双动力地下铲运机制造技术

本发明专利技术双动力地下铲运机，包括双动力系统、电力传动系统、液压系统、铲斗装置、电容储能系统和操控系统，双动力系统用于提供地下铲运机所需的动力；电力传动系统用于驱动地下铲运机执行行驶动作；液压系统用于驱动地下铲运机执行铲装、卸料动作，铲斗装置通过接收液压系统发送的动作指令实现铲斗的举升、下降、收斗与倾翻动作；电容储能系统用于存储动力系统的动力、用于向电力传动系统提供动力；操控系统用于接收指令并分别控制动力系统、电力传动系统、液压系统和电容储能系统执行动作指令。本发明专利技术提供一种节能、低排放、高效率、高机动性的双动力地下铲运机。

Double powered underground scraper

The invention of double power underground scrapers, including dual power system, power transmission system, hydraulic system, bucket device, capacitor energy storage system and control system, dual power system for power supply of Underground LHD required; power transmission system for driving LHD execution running; hydraulic system for driving the implementation of LHD shovel, unloading action, lifting bucket, bucket device hydraulic system by receiving commands sent down, and the bucket tipping movement; capacitor energy storage system for power storage and power system for supplying power to the electric power transmission system; control system is used for receiving the instruction and control power system, power transmission system, hydraulic system capacitive energy storage and system execution commands. The invention provides a dual power underground scraper with energy saving, low emission, high efficiency and high mobility.

