一種工程機械電氣實訓裝置的製作方法

2023-06-02 12:15:26 1

專利名稱：一種工程機械電氣實訓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工程機械電氣實訓裝置，特別是一種教學用的工程機械電氣故障診斷與維修實訓裝置，屬於機電一體化技術領域。
背景技術：
工程機械是我國機械裝備工業的重要組成部分，它被廣泛應用於水利、電力、建築、道路、礦山、港口和國防等工程領域。隨著科學技術的突飛猛進，現代工程機械的結構越來越複雜，自動化水平也越來越高。由於許多無法避免的因素的影響，機械設備會出現各種各樣的故障，其中電氣設備故障率比較高，以致降低或失去其預定的功能，甚至造成嚴重的影響。因此，電氣系統故障診斷與維修對於保證設備安全可靠運行就顯得尤其重要。而電氣系統故障診斷與維修是工程機械專業學生必修的一門專業課，學生能否具備工程機械電氣系統故障診斷和解決實際問題的能力是教學的關鍵。目前市場上教學用工程機械電氣系統仿真實訓裝置居多，各個組成部份是獨立的，沒有系統性，且無法將真實的工程機械電氣系統反映在教學過程中，工程機械專業學生對很多電器元件和線路連接缺少直觀的認識，無法面對真實的整車線路能夠進行檢修，達不到很好的學習效果。目前國外的工程機械電氣實訓裝置大部份使用實物，直接在實物上進行改造，解剖等，這種方式成本昂貴，不適合國內的實際情況。而國內汽車電氣實訓裝置也比較完善，如專利200920057340.2，在整車電氣實訓裝置中已經包括了交流發電機、蓄電池組、起動機、大燈、轉向燈、霧燈、牌照燈、尾燈、車門、天窗、中控門鎖、可視倒車雷達顯示器、DVD影音系統、儀錶盤、喇叭及模擬實車發動機的發動裝置等，真實感強，成本低。又如專利201120184753.4，可以在汽車電氣裝配培訓臺上進行多個接插件操作的模擬培訓，可以提高新員工對電氣裝配插裝操作的熟練度。這些專利技術雖然有其自身的優點，對汽車實訓具有很好的幫助，但是不能方便地設置故障，並且難以找到針對工程機械的電氣實訓臺，市場上無法購置到類似的設備。
發明內容本實用新型的目的在於提出一種工程機械電氣實訓裝置，以便能直觀地查看電氣系統各部分的線路連接，並方便地設置故障，便於教學過程中進行講解、演示、檢測、觀察、診斷，從而解決目前教學用工程機械電氣系統的實訓存在的不足。本實用新型是這樣實現的:一種工程機械電氣實訓裝置，其特徵在於，包括:電源單元[I]、起動單元[2]、照明儀表單元[3]、控制單元[4]、保護單元[5]、傳感器單元[6]、附屬部件單元[7]、故障設置單元[8]、檢修工具單元[9];各單元安置在可移動的雙層平臺上；其中:電源單元[I]包括:24V直流發電機[25]、220V交流電動機[26]、24V蓄電池組及負極開關[31]，安置在可移動雙層平臺的上層；[0008]起動單元[2]包括:24V直流啟動機[30]，安置在可移動雙層平臺的上層；照明儀表單元[3]包括:車架燈[11]、小時計[15]、壁燈[16]、動臂燈[19]，以及由轉速表、水溫表、油溫表、油壓表、燃油表組合的監視器[12],安置在可移動雙層平臺的上層；控制單元[4]包括:由動臂燈開關、車架燈開關、機油壓力報警開關組合的開關[13]、電動機控制箱[27]、油門執行器控制器[35]、整車控制電路板[36]、左手先導及先導切斷開關組成的左扶手箱[37]，以及由右手先導、點火開關、調速開關、油門備用開關、系統轉換開關、雨刮組合開關組合成的右扶手箱[39]，安置在可移動雙層平臺的