一种变频变力制动系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种变频变力制动系统，包括制动器，制动器包括油腔和油压缸，油压缸的活塞杆通过传动杆与制动器的第一制动臂铰接，还包括控制系统，控制系统包括控制器和脚踏控制器，控制器包括变频驱动模块；制动器还包括液压泵和电机；脚踏控制器的输出端与变频驱动模块的第一输入端电连接，变频驱动模块的第一输出端与电机的控制端电连接，电机的输出轴与液压泵的输入轴传动相连，液压泵的入口与油腔相通，液压泵的出口与油压缸的驱动液体腔相通。本实用新型专利技术操作简单，方便省力，能够提供较大的制动力，制动性能好，供电冗余性好，安全性高，体积小，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种变频变力制动系统
本技术属于制动器领域，特别涉及一种变频变力制动系统。
技术介绍
目前我国港口门座式起重机(简称门机)旋转机构上使用着大量制动器，门机旋转机构长期处于频繁运行状态。在门机吊具进仓和货物对位时，需要使用制动器对其进行减速制动；在抓取和卸载货物等需要一直保持旋转机构不被风吹动的情况时，都需要制动器来制动并保持旋转机构不发生移动，以防止门机发生互撞和撞船事故；同时门机在不同载荷、幅度和速度状况下所需要制动力矩是不断变化的，因此制动器的性能和可靠性以及操控性对门机安全运行起着非常重要的作用。现有技术中，采用脚踏液压制动器，脚踏液压制动器由储油箱、踏板、杠杆机构、脚踏总泵、制动分泵、油压缸，踏板通过杠杆机构与脚踏总泵的控制端传动相连，脚踏总泵的入口通过液压管路与储油箱内的油腔相通，脚踏总泵的出口通过液压管路与制动分泵的入口相通，制动分泵的出口通过液压管路与油压缸的驱动液体腔相通，油压缸的活塞杆通过传动杆与制动器的第一制动臂铰接，制动器的传动杆与第二制动臂之间设有手动手轮，手动手轮的输出轴一端与传动杆螺接，手动手轮的输出轴另一端与第二制动臂螺接。系统工作之前，旋转(如反转)手动手轮，使得传动杆与第二制动臂松开，此时制动系统处于预备状态，制动器可以正常工作。系统制动控制时，若制动器为常开式，则踩踏踏板，踏板通过杠杆机构驱动机械式脚踏总泵工作，油腔内的液体依次通过脚踏总泵、制动分泵进入驱动液体腔，活塞杆向外推出，即实现制动；松开踏板，制动总泵和制动分泵停止工作，驱动液体腔内的液体解除压力，活塞杆回位，即缓解直至解除制动。若制动器为常闭式，则踩踏踏板至活塞杆推出，即缓解直至解除制动；松开踏板，活塞杆回位，即实现制动。制动总泵停止工作时，驱动液体腔内的液体解除压力，此时活塞杆受到制动器的复位弹簧的恢复力作用，活塞杆回位，并使得驱动液体腔内的液体回流至储油箱的油腔内。现有的制动系统具有以下缺点：第一，虽然可以通过改变踩踏踏板的脚踏力的大小来控制制动力矩的大小，但是，操作人员脚踩踏板的劳动强度过大，容易导致操作人员疲劳。第二，随着门座式起重机起重量和变幅范围不断增大，操作人员提供的脚踏力不足以满足制动需求，导致制动性能差。第三，在操作人员短时间离开司机室时，需要通过拧脚踏总泵的踏板保持螺栓来维持踏板位置，从而保持系统压力以维持制动力。但是，由于管路和泵的泄漏，将导致压力逐渐减弱，致使制动力矩逐渐减小，在遇到突发阵风时将导致旋转机构被风吹动，引起撞机或撞船等安全事故。第四，液压管路和泵密封件容易漏油，污染环境，并且液压管路和液压油中容易混入空气，导致制动时需要连续踩踏板以排除空气，紧急情况时容易引发安全事故。第五，操作人员在上下班时，需要人工旋转手动手轮来松开或锁闭制动臂架，操作繁琐、费力，每次锁紧力大小不可控，存在着因锁紧力过小而被风吹动的隐患；此外，松开制动臂架时，如果传动杆和第二制动臂之间间隙过大的话，则会导致制动失效，引发安全事故。第六，在门机发生事故断电时，传动杆和第二制动臂之间处于松开状态，不能自动锁闭制动臂架，容易引发安全事故。
