专利名称：一种交流电传动铰接式自卸车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电传动铰接式自卸汽车，特别是涉及一种六轮独立电传动驱动的自卸车。
背景技术：
铰接式自卸车(Articulated Dump Trucks，简称ADT)是指驾驶室(13)与车体之间具有铰接点和摆动环的自卸汽车。其中，摆动环允许前车架(6)相对于车体独立转动， 铰接点允许前车架(6)相对后车架(8)可达到45°转向角，从而实现转向功能。当在不平坦的路面行驶时，能够保证所有车轮与地面接触，以维持整体的稳定性、通过性和最大
生产率。目前，铰接式自卸车通常采用6x6的驱动方式，传动方式为液力机械传动，其结构相当复杂。铰接式自卸车由于运行工况比较复杂，需要配备专门的液力机械变速机构，该类型变速机构开发需要较长的周期及较高的成本。因此，液力机械变速机构已成为阻碍铰接式自卸车系列化的主要因素。6x6的铰接式自卸车要想实现全轮驱动，需要动力分配装置及三根以上的传动轴和中间支撑装置。考虑到六个车轮的运动轨迹不同，须采用五个差速机构，同时为了保证车辆在泥泞湿滑路面或深坑路面具有驱动力，还必须为这五个差速机构配置相应的锁紧机构；另外，为了保证动力方向的改变及增大高档位的扭矩，还须配置相应的主减机构。此外，由于铰接式车辆长时间在低速大扭矩工况下工作，液力变矩器的效率很低，液力变矩器和变速器及驱动桥的故障率相当高，维护成本较高。铰接式自卸车主要工作在崎岖的山地或泥泞的路面，整车质心的高低对操控稳定性有很大的影响，而目前该类车辆由于采用机械式传动结构，驱动桥只能采用非断开式，这样货箱底部必须位于驱动桥的上方，从而大大增高了铰接式自卸车的重心高度，影响了操控稳定性。由于以上因素，液力机械式铰接式自卸车目前只有国外少数几个企业有能力进行设计制造，近几年，我国徐工、通联重工等企业样车开发都没有成功。在铰接式自卸车上使用柴电动力、电传动的优势在于去掉了铰接式车辆所必须的液力机械式变速箱、传动轴、主减速器、差速器及相应的锁止机构，从而简化了整车结构，减少了传动部件设计制造难度；免维护的轮边驱动电机提高了车辆可靠性，有效降低系统维护成本；采用电子差速控制，使得六个驱动轮任何时刻都能发挥最大牵引力；在多轮驱动系统中，依靠电控闭环控制系统能方便实现多轮协调驱动。到目前为止，在市场及文献资料中，未查到已使用或已公开发表的这种类型铰接式自卸车辆。
发明内容
本发明的目的，是解决目前铰接式自卸车传动部分结构复杂、故障点多、设计制造难度大的问题，提供一种六轮独立电传动驱动的自卸车。本发明一种交流电传动铰接式自卸车，其特征在于所述自卸车包括2个前电动轮单元、4个后电动轮单元，所述6个电动轮单元分别独立驱动自卸车的六轮，所述6个电动轮单元具有完全的互换性；
所述自卸车包括前车架(6)、后车架(8)、铰接体(7);前车架(6)与后车架(8)通过铰接体(7 )铰接；铰接体(7 )两侧分别安装有转向缸(5 )，用于车辆铰接转向。上述技术方案可以进一步改进为所述电动轮单元由以下三个部分组成水冷永磁交流电动机(30)、二级行星齿轮减速器(29)、轮边电机制动器(31)；所述水冷永磁交流电动机(30 )、二级行星齿轮减速器(29 )、轮边电机制动器(31)通过螺栓连接。上述技术方案可以进一步改进为所述自卸车柴油发动机(2 )与发电机(3 )连接， 发动机(2)运转时带动发电机(3)工作，发出的电能用来驱动水冷永磁交流电动机(27);所述发动机(2 )与发电机(3 )采用机械连接，具体连接方式是发动机飞轮(25 )与发电机转子 (28 )分别与重叠在一起的六片挠性盘(27 )通过螺栓连接，发动机(2 )工作时飞轮带动发电机转子(28)转动，产生交流电，该交流电经过整流器(16)整流，产生的直流电分别供给六个逆变器，逆变器经过逆变形成交流电再分别驱动六个轮边水冷永磁交流电动机(30)，六个轮边水冷永磁交流电动机(30)分别把动力传递给六个二级行星齿轮减速器(29)，实现动力的传输。上述技术方案可以进一步改进为所述自卸车包括六个控制器，分别对应左前轮控制器(17)、右前轮控制器(18)、左中轮控制器(19)、右中轮控制器(20)、左后轮控制器 (21)和右后轮控制器(22 )，每个控制器控制对应的轮边水冷永磁电动机(30 )，实现对车轮的单独控制；所述的控制器采用基于CAN总线的分布式网络控制，上位机采用嵌入式系统。上述技术方案可以进一步改进为左前轮控制器(17)、右前轮控制器(18)、左中轮控制器(19)、右中轮控制器(20)、左后轮控制器(21)和右后轮控制器(22)都安装在一个控制器支架(36)内，该控制器支架(36)固定在车架上。上述技术方案可以进一步改进为所述自卸车悬架系统采用全地形的独立悬挂系统，前悬架采用独立式斜置纵摆臂式牵引结构(34)，同时承担纵向力和侧向力；垂直方向的力由油气弹簧承担；中、后悬架采用独立式斜置纵摆臂平衡梁式结构(35)，车架与车桥刚性连接，垂直方向的弹性变形完全由子午线轮胎承担；在前后摆臂各安置一个阻尼缸来衰减振动。上述技术方案可以进一步改进为所述冷却系统集成到每一个电动轮单元内，保证车轮在泥泞、灰尘和水较多的情况下都能保证正常冷却。本发明所设计的铰接式自卸车优点在于采用了柴电动力，全地形的独立悬挂系统，集成的底盘系统等技术，简化了整车结构，减少了设计制造难度，提高了车辆可靠性以及复杂路面条件下的通过性能，增强了零部件的互换性，有效降低了系统维护成本。
