一种动力系统和行走动力站的制作方法

1.本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种动力系统和行走动力站。


背景技术：

2.露天矿电动钻机一般应用于大型露天矿的爆破孔钻孔作业。电动钻机由六千伏以上的高压电提供能量。在矿区现场，为了给电动钻机提供高压电，需要沿着矿坑周围的各层钻孔平台铺设大量的高压电线杆和高压电接口。电动钻机在钻孔平台作业时，尾部的高压电缆与高压电线杆上的高压电接口连接，当电动钻机需要转移到下一个平台作业或其它远距离转移需求时，电动钻机需要转移。但高压电缆长度有限，电动钻机在转移的时候，由于钻机上的高压电缆长度有限，行驶一段时间后需要停机并重新连接高压电接口，如此重复，效率非常低下；同时，频繁断开、连接高压电接口危险性极高；另外，高压电缆重量大，在转移高压电接口时，需要人工挪动，费时费力。此外，部分矿山使用移动电力车为钻机提供高压电，跟随钻机一起行走，将钻机送至新的工作平台，缺点是电力车成本很高。


技术实现要素：

3.技术问题：本发明针对电动钻机在远距离转移的过程中出现的问题，提供一种动力系统以及基于该系统的行走动力站，从而在钻机转移过程中为钻机提供液压动力，提高效率，降低危险和成本。
4.技术方案：一方面，本发明提供一种动力系统，用于为钻机提供液压动力，所述钻机上设置有第一行走马达、第二行走马达、钻机多路阀以及若干钻机辅助执行机构，其特征在于，所述动力系统包括：第一主泵、第二主泵、辅助泵、第一切换单元、第一逻辑单元、第二逻辑单元以及控制系统；所述辅助泵与第一切换单元连接；所述第一行走马达与第一逻辑单元连接，所述第二行走马达与第二逻辑单元连接；所述控制系统与第一切换单元、第一主泵、第二主泵和辅助泵连接；
5.在为钻机提供液压动力时，第一主泵与第一逻辑单元连接，第二主泵与第二逻辑单元连接，通过第一切换单元分别控制所述第一逻辑单元和第二逻辑单元将钻机自身的液压油路与第一行走马达和第二行走马达断开，将第一主泵至第一行走马达的油路以及第二主泵至第二行走马达的油路导通，利用第一主泵驱动所述第一行走马达工作，利用第二主泵驱动第二行走马达工作。
6.进一步地，所述动力系统还包括救援泵、第二切换单元和第三逻辑单元，所述救援泵与第二切换单元连接，所述救援泵和第二切换单元均与控制系统连接，所述第三逻辑单元与钻机多路阀连接，当为钻机提供救援液压动力时，所述第二切换单元与第三逻辑单元连接。
7.进一步地，所述动力系统还包括依次连接的风扇泵、风扇马达和散热器，所述散热器与第三逻辑单元连接。
8.进一步地，所述动力系统包括三种工作模式，分别为行走模式、救援模式和待机模
式，所述行走模式时，动力系统驱动所述第一行走马达和第二行走马达工作，为钻机提供行走动力；
9.所述救援模式时，动力系统为钻机的钻机辅助执行机构提供动力；
10.所述待机模式时，动力系统对外不输出液压动力。
11.进一步地，当动力系统为行走模式时，所述第一切换单元开启，第二切换单元关闭，第一逻辑单元和第二逻辑单元动作将钻机的液压系统与第一行走马达和第二行走马达的油路切断，并使第一主泵与第一行走马达之间的油路导通，第二主泵与第二行走马达之间的油路导通，动力系统为钻机提供行走动力；
12.当动力系统为救援模式时，第一切换单元关闭，第二切换单元开启，第一逻辑单元和第二逻辑单元均不动作，第三逻辑单元动作，救援泵与钻机多路阀之间油路导通，动力系统为钻机的钻机辅助执行机构提供救援液压动力；
13.当动力系统为待机模式时，第一切换单元和第二切换单元均关闭，第一逻辑单元、第二逻辑单元和第三逻辑单元均无动作，风扇泵工作，驱动风扇马达工作，对液压油进行冷却。
14.进一步地，所述第一切换单元包括逻辑切换电磁阀2041，所述逻辑切换电磁阀2041为两位三通电磁换向阀，逻辑切换电磁阀2041的a口与辅助泵连接，p口与第一逻辑单元和第二逻辑单元连接，当a口与p口导通时，第一切换单元处于开启状态。
15.进一步地，所述第二切换单元包括第一换向阀、第二换向阀和先导油源，所述第一换向阀为两位三通液控换向阀，所述第二换向阀为电磁换向阀；所述第一换向阀的a口与辅助泵连接，p口与钻机多路阀连接；第二换向阀的a口与第一换向阀的阀芯连接，p口与先导油源连接；
