[发明专利]蓄电池单轨吊电液复合驱动系统及驱动轮自适应夹紧方法

权利要求书

1.一种蓄电池单轨吊电液复合驱动系统，其特征在于：它包括变频动力单元、闭式驱动单元、比例夹紧单元和测控单元，其中变频动力单元与闭式驱动单元串联，为闭式驱动单元提供动力，比例夹紧单元并联于闭式驱动单元的高低压管路之间，并为驱动轮组提供可控夹紧力；

所述的变频动力单元包括通过电缆顺序连接的蓄电池（201）、变频器（202）和调速电机（203），蓄电池（201）提供直流电源，变频器（202）将直流电逆变为频率可变的三相交流电以控制调速电机（203）的转速；

所述的闭式驱动单元包括主定量泵（204）、辅助定量泵（205）、控制阀组（206）以及液压驱动器，调速电机（203）与主定量泵（204）机械连接，主定量泵（204）与液压驱动器通过管路连接，液压驱动器包括液压马达（208）和受其驱动的驱动轮（105），且液压马达（208）和驱动轮（105）组成的液压驱动器成对设置，主定量泵（204）与液压马达（208）组成闭式回路，主定量泵（204）的出油口与液压马达（208）的进油口相连，主定量泵（204）的进油口与液压马达（208）的出油口相连，辅助定量泵（205）与主定量泵（204）同轴连接，为闭式回路补油，控制阀组（206）并联于闭式回路的高低压管路之间，控制阀组（206）由溢流阀、液控换向阀组成；

所述的比例夹紧单元包括梭阀（207）、比例减压阀（209）和夹紧油缸（210），其中梭阀（207）的输入端分别连接闭式回路的高低压管路之间，梭阀（207）与低压管路的两个油口并联设置，中间油口取两个油口中的高压，梭阀（207）的中间油口作为输出端与比例减压阀（209）的进口相连接，夹紧油缸（210）为单作用油缸，夹紧油缸（210）的有杆腔内设有弹簧，通过夹紧油缸（210）使驱动轮（105）挤压导轨（106）从而产生驱动单轨吊行走的摩擦力，比例减压阀（209）的输出端与夹紧油缸（210）的无杆腔相连接。

2.根据权利要求1所述的蓄电池单轨吊电液复合驱动系统，其特征在于：所述的测控单元包括控制器（211）、转速编码器（212）、拉力传感器（213）、线速度传感器（214）；控制器（211）的输入端分别与转速编码器（212）、拉力传感器（213）和线速度传感器（214）的输出端相连接，控制器（211）的输出端与比例减压阀（209）相连接，控制器（211）还通过CAN 总线与变频器（202）连接。

3.根据权利要求1所述的蓄电池单轨吊电液复合驱动系统，其特征在于：转速编码器（212）设置在液压马达（208）与驱动轮（105）之间的输出轴上用以测量驱动轮（105）的旋转速度；拉力传感器（213）串联在单轨吊的驱动部（103）与拉杆（104）之间用以测量驱动部（103）的的牵引力；线速度传感器（214）设置在单轨吊驱动部（103）上用以测量单轨吊的行驶速度；控制器（211）通过CAN 总线与变频器（202）连接控制变频器的输出频，控制器（211）通过电缆与比例减压阀（209）连接；控制器（211）根据收到的操作指令调节单轨吊的运行速度，控制器（211）根据负载大小调节夹紧油缸（210）的夹紧力，控制器型号为 PLC1200。

4.一种使用权利要求1所述蓄电池单轨吊电液复合驱动系统的驱动轮自适应夹紧方法，其特征在于包括以下步骤：

1）调速运行：收到根据单轨吊运行速度指令，变频器（202）改变输出频率控制调速电机（203）和主定量泵（204）的转速，从而改变主定量泵（204）的输出流量，最终调节液压马达（208）转速和驱动轮（105）的转速控制单轨吊的运行速度；

2）确定基本夹紧力：利用拉力传感器（213）测量驱动部（103）的牵引力，然后将测量到的牵引力输入牵引力与夹紧力关系的函数模型，以确定基本夹紧力；

3）测量速度误差：通过线速度传感器（214）测量单轨吊的实际运行速度，通过转速编码器（212）测量驱动轮（105）的转速，再根据驱动轮（105）直径换算成单轨吊的理论运行速度，将单轨吊的理论运行速度和单轨吊的实际运行速度进行比较最终得出运行速度误差值；

4）微调夹紧力：运行速度误差值经过运算PID后由控制器（211）输出控制信号至比例减压阀（209），其中P为比例、I为积分、D为微分，控制信号随误差指的增大而增大，减小而减小，在基本夹紧力的基础上进一步调节夹紧油缸（210）的夹紧力，若速度误差超过设定误差则增大夹紧力，如果速度误差在设定误差之内，则保持现有夹紧力不变，从而实现驱动轮（105）夹紧力的自适应调节。