1.本实用新型涉及一种混合动力单轨吊，具体涉及一种并联式混合动力单轨吊。


背景技术：

2.安全、高产、高效的矿井建设及辅助运输的效率是衡量一个煤矿现代化水平的重要指标，辅助运输的效率直接影响着矿井生产效率。单轨吊作为一种悬挂在巷道顶部来完成高效连续运输的辅助运输设备，其工作不受煤矿底板条件的影响，运输巷道布置方便、节省空间、运输效率高。相较于无轨胶轮车、卡轨车、齿轮车三类对巷道底板要求较高而应用受限的辅助运输设备，其适用性更强，优势愈加凸显。
3.目前，煤矿上的单轨吊设备以防爆柴油机单轨吊和防爆蓄电池单轨吊两种为主，其中柴油机式单轨吊动力足、承载力强，但存在污染排放高、功率损耗大、维护较难的问题；蓄电池式单轨吊具有典型的清洁无污染的优势，但续航能力和动力性能明显不足，电池充电时间较长。目前单轨吊在井下实际行驶速度均不高，且多以柴油机或者蓄电池作为单一动力源来驱动工作，因此亟需开发新的驱动方式来满足未来煤矿高效化运输需求。
4.为解决上述问题，我国学者以混合动力技术为支撑对单轨吊动力系统展开了研究。传统混合动力系统分为串联式、并联式、混联式。申请号为201410496468.4，名为“油电混合动力单轨吊及其动力输出控制方法”的发明专利，公开发明了一种单轨吊混合动力系统。该发明提出一种串联式混合动力系统，其中柴油机不直接参与驱动，电动机是唯一动力输出源，限制了单轨吊行驶速度的提高。申请号为202011463652.0，名为“煤矿运输系统的混合动力单轨吊”的发明专利，公开发明一种广义混合动力单轨吊，采用钢丝绳加蓄电池型单轨吊的组合形式，提高了运输效率和承载能力，但由于外设动力源，对巷道弯度要求较高，整套系统机动性差。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种并联式混合动力单轨吊，可以根据不同工况实现电动机单独驱动、柴油发动机单独驱动以及混合动力驱动三种模式的切换，能够解决单一动力源所存在的问题，且满足单轨吊高速行驶时的动力需求。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种并联式混合动力单轨吊，包括驾驶室、起吊梁和轨道，驾驶室、起吊梁顶部分别通过承载小车与轨道连接；还包括第一防爆集装箱、第二防爆集装箱和液压驱动部；
7.第一防爆集装箱顶部通过承载小车与轨道连接，第一防爆集装箱内设有整车控制器和防爆动力电池组；
8.第二防爆集装箱顶部通过液压驱动部与轨道连接，第二防爆集装箱内设有液压泵站、电机控制器、防爆电动机、离合器、防爆柴油发动机和发动机控制器。
9.进一步的，所述防爆电动机一端与液压泵站连接，另一端通过离合器与防爆柴油发动机连接，液压泵站与液压驱动部液压连接，整车控制器分别与电机控制器、发动机控制
器电连接，电机控制器与防爆电动机电连接，发动机控制器与防爆柴油发动机电连接，整车控制器、电机控制器和发动机控制器均与防爆动力电池组电连接。
10.进一步的，所述防爆电动机选取防爆永磁同步电动机。
11.进一步的，所述防爆动力电池组可选取防爆蓄电池组或者防爆锂电池组。
12.进一步的，所述驾驶室有两个，两个驾驶室之间依次设置第一防爆集装箱、起吊梁和第二防爆集装箱。
13.进一步的，所述驾驶室、第一防爆集装箱、起吊梁和第二防爆集装箱之间通过连接杆两两相连。
14.与现有技术相比，本实用新型在单轨吊上布置并联式混合动力系统，在起吊梁两侧分别放置封装驱动系统的第一防爆集装箱与封装整车控制器和动力电池的第二防爆集装箱，并联式的混合动力驱动系统其结构相对简单，既可实现纯柴油机驱动和纯电动机驱动的工作模式，又可实现柴油机与电机同时驱动的混合动力驱动模式，多动力源的混合动力系统的设计将为单轨吊提供稳定且强劲的动力保障。三种驱动模式的适时切换可满足不同工况下的不同扭矩及驱动力大小需求，通过防爆柴油发动机与防爆电动机两者动力驱动系统的配合，能够保障发动机始终工作在高效区域，在满足动力性要求的同时极大降低了能耗及污染排放，大大提高单轨吊的动力性能。
附图说明
15.图1为本实用新型结构示意图；
16.图2为本实用新型机-电-液驱动原理示意图；
