專利名稱：一種工程機械電氣實訓(xùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種工程機械電氣實訓(xùn)裝置，特別是一種教學(xué)用的工程機械電氣故障診斷與維修實訓(xùn)裝置，屬于機電一體化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工程機械是我國機械裝備工業(yè)的重要組成部分，它被廣泛應(yīng)用于水利、電力、建筑、道路、礦山、港口和國防等工程領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進，現(xiàn)代工程機械的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，自動化水平也越來越高。由于許多無法避免的因素的影響，機械設(shè)備會出現(xiàn)各種各樣的故障，其中電氣設(shè)備故障率比較高，以致降低或失去其預(yù)定的功能，甚至造成嚴重的影響。因此，電氣系統(tǒng)故障診斷與維修對于保證設(shè)備安全可靠運行就顯得尤其重要。而電氣系統(tǒng)故障診斷與維修是工程機械專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)課，學(xué)生能否具備工程機械電氣系統(tǒng)故障診斷和解決實際問題的能力是教學(xué)的關(guān)鍵。目前市場上教學(xué)用工程機械電氣系統(tǒng)仿真實訓(xùn)裝置居多，各個組成部份是獨立的，沒有系統(tǒng)性，且無法將真實的工程機械電氣系統(tǒng)反映在教學(xué)過程中，工程機械專業(yè)學(xué)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(xué)習(xí)效果。目前國外的工程機械電氣實訓(xùn)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(nèi)的實際情況。而國內(nèi)汽車電氣實訓(xùn)裝置也比較完善，如專利200920057340.2，在整車電氣實訓(xùn)裝置中已經(jīng)包括了交流發(fā)電機、蓄電池組、起動機、大燈、轉(zhuǎn)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(tǒng)、儀表盤、喇叭及模擬實車發(fā)動機的發(fā)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(xùn)臺上進行多個接插件操作的模擬培訓(xùn)，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(shù)雖然有其自身的優(yōu)點，對汽車實訓(xùn)具有很好的幫助，但是不能方便地設(shè)置故障，并且難以找到針對工程機械的電氣實訓(xùn)臺，市場上無法購置到類似的設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提出一種工程機械電氣實訓(xùn)裝置，以便能直觀地查看電氣系統(tǒng)各部分的線路連接，并方便地設(shè)置故障，便于教學(xué)過程中進行講解、演示、檢測、觀察、診斷，從而解決目前教學(xué)用工程機械電氣系統(tǒng)的實訓(xùn)存在的不足。本實用新型是這樣實現(xiàn)的:一種工程機械電氣實訓(xùn)裝置，其特征在于，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(shè)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(fā)電機[25]、220V交流電動機[26]、24V蓄電池組及負極開關(guān)[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(zhuǎn)速表、水溫表、油溫表、油壓表、燃油表組合的監(jiān)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(guān)、車架燈開關(guān)、機油壓力報警開關(guān)組合的開關(guān)[13]、電動機控制箱[27]、油門執(zhí)行器控制器[35]、整車控制電路板[36]、左手先導(dǎo)及先導(dǎo)切斷開關(guān)組成的左扶手箱[37]，以及由右手先導(dǎo)、點火開關(guān)、調(diào)速開關(guān)、油門備用開關(guān)、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、雨刮組合開關(guān)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(yù)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(yù)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(dǎo)壓力傳感器、先導(dǎo)壓力開關(guān)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(guān)、液壓油溫傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)動機水位報警開關(guān)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:點煙器[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(zhí)行器[34]、雨刮器[40]、座椅[38]、腳先導(dǎo)閥[41],安置在可移動雙層平臺的上層；故障設(shè)置單元[8]包括故障布線區(qū)[33]、開關(guān)板[42]，故障布線區(qū)[33]安置在可移動雙層平臺的上層，開關(guān)板[42]安置在可移動雙層平臺的下層；在故障布線區(qū)[33]，將需要設(shè)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(dǎo)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(dǎo)線[106]連到平臺下層的開關(guān)板[42]上，串聯(lián)開關(guān)[108]后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(dǎo)線[105]連接到相關(guān)的電氣元件上；在結(jié)構(gòu)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(dǎo)線[106]、[107]及開關(guān)板[42]中的開關(guān)串聯(lián)而成的支路是并聯(lián)的。檢修工具單元[9]包括工具箱[43]、儀表箱[44]，工具箱[43]中的工具用于實訓(xùn)時拆裝導(dǎo)線、電氣元件、零部件，儀表箱[44]中的儀表用于實訓(xùn)時檢測故障。本實用新型的優(yōu)點及效果:(I)通過本實用新型所述的工程機械電氣實訓(xùn)裝置，能直觀地查看電氣系統(tǒng)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，便于教學(xué)過程中進行講解、演示、檢測、觀察、診斷，從而解決了目前教學(xué)用工程機械電氣系統(tǒng)的實訓(xùn)存在的不足。