МУСОРОВОЗ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к коммунальному машиностроению, в частности, к машинам для сбора и вывоза мусора.
Уровень техники.
Мусоровозы с задней загрузкой и выгрузкой мусора находят широкое применение в коммунальном хозяйстве населенных пунктов.
Из уровня техники известен мусоровоз, содержащий механизм загрузки мусора в кузов, который состоит из уплотняющей и подающей плит, приводимых в движение гидроцилиндрами, управляемыми гидрораспределителем с электромагнитным приводом, и электронное устройство для управления электромагнитами. Включение электромагнитов производится от блока управления. В микропроцессорный программируемый модуль записана информация о величинах пороговых значений электрического сигнала датчика-преобразователя, соответствующая величинам гидравлического давления в гидросистеме при конечных положениях уплотняющей и подающей плит. Значение электрического сигнала, вырабатываемого датчиком-преобразователем при срабатывании предохранительного клапана гидросистемы, превышает пороговые значения электрического сигнала этого датчика-преобразователя. Также мусоровоз снабжен блоком диагностики состояния электромагнитов привода золотников, при этом выходы блока управления связаны с электромагнитами привода золотников через указанный блок диагностики, который выполнен с возможностью измерения протекающего через указанные электромагниты тока и выдачи сигнала о неисправности соответствующего электромагнита и/или отключения этого электромагнита в случае, если протекающий через него ток выходит за пределы заданного диапазона его значений.
Описанная выше конструкция известна из патента на полезную модель RU 174850, кл. B65F 3/20, опубл. 08.11.2017. Указанная конструкция позволяет повысить надежность работы мусоровоза, устранить или уменьшить негативные последствия от аварийных ситуаций, и упростить поиск неисправностей.
Одной из функций мусоровоза является выгрузка собранного мусора из кузова. Выгрузка мусора может осуществляться различными способами. Например, оператор поднимает задний борт до конца. Далее выталкивающая плита движется от кабины, выталкивая мусор. Момент начала и окончания движения определяется оператором.
Недостатки данного способа:
- ручное управление процессом;
- отсутствие этапа выгрузки остатков мусора из заднего борта. На практике после выгрузки мусора оператору приходится выполнять несколько дополнительных действий, чтобы освободить приемный бункер заднего борта от остатков мусора.
Выгрузка мусора может осуществляться следующим образом:
- задний борт поднимается примерно до середины. Момент окончания подъема определяется по заранее заданному временному интервалу;
- выполняется однократная очистка заднего борта от остатков мусора посредством механизма выгрузки мусора;
- задний борт поднимается до конца, момент окончания подъема определяется по датчику концевого положения;
- выталкивающая плита движется от кабины, выталкивая мусор из кузова, момент окончания движения определяется по датчику давления в гидросистеме.
Недостатки данного способа:
- неточное задание положения заднего борта в момент его очистки от мусора; это связано с тем, что скорость подъема борта зависит от количества находящегося там мусора и производительности гидронасоса;
- датчик концевого положения и соответствующие крепежные элементы усложняют конструкцию системы управления и мусоровоза;
- датчик концевого положения и соединительные провода приходится располагать в местах, недостаточно защищенных от механических и атмосферных воздействий, что снижает общую надежность;
- датчик концевого положения необходимо регулировать как минимум в процессе изготовления мусоровоза, а в некоторых случаях и в ходе эксплуатации.
Еще один способ выгрузки мусора заключается в следующем:
- задний борт поднимается до конца, момент начала и окончания подъема определяется оператором;
- в процессе подъема заднего борта выполняется однократная очистка заднего борта от остатков мусора посредством механизма выгрузки мусора, момент начала очистки определяется датчиком концевого положения;
- выталкивающая плита движется от кабины, выталкивая мусор из кузова, момент начала и окончания движения определяется оператором.
Недостатки данного способа:
- частично ручное управление процессом;
- датчик концевого положения и соответствующие крепежные элементы усложняют конструкцию системы управления и мусоровоза;
- датчик концевого положения и соединительные провода приходится располагать в местах, недостаточно защищенных от механических и атмосферных воздействий, что снижает общую надежность;
- датчик концевого положения необходимо регулировать как минимум в процессе изготовления мусоровоза, а в некоторых случаях и в ходе эксплуатации.
