一种自装卸式垃圾车压缩卸料机构的控制方法

杨浩宇 安秋兰

1.河南森源重工有限公司 河南省长葛市 461500 2.中机科（北京）车辆检测工程研究院有限公司 北京市 102100

1 背景技术

自装卸式垃圾车是一种与垃圾压缩中转站配套使用的环卫专用车辆，用于生活垃圾车收集，大型工矿企业垃圾车清运等。整车主要由专用车底盘、动力输出装置、挂桶机构、箱体机构、后门机构、液压系统、电气系统和压缩卸料机构（可选）等组成。

目前的压缩卸料机构可以实现：①货箱内垃圾较多时，可手动进行压缩；②货箱满时，打开后门机构可将垃圾完全推出，实现卸料。考虑到自装卸垃圾车的作业环境，一般用于收集分布于各街道的标准桶桶内垃圾，一天可能要收集几百桶，手动进行压缩不仅繁琐，压缩效果差，而且严重影响作业效率，操作不当甚至可能对后门机构造成永久破坏。

因此本文介绍一种全新的压缩卸料机构控制方法。

结构描述

下图为自装卸垃圾车压缩的结构示意图：

图1

图2

图中标记：1、驾驶室操作装置，2、电气控制模块，3、计时器1，4、计时器2，5、位置传感器，6、压缩卸料机构，7、挂桶机构，8、液压执行机构，9、压力检测开关，10、箱体装置。

本文提及的方法目的是通过优化改进压缩卸料机构的控制策略，避免目前压缩卸料机构的大部分缺点和不足。具有进行作业过程更加安全，控制系统更加稳定，人机交互更加便捷和故障排查更加容易的特点。

本技术方案包括：液压执行机构、压缩卸料机构、计时器1、计时器2、压力检测开关、驾驶室操作装置、电气控制模块、位置传感器等。其中：计时器1、计时器2、电气控制模块、以及驾驶室操作装置设置在驾驶室内部。压力检测开关安装于液压执行机构上，可根据需要设定报警值。位置传感器、液压执行机构和压缩卸料机构布置于箱体内部。液压执行机构用于驱动压缩卸料机构伸出和缩回。位置传感器用于检测压缩卸料机构是否在初始位置。

控制策略

下图为压缩卸料机构控制策略的拓扑图：

驾驶员可通过驾驶室操作装置发出自动压缩信号（单次）、压缩取消信号（单次）、手动卸料信号（连续）、手动缩回信号（连续），电气控制模块根据收到的驾驶员信息发出指令。

自动压缩时，电气控制模块控制液压执行/压缩卸料机构持续伸出，计时器2开始计时。此过程可被三种信号终止。当驾驶员取消压缩作业时，即收到压缩取消信号①；当压缩到预设液压系统压力，压缩效果已实现时，即收到压力检测开关信号②；当达到计时器2的预设值时，即收到计时器2信号。当三种信号任意一个有效时，液压执行/压缩卸料机构停止运动，计时器2被强制清零失效，计时器1开始计时。当达到计时器1的预设值时，液压执行/压缩卸料机构开始持续缩回，计时器1被强制清零失效。当检测到位置传感器信号时，认为液压执行/压缩卸料机构已缩回至初始位置，液压执行/压缩卸料机构停止运动，自动压缩过程完成。

当进行卸料作业时，要求驾驶员通过驾驶室操作装置先打开后门机构，然后发出连续的手动卸料信号，电气控制模块控制液压执行/压缩卸料机构伸出，信号消失则运动停止。手动缩回信号亦然。但当液压执行/压缩卸料机构已回位，即检测到位置传感器信号时，手动缩回信号无效，液压执行/压缩卸料机构不会动作。

根据以上控制方法，使用AutoCAD Electrical 2015绘图软件做出整车原理图，如下：

图3

技术特点

（1）该压缩卸料机构控制方法可实现自动的压缩作业，不仅操作简单，且稳定性和效率也较高。

（2）冗余的手动卸料设计，即便是自动压缩系统故障，也可手动作业，容错率兼容性更好。

（3）考虑到压缩时不可收集挂，且桶某些街道上的标准桶间距较近。整个自动压缩作业耗时较长时，就会影响作业效率。因此，系统设有压缩循环取消操作，既做到适当的压缩，驾驶员又可以根据情况收回推铲。

（4）设有计时器1，用于压缩卸料机构压缩到位后，间隔若干秒，随后控制收回。可避免直接收回导致垃圾被带回，影响压缩效果。另外间隔数秒也可减少液压系统受到的冲击，使系统更加可靠。

（5）设有预设时间较长的计时器2，当压缩卸料机构伸出时开始计时。用于压力检测开关故障时，自动压缩系统无法收回的情况；或箱内垃圾较少导致压缩卸料机构行程较长时，影响作业效率的情况。计时器2输出信号可使压缩卸料机构结束伸出运动，进入下步指令。

（6）压力检测开关、计时器1、计时器2的预设值可以进行调节，可最大程度的提高作业效率。

2 结语

本文介绍的压缩卸料机构控制方法，多以操作人员的视角考虑问题，着眼实际，具有操作便捷，容错率高的特点，也适用于其他压缩作业工况的场景。