一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统的制作方法

1.本发明涉及液压举升系统技术领域，具体的，涉及一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统。


背景技术：

2.现有普通集装箱运输半挂车拉运集装箱到达指定地点之后，大部分是由液压举升平台把半挂车连同集装箱一起举升卸货，但是由于举升平台占用空间太大厂房利用率低，卸货困难，以及设备出现故障会导致整个运输链停滞。随着自动化技术的发展与进步，研制出了带后翻功能的集装箱运输半挂车，以解决集装箱运输半挂车卸货困难问题。带后翻功能的集装箱运输半挂车就是在目前的半挂车底盘上加装一套液压举升机构，发动机通过变速器、取力装置驱动液压泵，将高压油经换向阀、油管进入举升液压缸，为了更好的控制液压缸的伸缩，采用电磁换向阀来改变油路，从而控制液压缸的伸出，缩回两种运动形式。现有的电磁换向阀的控制电路在运行过程中存在电流不稳定的情况，流过电磁换向阀的电流如果过小，导致驱动能力不足，无法使电磁换向阀正常启动，流过电磁换向阀的电流如果过大，导致电磁换向阀中的线圈温度过高，长时间下去容易导致电磁换向阀烧坏。


技术实现要素：

3.本发明提出一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统，解决了现有技术中电磁换向阀控制电路在运行过程中电流不稳定的问题。
4.本发明的技术方案如下：一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统，包括电磁换向阀，所述电磁换向阀用于改变油路，还包括主控单元和电磁换向阀控制电路，所述电磁换向阀控制电路连接所述主控单元，所述电磁换向阀控制电路包括电阻r3、运放u1、电阻r25、电阻r5、开关管q2、电阻r9、继电器k1、开关管q3、电阻r8、电阻r6、电阻r4和运放u2，所述电阻r3的第一端连接所述主控单元的第一输出端，所述电阻r3的第二端连接所述运放u1的同相输入端，所述运放u1的输出端通过所述电阻r25连接所述运放u1的反相输入端，所述运放u1的输出端通过所述电阻r5连接所述开关管q2的控制端，所述开关管q2的第一端通过所述电阻r9连接24v电源，所述开关管q2的第二端接地，所述开关管q2的第一端连接所述开关管q3的控制端，所述开关管q3的第一端通过所述继电器k1的常闭触点连接24v电源，所述开关管q3的第二端连接所述电磁换向阀线圈l1的第一端，所述电磁换向阀线圈l1的第二端通过所述电阻r8接地，所述电磁换向阀线圈l1的第二端连接所述运放u2的同相输入端，所述运放u2的反相输入端通过所述电阻r6接地，所述运放u2的输出端通过所述电阻r4连接所述运放u2的输出端，所述运放u2的输出端连接所述运放u1的反相输入端。
5.进一步，本发明中所述电磁换向阀控制电路还包括电阻r1、开关管q1和光耦u6，所述电阻r1的第一端连接所述主控单元的第一输出端，所述电阻r1的第二端连接所述开关管
q1的控制端，所述开关管q1的第一端连接5v电源，所述开关管q1的第二端连接所述光耦u6的第一输入端，所述光耦u6的第二输入端接地，所述光耦u6的第一输出端连接5v电源，所述光耦u6的第二输出端连接所述电阻r3的第一端。
6.进一步，本发明中还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括电阻r11、运放u3、电阻r12、电阻r10、电阻r13、运放u4、电阻r15和电阻r16，所述电阻r11的第一端连接所述电磁换向阀线圈的第二端，所述电阻r11的第二端连接所述运放u3的同相输入端，所述运放u3的反相输入端通过所述电阻r12接地，所述运放u3的输出端通过所述电阻r10连接所述运放u3的反相输入端，所述运放u3的输出端通过所述电阻r13连接所述运放u4的反相输入端，所述运放u4的同相输入端通过所述电阻r16连接5v电源，所述运放u4的同相输入端通过所述电阻r15接地，所述运放u4的输出端连接所述主控单元的第一输入端。
7.进一步，本发明中还包括温度检测电路，所述温度检测电路包括温度传感器p1、电阻r17、运放u5、电阻r19、变阻器rp1、电阻r18、和电阻r20，所述运放u5的同相输入端通过所述电阻r17连接所述温度传感器p1的第一端，所述温度传感器p1的第二端接地，所述运放u5的反相输入端连接所述变阻器rp1的滑动端，所述变阻器rp1的第一端通过所述电阻r19连接5v电源，所述变阻器rp1的第二端接地，所述运放u5的输出端通过所述电阻r18连接所述运放u5的反相输入端，所述运放u5的输出端通过所述电阻r20连接所述主控单元的第二输入端。
