自卸汽车作业采用无线遥控控制的改进方案

陈文斐，王卫平，朱阳，党宪斌（陕西汽车集团有限公司，陕西 西安 710200）

自卸汽车作业采用无线遥控控制的改进方案

陈文斐，王卫平，朱阳，党宪斌
（陕西汽车集团有限公司，陕西 西安 710200）

摘 要：文章主要介绍了自卸汽车采用工业无线遥控操纵的一种改进方案，可将自卸车举升卸货操纵方式由车内手动操纵改为远程遥控操纵。在特殊工况，操作者可远离车辆操纵货箱举升卸货，有效保障人员安全并提高车辆的环境适应能力。

关键词：工业无线遥控技术；远程油门；液压举升系统；安全

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.10.002

CLC NO.: U469.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-03-03

引言

工业无线遥控技术是本世纪初新兴的、一种面向设备间信息交互的无线通信技术。欧美等国政府多次在发展规划中指出，工业无线技术将在提高产品质量、提高能源效率等方面发挥重要作用。中国研究人员则在科技部高技术发展计划（“863”计划）和中国科学院创新方向性项目等支持下，在工业无线技术方面取得了一些突破，并在冶金、石化等领域进行了初步应用。

近年来，由于运输业的发展，较长货箱的后翻自卸单车、半挂自卸车和列车以其装载量大、转运半径长等特点倍受用户青睐。但是，自卸车货箱越长，在卸料过程中由于货箱举升高度过高、路面不平整以及货物堆积，加之司机视觉盲区大、举升速度慢等因素，就越容易导致卸货时倾翻事故的发生，造成人员伤亡和财产损失。本文介绍的自卸汽车采用工业无线遥控操纵的改进方案，通过对原有自卸车液压举升系统的相关改进，可将自卸车举升卸货操纵方式由车内手动操纵改为车外远程遥控操纵，在特殊工况，操作者可远离车辆无线遥控操纵货箱举升卸货。本改进方案具有遥控距离远，操作无盲点，操控方便高效、安全可靠等优点，可良好的解决上述问题，有效保障人员安全，并提高自卸汽车在矿区现场、重度污染区等恶劣、危险工况下的适应能力及安全性，是工业无线遥控技术在自卸汽车上的一次新的改进应用。

1、方案改进需解决的主要问题

1.1 货箱举升卸货与下降回位动作的遥控操作实现方法

实现无线遥控操作液压举升系统正常工作，是整个方案改进的关键。现有自卸汽车采用液压举升系统，是一种功能较为完备可靠的工作系统，它主要由手动气阀控制液压换向阀改变液压油路供油状态，从而驱动油缸伸缩，推动货箱举升卸货或下降回位，完成整个作业过程。可见，现有系统中手动气控阀和液压换向阀是主要控制元件，其中气控阀是根本控制元件，则本技术方案的重点是将无线遥控植入现有液压举升系统控制部分，实现气控阀的遥控操纵，进而控制整个系统正常工作。

1.2 举升过程中远程油门的遥控操作

现有的自卸汽车举升系统工作时，控制气动液压换向阀的手动气阀安置在驾驶座椅旁边，驾驶员可同时操作手动气阀和油门，从而控制货箱升降。但是，若采用远程无线遥控操作，操作人员远离汽车，无法对发动机油门控制，就失去了油门对举升力量和速度的调节能力；所以，遥控系统中油门的遥控操作是另一个重要环节，是需要注意对原有油门控制器和远程油门控制器的切换和干预问题。

1.3 遥控操作系统的供电

现有自卸汽车的液压举升系统是气动控制液压举升的方式，系统中没有涉及电器系统。而无线遥控操作系统是电器系统，所以，该方案改进首先需要解决遥控操作系统中用电单元的供电问题，保证此系统与车载电源的供电能力、电源电压以及电源接口形式等匹配，是实现系统的无线遥控功能的基础。

2、无线遥控控制的改进方案

2.1 遥控控制改进方案设计

在现有自卸汽车的液压举升系统基础上，通过在电气系统中增加无线遥控设备，同时在液压举升系统中手动气控阀旁并联一只电磁换向气阀，切换控制液压换向阀；并通过电路连接，构成互锁回路，实现无线遥控设备对电磁换向气阀的独立遥控操作。切换至遥控操作状态是，无线遥控设备可有效的完成对电磁换向气阀的遥控操作，进而控制液压换向阀工作，实现自卸汽车举升和回落动作的遥控操纵。

1.高压油管 2.油缸限位气阀 3.油缸 4.气管 5.止回阀6.液压油泵 7.回油过滤器 8.球阀 9.液压油箱 10.进油过滤器11.气源 12.遥控器发射器 13.遥控信号 14.油门控制装置15.中央接线板 16.遥控器接收器 17.继电器 18.电磁换向气阀19.手动气控阀 20.三通接头 21.液压换向阀

