本發(fā)明涉及裝載機電動化，尤其涉及一種本安型電動裝載機及其智能化轉(zhuǎn)化方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)，申請?zhí)枮?02410513444.9、發(fā)明專利名稱為“電動防爆裝載機平臺及其裝載機”的專利，申請?zhí)枮?02311336071.4、發(fā)明專利名稱為“一種本質(zhì)安全型恒壓恒流驅(qū)動電路”的專利，“集成了恒流電路、恒壓電路以及安全柵電路于一體，經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換達到本質(zhì)安全型防爆標(biāo)準要求”；申請?zhí)枮?02311551933.5、發(fā)明專利名稱為“一種礦用本質(zhì)安全型led恒流源驅(qū)動電路”的專利，“高功率因數(shù)恒流源單元，輸出恒流電流；二路過流過壓保護電路單元具有過流保護及過壓保護；設(shè)有消浪涌自恢復(fù)輸出單元，電路可以自動向負載恢復(fù)輸出；抗浪涌吸收回路能夠吸收有害的脈沖電壓，防止電路瞬間高壓損害”；申請?zhí)枮?02322954001.7、實用新型專利名稱為“一種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器”的專利，“實現(xiàn)了對變頻器外部進行防護防塵，內(nèi)部進行除濕干燥”；申請?zhí)枮?02410460532.7、發(fā)明專利名稱為“一種防護電路和礦用本質(zhì)安全型電機”的專利，“通過安全接口模塊的設(shè)置，防止驅(qū)動模塊對電能獲取過快而造成本安電源頻繁啟動安全防護動作，防止定子線圈啟動過程產(chǎn)生瞬態(tài)大電流并出現(xiàn)非安全火花。”申請?zhí)枮?02410716337.6、發(fā)明專利名稱為“一種隔爆型變頻永磁電動機”的專利，“在電動機的外殼上安裝保護件，向電動機內(nèi)部充入在內(nèi)部循環(huán)流動的保護氣體，提升電機的散熱效率，避免運行過程中產(chǎn)生電火花，達到電動機隔爆的效果，無需使用專門的隔爆外殼，降低電動機生產(chǎn)成本。”

2、形成防爆安裝空間及防爆閉合空間，提供有效的保護，架高電氣組件，提高保護性，防止進水，進行整體外部防護，減少灰塵污漬，進行防護防塵，經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換，達到本質(zhì)安全型防爆標(biāo)準要求通過過流過壓時負載被停止輸出，實現(xiàn)本安型功能，在電動機的外殼上安裝保護件，向電動機內(nèi)部充入保護氣體，避免運行過程中產(chǎn)生電火花，降低熱量，達到電動機隔爆的效果。存在的不足是能量過大不能控制，不能實現(xiàn)本安型。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明本安型電動裝載機及其智能化轉(zhuǎn)化方法，采用雙電機獨立驅(qū)動，獨立液壓系統(tǒng)，整車ecu系統(tǒng)通過監(jiān)測傳感器的數(shù)據(jù)信息，進行智能化運算處理，產(chǎn)生智能控制指令，實現(xiàn)本安型轉(zhuǎn)換，控制動力源系統(tǒng)能量輸出，降低危險能量，實現(xiàn)安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案

3、本安型電動裝載機，包括前動車總成、后動車總成、本安型警示器、本安型轉(zhuǎn)換開關(guān)、整車ecu系統(tǒng)、前傳感器箱體、后傳感器箱體、傳感器智能耦合器，其中，前動車總成鉸接連接后動車總成，后動車總成的機體內(nèi)安放所述的整車ecu系統(tǒng)、所述的傳感器智能耦合器、動力電池、電池bms系統(tǒng)；駕駛室安裝在后動車總成的前上方，所述的駕駛室包括前傳感器箱體、本安型警示器、本安型轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述的前傳感器箱體安裝在所述的駕駛室的前上方，所述的前傳感器箱體包括氧氣傳感器、瓦斯傳感器、環(huán)境溫度傳感器、并排安放，所述的后傳感器箱體安裝在后動車總成后上方，所述的后傳感器箱體包括粉塵傳感器、瓦斯傳感器、環(huán)境溫度傳感器、并排安放，所述的瓦斯傳感器包括前瓦斯傳感器、后瓦斯傳感器，所述的傳感器箱體包括前傳感器箱體、后傳感器箱體，瓦斯傳感器安放在傳感器箱體內(nèi)的中間位置，環(huán)境溫度傳感器安放在傳感器箱體內(nèi)的左側(cè)位置，本安型轉(zhuǎn)換開關(guān)安裝在所述的駕駛室內(nèi)，本安型警示器安裝在所述的駕駛室外面前方的下側(cè)，本安型轉(zhuǎn)換開關(guān)是智能轉(zhuǎn)換開關(guān)，包括手動控制及智能轉(zhuǎn)換功能，整車ecu系統(tǒng)電連接所述的本安型轉(zhuǎn)換開關(guān)、所述的傳感器智能耦合器、所述的本安型警示器，所述的傳感器智能耦合器電連接所述的本安型警示器、所述的本安型轉(zhuǎn)換開關(guān)；整車ecu系統(tǒng)電連接前橋變速箱總成、后橋變速箱總成，整車ecu系統(tǒng)控制前橋變速箱總成、后橋變速箱總成實現(xiàn)換擋操作；