8.进一步，本发明中还包括保护电路，所述保护电路包括电阻r23、电阻r24、开关管q4、开关管q5、发光二极管led2、发光二极管led3、光耦u7、非门u8和非门u9，所述开关管q4的控制端通过所述电阻r23连接所述主控单元的第二输出端，所述开关管q4的第一端连接所述光耦u7的第一输入端，所述开关管q4的第二端连接所述发光二极管led2的阳极，所述发光二极管led2的阴极接地，所述开关管q5的控制端通过所述电阻r24连接所述主控单元的第三输出端，所述开关管q5的第一端连接所述光耦u7的第一输入端，所述开关管q5的第二端连接所述发光二极管led3的阳极，所述发光二极管led3的阴极接地，所述光耦u7的第二输入端连接5v电源，所述光耦u7的第一输出端连接12v电源，所述光耦u7的第二输出端连接所述非门u8的输入端，所述非门u8的输出端连接所述非门u9的输入端，所述非门u9的输出端连接所述继电器k1的第一输入端，所述继电器k1的第二输入端接地。
9.本发明的工作原理及有益效果为：本发明中，电磁换向阀控制电路通过对电磁换向阀对比控制来改变油路方向，从而实现液压缸的伸缩。
10.具体的，电磁换向阀控制电路的工作原理为：在半挂车卸货时，主控单元输出pwm控制信号至运放u1的同相输入端，pwm控制信号为高电平时，运放u1输出为高电平，开关管q2导通，开关管q3截止，电磁换向阀不动作，当pwm控制信号变为低电平时，运放u1输出0，开关管q2截止，开关管q3的控制端由低电平变为高电平，开关管q3导通，电流经过电磁换向阀，电磁换向阀的阀芯发生位移，液压油经电磁换向阀和油管进入举升液压缸，液压缸伸出，从而实现后翻功能。在此过程中，如果流过电磁换向阀线圈l1的电流过低，电阻r8上的电压较低，导致运放u1反相输入端电压降低，运放u1构成减法电路，从而导致运放u1输出端电压升高，开关管q2的控制端电流升高，开关管q3控制端电流升高，因此，流过电磁换向阀线圈l1的电流升高；如果流过电磁换向阀线圈l1的电流过高，电阻r8上的电压升高，运放u1
反相输入端电压升高，导致运放u1输出电压降低，从而导致开关管q2控制端电流减小，开关管q3的控制端电流也减小，从而使流过电磁换向阀线圈的电流升高减小。
11.本发明中，能够将电磁换向阀线圈l1中的电流维持在一个相对稳定的状态，从而避免了因电磁换向阀线圈l1中的电流太小无法使电磁换向阀正常启动，或流过电磁换向阀线圈l1的电流过大，导致电磁换向阀烧坏的问题发生。
12.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
13.图1为本发明中电磁换向阀控制电路的电路图；图2为本发明中电流检测电路的电路图；图3为本发明中温度检测电路的电路图；图4为本发明中保护电路的电路图。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
15.实施例1如图1所示，本实施例提出了一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统，包括电磁换向阀，电磁换向阀用于改变油路，还包括主控单元和电磁换向阀控制电路，电磁换向阀控制电路连接主控单元，电磁换向阀控制电路包括电阻r3、运放u1、电阻r25、电阻r5、开关管q2、电阻r9、继电器k1、开关管q3、电阻r8、电阻r6、电阻r4和运放u2，电阻r3的第一端连接主控单元的第一输出端，电阻r3的第二端连接运放u1的同相输入端，运放u1的输出端通过电阻r25连接运放u1的反相输入端，运放u1的输出端通过电阻r5连接开关管q2的控制端，开关管q2的第一端通过电阻r9连接24v电源，开关管q2的第二端接地，开关管q2的第一端连接开关管q3的控制端，开关管q3的第一端通过继电器k1的常闭触点连接24v电源，开关管q3的第二端连接电磁换向阀线圈l1的第一端，电磁换向阀线圈l1的第二端通过电阻r8接地，电磁换向阀线圈l1的第二端连接运放u2的同相输入端，运放u2的反相输入端通过电阻r6接地，运放u2的输出端通过电阻r4连接运放u2的输出端，运放u2的输出端连接运放u1的反相输入端。