(2)可以設(shè)置常見電氣故障，培養(yǎng)學(xué)生檢測并排除工程機械電氣系統(tǒng)的故障的能力，便于貼近學(xué)生畢業(yè)后的實際工作，創(chuàng)造出逼真的教學(xué)情景。(3)利用交流電動機代替柴油發(fā)動機，在實現(xiàn)驅(qū)動發(fā)電機的功能的同時減少了占地面積，也減少了發(fā)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(xùn)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(xùn)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(shè)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(jié)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(xùn)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(shè)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(jié)合圖1，并參看圖2和圖3，針對柳工CLG922挖掘機制作的電氣實訓(xùn)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(fā)電機[25]、220V交流電動機[26]、24V蓄電池組及負極開關(guān)[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(zhuǎn)速表、水溫表、油溫表、油壓表、燃油表組合的監(jiān)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(guān)、車架燈開關(guān)、機油壓力報警開關(guān)組合的開關(guān)、電動機控制箱[27]、油門執(zhí)行器控制器[35]、整車控制電路板[36]、左手先導(dǎo)及先導(dǎo)切斷開關(guān)組成的左扶手箱[37]，以及由右手先導(dǎo)、點火開關(guān)、調(diào)速開關(guān)、油門備用開關(guān)、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、雨刮組合開關(guān)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(yù)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(yù)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(dǎo)壓力傳感器、先導(dǎo)壓力開關(guān)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(guān)、液壓油溫傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)動機水位報警開關(guān)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:點煙器[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(zhí)行器[34]、雨刮器[40]、座椅[38]、腳先導(dǎo)閥[41],安置在可移動雙層平臺的上層；故障設(shè)置單元[8]包括故障布線區(qū)[33]、開關(guān)板[42]，故障布線區(qū)[33]安置在可移動雙層平臺的上層，開關(guān)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]中的工具用于實訓(xùn)時拆裝導(dǎo)線、電氣元件、零部件，儀表箱[44]中的儀表用于實訓(xùn)時檢測故障。故障設(shè)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(xùn)教學(xué)設(shè)置的；故障設(shè)置單元[8]串聯(lián)在需要設(shè)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(fā)動機，在實現(xiàn)驅(qū)動發(fā)電機的功能的同時減少了占地面積，也減少了發(fā)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，屬于公開技術(shù)，不在此敘述。進一步參看圖4，故障設(shè)置單元[8]的故障布線區(qū)[33]包括導(dǎo)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(shè)置故障的線路斷開，并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(dǎo)線[101]和[105]通常是直通的導(dǎo)線，但在教學(xué)實訓(xùn)裝置中，為了教學(xué)方便，將導(dǎo)線斷開，用于設(shè)置故障，說明如下:在故障布線區(qū)[33]，將需要設(shè)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(dǎo)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(dǎo)線[106]連到平臺下層的開關(guān)板[42]上，串聯(lián)開關(guān)[108]后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(dǎo)線[105]連接到相關(guān)的電氣元件上；在結(jié)構(gòu)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(dǎo)線[106]、[107]及開關(guān)板[42]中的開關(guān)串聯(lián)而成的支路是并聯(lián)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(dǎo)線[106]、[107]和開關(guān)[108]決定，當(dāng)開關(guān)[108]接通時，下層的導(dǎo)線[106]、[107]可正常流過電流，當(dāng)開關(guān)斷開時，下層的導(dǎo)線開路，完成故障設(shè)置。在開關(guān)[108]與對應(yīng)的導(dǎo)線[101]、[105]、[106]、[107]上，以及絕緣線[103]上都有編號標(biāo)記，便于老師設(shè)置故障和查看，而學(xué)生需要根據(jù)故障現(xiàn)象用萬用表測量相關(guān)的導(dǎo)線是否開路或接錯，通過檢測的情況來判斷哪里有故障。圖4中只畫了 4根導(dǎo)線的開關(guān)，是為簡潔地說明其原理，實際的實訓(xùn)臺中設(shè)置的開關(guān)數(shù)量根據(jù)需要設(shè)定，并且還可以設(shè)置線路的交叉連接。