另一方面，当司机离开驾驶室后，失去对油门的操作，而在举升过程中，由于系统负载较大，发动机怠速下无法满足举升时的液压动力需求，所以，需同时实现油门的遥控操作。方法是在自卸汽车底盘生产过程中预留油门控制装置，并在驾驶室设置预留油门状态切换开关，在举升时只需通过遥控设备切换开关状态，即可实现对发动机转速控制（注：预留油门的转速是通过油门控制手柄预先设定举升过程所需的发动机转速）。遥控控制改进方案见图1：自卸汽车遥控操作系统连接图。

2.2 遥控系统的供电计算

在驾驶室中央接线板的+30端引出电源线，为遥控接收器和电气系统提供电源，通过遥控器发射器向接收器提供开关信号，由接收器接收到开关信号后向电磁气动阀提供相应的开关信号，实现对电磁气动阀的电气控制操作。系统功率匹配计算如下：

（1）用电设备及其用电功率：

a．工业遥控器：Pa=4A×24V=96W，I=4A

b．油门控制器：Pb=6A×24V=144W，I=6A

c．电磁阀：Pc=0.3A×24V×2=14.4W，I=0.6A

d．中间继电器：Pd=0.5×4A×24V×4=192W，I=8A

（2）功率匹配计算：

总功率：P=Pa+ Pb+ Pc+ Pd=96W+114W+14.4W+192W=446.4W

总电流：I总=P/24V=18.6A

中央接线板+30端：I=30A＞（2/3）×30A＞18.6A，系统的供电符合相关标准规定的要求，系统供电匹配合理。

2.3 货箱举升卸货及下降回位遥控改进

根据上述改进方案，在驾驶室设置一个电磁换向气阀，与液压系统的手动气控阀并联。在手动气控阀处于中位的状态下，遥控接收器可通过控制电磁气动阀，实现遥控系统对液压系统举升和下降动作的遥控控制；配合遥控模拟量操作装置模拟远程油门输入，控制车辆远程油门开度，进而实现举升速度调节。另外，在液压油缸的下降气控管路上串联安装手动气控调节阀，通过调节气路压力，实现液压油缸下降速度的手动调节。液压系统改进见图2：液压举升系统改进原理图。

取力器遥控操作，是在PTO气动控制的气管路中并联一个电磁气动阀，通过遥控器操作切换取力器气动开关，控制取力器离合动作。

2.4 远程油门接口

在底盘设计制造时，预留专用的油门控制接口（如混凝土搅拌车预留辅助油门控制装置）、切换开关、油门调节等装置，用于实现远程油门的安装与使用。遥控系统通过遥控器控制切换开关的方式，实现对油门踏板与远程油门间切换的遥控操作，通过遥控器上的模拟量调节装置，实现油门开度调节的遥控操作，进而实现对发动机转速的控制，在举升过程中为液压系统提供足够的动力输出。远程油门预留接口见图3：远程油门连接接口示意图。

注意：仅当车辆处于停止状态（变速器空档），油门远程遥控功能才可发挥作用。并且由于远程控制油门与电子油门踏板在线束插接器上的接线形式有所不同，远程控制油门和电子油门踏板不可互换。

3、结论

上述自卸汽车采用无线遥控控制的改进，是工业无线遥控技术在自卸汽车上的应用的一种有效的解决方案。将自卸车举升卸货操纵方式由车内手动操纵改为车外远程遥控操纵，在特殊工况，操作者可远离车辆无线遥控操纵货箱举升卸货，有效保障人员安全，并提高自卸汽车在矿区现场、重度污染区等恶劣、危险工况下的适应能力，提高产品的市场竞争优势。同时，作为技术无线遥控技术的应用，从中长期发展考虑，符合专用车产品设计制造及机械工程领域的总体发展趋势，具有广阔的市场前景，该类技术的研究和应用将大有可为。

Dump truck with wireless remote control improvements

Chen Wenfei, Wang Weiping, Zhu Yang, Dang Xianbin
（Shaanxi Automobile group Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710200）

Abstract:This paper mainly introduced adopts an improved scheme of industrial wireless remote control, are able to operate the way will dump truck lift unloading from the car manual manipulation to remote control. In special condition, the operator can be far away from the vehicle handling container lifting discharge, effectively protect the safety of personnel and improve the environmental adaptation ability of the vehicle.

Keywords:Industrial wireless remote control technology; Remote accelerator; Hydraulic lifting system; security

作者简介：陈文斐，就职于陕西汽车集团有限公司。

中图分类号：U469.4

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2015)10-03-03