上層；保護單元[5]包括:保險絲組和繼電器組[20]、繼電器控制箱[22];其中的繼電器組[20]包括油泵繼電器、車架燈繼電器、動臂燈繼電器、行走速度繼電器、行走報警繼電器、雨刮繼電器、啟動輔助繼電器、預熱中間繼電器；繼電器控制箱[22]包括電源繼電器、啟動繼電器、斷油閥繼電器、預熱繼電器，安置在可移動雙層平臺的上層；傳感器單元[6]包括:由主泵壓力傳感器、先導壓力傳感器、先導壓力開關組成的傳感器組[21]、燃油位傳感器[29]、以及由機油壓力傳感器及報警開關、液壓油溫傳感器、發動機轉速傳感器、發動機水位報警開關組成的傳感器組[32]，安置在可移動雙層平臺的上層；附屬部件單元[7]包括:點菸器[14]、收音機[17]、揚聲器[18]、喇叭[23]、車窗洗漆器[24]、熄火電磁閥[28]、油門執行器[34]、雨刮器[40]、座椅[38]、腳先導閥[41],安置在可移動雙層平臺的上層；故障設置單元[8]包括故障布線區[33]、開關板[42]，故障布線區[33]安置在可移動雙層平臺的上層，開關板[42]安置在可移動雙層平臺的下層；在故障布線區[33]，將需要設置故障的線路兩端分別接到兩組接線端子排[102]和[104]的端子上，導線[101]從一組接線端子[102]上分成兩路:一路用絕緣線[103]從平臺的上層連接到另一組接線端子排[104]的端子上，另一路用真實的導線[106]連到平臺下層的開關板[42]上，串聯開關[108]後再連接到另一組接線端子排[104]的端子上，再從另一組接線端子排[104]的端子上用真實導線[105]連接到相關的電氣元件上；在結構形式上，從平臺的上層連接的絕緣線[103]與從平臺的下層用真實導線[106]、[107]及開關板[42]中的開關串聯而成的支路是並聯的。檢修工具單元[9]包括工具箱[43]、儀表箱[44]，工具箱[43]中的工具用於實訓時拆裝導線、電氣元件、零部件，儀表箱[44]中的儀表用於實訓時檢測故障。本實用新型的優點及效果:(I)通過本實用新型所述的工程機械電氣實訓裝置，能直觀地查看電氣系統各部分的線路連接，主要電氣元件安裝在可移動雙層平臺的上層，便於教學過程中進行講解、演示、檢測、觀察、診斷，從而解決了目前教學用工程機械電氣系統的實訓存在的不足。(2)可以設置常見電氣故障，培養學生檢測並排除工程機械電氣系統的故障的能力，便於貼近學生畢業後的實際工作，創造出逼真的教學情景。(3)利用交流電動機代替柴油發動機，在實現驅動發電機的功能的同時減少了佔地面積，也減少了發動機購置的費用。
圖1是本實用新型的方框圖。圖2是本實用新型實施例的柳工CLG922挖掘機電氣實訓臺上層平臺的元件安置簡圖。圖3是本實用新型實施例的柳工CLG922挖掘機電氣實訓臺下層平臺的單元安置簡圖。圖4是本實用新型實施例的故障設置單元原理示意圖。圖5是本實用新型實施例的電源控制原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的實施例。請參看圖1，一種工程機械電氣實訓裝置，包括:電源單元[I]、起動單元[2]、照明儀表單元[3]、控制單元[4]、保護單元[5]、傳感器單元[6]、附屬部件單元[7]、故障設置單元[8]、檢修工具單元[9];各單元安置在可移動的雙層平臺上。