在已經(jīng)制作的柳工CLG922挖掘機實訓(xùn)臺上可以設(shè)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(fā)動機，在實現(xiàn)驅(qū)動發(fā)電機的功能的同時減少了占地面積，也減少了發(fā)動機購置的費用；24V直流發(fā)電機用電氣符號Gl表示，該直流發(fā)電機實際是三相交流發(fā)電機，經(jīng)三相整流后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(guān)用S3表不；點火開關(guān)用Sff表示，點火開關(guān)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(xùn)裝置時，先合上負極開關(guān)S3，使用完畢后，及時斷開負極開關(guān)S3，以避免24V蓄電池組BTl放電。SW為點火開關(guān)，位置O是停止位，位置I是運行位，位置2是啟動位。SW置于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(fā)電機Gl運轉(zhuǎn)，發(fā)出的直流電通過限流電阻R給24V蓄電池組BTl充電，并向?qū)嵱?xùn)裝置其它單元供電；當(dāng)24V直流發(fā)電機發(fā)出的電壓正常時，從24V直流發(fā)電機內(nèi)部的一根交流相線及中性線上經(jīng)整流二極管取出電壓加到DC1，發(fā)電檢測繼電器KJ3的線圈得電動作，KJ3的常開觸點閉合；SW置于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，由于啟動成功后，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(fā)電機Gl維持運轉(zhuǎn)，發(fā)出的直流電通過限流電阻R給24V蓄電池組BTl充電，并向?qū)嵱?xùn)裝置其它單元供電。如果在運行時發(fā)電機Gl出現(xiàn)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置于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處于停止?fàn)顟B(tài)。
權(quán)利要求1.一種工程機械電氣實訓(xùn)裝置，其特征在于，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(shè)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(fā)電機[25]、220V交流電動機[26]、24V蓄電池組及負極開關(guān)[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(zhuǎn)速表、水溫表、油溫表、油壓表、燃油表組合的監(jiān)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(guān)、車架燈開關(guān)、機油壓力報警開關(guān)組合的開關(guān)[13]、電動機控制箱[27]、油門執(zhí)行器控制器[35]、整車控制電路板[36]、左手先導(dǎo)及先導(dǎo)切斷開關(guān)組成的左扶手箱[37]，以及由右手先導(dǎo)、點火開關(guān)、調(diào)速開關(guān)、油門備用開關(guān)、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、雨刮組合開關(guān)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(yù)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(yù)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(dǎo)壓力傳感器、先導(dǎo)壓力開關(guān)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(guān)、液壓油溫傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)動機水位報警開關(guān)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:點煙器[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(zhí)行器[34]、雨刮器[40]、座椅[38]、腳先導(dǎo)閥[41],安置在可移動雙層平臺的上層； 故障設(shè)置單元[8]包括故障布線區(qū)[33]、開關(guān)板[42]； 檢修工具單元[9]包括工具箱[43]、儀表箱[44]，工具箱[43]中的工具用于實訓(xùn)時拆裝導(dǎo)線、電氣元件、零部件，儀表箱[44]中的儀表用于實訓(xùn)時檢測故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機械電氣實訓(xùn)裝置，其特征是所述的故障設(shè)置單元[8]中的故障布線區(qū)[33]安置在可移動雙層平臺的上層，開關(guān)板[42]安置在可移動雙層平臺的下層；在故障布線區(qū)[33]，將需要設(shè)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(dǎo)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(dǎo)線[106]連到平臺下層的開關(guān)板[42]上，串聯(lián)開關(guān)[108]后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(dǎo)線[105]連接到相關(guān)的電氣元件上；在結(jié)構(gòu)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(dǎo)線[106]、[107]及開關(guān)板[42]中的開關(guān)串聯(lián)而成的支路是并聯(lián)的。
專利摘要一種工程機械電氣實訓(xùn)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(shè)置單元[8]、檢修工具單元[9]。通過本實訓(xùn)裝置，能直觀地查看電氣系統(tǒng)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，便于教學(xué)過程中進行講解、演示、檢測、觀察、診斷；可以設(shè)置常見電氣故障，培養(yǎng)學(xué)生檢測并排除工程機械電氣系統(tǒng)的故障的能力；利用交流電動機代替柴油發(fā)動機，在實現(xiàn)驅(qū)動發(fā)電機的功能的同時減少了占地面積，也減少了發(fā)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(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者董彬, 陳燕飛, 劉成平, 涂金龍 申請人:南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院