節油泵排量大小，來實現 在所述攪拌運輸車在行駛過程中保持所述攪拌筒恒速。
3、 根據權利要求1所述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其特征在于，所 述油門執行器通過油門拉線來調整所述發動機的轉速。
4、 根據權利要求1所述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其特征在于，所 述操作控制器為近控式電控柜和/或遙控式操作控制器。
5、 根據權利要求1所述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其特征在于，所 述轉速傳感器設置在連接所述攪拌筒的減速機上。
6、 根據權利要求l、 2、 3、 4或5所述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其 特征在于，所述電子控制器又包括主控制器、操作信號處理電路、油泵電機 驅動電路、油門電機驅動電路、脈沖信號處理電路；所述主控制器分別與所述 操作信號處理電路、油泵電機驅動電路、油門電機驅動電路、脈沖信號處理電 路連接，所述操作信號處理電路連接所述操作控制器，所述油泵電機驅動電路 連接所述油泵執行器，所述油門電機驅動電路連接所述油門執行器，所述脈沖 信號處理電路連接所述轉速傳感器。
7、 根據權利要求6所述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其特征在于，所述操作信號處理電路又包括遙控器控制電路、油泵電機限位信號處理電路、 油門電機限位信號處理電路以及近控/遙控切換電路；所述近控/遙控切換電路分別與所述遙控器控制電路、油泵電機限位信號 處理電路、油門電機限位信號處理電路連接，用于控制近控/遙控操作方式的 切換；所述遙控器控制電路、油泵電機限位信號處理電路、油門電機限位信號處 理電路分別通過開關電路分別控制所述油泵電機驅動電路、油門電機驅動電路 工作。
8、 根據權利要求6所述的攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，其特征在于，所述主控制器為汽車級中央處理器。
9、 一種采用機械油泵控制攪拌筒的攪拌運輸車，包括攪拌筒控制裝置， 其特征在于，所述攪拌筒控制裝置，包括一操作控制器，用于輸入操作控制指令；一電子控制器，與所述操作控制器電性連接，用于根據所述操作控制器的 操作指令控制所述攪拌車的攪拌筒工作，并控制所述攪拌筒在所述攪拌運輸車行駛過程中保持恒速旋轉；一油泵執行器，與所述電子控制器電性連接，用于根據所述電子控制器的 控制指令控制所述攪拌筒的工作狀態；一油門執行器，與所述電子控制器電性連接，用于根據所述電子控制器的 控制指令控制所述攪拌運輸車發動機的轉速；一轉速傳感器，與所述電子控制器電連接，用于檢測所述攪拌筒的轉速， 并將所述攪拌筒的轉速脈沖信號反饋至所述電子控制器。
10、 根據權利要求9所述攪拌運輸車，其特征在于，所述油泵執行器是通 過調整油泵變量桿的旋轉角度來調節油泵排量大小，來實現在所述攪拌運輸車 在行駛過程中保持所述攪拌筒恒速。
11、 根據權利要求9所述的攪拌運輸車，其特征在于，所述油門執行器通 過油門拉線來調整所述發動機的轉速。
12、 根據權利要求9所述的攪拌運輸車，其特征在于，所述操作控制器為 近控式電控柜和/或遙控式操作控制器。
13、 根據權利要求9所述的攪拌運輸車，其特征在于，所述轉速傳感器設置在連接所述攪拌筒的減速機上。
14、 根據權利要求9、 10、 11、 12或13所述的攪拌運輸車，其特征在于，所述電子控制器又包括主控制器、操作信號處理電路、油泵電機驅動電路、 油門電機驅動電路、脈沖信號處理電路；所述主控制器分別與所述操作信號處理電路、油泵電機驅動電路、油門電機驅動電路、脈沖信號處理電路連接，所 述操作信號處理電路連接所述操作控制器，所述油泵電機驅動電路連接所述油 泵執行器，所述油門電機驅動電路連接所述油門執行器，所述脈沖信號處理電 路連接所述轉速傳感器。
15、 根據權利要求14所述的攪拌運輸車，其特征在于，所述操作信號處 理電路又包括遙控器控制電路、油泵電機限位信號處理電路、油門電機限位 信號處理電路以及近控/遙控切換電路；所述近控/遙控切換電路分別與所述遙控器控制電路、油泵電機限位信號 處理電路、油門電機限位信號處理電路連接，用于控制近控/遙控操作方式的 切換；所述遙控器控制電路、油泵電機限位信號處理電路、油門電機限位信號處 理電路分別通過開關電路分別控制所述油泵電機驅動電路、油門電機驅動電路 工作。
全文摘要
本發明公開了一種攪拌運輸車及其攪拌筒控制裝置，其中攪拌運輸車攪拌筒控制裝置，包括操作控制器，還包括一電子控制器，與操作控制器電性連接，用于根據操作控制器的操作指令控制攪拌車的攪拌筒工作，并控制攪拌筒在攪拌運輸車行駛過程中保持恒速旋轉；一油泵執行器，與電子控制器電性連接，用于根據電子控制器的控制指令控制攪拌筒的工作狀態；一油門執行器，與電子控制器電性連接，用于根據電子控制器的控制指令控制攪拌運輸車發動機的轉速；一轉速傳感器，與電子控制器電連接，用于檢測攪拌筒的轉速，并將攪拌筒的轉速脈沖信號反饋至電子控制器，本發明有遙控近控兩套操作方式，且能控制恒速，安裝簡便，操作簡單，可降低成本。
文檔編號B28C7/02GK101450511SQ20071017862
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月3日 優先權日2007年12月3日
發明者李殿浦, 琴 楊, 梁文蓉, 詹振京, 韓萬喜 申請人:福田雷沃重機股份有限公司