自卸汽車作業(yè)采用無線遙控控制的改進方案

陳文斐，王衛(wèi)平，朱陽，黨憲斌（陜西汽車集團有限公司，陜西 西安 710200）

自卸汽車作業(yè)采用無線遙控控制的改進方案

陳文斐，王衛(wèi)平，朱陽，黨憲斌
（陜西汽車集團有限公司，陜西 西安 710200）

摘 要：文章主要介紹了自卸汽車采用工業(yè)無線遙控操縱的一種改進方案，可將自卸車舉升卸貨操縱方式由車內手動操縱改為遠程遙控操縱。在特殊工況，操作者可遠離車輛操縱貨箱舉升卸貨，有效保障人員安全并提高車輛的環(huán)境適應能力。

關鍵詞：工業(yè)無線遙控技術；遠程油門；液壓舉升系統(tǒng)；安全

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.10.002

CLC NO.: U469.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-03-03

引言

工業(yè)無線遙控技術是本世紀初新興的、一種面向設備間信息交互的無線通信技術。歐美等國政府多次在發(fā)展規(guī)劃中指出，工業(yè)無線技術將在提高產品質量、提高能源效率等方面發(fā)揮重要作用。中國研究人員則在科技部高技術發(fā)展計劃（“863”計劃）和中國科學院創(chuàng)新方向性項目等支持下，在工業(yè)無線技術方面取得了一些突破，并在冶金、石化等領域進行了初步應用。

近年來，由于運輸業(yè)的發(fā)展，較長貨箱的后翻自卸單車、半掛自卸車和列車以其裝載量大、轉運半徑長等特點倍受用戶青睞。但是，自卸車貨箱越長，在卸料過程中由于貨箱舉升高度過高、路面不平整以及貨物堆積，加之司機視覺盲區(qū)大、舉升速度慢等因素，就越容易導致卸貨時傾翻事故的發(fā)生，造成人員傷亡和財產損失。本文介紹的自卸汽車采用工業(yè)無線遙控操縱的改進方案，通過對原有自卸車液壓舉升系統(tǒng)的相關改進，可將自卸車舉升卸貨操縱方式由車內手動操縱改為車外遠程遙控操縱，在特殊工況，操作者可遠離車輛無線遙控操縱貨箱舉升卸貨。本改進方案具有遙控距離遠，操作無盲點，操控方便高效、安全可靠等優(yōu)點，可良好的解決上述問題，有效保障人員安全，并提高自卸汽車在礦區(qū)現(xiàn)場、重度污染區(qū)等惡劣、危險工況下的適應能力及安全性，是工業(yè)無線遙控技術在自卸汽車上的一次新的改進應用。

1、方案改進需解決的主要問題

1.1 貨箱舉升卸貨與下降回位動作的遙控操作實現(xiàn)方法

實現(xiàn)無線遙控操作液壓舉升系統(tǒng)正常工作，是整個方案改進的關鍵。現(xiàn)有自卸汽車采用液壓舉升系統(tǒng)，是一種功能較為完備可靠的工作系統(tǒng)，它主要由手動氣閥控制液壓換向閥改變液壓油路供油狀態(tài)，從而驅動油缸伸縮，推動貨箱舉升卸貨或下降回位，完成整個作業(yè)過程。可見，現(xiàn)有系統(tǒng)中手動氣控閥和液壓換向閥是主要控制元件，其中氣控閥是根本控制元件，則本技術方案的重點是將無線遙控植入現(xiàn)有液壓舉升系統(tǒng)控制部分，實現(xiàn)氣控閥的遙控操縱，進而控制整個系統(tǒng)正常工作。

1.2 舉升過程中遠程油門的遙控操作

現(xiàn)有的自卸汽車舉升系統(tǒng)工作時，控制氣動液壓換向閥的手動氣閥安置在駕駛座椅旁邊，駕駛員可同時操作手動氣閥和油門，從而控制貨箱升降。但是，若采用遠程無線遙控操作，操作人員遠離汽車，無法對發(fā)動機油門控制，就失去了油門對舉升力量和速度的調節(jié)能力；所以，遙控系統(tǒng)中油門的遙控操作是另一個重要環(huán)節(jié)，是需要注意對原有油門控制器和遠程油門控制器的切換和干預問題。

1.3 遙控操作系統(tǒng)的供電

現(xiàn)有自卸汽車的液壓舉升系統(tǒng)是氣動控制液壓舉升的方式，系統(tǒng)中沒有涉及電器系統(tǒng)。而無線遙控操作系統(tǒng)是電器系統(tǒng)，所以，該方案改進首先需要解決遙控操作系統(tǒng)中用電單元的供電問題，保證此系統(tǒng)與車載電源的供電能力、電源電壓以及電源接口形式等匹配，是實現(xiàn)系統(tǒng)的無線遙控功能的基礎。

2、無線遙控控制的改進方案

2.1 遙控控制改進方案設計

在現(xiàn)有自卸汽車的液壓舉升系統(tǒng)基礎上，通過在電氣系統(tǒng)中增加無線遙控設備，同時在液壓舉升系統(tǒng)中手動氣控閥旁并聯(lián)一只電磁換向氣閥，切換控制液壓換向閥；并通過電路連接，構成互鎖回路，實現(xiàn)無線遙控設備對電磁換向氣閥的獨立遙控操作。切換至遙控操作狀態(tài)是，無線遙控設備可有效的完成對電磁換向氣閥的遙控操作，進而控制液壓換向閥工作，實現(xiàn)自卸汽車舉升和回落動作的遙控操縱。