17.图中：1、驾驶室，2、整车控制器，3、第一防爆集装箱，4、防爆动力电池组，5、承载小车，6、起吊梁，7、液压驱动部，8、滑轨，9、连接杆，10、第二防爆集装箱，11、液压泵站，12、电机控制器，13、防爆电动机，14、离合器，15、防爆柴油发动机，16、发动机控制器。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.如图1所示，本实用新型提供一种技术方案：包括驾驶室1、起吊梁6和轨道8，轨道8设置在井下巷道顶面，驾驶室1、起吊梁6顶部分别通过承载小车5与轨道8连接，挂在轨道8上。
21.还包括第一防爆集装箱3、第二防爆集装箱10和液压驱动部7；第一防爆集装箱3顶部通过承载小车5与轨道8连接，第二防爆集装箱10顶部通过液压驱动部7与轨道8连接；为了集成化安装，第一防爆集装箱3内设有整车控制器2和防爆动力电池组4；第二防爆集装箱10内设有液压泵站11、电机控制器12、防爆电动机13、离合器14、防爆柴油发动机15和发动机控制器16。
22.如图2所示，为实现并联式单轨吊的工作模式，防爆电动机13一端与液压泵站11连
接，另一端通过离合器14与防爆柴油发动机15连接，通过离合器14控制防爆电动机13与防爆柴油发动机15的连接状态；液压泵站11与液压驱动部7液压连接，液压泵站11为液压驱动部7提供液压动力，单轨吊最后由液压驱动部7驱动行进；整车控制器2分别与电机控制器12、发动机控制器16电连接，电机控制器12与防爆电动机13电连接，发动机控制器16与防爆柴油发动机15电连接；整车控制器2通过电机控制器12控制防爆电动机13为液压泵站11提供动力，整车控制器2通过发动机控制器16控制防爆柴油发动机15为液压泵站11提供动力；整车控制器2、电机控制器12和发动机控制器16均与防爆动力电池组4电连接。
23.为了保证整个机构的正常工作及受力平衡，驾驶室1有两个且分别置于并联式混合动力单轨吊两端。两个驾驶室1之间依次设置第一防爆集装箱3、起吊梁6和第二防爆集装箱10。驾驶室1、第一防爆集装箱3、起吊梁6和第二防爆集装箱10之间通过连接杆9两两相连。
24.设定单轨吊行驶过程中需求转矩为tr，防爆柴油发动机15转矩最佳工作区间为t
e_min
‑ꢀ
t
e_max
。
25.当单轨吊在启动阶段或所需转矩较小，满足t
r ＜ t
e_min
时，整车控制器2通过电机控制器12控制防爆动力电池组4为防爆电动机13提供电力，防爆电动机13带动液压泵站11为液压驱动部7提供动力工作，同时整车控制器2通过发动机控制器16控制防爆柴油发动机15停止工作，离合器14处于断开状态，为纯电机驱动模式。
26.当单轨吊工作的所需转矩在防爆柴油发动机15最佳工作区间，满足t
e_min 《 tr《 t
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时，整车控制器2通过电机控制器12断开防爆电动机13动力源，停止防爆动力电池组4为防爆电动机13供电，此时防爆电动机13起联轴器作用；同时整车控制器2通过发动机控制器16控制防爆柴油发动机15工作，离合器14处于闭合状态，防爆柴油发动机15的动力经过防爆电动机13来带动液压泵站11为液压驱动部7提供动力工作，此时单轨吊的动力仅由防爆柴油发动机15提供，为纯燃油驱动模式。
27.当单轨吊在重载、爬坡及所需扭矩较大工况，满足t
r 》 t
e_max
时，整车控制器2通过发动机控制器16控制防爆柴油发动机15工作，离合器14处于闭合状态，防爆柴油发动机15输出动力传递至防爆电动机13；同时，整车控制器2通过电机控制器12控制防爆电动机13工作，此时防爆电动机13耦合防爆柴油发动机15输出动力以及自身输出动力，共同带动液压泵站11为液压驱动部7提供动力，此时为混合动力驱动模式。
28.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
29.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。