4、電池溫度傳感器安裝在動力電池內(nèi)部，bms溫度傳感器安裝在電池bms系統(tǒng)內(nèi)部，前橋電機溫度傳感器安放在前橋驅(qū)動電機殼體上，前控制器溫度傳感器安裝在前橋電機控制器內(nèi)部；后橋電機溫度傳感器安放在后橋驅(qū)動電機殼體上，后控制器溫度傳感器安裝在后橋電機控制器內(nèi)部，傳感器智能耦合器電連接前橋電機溫度傳感器、后橋電機溫度傳感器、前控制器溫度傳感器、后控制器溫度傳感器、電池溫度傳感器、bms溫度傳感器；所述的傳感器智能耦合器包括本安型警示信號、報警信號；所述的本安型轉(zhuǎn)換開關(guān)的開機常態(tài)是本安型模式。

5、本安型電動裝載機的智能化轉(zhuǎn)化方法，其中，

6、模擬數(shù)據(jù)信息在探頭a轉(zhuǎn)換器(53)通過模擬開關(guān)(55)，傳送給施密特智能電路(56)進行施密特邏輯處理，得到數(shù)字信號，所述的數(shù)字信號通過數(shù)字分配器(66)輸出；模擬數(shù)據(jù)信息在探頭b轉(zhuǎn)換器(83)通過模擬開關(guān)(55)，傳送給雙信息偶合施密特智能模塊(35)進行施密特邏輯處理，得到數(shù)字信號，所述的數(shù)字信號通過數(shù)字分配器(66)輸出；模擬數(shù)據(jù)信息在探頭c轉(zhuǎn)換器(84)通過模擬開關(guān)(55)，傳送給雙信息偶合施密特智能模塊(35)進行施密特邏輯處理，得到數(shù)字信號，所述的數(shù)字信號通過數(shù)字分配器(66)輸出；

7、⑴?氧氣含量施密特邏輯數(shù)字變換關(guān)系：

8、當(dāng)氧氣濃度k3<20%時，智能邏輯a模塊輸出=0、氧氣濃度ao3端輸出低電平，當(dāng)k3>25%時，=1、氧氣濃度ao3端輸出高電平；20%≤k3≤25%，保持原值=1或=0不變；當(dāng)=1時，氧氣濃度警示燈閃爍綠燈，適宜人員進入；當(dāng)=0時，氧氣濃度警示燈閃爍黃燈，不適宜人員進入，發(fā)出開啟或優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)、增加氧氣含量請求；

9、⑵本安型警示信號智能化變換方法：

10、①?電池溫度施密特邏輯變換關(guān)系

11、當(dāng)電池溫度k1<75℃時，智能邏輯a模塊輸出=0、電池溫度ao1端輸出低電平，當(dāng)k1>80℃時，=1、電池溫度ao1端輸出高電平；75℃≤k1≤80℃，保持原值=1或=0不變；

12、②?bms溫度施密特邏輯變換關(guān)系

13、當(dāng)bms溫度k2<60℃時，智能邏輯a模塊輸出=0、bms溫度ao2端輸出低電平，當(dāng)k2>65℃時，=1、bms溫度ao2端輸出高電平；60℃≤k2≤65℃，保持原值=1、=0不變；