技术实现思路
现有技术中，需要人工踩踏踏板、机械式传动控制脚踏总泵工作以控制制动力矩，劳动强度大，制动性能差，本技术的目的在于，针对上述不足，提供一种变频变力制动系统，操作简单，方便省力，制动性能好。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种变频变力制动系统，包括制动器，所述制动器包括油腔和油压缸，油压缸的活塞杆通过传动杆与制动器的第一制动臂铰接，其结构特点是还包括控制系统，所述控制系统包括控制器和脚踏控制器，所述控制器包括变频驱动模块；所述制动器还包括液压泵和电机；脚踏控制器的输出端与变频驱动模块的第一输入端电连接，变频驱动模块的第一输出端与电机的控制端电连接，电机的输出轴与液压泵的输入轴传动相连，液压泵的入口与油腔相通，液压泵的出口与油压缸的驱动液体腔相通。借由上述结构，本技术通过脚踏控制器输出电信号，控制电机的转速，从而控制液压泵的输出压力并改变液压缸推力大小，达到控制制动力矩大小的目的。脚踏控制器操作简单，方便省力；同时，输出信号范围大，能够提供较大的制动力，制动性能好。为解决现有技术中液压管路和泵密封件容易漏油而引发安全事故的问题，进一步地，所述制动器包括壳体；电机、液压泵、油腔及驱动液体腔均密封设于所述壳体内；液压泵设于油腔内且液压泵的入口与油腔直接相通，液压泵的出口与驱动液体腔直接相通；活塞杆的一端设于壳体内，活塞杆的另一端伸出壳体。借由上述结构，本技术利用电控和线路来替代现有技术中的常规液压制动器及其液压管路，本技术中的油路密封在壳体内，相邻部件间直接相通，无需任何液压管路，防止因泄漏引发安全事故。为解决现有技术中上下班时需要人工旋转手动手轮的问题，制动器的传动杆与制动器的第二制动臂之间设有电动手轮，电动手轮的输出轴一端与传动杆螺接，电动手轮的输出轴另一端与第二制动臂铰接；所述控制系统还包括操作盒，操作盒的输出端通过控制器与电动手轮的控制端电连接，所述控制器用于根据操作盒的输出指令控制电动手轮正转或反转。借由上述结构，本技术利用操作盒发出信号，利用控制器自动控制电动手轮正转或反转，操作方便省力，锁紧力大小可控，降低安全风险。作为一种优选方式，所述控制器还包括控制模块和直流驱动模块，所述控制模块包括启停控制单元和开闭控制单元，所述直流驱动模块包括松开驱动单元和锁闭驱动单元，操作盒的输出端通过启停控制单元与变频驱动模块的第二输入端电连接，变频驱动模块的第二输出端与开闭控制单元的第一输入端电连接，松开驱动单元与锁闭驱动单元的输入端均与开闭控制单元的输出端电连接，松开驱动单元与锁闭驱动单元的输出端均与电动手轮的控制端电连接。进一步地，还包括用于检测传动杆与第二制动臂之间是否松开到位的松开限位开关、用于检测传动杆与第二制动臂之间是否锁闭到位的锁闭限位开关，松开限位开关与锁闭限位开关的输出端均与开闭控制单元的第二输入端电连接。借由上述结构，当检测到松开或锁闭到位时，松开限位开关或锁闭限位开关发送到位信号至开闭控制单元，开闭控制单元控制松开驱动单元或锁闭驱动单元停止工作，提高电动手轮的工作可靠性。进一步地，所述控制器还包括电源模块，所述电源模块包括开关电源、超级电容模组和蓄电池组，所述控制模块还包括充电管理单元，外部电源引入端与开关电源的输入端电连接，开关电源的第一输出端通过超级电容模组与控制模块的电源端电连接，开关电源的第二输出端依次通过充电管理单元、蓄电池组与直流驱动模块的电源端电连接。