图1是本发明专利交流电传动铰接式自卸车主视图； 图2是本发明专利交流电传动铰接式自卸车俯视图； 图3 (a)是本发明专利交流电传动铰接式自卸车发动机与发电机示意图； 图3 (b)是本发明专利交流电传动铰接式自卸车发动机与发电机连接部分局部放大示意图4 (a)是本发明专利交流电传动铰接式自卸车电动轮集成单元结构示意图； 图4 (b)是本发明专利交流电传动铰接式自卸车电动轮集成单元剖视图，方向是沿图 4 (a)中的B-B方向；
图5是本发明专利交流电传动铰接式自卸车前桥结构示意图； 图6是本发明专利交流电传动铰接式自卸车后桥结构示意图； 图7是本发明专利交流电传动铰接式自卸车控制系统框图； 图8是本发明专利交流电传动铰接式自卸车动力及传动系统框图； 图9是本发明专利交流电传动铰接式自卸车前端控制器组合示意图； 其中
权利要求
1.一种交流电传动铰接式自卸车，其特征在于所述自卸车包括2个前电动轮单元、4 个后电动轮单元，所述6个电动轮单元分别独立驱动自卸车的六轮，所述6个电动轮单元具有完全的互换性；所述自卸车包括前车架(6)、后车架(8)、铰接体(7);前车架(6)与后车架(8)通过铰接体(7 )铰接；铰接体(7 )两侧分别安装有转向缸(5 )，用于车辆铰接转向。
2.根据权利要求1所述的一种交流电传动铰接式自卸车，其特征在于所述电动轮单元由以下三个部分组成水冷永磁交流电动机(30)、二级行星齿轮减速器(29)、轮边电机制动器(31)；所述水冷永磁交流电动机(30)、二级行星齿轮减速器(29)、轮边电机制动器 (31)通过螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的一种交流电传动铰接式自卸车，其特征在于所述自卸车柴油发动机(2)与发电机(3)连接，发动机(2)运转时带动发电机(3)工作，发出的电能用来驱动水冷永磁交流电动机(30);所述发动机(2)与发电机(3)采用机械连接，具体连接方式是发动机飞轮(25)与发电机转子(28)分别与重叠在一起的六片挠性盘(27)通过螺栓连接，发动机(2 )工作时飞轮带动发电机转子(28 )转动，产生交流电，该交流电经过整流器(16)整流，产生的直流电分别供给六个逆变器，逆变器经过逆变形成交流电再分别驱动六个轮边水冷永磁交流电动机(30)，六个轮边水冷永磁交流电动机(30)分别把动力传递给六个二级行星齿轮减速器(29 )，实现动力的传输。
4.根据权利要求1所述的一种交流电传动铰接式自卸车，其特征在于所述自卸车包括六个控制器，分别对应左前轮控制器(17)、右前轮控制器(18)、左中轮控制器(19)、右中轮控制器(20)、左后轮控制器(21)和右后轮控制器(22)，每个控制器控制对应的轮边水冷永磁电动机(27)，实现对车轮的单独控制；所述的控制器采用基于CAN总线的分布式网络控制，上位机采用嵌入式系统。
5.根据权利要求4所述的一种交流电传动铰接式自卸车，其特征在于左前轮控制器(17)、右前轮控制器(18)、左中轮控制器(19)、右中轮控制器(20)、左后轮控制器(21)和右后轮控制器(22)都安装在一个控制器支架(36)内，该控制器支架(36)固定在车架上。
6.根据权利要求1所述的一种交流电传动铰接式自卸车，其特征在于所述自卸车悬架系统采用全地形的独立悬挂系统，前悬架采用独立式斜置纵摆臂式牵引结构(34)，同时承担纵向力和侧向力；垂直方向的力由油气弹簧承担；中、后悬架采用独立式斜置纵摆臂平衡梁式结构(35)，车架与车桥刚性连接，垂直方向的弹性变形完全由子午线轮胎承担； 在前后摆臂各安置一个阻尼缸来衰减振动。
7.根据权利要求6所述的一种交流电传动铰接式自卸车，其特征在于所述冷却系统集成到每一个电动轮单元内，保证车轮在泥泞、灰尘和水较多的情况下都能保证正常冷却。
全文摘要
本发明专利一种采用交流电传动的铰接式自卸车。一种交流电传动铰接式自卸车，其特征在于所述自卸车包括2个前电动轮单元、4个后电动轮单元，所述6个电动轮单元分别独立驱动自卸车的六轮，所述6个电动轮单元具有完全的互换性；所述自卸车包括前车架(6)、后车架(8)、铰接体(7)；前车架(6)与后车架(8)通过铰接体(7)铰接；铰接体(7)两侧分别安装有转向缸(5)，用于车辆铰接转向。本发明的优点是简化了整车结构，减少了传动部件设计制造难度；免维护的轮边驱动电机提高了车辆可靠性，有效降低系统维护成本；六个电动轮单元可以任意互换，具有优良的互换性。
文档编号B60K17/12GK102211614SQ201110117429
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月9日 优先权日2011年5月9日
发明者张文明, 金纯 , 阳斌 申请人:北京科技大学