16.当第二换向阀的a口与p口导通，第一换向阀的a口与p口导通时，第二切换单元处于开启状态。
17.进一步地，所述控制系统包括操作元件、显示元件和控制元件，所述控制元件与第一切换单元和第二切换单元连接，所述显示元件和操作单元均与控制元件连接。
18.进一步地，所述操作元件为无线手柄，所述无线手柄与控制元件无线连接。
19.进一步地，所述动力系统还包括接近装置，所述接近装置与控制系统连接。
20.另一方面，本发明提供一种行走动力站，该行走动力站包括所述的动力系统。
21.本发明与现有技术相比，当钻机需要转移时，将动力本发明实施例中的动力系统与钻机连接完成后，通过控制系统控制第一主泵、第二主泵和辅助泵工作，同时，控制第一切换单元进行切换控制，将辅助泵至第一逻辑单元和第二逻辑单元的油路导通，辅助泵输出的液压油到达第一逻辑单元和第二逻辑单元后，控制第一逻辑单元，使得钻机上第一钻机主油路与第一行走马达断开，同时，控制第一主泵至第一行走马达的油路导通，第一主泵输出的液压油进入第一行走马达，驱动第一行走马达工作；同样，控制第二逻辑单元，使得钻机上第二钻机主油路与第二行走马达断开，同时，控制第二主泵202至第二行走马达的油路导通，第二主泵202输出的液压油进入第二行走马达，驱动第二行走马达102工作。因此，利用本发明所提供的动力系统，为钻机转移提供液压动力，省时省力，而且因为无需更换电缆连接点的位置，重复连接电缆，从而极大地提高了作业效率，降低了危险。此外，因为本发明采用的时液压动力，相比于电力来讲，成本低。
附图说明
22.图1为本发明的实施例中动力系统的系统框图；
23.图2为本发明的实施例中控制系统的连接框图；
24.图3为本发明的实施例中第一切换单元的原理图；
25.图4为本发明的实施例中第二切换单元的原理图。
26.图中有：100、钻机；101、第一行走马达；102、第二行走马达；103、钻机多路阀；104、钻机辅助执行机构；105、第一钻机主油路；106、第一钻机主油路；201、第一主泵；202、第二主泵；203、辅助泵；204、第一切换单元；2041、逻辑切换电磁阀；205、第一逻辑单元；206、第二逻辑单元；207、控制系统；2071、操作元件；2072、显示元件；2073、控制元件；208、救援泵；209、第二切换单元；2091、第一换向阀；2092、第二换向阀；2093、先导油源；210、第三逻辑单元；211、风扇泵；212、风扇马达；213、散热器；214、接近装置；215、液压油箱。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
29.并且，对于术语“第一”、“第二”等仅是为了便于描述，并不能理解为对数量等的限制。此外，“连接”一词，根据具体情境，可表示“机械连接”、“电连接”或“信号连接”等。
30.本发明的动力系统主要针对大型电动版爆破孔钻机，为钻机的行走马达提供液压动力，使得钻机自身在没有动力源的情况下(如电动版钻机脱开电源，钻机发动机或液压部件发生故障)，可进行长距离转场。其中，钻机100上设置有第一行走马达101、第二行走马达102、钻机多路阀103以及若干钻机辅助执行机构104，第一行走马达101和第二行走马达102用于为钻机履带提供液压动力；钻机多路阀103主要是用于钻机自身的液压系统控制，控制钻机上的液压油路如何工作；钻机辅助执行机构104包括钻机100上的支腿机构等，是由若干的液压马达及液压缸组成。
31.图1示出了本发明的实施例中动力系统的系统框图，图2示出了本发明的实施例中控制系统的连接框图，结合图1和图2所示，该动力系统包括第一主泵201、第二主泵202、辅助泵203、第一切换单元204、第一逻辑单元205、第二逻辑单元206以及控制系统207；其中，辅助泵203与第一切换单元204连接；第一行走马达101与第一逻辑单元205连接，第二行走马达102与第二逻辑单元206连接；控制系统207与第一切换单元204、第一主泵201、第二主泵202和辅助泵203连接。在为钻机100提供液压动力时，第一主泵201与第一逻辑单元205连接，第二主泵202与第二逻辑单元206连接，通过第一切换单元204分别控制所述第一逻辑单元205和第二逻辑单元206将钻机100自身的液压油路与第一行走马达101和第二行走马达102断开，将第一主泵201至第一行走马达101的油路以及第二主泵202至第二行走马达102的油路导通，利用第一主泵驱动所述第一行走马达101工作，利用第二主泵202驱动第二行
