CN106715818B 鸥翼门开闭装置

一种鸥翼门开闭装置(100),其用于对转动自如地连结于货箱(4)的上部且能够在上下方向上转动的鸥翼门(2)进行开闭,其中,该鸥翼门开闭装置(100)包括:一对电动液压缸(10),其一体地具有利用电力供给而旋转的电动机(11),并利用电动机(11)的旋转而伸缩工作,从而使鸥翼门(2)开闭;以及同步控制部(31),其通过控制电动机(11)的旋转而使一对电动液压缸(10)的伸缩工作彼此同步。

 

CN106715818B 鸥翼门开闭装置
技术领域
本发明涉及一种鸥翼门开闭装置。
背景技术
在日本JP2000-2045A中公开了一种利用多个液压缸对设于货箱的侧面的截面字母L形的鸥翼门进行开闭的鸥翼门开闭装置。
发明内容
一般来讲,在鸥翼门开闭装置中,要求以不产生扭转的方式使鸥翼门开闭。
在日本JP2000-2045A所公开的鸥翼门开闭装置中,通过利用电磁阀调整向液压缸供给的送油量,使多个液压驱动器的伸缩工作同步,从而抑制开闭时的鸥翼门扭转。
在日本JP2000-2045A所公开的鸥翼门开闭装置中,液压缸通过从设于车辆地板下的液压单元经由设于车箱地板下和前壁中央部的液压配管供给有压力油而伸缩工作。如此,在日本JP2000-2045A所公开的鸥翼门开闭装置中,为了从液压单元向液压缸供给压力油而需要设置较长的液压配管,因此有可能从液压配管发生漏油。
本发明的目的在于提供一种能够在抑制发生漏油的同时抑制鸥翼门开闭时的扭转的鸥翼门开闭装置。
根据本发明的一个技术方案,鸥翼门开闭装置用于对转动自如地连结于货箱的上部且能够在上下方向上转动的鸥翼门进行开闭,其中,该鸥翼门开闭装置包括:多个电动驱动器,其一体地具有电动机,并利用电动机的旋转而伸缩工作,从而使鸥翼门开闭;以及同步控制部,其通过控制电动机的旋转而使多个电动驱动器的伸缩工作彼此同步。
附图说明
图1是表示具备本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的货车的立体图。
图2是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的框图。
图3是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的电动液压缸的侧视图,用截面表示局部。
图4是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的电动液压缸的伸缩速度和时间之间的关系的坐标图。
图5是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的向电动机通电的通电率和时间之间的关系的坐标图。
图6是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的货箱的内部的图。
图7是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部的主视图。
图8是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的向高速电动液压缸的电动机通电的通电率、向低速电动液压缸的电动机通电的通电率与时间之间的关系的图。
图9是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部具有连杆机构的变形例的图,且是表示鸥翼门关闭的状态的主视图。
图10是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部具有连杆机构的变形例的图,且是表示鸥翼门打开的状态的主视图。
图11A是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部的变形例的图,且是检测部所具有的检测构件的俯视图。
图11B是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部的变形例的图,且是检测部所具有的检测构件的主视图。