1.高壓油管 2.油缸限位氣閥 3.油缸 4.氣管 5.止回閥6.液壓油泵 7.回油過濾器 8.球閥 9.液壓油箱 10.進油過濾器11.氣源 12.遙控器發(fā)射器 13.遙控信號 14.油門控制裝置15.中央接線板 16.遙控器接收器 17.繼電器 18.電磁換向氣閥19.手動氣控閥 20.三通接頭 21.液壓換向閥

另一方面，當司機離開駕駛室后，失去對油門的操作，而在舉升過程中，由于系統(tǒng)負載較大，發(fā)動機怠速下無法滿足舉升時的液壓動力需求，所以，需同時實現(xiàn)油門的遙控操作。方法是在自卸汽車底盤生產過程中預留油門控制裝置，并在駕駛室設置預留油門狀態(tài)切換開關，在舉升時只需通過遙控設備切換開關狀態(tài)，即可實現(xiàn)對發(fā)動機轉速控制（注：預留油門的轉速是通過油門控制手柄預先設定舉升過程所需的發(fā)動機轉速）。遙控控制改進方案見圖1：自卸汽車遙控操作系統(tǒng)連接圖。

2.2 遙控系統(tǒng)的供電計算

在駕駛室中央接線板的+30端引出電源線，為遙控接收器和電氣系統(tǒng)提供電源，通過遙控器發(fā)射器向接收器提供開關信號，由接收器接收到開關信號后向電磁氣動閥提供相應的開關信號，實現(xiàn)對電磁氣動閥的電氣控制操作。系統(tǒng)功率匹配計算如下：

（1）用電設備及其用電功率：

a．工業(yè)遙控器：Pa=4A×24V=96W，I=4A

b．油門控制器：Pb=6A×24V=144W，I=6A

c．電磁閥：Pc=0.3A×24V×2=14.4W，I=0.6A

d．中間繼電器：Pd=0.5×4A×24V×4=192W，I=8A

（2）功率匹配計算：

總功率：P=Pa+ Pb+ Pc+ Pd=96W+114W+14.4W+192W=446.4W

總電流：I總=P/24V=18.6A

中央接線板+30端：I=30A＞（2/3）×30A＞18.6A，系統(tǒng)的供電符合相關標準規(guī)定的要求，系統(tǒng)供電匹配合理。

2.3 貨箱舉升卸貨及下降回位遙控改進

根據(jù)上述改進方案，在駕駛室設置一個電磁換向氣閥，與液壓系統(tǒng)的手動氣控閥并聯(lián)。在手動氣控閥處于中位的狀態(tài)下，遙控接收器可通過控制電磁氣動閥，實現(xiàn)遙控系統(tǒng)對液壓系統(tǒng)舉升和下降動作的遙控控制；配合遙控模擬量操作裝置模擬遠程油門輸入，控制車輛遠程油門開度，進而實現(xiàn)舉升速度調節(jié)。另外，在液壓油缸的下降氣控管路上串聯(lián)安裝手動氣控調節(jié)閥，通過調節(jié)氣路壓力，實現(xiàn)液壓油缸下降速度的手動調節(jié)。液壓系統(tǒng)改進見圖2：液壓舉升系統(tǒng)改進原理圖。

取力器遙控操作，是在PTO氣動控制的氣管路中并聯(lián)一個電磁氣動閥，通過遙控器操作切換取力器氣動開關，控制取力器離合動作。

2.4 遠程油門接口

在底盤設計制造時，預留專用的油門控制接口（如混凝土攪拌車預留輔助油門控制裝置）、切換開關、油門調節(jié)等裝置，用于實現(xiàn)遠程油門的安裝與使用。遙控系統(tǒng)通過遙控器控制切換開關的方式，實現(xiàn)對油門踏板與遠程油門間切換的遙控操作，通過遙控器上的模擬量調節(jié)裝置，實現(xiàn)油門開度調節(jié)的遙控操作，進而實現(xiàn)對發(fā)動機轉速的控制，在舉升過程中為液壓系統(tǒng)提供足夠的動力輸出。遠程油門預留接口見圖3：遠程油門連接接口示意圖。

注意：僅當車輛處于停止狀態(tài)（變速器空檔），油門遠程遙控功能才可發(fā)揮作用。并且由于遠程控制油門與電子油門踏板在線束插接器上的接線形式有所不同，遠程控制油門和電子油門踏板不可互換。

3、結論

上述自卸汽車采用無線遙控控制的改進，是工業(yè)無線遙控技術在自卸汽車上的應用的一種有效的解決方案。將自卸車舉升卸貨操縱方式由車內手動操縱改為車外遠程遙控操縱，在特殊工況，操作者可遠離車輛無線遙控操縱貨箱舉升卸貨，有效保障人員安全，并提高自卸汽車在礦區(qū)現(xiàn)場、重度污染區(qū)等惡劣、危險工況下的適應能力，提高產品的市場競爭優(yōu)勢。同時，作為技術無線遙控技術的應用，從中長期發(fā)展考慮，符合專用車產品設計制造及機械工程領域的總體發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景，該類技術的研究和應用將大有可為。

Dump truck with wireless remote control improvements

Chen Wenfei, Wang Weiping, Zhu Yang, Dang Xianbin
（Shaanxi Automobile group Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710200）

Abstract:This paper mainly introduced adopts an improved scheme of industrial wireless remote control, are able to operate the way will dump truck lift unloading from the car manual manipulation to remote control. In special condition, the operator can be far away from the vehicle handling container lifting discharge, effectively protect the safety of personnel and improve the environmental adaptation ability of the vehicle.

Keywords:Industrial wireless remote control technology; Remote accelerator; Hydraulic lifting system; security

作者簡介：陳文斐，就職于陜西汽車集團有限公司。

中圖分類號：U469.4

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7988(2015)10-03-03