結合圖1，並參看圖2和圖3，針對柳工CLG922挖掘機製作的電氣實訓臺分為上層平臺和下層平臺，進一步說明如下:電源單元[I]包括:24V直流發電機[25]、220V交流電動機[26]、24V蓄電池組及負極開關[31]，安置在可移動雙層平臺的上層；起動單元[2]包括:24V直流啟動機[30]，安置在可移動雙層平臺的上層；照明儀表單元[3]包括:車架燈[11]、小時計[15]、壁燈[16]、動臂燈[19]，以及由轉速表、水溫表、油溫表、油壓表、燃油表組合的監視器[12],安置在可移動雙層平臺的上層；控制單元[4]包括:由動臂燈開關、車架燈開關、機油壓力報警開關組合的開關、電動機控制箱[27]、油門執行器控制器[35]、整車控制電路板[36]、左手先導及先導切斷開關組成的左扶手箱[37]，以及由右手先導、點火開關、調速開關、油門備用開關、系統轉換開關、雨刮組合開關組合成的右扶手箱[39]，安置在可移動雙層平臺的上層；保護單元[5]包括:保險絲組和繼電器組[20]、繼電器控制箱[22];其中的繼電器組包括油泵繼電器、車架燈繼電器、動臂燈繼電器、行走速度繼電器、行走報警繼電器、雨刮繼電器、啟動輔助繼電器、預熱中間繼電器；繼電器控制箱[22]包括電源繼電器、啟動繼電器、斷油閥繼電器、預熱繼電器，安置在可移動雙層平臺的上層；傳感器單元[6]包括:由主泵壓力傳感器、先導壓力傳感器、先導壓力開關組成的傳感器組[21]、燃油位傳感器[29]、以及由機油壓力傳感器及報警開關、液壓油溫傳感器、發動機轉速傳感器、發動機水位報警開關組成的傳感器組[32]，安置在可移動雙層平臺的上層；附屬部件單元[7]包括:點菸器[14]、收音機[17]、揚聲器[18]、喇叭[23]、車窗洗漆器[24]、熄火電磁閥[28]、油門執行器[34]、雨刮器[40]、座椅[38]、腳先導閥[41],安置在可移動雙層平臺的上層；故障設置單元[8]包括故障布線區[33]、開關板[42]，故障布線區[33]安置在可移動雙層平臺的上層，開關板[42]安置在可移動雙層平臺的下層；[0036]檢修工具單元[9]包括工具箱[43]、儀表箱[44]，工具箱[43]中的工具用於實訓時拆裝導線、電氣元件、零部件，儀表箱[44]中的儀表用於實訓時檢測故障。故障設置單元[8]以及220V交流電動機[26]不是柳工CLG922挖掘機的部件，是為了方便實訓教學設置的；故障設置單元[8]串聯在需要設置故障的電氣線路中；220V交流電動機[26]是代替CLG922挖掘機的柴油發動機，在實現驅動發電機的功能的同時減少了佔地面積，也減少了發動機購置的費用。除此之外，其它各電氣元件按柳工CLG922挖掘機的實際電氣連接線路進行連接，屬於公開技術，不在此敘述。進一步參看圖4，故障設置單元[8]的故障布線區[33]包括導線[101]和[105]、接線端子排[102]和[104]、絕緣線[103]，安置在可移動雙層平臺的上層。最常見的電氣故障是線路接觸不良或開路、保險絲熔斷，為此，將需要設置故障的線路斷開，並兩端分別接到兩組接線端子上。在柳工CLG922挖掘機的實際電氣連接中，導線[101]和[105]通常是直通的導線，但在教學實訓裝置中，為了教學方便，將導線斷開，用於設置故障，說明如下:在故障布線區[33]，將需要設置故障的線路兩端分別接到兩組接線端子排[102]和[104]的端子上，導線[101]從一組接線端子[102]上分成兩路:一路用絕緣線[103](圖4中用虛線表示)從平臺的上層連接到另一組接線端子排[104]的端子上，另一路用真實的導線[106]連到平臺下層的開關板[42]上，串聯開關[108]後再連接到另一組接線端子排的端子上，再從另一組接線端子排[104]的端子上用真實導線[105]連接到相關的電氣元件上；在結構形式上，從平臺的上層連接的絕緣線[103]與從平臺的下層用真實導線[106]、[107]及開關板[42]中的開關串聯而成的支路是並聯的。