借由上述结构，开关电源具备两组输出，第一组向控制模块提供控制电源，同时还给超级电容模组供电，以便在系统外部电源供电故障时通过超级电容模组想控制模块提供控制电源，确保断电后控制模块控制直流驱动模块锁闭传动杆和第二制动臂时控制电源不中断；第二组向蓄电池组提供充电电源，蓄电池组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变频变力制动系统，包括制动器(1)，所述制动器(1)包括油腔(111)和油压缸(112)，油压缸(112)的活塞杆(1121)通过传动杆(19)与制动器(1)的第一制动臂(121)铰接，/n其特征在于，/n还包括控制系统(2)，所述控制系统(2)包括控制器(21)和脚踏控制器(23)，所述控制器(21)包括变频驱动模块(213)；/n所述制动器(1)还包括液压泵(15)和电机(16)；/n脚踏控制器(23)的输出端与变频驱动模块(213)的第一输入端电连接，变频驱动模块(213)的第一输出端与电机(16)的控制端电连接，电机(16)的输出轴与液压泵(15)的输入轴传动相连，液压泵(15)的入口与油腔(111)相通，液压泵(15)的出口与油压缸(112)的驱动液体腔(1122)相通。/n

【技术特征摘要】
1.一种变频变力制动系统，包括制动器(1)，所述制动器(1)包括油腔(111)和油压缸(112)，油压缸(112)的活塞杆(1121)通过传动杆(19)与制动器(1)的第一制动臂(121)铰接，
其特征在于，
还包括控制系统(2)，所述控制系统(2)包括控制器(21)和脚踏控制器(23)，所述控制器(21)包括变频驱动模块(213)；
所述制动器(1)还包括液压泵(15)和电机(16)；
脚踏控制器(23)的输出端与变频驱动模块(213)的第一输入端电连接，变频驱动模块(213)的第一输出端与电机(16)的控制端电连接，电机(16)的输出轴与液压泵(15)的输入轴传动相连，液压泵(15)的入口与油腔(111)相通，液压泵(15)的出口与油压缸(112)的驱动液体腔(1122)相通。


2.如权利要求1所述的变频变力制动系统，其特征在于，所述制动器(1)包括壳体(11)；电机(16)、液压泵(15)、油腔(111)及驱动液体腔(1122)均密封设于所述壳体(11)内；液压泵(15)设于油腔(111)内且液压泵(15)的入口与油腔(111)直接相通，液压泵(15)的出口与驱动液体腔(1122)直接相通；活塞杆(1121)的一端设于壳体(11)内，活塞杆(1121)的另一端伸出壳体(11)。


3.如权利要求1或2所述的变频变力制动系统，其特征在于，制动器(1)的传动杆(19)与制动器(1)的第二制动臂(122)之间设有电动手轮(13)，电动手轮(13)的输出轴(131)一端与传动杆(19)螺接，电动手轮(13)的输出轴(131)另一端与第二制动臂(122)铰接；
所述控制系统(2)还包括操作盒(22)，操作盒(22)的输出端通过控制器(21)与电动手轮(13)的控制端电连接，所述控制器(21)用于根据操作盒(22)的输出指令控制电动手轮(13)正转或反转。


4.如权利要求3所述的变频变力制动系统，其特征在于，
所述控制器(21)还包括控制模块(211)和直流驱动模块(212)，所述控制模块(211)包括启停控制单元(2112)和开闭控制单元(2113)，所述直流驱动模块(212)包括松开驱动单元(2122)和锁闭驱动单元(2123)，操作盒(22)的输出端通过启停控制单元(2112)与变频驱动模块(213)的第二输入端电连接，变频驱动模块(213)的第二输出端与开闭控制单元(2113)的第一输入端电...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊月华，盛国超，
申请(专利权)人：长沙三占惯性制动有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43