14、③?前電機系統(tǒng)偶合溫度雙信息偶合施密特邏輯變換關(guān)系

15、前橋電機溫度h1施密特邏輯變換輸出：當(dāng)h1<75℃時，=0，當(dāng)h1>80℃時，=1；75℃≤h1≤80℃，保持原值不變；

16、前控制器溫度h2施密特邏輯變換輸出：當(dāng)h2<90℃時，=0，當(dāng)h2>95℃時，=1；90℃≤h2≤95℃，保持原值不變；

17、前電機系統(tǒng)雙信息偶合變換邏輯或關(guān)系式：；

18、=1、前電機系統(tǒng)偶合溫度bo5端輸出高電平，=0、前電機系統(tǒng)偶合溫度bo5端輸出低電平；

19、④?后電機系統(tǒng)偶合溫度雙信息偶合施密特邏輯變換關(guān)系

20、后橋電機溫度h3施密特邏輯變換輸出：當(dāng)h3<75℃時，=0，當(dāng)h3>80℃時，=1；75℃≤h3≤80℃，保持原值不變；

21、后控制器溫度h4施密特邏輯變換輸出：當(dāng)h4<90℃時，=0，當(dāng)h4>95℃時，=1；90℃≤h4≤95℃，保持原值不變；

22、后電機系統(tǒng)雙信息偶合變換邏輯或關(guān)系式：；

23、=1、后電機系統(tǒng)偶合溫度bo6端輸出高電平，=0、后電機系統(tǒng)偶合溫度bo6端輸出低電平；

24、⑤?所述的本安型警示信號或門電路邏輯耦合關(guān)系式：

25、

26、其中，是本安型警示信號86信號，是電池溫度ao1端信號，是bms溫度ao2端信號，前電機系統(tǒng)偶合溫度bo5端信號，后電機系統(tǒng)偶合溫度bo6端信號；

27、當(dāng)本安型警示信號輸出高電平=1時，本安型轉(zhuǎn)換開關(guān)進行動合操作，轉(zhuǎn)換成本安型模式，前橋變速箱總成、后橋變速箱總成進行降擋操作；當(dāng)前橋變速箱總成、后橋變速箱總成在低擋位時，前、后橋驅(qū)動電機降低輸出功率在額定工況下工作，再降低高輸出功率的電機的電流，以小功率驅(qū)動電機的電流作為控制數(shù)據(jù)，降低功率，減少熱量產(chǎn)生，降低驅(qū)動電機及動力電池的溫度；本安型警示器警示燈閃爍黃燈，起到警醒作用；

28、⑶?報警信號智能化轉(zhuǎn)換方法：

29、①?粉塵密度施密特邏輯變換關(guān)系

30、當(dāng)粉塵密度k4<40g/m3時，智能邏輯a模塊輸出=0、粉塵密度ao4端輸出低電平，當(dāng)k4>45g/m3時，=1、粉塵密度ao4端輸出高電平；40g/m3≤k4≤45g/m3，保持原值=1、=0不變；

31、②?瓦斯?jié)舛入p信息偶合施密特邏輯變換關(guān)系

32、當(dāng)前瓦斯?jié)舛萴1<4.5%時，施密特邏輯變換輸出=0，當(dāng)m1>5%時，=1；4.5%≤m1≤5%，保持原值不變；

33、當(dāng)后瓦斯?jié)舛萴2<4.5%時，施密特邏輯變換輸出=0，當(dāng)m2>5%時，=1；4.5%≤m2≤5%，保持原值不變；

34、瓦斯?jié)舛入p信息偶合變換邏輯或關(guān)系式：；

35、=1、瓦斯偶合濃度co7端輸出高電平，=0、瓦斯偶合濃度co7端輸出低電平；

36、③?環(huán)境溫度雙信息偶合施密特邏輯變換關(guān)系

37、當(dāng)前環(huán)境溫度n1<300℃時，施密特邏輯變換輸出=0，當(dāng)n1>315℃時，=1；300℃≤n1≤315℃，保持原值不變；

38、當(dāng)后環(huán)境溫度n2<300℃時，施密特邏輯變換輸出=0，當(dāng)n2>315℃時，=1；300℃≤n2≤315℃，保持原值不變；