16.带后翻功能的集装箱运输半挂车是在现有的半挂车底盘上加装一套液压举升机构，利用本车发动机驱动液压举升机构，将车厢倾斜一定角度卸货，卸货完成后通过车厢自重使其复位。发动机通过变速器、取力装置驱动液压泵，将液压油经电磁换向阀和油管进入举升液压缸。电磁换向阀控制电路用于改变油路方向，从而实现液压缸的伸缩。
17.具体的，电磁换向阀控制电路的工作原理为：在半挂车卸货时，主控单元输出pwm控制信号至运放u1的同相输入端，pwm控制信号为高电平时，运放u1输出为高电平，开关管q2导通，开关管q3截止，电磁换向阀不动作，当pwm控制信号变为低电平时，运放u1输出0，开关管q2截止，开关管q3的控制端由低电平变为高电平，开关管q3导通，电流经过电磁换向阀
线圈l1，电磁换向阀的阀芯发生位移，液压油经电磁换向阀和油管进入举升液压缸，液压缸伸出，从而实现后翻功能。在此过程中，如果流过电磁换向阀线圈l1的电流过低，电阻r8上的电压较低，电阻r8上的电压送至运放u2的同相输入端，运放u2构成放大电路，将放大后的电压送至运放u1的反相输入端，运放u1构成减法电路，由于电阻r8上的电压下降，导致运放u1反相输入端电压下降，从而导致运放u1输出端电压升高，开关管q2的控制端电流升高，从而导致开关管q3控制端电流升高，因此，流过电磁换向阀线圈l1的电流升高；同理，如果流过电磁换向阀线圈l1的电流过高，电阻r8上的电压升高，因此运放u1反相输入端电压升高，导致运放u1输出电压降低，从而导致开关管q2控制端电流减小，开关管q3的控制端电流也减小，从而使流过电磁换向阀线圈l1的电流升高减小。这样就将电磁换向阀线圈l1中的电流维持在一个相对稳定的状态，从而避免了因电磁换向阀线圈l1中的电流太小无法使电磁换向阀正常启动，或流过电磁换向阀线圈l1的电流过大，导致电磁换向阀烧坏的问题发生。
18.本实施例中，采用npn型三极管作为开关管q2，采用n沟道增强型场效应管作为开关管q3。
19.如图1所示，本实施例中电磁换向阀控制电路还包括电阻r1、开关管q1和光耦u6，电阻r1的第一端连接主控单元的第一输出端，电阻r1的第二端连接开关管q1的控制端，开关管q1的第一端连接5v电源，开关管q1的第二端连接光耦u6的第一输入端，光耦u6的第二输入端接地，光耦u6的第一输出端连接5v电源，光耦u6的第二输出端连接电阻r3的第一端。
20.在控制电磁换向阀的过程中，往往会产生十分强烈的瞬变脉冲干扰，该干扰信号将会对主控单元造成影响，甚至会使主控单元直接损坏，为此，本实施例在主控单元和电阻r3之间加入隔离电路，隔离电路由光耦u6构成，起到信号隔离的作用，三极管q1用于提高驱动能力，pwm控制信号为低电平时，开关管q1导通，光耦u6也导通，因此光耦u6输出高电平信号，当pwm控制信号为高电平时，开关管q1截止，光耦u6也截止，光耦u6输出低电平信号。
21.如图2所示，本实施例中还包括电流检测电路，电流检测电路包括电阻r11、运放u3、电阻r12、电阻r10、电阻r13、运放u4、电阻r15和电阻r16，电阻r11的第一端连接电磁换向阀线圈的第二端，电阻r11的第二端连接运放u3的同相输入端，运放u3的反相输入端通过电阻r12接地，运放u3的输出端通过电阻r10连接运放u3的反相输入端，运放u3的输出端通过电阻r13连接运放u4的反相输入端，运放u4的同相输入端通过电阻r16连接5v电源，运放u4的同相输入端通过电阻r15接地，运放u4的输出端连接主控单元的第一输入端。
22.半挂车在自卸货过程中，如果流过电磁换向阀线圈l1的电流过高，将会引起线圈发热，长期下去影响电磁换向阀的使用寿命，同时会影响整个液压举升机构的正常工作，为此本实施例通过电流检测电路实时采集电磁换向阀线圈l1的电流，并将其送至主控单元，如果电磁换向阀线圈l1的电流超过设定值时，可以采取相应的措施。
23.具体的，电流检测电路的工作原理为：电流流过电磁换向阀线圈l1的同时，还经过电阻r8，因此在电阻r8上产生电压，电阻r8上的电压会随着电流的变化而变化，因此，通过采集电阻r8的电压即可判断出电磁换向阀线圈l1上电流的大小，电阻r8上的电流经电阻r11后加至运放u3的同相输入端，运放u3构成放大电路，由于采样电压较小，因此需要对其进行放大处理，放大后的电压信号经电阻r13加至运放u4的反相输入端，电容c9用于滤除高频干扰，运放u4构成比较电路，运放u4的同相输入端作为参考电压，当采样电压低于设定值时，运放u4输出高电平信号，当采样电压高于设定值时运放u4输出低电平信号，并送至主控