图12是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部的变形例的图,且是表示安装有图11A、图11B所示的检测构件且鸥翼门关闭的状态的主视图。
图13是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部的变形例的图,且是表示安装有图11A、图11B所示的检测构件且鸥翼门打开的状态的主视图。
图14是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部设在电动液压缸上的变形例的图,且是表示电动液压缸伸长了的状态的侧视图。
图15是表示本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部设在电动液压缸上的变形例的图,且是表示电动液压缸收缩了的状态的侧视图。
图16是表示本发明的第2实施方式的鸥翼门开闭装置的框图。
图17是表示本发明的第2实施方式的鸥翼门开闭装置的电位计安装在鸥翼门的转动轴上的状态的局部剖视图。
图18是表示本发明的第2实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部的变形例的主视图。
图19是表示本发明的第2实施方式的鸥翼门开闭装置的检测部具有连杆机构的变形例的检测部的主视图。
图20是表示本发明的第3实施方式的鸥翼门开闭装置的框图。
图21是表示本发明的第4实施方式的鸥翼门开闭装置的框图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
首先,参照图1~图8说明本发明的第1实施方式的鸥翼门开闭装置100、101的整体结构。
如图1所示,鸥翼门开闭装置100、101搭载在具备用于覆盖货箱4的左右一对鸥翼门2、3的货车1上。一对鸥翼门2、3分别借助设于货箱4的上部的转动轴5转动自如地连结于货箱4。
通过由作业人员按下设于货车1的一对工作开关6、7(参照图2),左右的鸥翼门2、3利用鸥翼门开闭装置100、101各自独立地上下开闭。左右的鸥翼门2、3构成为不会同时进行开闭,在任一个鸥翼门开闭装置100、101的工作过程中另一个鸥翼门开闭装置100、101不工作。
用于使左右的鸥翼门2、3开闭的鸥翼门开闭装置100、101彼此具有对称结构而进行同样的工作。因此,以下,主要说明用于使左侧的鸥翼门2开闭的鸥翼门开闭装置100,省略用于使右侧的鸥翼门3开闭的鸥翼门开闭装置101的说明。此外,鸥翼门开闭装置101所具备的各结构省略图示。
如图2所示,鸥翼门开闭装置100包括:一对作为电动驱动器的电动液压缸10,其一体地具有利用电力供给而旋转的电动机11,该电动液压缸10利用电动机11的旋转进行伸缩工作而使鸥翼门2开闭;以及控制器30,其用于控制一对电动液压缸10的工作;以及一对检测部40,其分别用于检测一对电动液压缸10的工作状态。
如图1所示,一对电动液压缸10分别设置在货箱4内的前后位置。通过一对电动液压缸10伸缩工作,能够使鸥翼门2开闭。
如图3所示,一对电动液压缸10除了各自具有电动机11之外,还各自一体地具有:流体罐12,其用于贮存作为工作液的工作油;工作缸20,其利用两个缸室24、25内的工作油的液压进行驱动;泵13,其利用电动机11驱动而从流体罐12吸入工作油并排出;以及控制阀14,其用于控制在工作缸20和泵13之间流动的工作油的流动。也就是说,电动机11、流体罐12、泵13以及控制阀14构成一个单元构件U,单元构件U与工作缸20相邻地设置。由此,电动液压缸10能够使结构紧凑。
电动机11是三相无刷式电动机。电动机11例如利用变换器的PWM控制来供给电力,从而控制旋转。
如图3所示,工作缸20包括圆筒状的筒部21、从筒部21的一端侧插入到筒部21内的活塞杆22、以及设置在活塞杆22的端部且沿着筒部21的内周面滑动的活塞23。
筒部21的内部被活塞23分隔为第1缸室24和第2缸室25。在这些第1缸室24和第2缸室25中填充有工作油。
在工作缸20中,通过向第1缸室24供给工作油并从第2缸室25排出工作油,活塞杆22向伸长方向(图3中的右方向)移动。此外,在工作缸20中,通过向第2缸室25供给工作油并从第1缸室24排出工作油,活塞杆22向收缩方向(图3中的左方向)移动。这样,工作缸20是双作用式工作缸。
