一種自裝卸式垃圾車壓縮卸料機構的控制方法

楊浩宇 安秋蘭

1.河南森源重工有限公司 河南省長葛市 461500 2.中機科（北京）車輛檢測工程研究院有限公司 北京市 102100

1 背景技術

自裝卸式垃圾車是一種與垃圾壓縮中轉站配套使用的環衛專用車輛，用于生活垃圾車收集，大型工礦企業垃圾車清運等。整車主要由專用車底盤、動力輸出裝置、掛桶機構、箱體機構、后門機構、液壓系統、電氣系統和壓縮卸料機構（可選）等組成。

目前的壓縮卸料機構可以實現：①貨箱內垃圾較多時，可手動進行壓縮；②貨箱滿時，打開后門機構可將垃圾完全推出，實現卸料。考慮到自裝卸垃圾車的作業環境，一般用于收集分布于各街道的標準桶桶內垃圾，一天可能要收集幾百桶，手動進行壓縮不僅繁瑣，壓縮效果差，而且嚴重影響作業效率，操作不當甚至可能對后門機構造成永久破壞。

因此本文介紹一種全新的壓縮卸料機構控制方法。

結構描述

下圖為自裝卸垃圾車壓縮的結構示意圖：

圖1

圖2

圖中標記：1、駕駛室操作裝置，2、電氣控制模塊，3、計時器1，4、計時器2，5、位置傳感器，6、壓縮卸料機構，7、掛桶機構，8、液壓執行機構，9、壓力檢測開關，10、箱體裝置。

本文提及的方法目的是通過優化改進壓縮卸料機構的控制策略，避免目前壓縮卸料機構的大部分缺點和不足。具有進行作業過程更加安全，控制系統更加穩定，人機交互更加便捷和故障排查更加容易的特點。

本技術方案包括：液壓執行機構、壓縮卸料機構、計時器1、計時器2、壓力檢測開關、駕駛室操作裝置、電氣控制模塊、位置傳感器等。其中：計時器1、計時器2、電氣控制模塊、以及駕駛室操作裝置設置在駕駛室內部。壓力檢測開關安裝于液壓執行機構上，可根據需要設定報警值。位置傳感器、液壓執行機構和壓縮卸料機構布置于箱體內部。液壓執行機構用于驅動壓縮卸料機構伸出和縮回。位置傳感器用于檢測壓縮卸料機構是否在初始位置。

控制策略

下圖為壓縮卸料機構控制策略的拓撲圖：

駕駛員可通過駕駛室操作裝置發出自動壓縮信號（單次）、壓縮取消信號（單次）、手動卸料信號（連續）、手動縮回信號（連續），電氣控制模塊根據收到的駕駛員信息發出指令。

自動壓縮時，電氣控制模塊控制液壓執行/壓縮卸料機構持續伸出，計時器2開始計時。此過程可被三種信號終止。當駕駛員取消壓縮作業時，即收到壓縮取消信號①；當壓縮到預設液壓系統壓力，壓縮效果已實現時，即收到壓力檢測開關信號②；當達到計時器2的預設值時，即收到計時器2信號。當三種信號任意一個有效時，液壓執行/壓縮卸料機構停止運動，計時器2被強制清零失效，計時器1開始計時。當達到計時器1的預設值時，液壓執行/壓縮卸料機構開始持續縮回，計時器1被強制清零失效。當檢測到位置傳感器信號時，認為液壓執行/壓縮卸料機構已縮回至初始位置，液壓執行/壓縮卸料機構停止運動，自動壓縮過程完成。

當進行卸料作業時，要求駕駛員通過駕駛室操作裝置先打開后門機構，然后發出連續的手動卸料信號，電氣控制模塊控制液壓執行/壓縮卸料機構伸出，信號消失則運動停止。手動縮回信號亦然。但當液壓執行/壓縮卸料機構已回位，即檢測到位置傳感器信號時，手動縮回信號無效，液壓執行/壓縮卸料機構不會動作。

根據以上控制方法，使用AutoCAD Electrical 2015繪圖軟件做出整車原理圖，如下：

圖3

技術特點

（1）該壓縮卸料機構控制方法可實現自動的壓縮作業，不僅操作簡單，且穩定性和效率也較高。

（2）冗余的手動卸料設計，即便是自動壓縮系統故障，也可手動作業，容錯率兼容性更好。

（3）考慮到壓縮時不可收集掛，且桶某些街道上的標準桶間距較近。整個自動壓縮作業耗時較長時，就會影響作業效率。因此，系統設有壓縮循環取消操作，既做到適當的壓縮，駕駛員又可以根據情況收回推鏟。

（4）設有計時器1，用于壓縮卸料機構壓縮到位后，間隔若干秒，隨后控制收回。可避免直接收回導致垃圾被帶回，影響壓縮效果。另外間隔數秒也可減少液壓系統受到的沖擊，使系統更加可靠。

（5）設有預設時間較長的計時器2，當壓縮卸料機構伸出時開始計時。用于壓力檢測開關故障時，自動壓縮系統無法收回的情況；或箱內垃圾較少導致壓縮卸料機構行程較長時，影響作業效率的情況。計時器2輸出信號可使壓縮卸料機構結束伸出運動，進入下步指令。

（6）壓力檢測開關、計時器1、計時器2的預設值可以進行調節，可最大程度的提高作業效率。

2 結語

本文介紹的壓縮卸料機構控制方法，多以操作人員的視角考慮問題，著眼實際，具有操作便捷，容錯率高的特點，也適用于其他壓縮作業工況的場景。