单元，主控单元收到该低电平信号时，表明流过电磁换向阀线圈l1的电流过高。
24.如图3所示，本实施例还包括温度检测电路，温度检测电路包括温度传感器p1、电阻r17、运放u5、电阻r19、变阻器rp1、电阻r18、和电阻r20，运放u5的同相输入端通过电阻r17连接温度传感器p1的第一端，温度传感器p1的第二端接地，运放u5的反相输入端连接变阻器rp1的滑动端，变阻器rp1的第一端通过电阻r19连接5v电源，变阻器rp1的第二端接地，运放u5的输出端通过电阻r18连接运放u5的反相输入端，运放u5的输出端通过电阻r20连接主控单元的第二输入端。
25.电磁换向阀线圈l1温度过高时同样会影响电磁换向阀正常工作，为保证整个液压举升机构的正常工作，本实施例通过温度检测电路实时检测电磁换向阀运行时的温度。
26.温度传感器p1用于检测电磁换向阀的温度信号，并将检测到的温度信号转为电信号输出至运放u5的同相输入端，温度传感器p1输出的电信号比较微弱，需要对其进行放大处理，运放u5构成放大电路，将放大后的电信号送至主控单元，电阻r20和电容c11构成低通滤波电路，用于放大后电信号中的干扰信号，最终将滤波后的电信号送至主控单元。
27.如图4所示，本实施例中还包括保护电路，保护电路包括电阻r23、电阻r24、开关管q4、开关管q5、发光二极管led2、发光二极管led3、光耦u7、非门u8和非门u9，开关管q4的控制端通过电阻r23连接主控单元的第二输出端，开关管q4的第一端连接光耦u7的第一输入端，开关管q4的第二端连接发光二极管led2的阳极，发光二极管led2的阴极接地，开关管q5的控制端通过电阻r24连接主控单元的第三输出端，开关管q5的第一端连接光耦u7的第一输入端，开关管q5的第二端连接发光二极管led3的阳极，发光二极管led3的阴极接地，光耦u7的第二输入端连接5v电源，光耦u7的第一输出端连接12v电源，光耦u7的第二输出端连接非门u8的输入端，非门u8的输出端连接非门u9的输入端，非门u9的输出端连接继电器k1的第一输入端，继电器k1的第二输入端接地。
28.为了避免电磁换向阀线圈l1的电流过高或温度过高，本实施例加入保护电路，当电磁换向阀线圈l1的电流或温度过高时，应立即断开电磁换向阀线圈l1的供电电源，以免造成电磁换向阀烧毁。
29.当电磁换向阀线圈l1的电流超过设定值时，主控单元输出高电平信号至开关管q4的控制端，开关管q4导通，光耦u7也导通，光耦u7输出高电平信号，经非门u8和非门u9两极反相后加至继电器k1的输入端，继电器k1得电吸合，继电器k1的常闭触点断开，同时发光二极管led2发光。当电磁换向阀温度超过设定值时，主控单元向开关管q5的控制端发出高电平信号，开关管q5导通，同理光耦u7也导通，继电器k1得电吸合，继电器k1的常闭触点断开，同时发光二极管led3发光。当电磁换向阀线圈l1的电流或温度过高时本实施例可以断开电磁换向阀线圈l1的供电电源，起到了保护作用，同时通过观察发光二极管led2和发光二极管led3的亮灭情况判断是哪种原因导致的继电器k1常开触点的断开。
30.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统，包括电磁换向阀，所述电磁换向阀用于改变油路，其特征在于，还包括主控单元和电磁换向阀控制电路，所述电磁换向阀控制电路连接所述主控单元，所述电磁换向阀控制电路包括电阻r3、运放u1、电阻r25、电阻r5、开关管q2、电阻r9、继电器k1、开关管q3、电阻r8、电阻r6、电阻r4和运放u2，所述电阻r3的第一端连接所述主控单元的第一输出端，所述电阻r3的第二端连接所述运放u1的同相输入端，所述运放u1的输出端通过所述电阻r25连接所述运放u1的反相输入端，所述运放u1的输出端通过所述电阻r5连接所述开关管q2的控制端，所述开关管q2的第一端通过所述电阻r9连接24v电源，所述开关管q2的第二端接地，所述开关管q2的第一端连接所述开关管q3的控制端，所述开关管q3的第一端通过所述继电器k1的常闭触点连接24v电源，所述开关管q3的第二端连接所述电磁换向阀线圈l1的第一端，所述电磁换向阀线圈l1的第二端通过所述电阻r8接地，所述电磁换向阀线圈l1的第二端连接所述运放u2的同相输入端，所述运放u2的反相输入端通过所述电阻r6接地，所述运放u2的输出端通过所述电阻r4连接所述运放u2的输出端，所述运放u2的输出端连接所述运放u1的反相输入端。