這樣，平臺上層的絕緣線[103]只是代表連線的路線，而電路是否真正接通由平臺下層的導線[106]、[107]和開關[108]決定，當開關[108]接通時，下層的導線[106]、[107]可正常流過電流，當開關斷開時，下層的導線開路，完成故障設置。在開關[108]與對應的導線[101]、[105]、[106]、[107]上，以及絕緣線[103]上都有編號標記，便於老師設置故障和查看，而學生需要根據故障現象用萬用表測量相關的導線是否開路或接錯，通過檢測的情況來判斷哪裡有故障。圖4中只畫了 4根導線的開關，是為簡潔地說明其原理，實際的實訓臺中設置的開關數量根據需要設定，並且還可以設置線路的交叉連接。在已經製作的柳工CLG922挖掘機實訓臺上可以設置的故障有:無法啟動、全車無電、動臂燈不亮、動臂燈和車架燈串線、喇叭不響、斷油閥不通、油位傳感器不顯示、雨刮器不能工作。請參看圖5，220V交流電動機用電氣符號Ml表示，是代替CLG922挖掘機的柴油發動機，在實現驅動發電機的功能的同時減少了佔地面積，也減少了發動機購置的費用；24V直流發電機用電氣符號Gl表示，該直流發電機實際是三相交流發電機，經三相整流後輸出脈動的直流電壓；24V蓄電池組用電氣符號BTl表不；負極開關用S3表不；點火開關用Sff表示，點火開關SW有兩對電氣觸點，分別用SI和S2表示。電源單元的原理說明如下:需要使用實訓裝置時，先合上負極開關S3，使用完畢後，及時斷開負極開關S3，以避免24V蓄電池組BTl放電。SW為點火開關，位置O是停止位，位置I是運行位，位置2是啟動位。SW置於2位時，觸點SI和S2均接通，繼電器KJl和KJ2的線圈得電動作，KJl和KJ2的常開觸點閉合，220V交流電通過KJl和KJ2的觸點加到220V交流電動機Ml上，Ml啟動，帶動24V直流發電機Gl運轉，發出的直流電通過限流電阻R給24V蓄電池組BTl充電，並向實訓裝置其它單元供電；當24V直流發電機發出的電壓正常時，從24V直流發電機內部的一根交流相線及中性線上經整流二極體取出電壓加到DC1，發電檢測繼電器KJ3的線圈得電動作，KJ3的常開觸點閉合；SW置於I位時，僅觸點SI接通，繼電器KJl線圈得電動作，KJl的常開觸點閉合，由於啟動成功後，KJ3的常開觸點閉合，因此,220V交流電通過KJU KJ3的觸點加到220V交流電動機Ml上，使發電機Gl維持運轉，發出的直流電通過限流電阻R給24V蓄電池組BTl充電，並向實訓裝置其它單元供電。如果在運行時發電機Gl出現故障，無電壓輸出，則KJ3線圈失電而釋放，KJ3的常開觸點斷開，220V交流電動機Ml失電而停止。SW置於O位時，觸點SI和S2均斷開，KJl線圈無電壓，KJl的常開觸點不能閉合，因而220V交流電動機Ml處於停止狀態。
權利要求1.一種工程機械電氣實訓裝置，其特徵在於，包括:電源單元[I]、起動單元[2]、照明儀表單元[3]、控制單元[4]、保護單元[5]、傳感器單元[6]、附屬部件單元[7]、故障設置單元[8]、檢修工具單元[9];各單元安置在可移動的雙層平臺上；其中: 電源單元[I]包括:24V直流發電機[25]、220V交流電動機[26]、24V蓄電池組及負極開關[31]，安置在可移動雙層平臺的上層； 起動單元[2]包括:24V直流啟動機[30]，安置在可移動雙層平臺的上層； 