Раскрытие полезной модели.
Решаемой технической проблемой является изготовление мусоровоза, конструкция которого позволяет устранить указанные выше недостатки, связанные с выгрузкой мусора, и обеспечить полуавтоматический или автоматический способ управления процессом выгрузки мусора из мусоровоза.
Для решения указанной проблемы мусоровоз выполнен следующим образом.
Мусоровоз содержит базовый автомобиль с установленным на нем кузовом с задним бортом, выполненным с возможностью поднимания и опускания путем поворота посредством гидроприводов относительно горизонтальных осей, расположенных в верхней части кузова, при этом внутри заднего борта размещен механизм прессования мусора с гидроприводом, предназначенный для загрузки мусора и очистки заднего борта при выгрузке мусора, механизм выгрузки мусора, размещенный в кузове и содержащий выталкивающую плиту, выполненную с возможностью возвратно-поступательного перемещения гидроприводом вдоль кузова, гидравлическую систему, включающую в себя источник гидравлического давления, гидравлический распределитель с электромагнитным приводом золотников, датчик-преобразователь величины гидравлического давления в пропорциональный электрический сигнал, электронную систему управления с блоком управления, выходы которого связаны с обмотками электромагнитов приводов золотников, при этом микропроцессорный программируемый модуль встроен в блок управления и содержит информацию о порядке включения электромагнитов привода золотников и пороговых значениях электрических сигналов, характеризующих гидравлическое давление и положение выталкивающей плиты в кузове, механизма прессования мусора заднего борта, причем выход датчика-преобразователя величины гидравлического давления в пропорциональный электрический сигнал соединен со входом блока управления. Микропроцессор микропроцессорного программируемого модуля блока управления соединен с введенным в электронную систему управления электронным инклинометром, при этом электронный инклинометр размещен на заднем борте мусоровоза. Электронный инклинометр может быть размещен на заднем борте в составе блока управления.
Таким образом, технический результат от использования полезной модели заключается в возможности обеспечения выгрузки мусора в полуавтоматическом или автоматическом режиме без вмешательства оператора.
Краткое описание чертежей.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых:
на фиг. 1 представлен общий вид мусоровоза с задней загрузкой, при этом расположение блока управления на заднем борте показано в разрезе;
на фиг. 2 - исходное положение исполнительных механизмов мусоровоза перед выгрузкой мусора;
на фиг. 3 - первый этап выгрузки мусора;
на фиг. 4 - второй этап выгрузки мусора;
на фиг. 5 - третий этап выгрузки мусора;
на фиг. 6 - конечное положение исполнительных механизмов мусоровоза при выгрузке мусора;
на фиг. 7 - схема расположения подающей и уплотняющей плиты в заднем борте;
на фиг. 8 - блок-схема электронной системы управления для осуществления полуавтоматического способа управления процессом выгрузки мусора;
на фиг. 9 - пример выполнения блока управления электронной системы управления по фиг. 8;
на фиг. 10 - пример выполнения микропроцессорного программируемого модуля блока управления;
на фиг. 11 - блок-схема электронной системы управления для осуществления автоматического способа управления процессом выгрузки мусора;
на фиг. 12 - пример выполнения блока управления электронной системы управления по фиг. 11.
Осуществление полезной модели.
Мусоровоз, показанный на фиг. 1-6, содержит базовый автомобиль 1, на котором установлен кузов 2 с задним бортом 3, при этом блок управления 4 расположен на заднем борте 3. Внутри кузова 2 установлена выталкивающая плита 5, выполненная с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием гидроцилиндра 6. С помощью этой выталкивающей плиты 6 мусор выгружается (выталкивается) из кузова после того, как задний борт 3 поднят на необходимую высоту.
Следует отметить, что в данном описании в качестве примера приведен один из возможных вариантов выполнения заднего борта мусоровоза с соответствующими механизмами прессования (загрузки)/выгрузки. Конструкция указанных механизмов может отличаться от описанного ниже механизма при неизменности достигаемого технического результата.