工作缸20的与活塞杆所在侧相反的那一侧的端部借助连结部21A转动自如地固定在货箱4的预定位置。活塞杆22的顶端部借助连结部22A转动自如地固定于鸥翼门2。由此,当一对电动液压缸10的工作缸20同步地伸缩工作时,鸥翼门2以转动轴5为中心进行转动而在车辆的上下方向上开闭。随着鸥翼门2的开闭,工作缸20以连结部21A为中心进行转动。
泵13是连结于电动机11的旋转轴(省略图示)而利用电动机11的旋转进行驱动的齿轮泵。从泵13排出的工作油的排出方向根据电动机11的旋转方向选择性地切换。
控制阀14设置在工作缸20和泵13之间。控制阀14具有控制单向阀(省略图示)、单向节流阀(省略图示)等,用于控制工作缸20和泵13之间的工作油的流动。控制阀14通过流体罐通路(省略图示)连接于流体罐12。
如此,由于电动液压缸10一体地具有电动机11、工作缸20、泵13、流体罐12以及控制阀14,因此,只要在货箱4内布设用于向电动机11供给电力的电线,该电动液压缸10就能够工作。因此,不必在货箱4内设置液压配管,能够抑制发生漏油。
控制器30由包括CPU(中央运算处理装置)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)以及I/O接口(输入/输出接口)的微型计算机构成。RAM用于存储CPU进行处理的数据,ROM用于预先存储CPU的控制程序等,I/O接口被用于与所连接的设备之间的信息的输入/输出。
如图2所示,控制器30包括:同步控制部31,其通过控制电动机11的旋转而使一对电动液压缸10的伸缩工作彼此同步;以及一对速度控制部32,其分别独立控制一对电动液压缸10的伸缩速度。同步控制部31和速度控制部32设置在单一的控制器30内。此外,同步控制部31在左侧的鸥翼门开闭装置100和右侧的鸥翼门开闭装置101之间共用。
同步控制部31进行如下同步控制:减少一对电动液压缸10中的、伸缩速度较快的电动液压缸10的电动机11的转速,使伸缩速度较快的电动液压缸10以与伸缩速度较慢的电动液压缸10的速度相同的速度进行工作。
图4是表示用于使鸥翼门2进行期望的开闭工作的、电动液压缸10的伸缩速度和时间之间的关系的图。图5是表示用于使电动液压缸10如图4所示那样进行伸缩工作的、向电动机11通电的通电率和时间之间的关系的速度控制对应图。
一对速度控制部32通过变更向电动机11通电的通电率来控制转速。速度控制部32通过基于预先确定的速度控制对应图(参照图5)控制电动机11的转速而控制泵13的排出量,从而独立控制电动液压缸10的伸缩速度。速度控制对应图是与鸥翼门2的重量等货车1的规格、电动液压缸10的规格等相应地设定的,其预先存储在控制器30内。
一对速度控制部32如图5所示那样地,各自独立进行加速控制、稳态控制以及减速控制。加速控制是通过在使电动液压缸10起动的起动时自停止状态起逐渐提高通电率而增大电动机11的转速,从而使电动液压缸10加速的控制。加速控制在从伸缩工作开始到经过预定时间T为止的期间里进行。利用内置在控制器30中的计时器(省略图示)来检测预定时间T。稳态控制是使电动液压缸10以稳态速度V(参照图4)工作的控制。减速控制是通过在使电动液压缸10停止的停止时逐渐减小通电率而减小电动机11的转速,从而使电动液压缸10减速的控制。通过向速度控制部32输入基于一对检测部40的检测结果而输出的减速信号来进行减速控制。
如此,在电动液压缸10起动时,通过速度控制部32进行使电动机11的转速从停止状态逐渐增加到稳态速度V的加速控制,能够降低鸥翼门2开始运动时的冲击。特别是由于能够防止鸥翼门2从关闭状态开始打开时的急剧加速,因此能够防止雨水等卷入到货箱4内。
此外,在电动液压缸10停止时,通过速度控制部32进行使电动机11的转速从稳态速度V逐渐减小到停止状态而使电动液压缸10减速的减速控制,能够降低在鸥翼门2成为全开或者全闭时对货箱4施加的冲击。
一对检测部40分别检测一对电动液压缸10的工作状态,并将检测结果传送到同步控制部。鸥翼门开闭装置100也可以不具备多个检测部40,也可以具备单一的检测部40来检测一对电动液压缸10中的至少一者的工作状态,并将检测结果传送到同步控制部。
