【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道施工辅助设备，特别涉及一种随车行走自动收放卷盘的控制系统及控制方法。
技术介绍
1、非道路工程机械多采用发动机动力新能源转场行走，施工现场作业采用外接线缆的方式提供能源，有些设备还配备有水管卷盘，如三臂凿岩台车、锚杆台车等，外接线缆的收纳多采用卷盘的形式，这种方式既方便了电缆的收纳，又兼顾了电缆收放的便利性。在隧道施工设备中多采用驾驶室和配电柜双控的操作方式，从使用上来看，驾驶室内驾驶员控制方式指的是，在设备行走转场的过程中，由驾驶室操控的情况更加普及，但是往往由于设备中电缆卷盘的收放速度与设备的行驶速度无法匹配，而要求驾驶室在驾驶设备行走的过程中，同时兼顾驾驶速度、驾驶方向、电缆卷盘的收放速度、水管卷盘的收放速度，严重分散了驾驶员的注意力。电控柜旋钮控制或遥控器手柄控制方式指的是，需要维保人员或施工配合人员专人配合，当设备转场的过程中，司机仅负责设备的驾驶，卷盘操作人员专人配合卷盘收放，但是操作机构多在设备后方，一方面驾驶员的视野受到设备的遮挡，另一方面隧道施工掌子面前多为不平整路面，容易造成操作人员的伤亡。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中隧道设备卷盘收放需要人工辅助或者驾驶员分控的问题，提出一种随车行走自动收放卷盘的控制系统及控制方法，能够实现移动设备在行走过程中卷盘自动收放，同时确保卷盘转动速度与设备移动速度匹配。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
3、本专利技术提供了一种随车行走自动收放卷盘的
4、所述动力单元包括发动机和齿轮泵，所述发动机为整车提供设备转场以及卷盘收放的动力；所述齿轮泵连接于发动机的变速箱，由发动机驱动其转动，为整车提供内燃模式下液压力；
5、所述主逻辑控制单元包括车载移动控制器和比例溢流阀，所述车载移动控制器为整车的控制中心，处理传感器采集数据、控制比例溢流阀的输出；所述比例溢流阀由车载移动控制器控制输出，通过控制液压马达的流量间接控制卷盘的转速；
6、所述执行单元包括液压马达、卷盘和角度编码器，所述液压马达通过液压驱动液压马达的转动带动卷盘的转动；所述卷盘为电缆或者水管的承载装置；所述角度编码器测量卷盘转动的角度和角速度，并将数据发送给车载移动控制器。
7、根据本专利技术随车行走自动收放卷盘的控制系统，进一步地，所述动力单元还包括油门踏板，通过改变油门踏板的位置来控制发动机转速和车速。
8、根据本专利技术随车行走自动收放卷盘的控制系统，进一步地，所述动力单元还包括发动机控制器，将获取到的发动机转速和车速进行处理，并将数据发送给车载移动控制器。
9、一种上述随车行走自动收放卷盘的控制系统的控制方法，包含：
10、驾驶员通过踩踏油门踏板改变设备移动速度，同时改变发送机转速、齿轮泵的流量；由车载移动控制器对发动机转速、设备移动速度以及卷盘转动的角度和角速度进行统一处理，进而控制比例溢流阀的控制电流来改变液压马达的流量，最终控制卷盘转动的角度和角速度。
11、根据本专利技术随车行走自动收放卷盘的控制系统的控制方法，进一步地，车载移动控制器从发动机控制器中读取设备移动速度ve和发送机转速re；车载移动控制器从角度编码器中读取卷盘的角度θr和角速度ωr。
12、根据本专利技术随车行走自动收放卷盘的控制系统的控制方法，进一步地，车载移动控制器计算比例溢流阀控制电流iv的过程如下：
13、移动设备的位移se的计算公式为：se＝vet，其中t为移动设备的行走时间；
14、齿轮泵排量qge的计算公式为：qge＝reqgeηv，其中qge为齿轮泵的额定排量，ηv为齿轮泵的容积效率；
15、位置调整参数k1的计算公式为：k1＝k4(k2se-k3θr)，其中k2为设备位移标定系数，k3为卷盘位置转换参数以及标定系数的逻辑结果，k4为位置调整参数的标定系数；
16、转速调节参数k2的计算公式为：k2＝k7(k5ve-k6ωr)，其中k5为设备移动速度标定系数，k6为卷盘转速转换参数及标定系数的逻辑结果，k7为转速调整参数的标定系数；
17、比例溢流阀电流反馈调节参数k3的计算公式为：k3＝k8(ie-if)，其中ie为期望电流值，if为比例溢流阀反馈电流值，k8为比例溢流阀调整参数的标定系数；
18、比例溢流阀控制电流iv的计算公式为：iv＝λimax，其中imax为比例溢流阀最大控制电流，λ为比例溢流阀调节参数，其中qmax为齿轮泵的最大排量。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
20、1、本专利技术车载移动控制器对发动机转速、设备移动速度以及卷盘转动的角度和角速度这些数据信息进行逻辑处理，进而控制比例溢流阀的控制电流来改变液压马达的流量，最终控制卷盘的转动速度和转动角度，实现移动设备在行走过程中自动收放卷盘的目的，能够有效地使驾驶室操作人员不再在卷盘收放上分散注意力，也解放了辅助收放卷盘的操作人员，一方面降低了人工成本，另一方面减少隧道施工中由于卷盘收放导致的人员伤亡事故，提高设备的施工安全性能。
21、2、本专利技术车载移动控制器通过逻辑计算精确地控制卷盘转动速度与设备移动速度匹配，控制设备移动距离与卷盘转动角度匹配，最终实现卷盘跟随设备行走过程中自动调节卷盘转动速度，以达到跟随的效果。
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1.一种随车行走自动收放卷盘的控制系统，其特征在于，包括移动设备，以及安装在移动设备上的动力单元、主逻辑控制单元和执行单元；
2.根据权利要求1所述的随车行走自动收放卷盘的控制系统，其特征在于，所述动力单元还包括油门踏板，通过改变油门踏板的位置来控制发动机转速和车速。
3.根据权利要求1所述的随车行走自动收放卷盘的控制系统，其特征在于，所述动力单元还包括发动机控制器，将获取到的发动机转速和车速进行处理，并将数据发送给车载移动控制器。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的随车行走自动收放卷盘的控制系统的控制方法，其特征在于，包含：
5.根据权利要求4所述的随车行走自动收放卷盘的控制系统的控制方法，其特征在于，车载移动控制器从发动机控制器中读取设备移动速度ve和发送机转速re；车载移动控制器从角度编码器中读取卷盘的角度θr和角速度ωr。
6.根据权利要求5所述的随车行走自动收放卷盘的控制系统的控制方法，其特征在于，车载移动控制器计算比例溢流阀控制电流Iv的过程如下：
【技术特征摘要】
1.一种随车行走自动收放卷盘的控制系统，其特征在于，包括移动设备，以及安装在移动设备上的动力单元、主逻辑控制单元和执行单元；
2.根据权利要求1所述的随车行走自动收放卷盘的控制系统，其特征在于，所述动力单元还包括油门踏板，通过改变油门踏板的位置来控制发动机转速和车速。
3.根据权利要求1所述的随车行走自动收放卷盘的控制系统，其特征在于，所述动力单元还包括发动机控制器，将获取到的发动机转速和车速进行处理，并将数据发送给车载移动控制器。
...【专利技术属性】
技术研发人员：王亚平，王豪，梁世平，王占辉，原峰，荆志鹏，常威，赵靖宇，于鹏，王锴，肖威，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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