39、環(huán)境溫度雙信息偶合變換邏輯或關(guān)系式：；

40、=1、環(huán)境偶合溫度co8端輸出高電平，=0、環(huán)境偶合溫度co8端輸出低電平；

41、④?所述的報警信號或門電路邏輯耦合關(guān)系式：

42、

43、其中，是報警信號87信號,是粉塵密度ao4端信號,是瓦斯偶合濃度co7端信號,是環(huán)境偶合溫度co8端信號；

44、當(dāng)報警信號輸出高電平=1時，本安型轉(zhuǎn)換開關(guān)動合操作，轉(zhuǎn)換成本安型模式，本安型警示器警示燈閃爍紅燈，本安型警示器蜂鳴器發(fā)出刺耳聲音報警，具有發(fā)生瓦斯爆炸或粉塵燃燒爆炸的風(fēng)險，人員撤離并進行災(zāi)害救援。

45、在一些實施例中，傳感器智能耦合器包括智能邏輯a模塊、智能邏輯b模塊、智能邏輯c模塊、耦合處理系統(tǒng)，所述的耦合處理系統(tǒng)是所述的傳感器智能耦合器的智能邏輯處理系統(tǒng)，所述的耦合處理系統(tǒng)進行內(nèi)部電連接智能邏輯a模塊、智能邏輯b模塊、智能邏輯c模塊，整車ecu系統(tǒng)電連接及邏輯連接所述的傳感器智能耦合器。

46、在一些實施例中，所述的傳感器智能耦合器包括智能邏輯a模塊、智能邏輯b模塊、智能邏輯c模塊、耦合處理系統(tǒng)，所述的耦合處理系統(tǒng)是所述的傳感器智能耦合器的智能邏輯處理系統(tǒng)，所述的耦合處理系統(tǒng)進行內(nèi)部電連接智能邏輯a模塊、智能邏輯b模塊、智能邏輯c模塊，整車ecu系統(tǒng)電連接及邏輯連接所述的傳感器智能耦合器；所述的耦合處理系統(tǒng)包括本安型警示信號、報警信號。

47、在一些實施例中，所述的智能邏輯a模塊包括智能邏輯a輸入端、探頭a轉(zhuǎn)換器、模擬開關(guān)、施密特智能電路、數(shù)字分配器、智能邏輯ao端；所述的探頭a轉(zhuǎn)換器包括智能邏輯a輸入端、探頭a1熱敏信息轉(zhuǎn)換器、探頭a2熱敏信息轉(zhuǎn)換器、探頭a3電阻轉(zhuǎn)換器、探頭a4光電信息轉(zhuǎn)換器；所述的智能邏輯a輸入端包括電池探頭a1輸入端、bms探頭a2輸入端、氧氣探頭a3輸入端、粉塵探頭a4輸入端。

48、在一些實施例中，所述的智能邏輯b模塊包括智能邏輯b輸入端、探頭b轉(zhuǎn)換器、模擬開關(guān)、雙信息偶合施密特智能模塊、數(shù)字分配器、前電機系統(tǒng)偶合溫度bo5端、后電機系統(tǒng)偶合溫度bo6端；所述的探頭b轉(zhuǎn)換器包括智能邏輯b輸入端、探頭b1熱敏信息轉(zhuǎn)換器、探頭b2熱敏信息轉(zhuǎn)換器、探頭b3熱敏信息轉(zhuǎn)換器、探頭b4熱敏信息轉(zhuǎn)換器；所述的智能邏輯b輸入端包括前電機探頭b1輸入端、后電機探頭b2輸入端、前控制器探頭b3輸入端、后控制器探頭b4輸入端。

49、在一些實施例中，所述的智能邏輯c模塊包括智能邏輯c輸入端、探頭c轉(zhuǎn)換器、模擬開關(guān)、雙信息偶合施密特智能模塊、數(shù)字分配器、瓦斯偶合濃度co7端、環(huán)境偶合溫度co8端；所述的探頭c轉(zhuǎn)換器包括智能邏輯c輸入端、探頭c1電化學(xué)轉(zhuǎn)換器、探頭c3電化學(xué)轉(zhuǎn)換器、探頭c2轉(zhuǎn)換器、探頭c4轉(zhuǎn)換器；所述的；所述的智能邏輯c輸入端包括前瓦斯探頭c1輸入端、前溫度探頭c2輸入端、后瓦斯探頭c3輸入端、后溫度探頭c4輸入端。