如图6和图7所示,一对检测部40各自具有:连杆机构,其转动自如地连结于货箱4和鸥翼门2且随着一对电动液压缸10的伸缩工作而转动;以及作为一对传感器部的一对限位开关43,其利用连杆机构的转动进行工作。
连杆机构具有转动自如地连结于货箱4的第一连杆构件41和在自与货箱4之间的连结部分分开的位置将第一连杆构件41和鸥翼门2连结的第二连杆构件42。
第一连杆构件41借助旋转销44转动自如地连结于货箱4的下部。第一连杆构件41连结于货箱4,使得连结有第二连杆构件42的一端和旋转销44之间的长度长于另一端和旋转销44之间的长度。在旋转销44和第一连杆构件41之间的连结部分设有螺旋弹簧(省略图示),该螺旋弹簧作为施力构件,对第一连杆构件41朝向旋转销44向一个方向施力。由此,能够消除第一连杆构件41和旋转销44之间的晃动。
第二连杆构件42是一端在自旋转销44分开的位置转动自如地连结于第一连杆构件41、另一端转动自如地连结于鸥翼门2的上部的板状构件。第二连杆构件42也可以连结于电动液压缸10的工作缸20的活塞杆22。另外,第二连杆构件42也可以是绳状的构件。
一对限位开关43处于隔着旋转销44而与第二连杆构件42所在侧相反的那一侧,设于货箱4,使得从上下夹着第一连杆构件41。一对限位开关43具有设置在第一连杆构件41的下方的上升侧开关43A和设置在第一连杆构件41的上方的下降侧开关43B。
如图6和图7中实线所示,在鸥翼门2完全关闭的状态下,第一连杆构件41和下降侧开关43B接触,下降侧开关43B成为开启的状态。在鸥翼门2完全关闭的状态下,第一连杆构件41和上升侧开关43A不接触,上升侧开关43A是关闭的状态。
当利用电动液压缸10的伸长工作使鸥翼门2自关闭的状态开始进行打开工作时,第二连杆构件42向上方移动,第一连杆构件41以旋转销44为中心进行转动。当第一连杆构件41转动预定的角度时,第一连杆构件41不再与下降侧开关43B接触,下降侧开关43B关闭。
当鸥翼门2进一步打开而第一连杆构件41转动时,如图6和图7中虚线所示,第一连杆构件41和上升侧开关43A接触,上升侧开关43A开启。当上升侧开关43A开启时,上升侧开关43A的检测信号被传送到同步控制部31。
在鸥翼门2自完全打开的状态进行关闭工作的情况下,随着鸥翼门2的关闭工作,上升侧开关43A关闭。在鸥翼门2进一步进行关闭工作时,第一连杆构件41和下降侧开关43B接触,如图6和图7中实线所示,下降侧开关43B开启。当下降侧开关43B开启时,下降侧开关43B的检测信号被传送到同步控制部31。
接着,说明电动液压缸10的伸缩工作的控制。
在分别连结于鸥翼门2的前后位置的一对电动液压缸10中,有时会因鸥翼门2的重量平衡等导致向电动机11通电的通电率和工作缸20的伸缩行程之间的关系产生个体差异。因此,即使一对速度控制部32分别基于同一个速度控制对应图控制一对电动液压缸10,一对电动液压缸10有时也不进行相同的工作而工作相互产生偏差。也就是说,即使以相同的通电率对一对电动液压缸10分别施加电压,电动液压缸10的工作速度有时也会不同。当一对电动液压缸10的工作速度不同时,在鸥翼门2进行开闭时鸥翼门2产生扭转。
以下,将一对电动液压缸10中的、在以相同的通电率工作的情况下伸缩速度较快的电动液压缸10称作“高速电动液压缸10A”,将对高速电动液压缸10A进行速度控制的速度控制部32称作“高速速度控制部32A”。此外,将在以相同的通电率工作的情况下伸缩速度较慢的电动液压缸10称作“低速电动液压缸10B”,将对低速电动液压缸10B进行速度控制的速度控制部32称作“低速速度控制部32B”。
为了使一对电动液压缸10彼此同步地进行伸缩工作,首先,作为初始设定对一对电动液压缸10进行示教。
同步控制部31进行如下示教:在将一对电动液压缸10连结于鸥翼门2的前后位置的状态下使其伸缩工作而运算伸缩速度,基于运算结果作为控制指令向各个速度控制部32输出能够使彼此的伸缩速度同步这样的速度控制对应图。
首先,同步控制部31以预定的通电率、例如通电率100%对电动机11进行驱动,测量一对电动液压缸10的伸缩速度,分别运算向电动机11通电的通电率和电动液压缸10的伸缩速度之间的关系。根据输入到同步控制部31的电动机11的转速和时间来运算电动液压缸10的伸缩速度。