照明儀表單元[3]包括:車架燈[11]、小時計[15]、壁燈[16]、動臂燈[19]，以及由轉速表、水溫表、油溫表、油壓表、燃油表組合的監視器[12],安置在可移動雙層平臺的上層；控制單元[4]包括:由動臂燈開關、車架燈開關、機油壓力報警開關組合的開關[13]、電動機控制箱[27]、油門執行器控制器[35]、整車控制電路板[36]、左手先導及先導切斷開關組成的左扶手箱[37]，以及由右手先導、點火開關、調速開關、油門備用開關、系統轉換開關、雨刮組合開關組合成的右扶手箱[39]，安置在可移動雙層平臺的上層； 保護單元[5]包括:保險絲組和繼電器組[20]、繼電器控制箱[22];其中的繼電器組[20]包括油泵繼電器、車架燈繼電器、動臂燈繼電器、行走速度繼電器、行走報警繼電器、雨刮繼電器、啟動輔助繼電器、預熱中間繼電器；繼電器控制箱[22]包括電源繼電器、啟動繼電器、斷油閥繼電器、預熱繼電器，安置在可移動雙層平臺的上層； 傳感器單元[6]包括:由主泵壓力傳感器、先導壓力傳感器、先導壓力開關組成的傳感器組[21]、燃油位傳感器[29]、以及由機油壓力傳感器及報警開關、液壓油溫傳感器、發動機轉速傳感器、發動機水位報警開關組成的傳感器組[32]，安置在可移動雙層平臺的上層； 附屬部件單元[7]包括:點菸器[14]、收音機[17]、揚聲器[18]、喇叭[23]、車窗洗滌器[24]、熄火電磁閥[28]、油門執行器[34]、雨刮器[40]、座椅[38]、腳先導閥[41],安置在可移動雙層平臺的上層； 故障設置單元[8]包括故障布線區[33]、開關板[42]； 檢修工具單元[9]包括工具箱[43]、儀表箱[44]，工具箱[43]中的工具用於實訓時拆裝導線、電氣元件、零部件，儀表箱[44]中的儀表用於實訓時檢測故障。
2.根據權利要求1所述的一種工程機械電氣實訓裝置，其特徵是所述的故障設置單元[8]中的故障布線區[33]安置在可移動雙層平臺的上層，開關板[42]安置在可移動雙層平臺的下層；在故障布線區[33]，將需要設置故障的線路兩端分別接到兩組接線端子排[102]和[104]的端子上，導線[101]從一組接線端子[102]上分成兩路:一路用絕緣線[103]從平臺的上層連接到另一組接線端子排[104]的端子上，另一路用真實的導線[106]連到平臺下層的開關板[42]上，串聯開關[108]後再連接到另一組接線端子排[104]的端子上，再從另一組接線端子排[104]的端子上用真實導線[105]連接到相關的電氣元件上；在結構形式上，從平臺的上層連接的絕緣線[103]與從平臺的下層用真實導線[106]、[107]及開關板[42]中的開關串聯而成的支路是並聯的。
專利摘要一種工程機械電氣實訓裝置，包括電源單元[1]、起動單元[2]、照明儀表單元[3]、控制單元[4]、保護單元[5]、傳感器單元[6]、附屬部件單元[7]、故障設置單元[8]、檢修工具單元[9]。通過本實訓裝置，能直觀地查看電氣系統各部分的線路連接，主要電氣元件安裝在可移動雙層平臺的上層，便於教學過程中進行講解、演示、檢測、觀察、診斷；可以設置常見電氣故障，培養學生檢測並排除工程機械電氣系統的故障的能力；利用交流電動機代替柴油發動機，在實現驅動發電機的功能的同時減少了佔地面積，也減少了發動機購置的費用。
文檔編號G09B23/18GK203055275SQ201320013169
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者董彬, 陳燕飛, 劉成平, 塗金龍 申請人:南京交通職業技術學院