50、在一些實施例中，所述的本安型警示器包括電機溫度警示器、環(huán)境溫度警示器、電池溫度警示器、氧氣濃度警示器、粉塵密度警示器、瓦斯氣體濃度警示器；所述的本安型警示器包括警示燈、警示蜂鳴器；所述的警示燈包括紅燈、黃燈、綠燈，所述的警示蜂鳴器包括舒適聲音蜂鳴器、刺耳聲音蜂鳴器。

51、在一些實施例中，所述的施密特智能電路的邏輯關(guān)系是，模擬信號u通過所述的施密特智能電路，輸出數(shù)字信號q，設(shè)計u的上限閾值為u=2.0v，下限閾值為u=1.5v，回差值為δu=2.0v-1.5v=0.5v；模擬信號u與數(shù)字信號q施密特觸發(fā)的邏輯關(guān)系為：

52、①?u<1.5v,?q=0；

53、②?u>2.0v,?q=1；

54、③?1.5v≤u≤2.0v,q保持原值，即從u<1.5v增大到u≤2.0v，保持“u<1.5v,?qa=0”原值q=0；從?u>2.0v，下降到u≥1.5v，保持“u>2.0v,=1”原值q=1。

55、在一些實施例中，所述的雙信息偶合施密特智能模塊的邏輯關(guān)系是，雙模擬信號u1、u2通過所述的雙信息偶合施密特智能模塊智能電路，輸出數(shù)字信號q，設(shè)計u1、u2的上限閾值為2.0v，下限閾值為1.5v，回差值為2.0v-1.5v=0.5v；施密特觸發(fā)輸出端分別是、，雙信息偶合施密特智能模塊輸出q，

56、模擬信號u1與的施密特觸發(fā)的邏輯關(guān)系為

57、①?u1<1.5v,=0；

58、②?u1>2.0v,=1；

59、③?1.5v≤u1≤2.0v,保持原值，即從u1<1.5v增大到u1≤2.0v，保持?“u1<1.5v,=0”?原值=0；?從?u1>2.0v，下降到u1≥1.5v，保持?“u1>2.0v,=1”?原值=1；

60、模擬信號u2與的施密特觸發(fā)的邏輯關(guān)系為

61、①?u2<1.5v,=0；

62、②?u2>2.0v,=1；

63、③?1.5v≤u2≤2.0v,保持原值，即從u2<1.5v增大到u2≤2.0v，保持?“u2<1.5v,=0”?原值=0；?從?u2>2.0v，下降到u2≥1.5v，保持?“u2>2.0v,=1”?原值=1；

64、雙信息偶合或門智能輸出q邏輯關(guān)系式為。

65、在一些實施例中，所述的模擬開關(guān)及所述的數(shù)字分配器的cp脈沖信號是四進制分頻器，頻率為128hz，所述的模擬開關(guān)的4個輸入信號端進行分時輸入，每個輸入信號的采樣頻率為128hz，每個信號輸入頻率為32hz，輸入信號的占空比為25%，大于人眼識別的24hz，所述的數(shù)字分配器的4個輸出端進行分時輸出，所述的cp脈沖信號同步控制所述的模擬開關(guān)、所述的數(shù)字分配器的方法是

66、①?第1脈沖cp=00，第1輸入端輸入模擬信號，第1輸出端輸出數(shù)字信號；

67、②?第2脈沖cp=01，第2輸入端輸入模擬信號，第2輸出端輸出數(shù)字信號；

68、③?第3脈沖cp=10，第3輸入端輸入模擬信號，第3輸出端輸出數(shù)字信號；

69、④?第4脈沖cp=11，第4輸入端輸入模擬信號，第4輸出端輸出數(shù)字信號。

70、本發(fā)明的有益效果

71、本發(fā)明本安型電動裝載機及其智能化轉(zhuǎn)化方法，進行關(guān)聯(lián)設(shè)備安裝傳感器，對于動力系統(tǒng)及能源系統(tǒng)安裝溫度傳感器，對于環(huán)境系統(tǒng)安裝環(huán)境監(jiān)測傳感器，整車ecu系統(tǒng)進行傳感器的數(shù)據(jù)信息處理，控制動力及能源系統(tǒng)限制能量輸出，降低危險能量，實現(xiàn)安全性、可靠性和穩(wěn)定性。