其次,如图8中实线所示,同步控制部31向低速速度控制部32B输出控制指令,使得根据基于货车1、电动液压缸10的规格预先设定的速度控制对应图(以下称作“理想控制对应图”。)来进行速度控制。
接着,同步控制部31根据运算出的各个通电率和伸缩速度之间的关系来变换理想控制对应图,生成用于使高速电动液压缸10A以与低速电动液压缸10B的伸缩速度相同的速度工作的同步控制对应图(图8中虚线)。
例如,如图8所示,通过低速速度控制部32B在时间T1根据理想控制对应图以通电率100%对电动机11进行驱动,低速电动液压缸10B以稳态速度V(参照图4)工作。在这种情况下,能够生成高速速度控制部32A在时间T1以能够使高速电动液压缸10A以稳态速度V伸缩工作的通电率即80%对电动机11进行驱动这样的同步控制对应图。
同步控制部31向高速速度控制部32A输出控制指令,使得根据同步控制对应图对电动机11进行驱动。
通过作为初始设定预先进行这样的示教,低速速度控制部32B根据理想控制对应图控制低速电动液压缸10B,高速速度控制部32A根据由同步控制部31运算并输入的同步控制对应图控制高速电动液压缸10A。在鸥翼门2开闭工作时,一对电动液压缸10利用不同的速度控制对应图来对工作进行控制,从而以相同的伸缩速度工作。也就是说,同步控制部31通过使高速速度控制部32A根据同步控制对应图进行控制,使高速电动液压缸10A与低速电动液压缸10B的伸缩速度相匹配地工作,使一对电动液压缸10的伸缩速度彼此同步。由此,能够在不产生扭转的前提下使鸥翼门2开闭。
一对速度控制部32通过如此基于从同步控制部31传送来的不同的速度控制对应图对电动机11的旋转进行控制,在使一对电动液压缸10的伸缩速度彼此同步的同时使该一对电动液压缸10伸缩工作。
当由作业人员按下工作开关6时,一对速度控制部32分别基于理想控制对应图和同步控制对应图进行花费时间T使电动液压缸10从停止状态加速到稳态速度V的加速控制,使电动液压缸10伸缩工作。在理想控制对应图和同步控制对应图中,能够任意地设定稳态速度V和进行加速控制的时间T。
当电动机11的转速上升而电动液压缸10的伸长速度达到稳态速度V时,利用速度控制部32维持电动机11的转速。由此,电动液压缸10以稳态速度V继续伸长工作。
当电动液压缸10的行程量达到预定值时,一对检测部40的一对限位开关43中的一者分别开启。也就是说,在电动液压缸10伸长工作时,一对检测部40中的上升侧开关43A开启,在电动液压缸10收缩工作时,下降侧开关43B开启。一对检测部40的限位开关43的检测信号分别被输入到同步控制部31。
同步控制部31基于从一对检测部40输入的两个检测信号向一对速度控制部32输出减速信号。同步控制部31即使仅从一个检测部40被输入有检测信号,也不向速度控制部32传送减速信号。当同步控制部31从一对检测部40这两者被输入有检测信号时,该同步控制部31分别向一对速度控制部32输出减速信号。也就是说,同步控制部31在低速电动液压缸10B使限位开关43工作时分别向一对速度控制部32传送减速信号,从而开始减速控制。由此,使利用一对速度控制部32进行的减速控制同步地开始,能够更可靠地使一对电动液压缸10的伸缩工作同步。另外,同步控制部31也可以仅基于从1个检测部40输入的1个检测信号向一对速度控制部32输出减速信号。
此外,也可以是,鸥翼门开闭装置100具备用于检测一对电动液压缸10中的一者的工作状态的单一的检测部40,同步控制部31基于单一的检测部40的检测信号向一对速度控制部32输出减速信号。在这种情况下,期望的是单一的检测部40检测低速电动液压缸10B的工作状态。由此,对于一对电动液压缸10来说,设为与工作速度较慢的低速电动液压缸10B的工作同步,能够在不对电动机11施加过载的前提下使彼此的工作同步。如此,鸥翼门开闭装置100只要具备用于检测多个电动液压缸10中的至少一者的工作状态的检测部40即可。
采用以上的第1实施方式,起到以下所示的效果。

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THE END
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