走马达102工作。
32.当钻机需要转移时，将动力本发明实施例中的动力系统与钻机连接完成后，通过控制系统控制第一主泵201、第二主泵202和辅助泵203工作，同时，控制第一切换单元204进行切换控制，将辅助泵203至第一逻辑单元205和第二逻辑单元206的油路导通，辅助泵输出的液压油到达第一逻辑单元205和第二逻辑单元206后，控制第一逻辑单元205，使得钻机上第一钻机主油路105与第一行走马达101断开，同时，控制第一主泵201至第一行走马达101的油路导通，第一主泵201输出的液压油进入第一行走马达，驱动第一行走马达101工作；同样，控制第二逻辑单元206，使得钻机上第二钻机主油路106与第二行走马达102断开，同时，控制第二主泵202至第二行走马达102的油路导通，第二主泵202输出的液压油进入第二行走马达，驱动第二行走马达102工作。因此，利用本发明所提供的动力系统，为钻机转移提供液压动力，省时省力，而且因为无需更换电缆连接点的位置，重复连接电缆，从而极大地提高了作业效率，降低了危险。此外，因为本发明采用的时液压动力，相比于电力来讲，成本低。
33.在本发明的实施中，第一切换单元204包括逻辑切换电磁阀2041，逻辑切换电磁阀2041为两位三通电磁换向阀，如图3所示，逻辑切换电磁阀2041的a口与辅助泵203连接，p口与第一逻辑单元205和第二逻辑单元206连接，当a口与p口导通时，第一切换单元204处于开启状态，当a口与t口导通时，处于关闭状态。控制系统207控制逻辑切换电磁阀2041进行切换控制，就可以通过第一切换单元204控制辅助泵203输出的液压油能否进入第一逻辑单元205和第二逻辑单元206。
34.在本发明的实施例中，第一逻辑单元205和第二逻辑单元206采用的是逻辑阀，市面上所能购买到的逻辑阀即可实现相应功能。
35.进一步地，在本发明的实施例中，所提供的动力系统不仅能够为钻机转移提供液压动力，而且还可以在突发状况时，例如发生停电、电动机故障、发动机故障等问题时，为钻机提供临时液压动力，对钻机提供救援。通过该动力系统为钻机的钻机辅助执行机构104提供液压动力，使得在突发情况时，对钻机进行应急救援。因此，为了实现救援目的，在本发明的实施例中，该动力系统还包括救援泵208、第二切换单元209和第三逻辑单元210，其中，救援泵208与第二切换单元209连接，救援泵208和第二切换单元209均与控制系统207连接，第三逻辑单元210与钻机多路阀103连接，当为钻机100提供救援液压动力时，第二切换单元209与第三逻辑单元210连接。
36.当需要为钻机提供救援液压动力时，在动力系统于钻机连接完成后，通过控制系统207控制辅助泵203工作，并控制第二切换单元209进行油路切换，使得辅助泵输出的液压油进入第三逻辑单元210，然后通过第三逻辑单元210控制辅助泵203至钻机多路阀103的液压油路导通，然后液压油通过钻机多路阀103进入钻机辅助执行机构104，驱动钻机辅助执行机构104工作，从而为钻机提供救援。
37.因为动力系统在工作过程中，必然会产生热量，导致液压油的油温升高，因此在本发明的实施例中，该动力系统还依次连接的风扇泵211、风扇马达212和散热器213，其中散热器213与第三逻辑单元210连接。
38.当动力系统无需对外提供液压动力时，对液压油进行散热。在散热过程中，液压油可以通过两路油路进行散热，一路是风扇泵211将液压油箱215中的液压油吸入，然后输出
送入风扇马达212工作，风扇马达212会带动坟山运转进行快速散热，然后液压油进入散热器213散热后回到液压油箱215；另一路是辅助泵203从液压油箱215吸油后输出，经第二切换单元209、第三逻辑单元210进入散热器213，散热后流入液压油箱215。因此，本发明的动力系统，通过两路散热，具有更好的散热效果，避免因发热对系统造成损害。