Внутри заднего борта 3, как показано на фиг. 7, размещен механизм загрузки мусора в кузов 2, включающий в себя уплотняющую плиту 7, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения вниз и вверх относительно заднего борта 3 посредством гидроцилиндров 8, а также подающую плиту 9, установленную на нижнем конце уплотняющей плиты 7 с возможностью поворота в вертикальной плоскости вниз и вверх относительно уплотняющей плиты 7 при помощи гидроцилиндров 10, закрепленных на уплотняющей плите. Нижняя часть заднего борта 3 образует зону загрузки мусора. Гидравлическая система мусоровоза является источником гидравлического давления, обеспечивающая работу гидроцилиндров 6, 8 и 10 через гидравлический распределитель с электромагнитным приводом золотников. Гидравлическая система также включает датчик гидравлического давления.
Электронная система управления 11 процессом выгрузки мусора показана на фиг. 8 (блок-схема для осуществления полуавтоматического способа управления процессом выгрузки мусора). Электронная система управления 11 включает блок управления 12 с микропроцессорным программным модулем 13. Блок управления 12 связан с электромагнитами М1-М4 гидравлического распределителя, связанного с механизмом выгрузки мусора, электромагнитом М5 гидравлического распределителя, подача напряжения на который приводит к открыванию заднего борта 3, и электромагнитом М6 гидравлического распределителя, подача напряжения на который приводит в движение выталкивающую плиту 5 по направлению к заднему борту 3. Электронная система управления 11 также содержит блок 14 формирования команды, выполненный, например, в виде командной кнопки, на выгрузку мусора, связанный информационным каналом 15 с блоком управления 12, по которому передается команда на выгрузку мусора.
Примеры выполнения блока управления 12 и входящего в него микропроцессорного программируемого модуля 13 показаны на фиг. 9 и 10, соответственно. Блок управления 12 включает микропроцессорный программируемый модуль 13, соединенный с источником питания 17, а также фильтр бортовой сети 16 и электронные ключи а, b, с, d, е, f для подачи напряжения на электромагниты М1-М6. Обязательным элементом электронной системы управления 11 является электронный инклинометр 19 (электронный интегральный трехосевой инклинометр с датчиками гравитационного поля Земли и/или на основе гироскопического эффекта), соединенный по информационному каналу с микропроцессором 18 микропроцессорного программируемого модуля 13. В состав модуля 13 входит постоянная перепрограммируемая память 20, или, как вариант, постоянная перепрограммируемая память 20 может входить непосредственно в состав микропроцессора 18.
На фиг. 11 показана блок-схема для осуществления автоматического способа управления процессом выгрузки мусора. В отличие от блок-схемы, показанной на фиг. 8, она включает датчик 21 давления в гидросистеме, связанный по информационному каналу 22 с блоком управления 12. Блок управления 12 в данном варианте выполнения (фиг. 12) дополнительно содержит узел 23 преобразования сигнала с датчика давления в гидросистеме.
Задний борт 3 служит для приема мусора, и именно внутри этого борта размещается механизм прессования. Задний борт 3 можно поднимать и опускать, вращая его вокруг осей в верхней части кузова 2 с помощью гидроцилиндров. Для целей данного описания подробности работы этого механизма не важны, за исключением одного момента. До тех пор, пока задний борт 3 находится внизу (т.е. кузов 2 закрыт), указанный механизм используется для загрузки мусора в кузов 2 с одновременным его уплотнением. Если же задний борт 3 поднят хотя бы на половину максимальной высоты, то указанный механизм используется для очистки заднего борта 3 от остатков мусора. В обоих случаях механизм прессования работает совершенно одинаково. В данном описании указанный механизм фигурирует как механизм выгрузки остатков мусора из заднего борта 3.