【技术实现步骤摘要】
双动力地下铲运机
本专利技术涉及用于采矿的动力机械装置，特别是涉及一种双动力地下铲运机。
技术介绍
地下铲运机主要用于矿山出矿、出渣，以及低位溜井卸矿等，是一种车身矮、中央铰接、前端装载的无轨移动作业设备。在地下矿山规模化开采中铲装、运输是地下矿山高效开采的关键环节，设备性能的优劣将直接影响到采矿生产效率，因此在地下开采主体装备中铲运机是实现地下矿山高效开采的首要关键设备。当今社会，能源枯竭和环境污染问题变得越来越严重，对井下作业的地下铲运机来说更是急需解决能源及环境污染的问题。目前地下铲运机分为柴油铲运机和电动铲运机，它们的优势就应用条件而论各有适用场合。柴油铲运机排出的废气在狭窄的巷道空间难以及时驱散，直接导致了巷道工作环境的恶化，同时大功率柴油机工作时对巷道的通风量也有很高的要求。电动铲运机具有无污染、维修简单、完好率高、作业成本低等优点，然而当需要铲运机于采场、分层、分段甚至中段之间频繁调动时，电动铲运机的缺点就显现出来：拖曳电缆限制了设备的机动性能和活动范围，在运距较长或矿点分散的情况下，其技术性能和经济效益差。总之，在装卸点和运距变化大的巷道掘进出矿中，柴油铲运机的机动性具有不可替代的作用，而在装卸点和运距相对固定的条件下，电动铲运机的环保优势是显而易见的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能耗低、排放低、机动性强的双动力地下铲运机。本专利技术一种双动力地下铲运机，包括安装在铲运机车架上的双动力系统、电力传动系统、液压系统、铲斗装置、电容储能系统和操控系统，所述铲运机车架包括相互铰接的前车架和后车架，所述铲斗装置安装在所述前车架的前端，所述电力传动系统、电容储能系统和操控系统安装在所述后车架上，所述液压系统与电力传动系统分别一部分安装在所述前车架上，另一部分安装在所述后车架上，其中：所述双动力系统用于提供地下铲运机所需的动力，其中所述双动力系统包括柴油发动机、电源组件和分动组件，所述柴油发动机、分动组件、电源组件依次相连，所述柴油发动机通过分动组件将动力分别传递给所述液压系统和电源组件，所述电源组件将动力传递给所述电力传动系统；所述电力传动系统用于驱动地下铲运机执行行驶动作，其中所述电力传动系统包括发电机控制模块、牵引电机控制模块和机械传动组件，所述发电机控制模块与电源组件相连，所述发电机控制模块将从所述双动力系统接收的动力传递给所述牵引电机控制模块，所述机械传动组件的两侧设有车轮，所述牵引电机控制模块通过机械传动组件驱动车轮转动；所述液压系统用于驱动地下铲运机执行铲装、卸料动作，进一步地，所述铲斗装置通过接收所述液压系统发送的动作指令实现铲斗的举升、下降、收斗与倾翻动作；所述电容储能系统用于存储所述双动力系统的动力、用于向所述电力传动系统提供动力；其中，所述发电机控制模块与牵引电机控制模块之间设有直流母线，所述发电机控制模块、牵引电机控制模块与电容储能系统并联设置在所述直流母线上；所述操控系统用于接收指令并分别控制所述双动力系统、电力传动系统、液压系统和电容储能系统执行动作指令。本专利技术双动力地下铲运机，其中所述发电机控制模块包括：发电机，用于在所述地下铲运机启动后在电源组件的带动下产生三相交流电源；发电机控制器，用于对所述三相交流电源进行整流和稳压以生成直流电源，并将所述直流电源输送到所述直流母线上，以及用于控制所述发电机的发电功率大小。本专利技术双动力地下铲运机，其中所述牵引电机控制模块包括：牵引电机控制器与牵引电机，所述牵引电机控制器，用于对所述直流电源进行逆变以生成三相交流电源，以及用于控制所述牵引电机的旋转方向及其输出扭矩的大小；所述牵引电机，用于将所述三相交流电源产生的电能转化为机械能，通过机械传动组件驱动车轮转动。本专利技术双动力地下铲运机，其中所述直流母线包括正负极电缆和汇流母排，所述发电机控制器与牵引电机控制器分别连接在所述正负极电缆的两端，所述电容储能系统连接在所述汇流母排上。本专利技术双动力地下铲运机，其中所述电容储能系统包括：超级电容器，与所述汇流母排连接，在所述地下铲运机所需功率较低时，用于存储所述柴油发动机的动力，在所述地下铲运机所需功率较高时，用于将动力释放给所述牵引电机；电容管理模块，用于检测超级电容器的电压及温度，同时用于控制超级电容存储模块与所述汇流母排的通断。本专利技术双动力地下铲运机，其中所述液压系统包括：液压泵，与所述分动组件连接，用于将双动力系统产生的机械能转化为液压油的压力能；液压执行机构，包括工作液压油缸、转向液压油缸和制动器，所述工作液压油缸与所述铲斗装置连接，用于驱动所述地下铲运机执行铲装、卸料动作，所述转向液压油缸用于驱动地下铲运机执行转向动作，所述制动器用于对所述地下铲运机执行制动动作；控制阀组，用于控制液压油的流向，控制所述液压执行机构的运动方向及运动速度，同时还限定了液压系统的最高工作压力。本专利技术双动力地下铲运机，其中所述分动组件为以下结构的任意一种：(1)机械分动齿轮箱；(2)皮带传动机构。本专利技术双动力地下铲运机，其中所述牵引电机控制器、牵引电机和机械传动组件至少设有两组，每组所述牵引电机控制器、牵引电机与机械传动组件相互独立动作。与现有技术相比，本专利技术所具有的优点和有益效果为：(1)本专利技术发电机控制模块、牵引电机控制模块与电容储能系统并联设置，发电机控制模块将从双动力系统获得的电能分别输送给牵引电机控制模块与电容储能系统，并利用电能储能系统实现对电能的存储与释放，满足地下铲运机高频率的循环工作，保证地下铲运机工作的正常进行。(2)本专利技术双动力系统提供地下铲运机所需的动力，双动力系统通过柴油发动机和电源组件共同为地下铲运机提供所需的动力，通过柴油发动机将动力分别传递给液压系统和电源组件，通过电源组件将动力传递给电力传动系统，地下铲运机通过电力传动系统实现行进，通过液压系统实现铲装与卸料，同时，通过电容储能系统实现对电能的存储与释放，本专利技术液压系统与电力传动系统以及电容储能系统相结合的混合动力的供能方式，针对不同的工作环境，电力传动系统与液压系统以及电容储能系统能够充分发挥各自的优势，适用范围广，具有能耗低、排放低、机动性强的特点。(3)本专利技术牵引电机控制器、牵引电机和机械传动组件至少设有两组，每组牵引电机控制器、牵引电机与机械传动组件相互独立动作，当其中一组故障时可以利用其余的牵引电机、牵引电机控制器及机械传动组件跛行到维修点，提高设备的安全可靠性。下面结合附图对本专利技术的双动力地下铲运机作进一步说明。附图说明图1为本专利技术双动力地下铲运机整体结构图；图2为本专利技术双动力地下铲运机中各系统配合的结构图；图3为本专利技术双动力地下铲运机中分动组件采用机械分动齿轮箱的安装结构图；图4为本专利技术双动力地下铲运机中分动组件采用皮带传动机构的安装结构图；图5为本专利技术双动力地下铲运机中电力传动系统的结构图；图6为本专利技术双动力地下铲运机中电力传动系统的又一结构图；其中：1、铲运机车架；2、双动力系统；3、电力传动系统；4、液压系统；5、铲斗装置；6、电容储能系统；7、操控系统；8、车轮；201、柴油发动机；202、分动组件；301、发电机；302、发电机控制器；303、直流母线；304、牵引电机控制器；305、牵引电机；306、机械传动组件；401、液压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双动力地下铲运机，其特征在于：包括安装在铲运机车架上的双动力系统、电力传动系统、液压系统、铲斗装置、电容储能系统和操控系统，所述铲运机车架包括相互铰接的前车架和后车架，所述铲斗装置安装在所述前车架的前端，所述电力传动系统、电容储能系统和操控系统安装在所述后车架上，所述液压系统与电力传动系统分别一部分安装在所述前车架上，另一部分安装在所述后车架上，其中：所述双动力系统用于提供地下铲运机所需的动力，其中所述双动力系统包括柴油发动机、电源组件和分动组件，所述柴油发动机、分动组件、电源组件依次相连，所述柴油发动机通过分动组件将动力分别传递给所述液压系统和电源组件，所述电源组件将动力传递给所述电力传动系统；所述电力传动系统用于驱动地下铲运机执行行驶动作，其中所述电力传动系统包括发电机控制模块、牵引电机控制模块和机械传动组件，所述发电机控制模块与电源组件相连，所述发电机控制模块将从所述双动力系统接收的动力传递给所述牵引电机控制模块，所述机械传动组件的两侧设有车轮，所述牵引电机控制模块通过机械传动组件驱动车轮转动；所述液压系统用于驱动地下铲运机执行铲装、卸料动作，进一步地，所述铲斗装置通过接收所述液压系统发送的动作指令实现铲斗的举升、下降、收斗与倾翻动作；所述电容储能系统用于存储所述双动力系统的动力、用于向所述电力传动系统提供动力；其中，所述发电机控制模块与牵引电机控制模块之间设有直流母线，所述发电机控制模块、牵引电机控制模块与电容储能系统并联设置在所述直流母线上；所述操控系统用于接收指令并分别控制所述双动力系统、电力传动系统、液压系统和电容储能系统执行动作指令。...