2.根据权利要求1所述的一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统，其特征在于，所述电磁换向阀控制电路还包括电阻r1、开关管q1和光耦u6，所述电阻r1的第一端连接所述主控单元的第一输出端，所述电阻r1的第二端连接所述开关管q1的控制端，所述开关管q1的第一端连接5v电源，所述开关管q1的第二端连接所述光耦u6的第一输入端，所述光耦u6的第二输入端接地，所述光耦u6的第一输出端连接5v电源，所述光耦u6的第二输出端连接所述电阻r3的第一端。3.根据权利要求1所述的一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统，其特征在于，还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括电阻r11、运放u3、电阻r12、电阻r10、电阻r13、运放u4、电阻r15和电阻r16，所述电阻r11的第一端连接所述电磁换向阀线圈的第二端，所述电阻r11的第二端连接所述运放u3的同相输入端，所述运放u3的反相输入端通过所述电阻r12接地，所述运放u3的输出端通过所述电阻r10连接所述运放u3的反相输入端，所述运放u3的输出端通过所述电阻r13连接所述运放u4的反相输入端，所述运放u4的同相输入端通过所述电阻r16连接5v电源，所述运放u4的同相输入端通过所述电阻r15接地，所述运放u4的输出端连接所述主控单元的第一输入端。4.根据权利要求2所述的一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统，其特征在于，还包括温度检测电路，所述温度检测电路包括温度传感器p1、电阻r17、运放u5、电阻r19、变阻器rp1、电阻r18、和电阻r20，所述运放u5的同相输入端通过所述电阻r17连接所述温度传感器p1的第一端，所述温度传感器p1的第二端接地，所述运放u5的反相输入端连接所述变阻器rp1的滑动端，所述变阻器rp1的第一端通过所述电阻r19连接5v电源，所述变阻器rp1的第二端接地，所述运放u5的输出端通过所述电阻r18连接所述运放u5的反相输入端，所述运放u5的输出端通过所述电阻r20连接所述主控单元的第二输入端。5.根据权利要求1所述的一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统，其特征在于，还包括保护电路，所述保护电路包括电阻r23、电阻r24、开关管q4、开关管q5、发光二极管led2、发光二极管led3、光耦u7、非门u8和非门u9，所述开关管q4的控制端通过所述电阻r23连接所述主控单元的第二输出端，所述开关管q4的第一端连接所述光耦u7的第一输入端，
所述开关管q4的第二端连接所述发光二极管led2的阳极，所述发光二极管led2的阴极接地，所述开关管q5的控制端通过所述电阻r24连接所述主控单元的第三输出端，所述开关管q5的第一端连接所述光耦u7的第一输入端，所述开关管q5的第二端连接所述发光二极管led3的阳极，所述发光二极管led3的阴极接地，所述光耦u7的第二输入端连接5v电源，所述光耦u7的第一输出端连接12v电源，所述光耦u7的第二输出端连接所述非门u8的输入端，所述非门u8的输出端连接所述非门u9的输入端，所述非门u9的输出端连接所述继电器k1的第一输入端，所述继电器k1的第二输入端接地。

技术总结
本发明涉及液压举升系统技术领域，提出了一种集装箱运输半挂车的液压举升控制系统，包括主控单元和电磁换向阀控制电路，电磁换向阀控制电路包括运放U1、电阻R25、开关管Q2、电阻R9和开关管Q3，运放U1的同相输入端连接主控单元，运放U1的输出端通过电阻R25连接运放U1的反相输入端，运放U1的输出端连接开关管Q2的控制端，开关管Q2的第一端通过电阻R9连接24V电源，开关管Q2的第二端接地，开关管Q2的第一端连接开关管Q3的控制端，开关管Q3的第一端连接24V电源，开关管Q3的第二端连接电磁换向阀线圈L1的第一端，电磁换向阀线圈L1的第二端接地，通过上述技术方案，解决了现有技术中电磁换向阀控制电路在运行过程中电流不稳定的问题。题。题。


技术研发人员：田海军 王旭阳 黄子豪
受保护的技术使用者：河北华佑顺驰专用汽车有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/9