39.在本发明的实施例中，第三逻辑单元210采用的是逻辑阀，第二切换单元209如图4所示，包括第一换向阀2091、第二换向阀2092和先导油源2093，其中，第一换向阀2091为两位三通液控换向阀，第二换向阀2092为电磁换向阀；第一换向阀2091的a口与辅助泵203连接，p口与钻机多路阀103连接；第二换向阀2092的a口与第一换向阀2091的阀芯连接，p口与先导油源2093连接；当第二换向阀2092的a口与p口导通，第一换向阀2091的a口与p口导通时，第二切换单元209处于开启状态，当t口与a口导通时，第二切换单元209处于关闭状态。
40.对于上述的实施例中的动力系统，包括三种工作模式，分别为行走模式、救援模式和待机模式，在行走模式时，动力系统驱动第一行走马达101和第二行走马达102工作，为钻机100提供行走动力；在救援模式时，动力系统为钻机100的钻机辅助执行机构提供动力；在待机模式时，动力系统对外不输出液压动力。
41.当动力系统为行走模式时，所述第一切换单元204开启，第二切换单元209关闭，第一逻辑单元205和第二逻辑单元206动作将钻机的液压系统与第一行走马达101和第二行走马达102的油路切断，并使第一主泵201与第一行走马达101之间的油路导通，第二主泵202与第二行走马达102之间的油路导通，动力系统为钻机100提供行走动力。当动力系统为救援模式时，第一切换单元204关闭，第二切换单元209开启，第一逻辑单元205和第二逻辑单元206均不动作，第三逻辑单元210动作，救援泵208与钻机多路阀103之间油路导通，动力系统为钻机100的钻机辅助执行机构104提供救援液压动力；当动力系统为待机模式时，第一切换单元204和第二切换单元209均关闭，第一逻辑单元205、第二逻辑单元206和第三逻辑单元210均无动作，风扇泵211工作，驱动风扇马达212工作，对液压油进行冷却。
42.因此，利用本发明的实施例中所提出的动力系统，通过在三个模式下进行切换，可以为钻机的转移以及应急救援，不仅省时省力，还可以降低危险和成本。
43.在本发明的实施例中，控制系统207包括操作元件2071、显示元件2072和控制元件2073，所述控制元件2073与第一切换单元204和第二切换单元209连接，其中显示元件2072和操作元件2071均与控制元件2073连接。
44.其中控制元件2073采用的是现有的控制器，例如可以采用plc或控制卡等，显示元件2072采用的是显示器，如果显示元件2072采用的是触摸屏或者带有按钮的显示器，那么此时，显示元件2072也可以作为操作元件2071，即此时显示元件2072与操作元件2071是一种集成的设备。
45.另外，如果显示元件2072采用的是控显一体机，那么此时，操作元件2071、显示元件2072和控制元件2073是一个集成的设备。在本发明的一个实施例中，操作元件2071采用的是无线手柄，无线手柄可以与控制元件2073进行无限通讯，例如通过蓝牙、wifi或zigbee等，从而在利用该系统为钻机提供液压动力时，可以利用无线手柄进行远程控制，使得操作更加方便。
46.进一步在，在本发明的实施例中，为了使得动力系统便于钻机进行连接，该系统还包括接近装置214，接近装置214采用的是电动绞盘，接近装置与控制系统207连接，当需要
为钻机提供液压动力时，可以利用接近装置先拉近动力系统与钻机的距离，以便于钻机对正位置，方便连接，从而减少了人力。
47.在本发明的实施例中，还提供了一种行走动力站，该行走动力站包括了上述实施例中提供的动力系统。具体的，行走动力站设计成为一种车，包括车架、车轮等，然后将本发明的实施例中的动力系统安装在车架上。这样利用该行走动力站为钻机提供液压动力时，可以直接将行走动力站拉倒钻机附近，然后利用接近装置214，将钻机与行走动力站拉近对正，然后将行走动力站与钻机连接，然后利用该行走动力站为钻机提供液压动力，进行转移或应急救援，不仅方便，而且可以降低危险和成本。
48.至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
49.本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。