【技术特征摘要】
1.一种双动力地下铲运机，其特征在于：包括安装在铲运机车架上的双动力系统、电力传动系统、液压系统、铲斗装置、电容储能系统和操控系统，所述铲运机车架包括相互铰接的前车架和后车架，所述铲斗装置安装在所述前车架的前端，所述电力传动系统、电容储能系统和操控系统安装在所述后车架上，所述液压系统与电力传动系统分别一部分安装在所述前车架上，另一部分安装在所述后车架上，其中：所述双动力系统用于提供地下铲运机所需的动力，其中所述双动力系统包括柴油发动机、电源组件和分动组件，所述柴油发动机、分动组件、电源组件依次相连，所述柴油发动机通过分动组件将动力分别传递给所述液压系统和电源组件，所述电源组件将动力传递给所述电力传动系统；所述电力传动系统用于驱动地下铲运机执行行驶动作，其中所述电力传动系统包括发电机控制模块、牵引电机控制模块和机械传动组件，所述发电机控制模块与电源组件相连，所述发电机控制模块将从所述双动力系统接收的动力传递给所述牵引电机控制模块，所述机械传动组件的两侧设有车轮，所述牵引电机控制模块通过机械传动组件驱动车轮转动；所述液压系统用于驱动地下铲运机执行铲装、卸料动作，进一步地，所述铲斗装置通过接收所述液压系统发送的动作指令实现铲斗的举升、下降、收斗与倾翻动作；所述电容储能系统用于存储所述双动力系统的动力、用于向所述电力传动系统提供动力；其中，所述发电机控制模块与牵引电机控制模块之间设有直流母线，所述发电机控制模块、牵引电机控制模块与电容储能系统并联设置在所述直流母线上；所述操控系统用于接收指令并分别控制所述双动力系统、电力传动系统、液压系统和电容储能系统执行动作指令。2.根据权利要求1所述的双动力地下铲运机，其特征在于：所述发电机控制模块包括：发电机，用于在所述地下铲运机启动后在电源组件的带动下产生三相交流电源；发电机控制器，用于对所述三相交流电源进行整流和稳压以生成直流电源，并将所述直流电源输送到所述直流母线上，以及用于控制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯茂林，苑昆，刘立，商铁军，靳添絮，
申请(专利权)人：北京安期生技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11