Выгрузка мусора, осуществляемая в несколько этапов, схематически показана на фиг. 1-6. Как показано на фиг. 1, блок управления 4 расположен на заднем борте 3. Исходное положение исполнительных механизмов перед выгрузкой мусора показано на фиг. 2. Именно в этом положении, в момент начала открывания заднего борта 3, автоматически фиксируется начальное положение заднего борта 3 по показаниям электронного трехосевого инклинометра. На первом этапе выгрузки мусора (см. фиг. 3), задний борт 3 поворачивается на угол, который находится в заранее заданном диапазоне значений. В этот момент выполняется однократная очистка заднего борта 3 от остатков мусора посредством механизма загрузки мусора. Во время второго этапа выгрузки мусора (см. фиг. 4) задний борт 3 поворачивается на угол, который превышает первую заранее заданную величину, или указанный угол превышает вторую заранее заданную величину и одновременно измеренное давление превышает первое заранее заданное пороговое значение. При этом открывание заднего борта 3 прекращается и включается движение выталкивающей плиты 5 по направлению к заднему борту 3. На третьем этапе выгрузки мусора (см. фиг. 5) выталкивающая плита 5 движется по направлению к заднему борту 3. На фиг. 6 показано конечное положение исполнительных механизмов при выгрузке мусора. Измеренное давление превысило второе заранее заданное пороговое значение или угол поворота заднего борта 3 стал меньше третьей заранее заданной величины. Движение выталкивающей плиты 5 прекращено.
В описанном выше примере, как это показано на фиг. 10, в состав микропроцессорного программируемого модуля входит электронный трехосевой инклинометр с датчиками гравитационного поля Земли и/или на основе гироскопического эффекта. В качестве таких инклинометров в настоящее время широко используются интегральные акселерометры, выполненные в виде микросхем. Такую микросхему можно легко добавить в микропроцессорный программируемый модуль, при этом не изменяя общую конструкцию блока управления.
В данном случае важно то, что блок управления должен быть расположен на заднем борте мусоровоза, а значит поворачиваться вместе с задним бортом в процессе выгрузки мусора, тем самым изменяя свою ориентацию по отношению к гравитационному полю Земли. Это позволяет вычислять угол поворота заднего борта относительно его любого начального положения. Место расположения блока управления на заднем борте значения не имеет.
Также возможно расположение самого электронного трехосевого инклинометра на заднем борте мусоровоза, при этом он должен быть связан информационным каналом с микропроцессором микропроцессорного программируемого модуля блока управления. При этом блок управления может быть расположен, например, в кабине мусоровоза.
Полуавтоматический способ управления процессом выгрузки мусора из мусоровоза.
В момент начала открывания заднего борта автоматически фиксируется его начальное положение по показаниям электронного трехосевого инклинометра, что делает ненужной любую настройку инклинометра как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации мусоровоза. Затем, на основании последующих показаний указанного инклинометра, постоянно вычисляется угол поворота заднего борта относительно зафиксированного начального положения.
Если указанный угол увеличивается, и при этом находится в заранее заданном диапазоне значений, то выполняется однократная очистка заднего борта от остатков мусора посредством механизма выгрузки мусора.
Если указанный угол превышает заранее заданную величину, то открывание заднего борта прекращается, и включается движение выталкивающей плиты по направлению к заднему борту, которое прекращается оператором.
Автоматический способ управления процессом выгрузки мусора из мусоровоза.
В момент начала открывания заднего борта автоматически фиксируется его начальное положение по показаниям электронного трехосевого инклинометра, что делает ненужной любую настройку инклинометра как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации мусоровоза. Затем, на основании последующих показаний указанного инклинометра, постоянно вычисляется угол поворота заднего борта относительно зафиксированного начального положения.
Если указанный угол увеличивается, и при этом находится в заранее заданном диапазоне значений, то выполняется однократная очистка заднего борта от остатков мусора посредством механизма выгрузки мусора.
Если указанный угол превышает первую заранее заданную величину, или указанный угол превышает вторую заранее заданную величину и одновременно измеренное давление превышает первое заранее заданное пороговое значение, то открывание заднего борта прекращается, и включается движение выталкивающей плиты по направлению к заднему борту. Движение выталкивающей плиты прекращается, если измеренное давление превышает второе заранее заданное пороговое значение или угол поворота заднего борта становится меньше третьей заранее заданной величины.
Несмотря на то, что настоящая полезная модель подробно описана с конкретной ссылкой на указанный предпочтительный вариант выполнения, другие варианты выполнения могут обеспечить такие же результаты. Видоизменения и модификации настоящей полезной модели должны быть понятны специалистам в рассматриваемой области, и предусматривается, что полезная модель распространяется на все такие модификации и эквиваленты.