SE1651282A1 - System och förfarande vid en elektrisk motor som driver en hydraulpump i en rivnings- och demoleringsrobot - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser ett system och ett förfarande vid en elektrisk motor som driver en hydraulpump i en rivnings- och demoleringsrobot. I enlighet med uppfinningen innefattar kraftförsörjningssystemet,organ (34, 34’) för att tillhandahålla en DC ström från en kraftkälla (30a, 30b, 30c), organ (35) för att styra och kontrollera DC strömmens spänningsnivå (VDCnom), organ (SW1, SW2) för att aktivera systemet,organ (35, 39A) för att tillföra en i förväg bestämd lastström (l) från det strömtillhandahållande organet (34, 34’) till den elektriska motorn (20).För att erbjuda förbättrad driftstillgänglighet och flexibilitet utgörs lastströmmen (l) av en DC ström och den elektriska motorn (20) innefattar en DC motor.

Description

1 System och förfarande vid en elektrisk motor som driver en hydraulpump i enrivnings- och demoleringsrobot Föreliggande uppfinning avser ett kraftförsörjningssystem för en elektrisk motor somdriver en hydraulpump i en rivnings- och demoleringsrobot enligt ingressen till patentkravet 1.Uppfinningen avser även ett förfarande för dynamisk styrning av elektrisk motor som driveren hydraulpump i en rivnings- och demoleringsrobot enligt lngressen till patentkravet 11.

Fjärrstyrda mobila elektriskt drivna rivnings~ och demoleringsrobotar används vidrivning och demolering av byggnadskonstruktioner och tekniska anläggningar såväl utomhussom inomhus. En operatör vandrar bredvid demoleringsroboten och fjärrstyr denna medelsten manöverlàda som via en sele eller liknande är uppburen på operatörens kropp.Fjärrstyrning på avstånd via kamera förekommer också. Vanligt förekommandedemoleringsrobotar av föreliggande typ saluförs under varumärket BROKK®. Namnet härrörfrån den lilla men starka dvärg som enligt nordisk mytologi smidde åskguden Tors hammare.Tack sin litenhet med små byggmått och låga vikt som för de mindre modellerna uppgår tillca 500 kg är demoleringsroboten inte bara lämpad att förflyttas och utföra arbete påvåningsplan inne i byggnader där utrymmet är begränsat utan även att transporteras upp ochned mellan våningsplan i byggnader medelst befintliga hissar. l motsats till liknande tyngrearbetsmaskiner är demoleringsrobotar avsedda att arbeta på våningsplan inne i fastigheterexempelvis för att riva upp trappor i köpcentrum, bila upp golv i hotellrum men även utnyttjasi andra mer industriella sammanhang.

Arbetet utförs genom en kombination av olika arbetsmoment exempelvis krossningeller bilning av betong, klippning av stålarmering samt undanförande av avverkadebyggnadsmassor. Demoleringsroboten har en körbar underdel och en på denna i etthorisontalplan roterbar överdel med en manövrerbar arm som i en fri ände utbytbart kan bäraolika typer av arbetsredskap som kan uppvisa olika typ av hydrauliskt drivnaarbetskomponenter såsom en hydraulcylinder eller en hydraulmotor med varierande behovav ineffekt, dvs. arbetskomponentens märkeffekt utgående från oljetryck och flöde. Bland deolika arbetsredskap som exempelvis mejselhammare, sax, grip, klippverktyg, multigrip,skopa, borrmaskin, eller såg är mejselhammaren det i särklass vanligaste och därtill ocksådet mest energikrävande.

Kända demoleringsrobotar försörjs med ström via en kabel som är ansluten till ettstationärt elektriskt linjenät exempelvis via eluttag i en fastighet och vilken kabeldemoleringsroboten drar eller släpar efter sig vid färd. Demoleringsroboten är såledesbunden vid det elektriska nätet via nämnda kabel. Demoleringsrobotens drivsystem omfattar en elektrisk motor som kopplad till en hydraulisk pump omvandlar den elektriska energin till 1G 2G 2 hydrauiisk energi som i form av ett trycksatt hydrauimedium förmedias tiildemoieringsrobotens oiika arbetskomponenter eiier verkstäiiande organ.

Tack vare denna typ av demoieringsrobotar kan tunga ooh fariiga arbeten undvikasemedan operatören kan befinna sig pä ett säkerhetsavständ från arbetsområdet. Meduttrycket ”robot” avses i det följande en elektromekanisk körbar maskin som kan utförafysiska arbetsuppgifter. ivfed uttrycket "mobii" avses i det föijande en eiektromekanisk maskinutrustad med en drivenhet med viiken den är körbar. ivied uttrycket ”hybrid” avses i detta falien eiektromekanisk maskin med tvä eiler fier driv- och traktionssystem och som kan användamer en drivkäiia eiier kraftenhet och där dessa kan fungera oberoende av varandra eiierutnyttjas additivt i kombination med varandra. Med uttrycket ”dynamisk” avses ett systemsom kan arbeta på ett àterkoppiat sätt och efter behov anpassas.

En demoieringsrobot är konstruerad för en bestämd nomineii effekt s.k. märkeffekt.it/ied nomineii effekt avses det effektuttag med vilket den är avsedd att arbeta med undernormala drifts- elier beiastningsförhäiianden. För att undvika överbeiastning (överhettning) ärde kraftförsörjningssystem som används vid demoieringsrobotar vaniigen någotöverdimensionerade. Det bör dock underförstäs att demoieringsrobotens momentanaeffektbehov kan variera väsentiigt beroende viiken typ av arbete demoieringsroboten utför.Vid biining av betong med mejseihammare är effektbehovet mycket stort medan mobiiförfiyttning av demoieringsroboten resuiterar i ett reiativt iitet effektbehov.

Ett annat grundiäggande krav är att demoieringsroboten kan uppvisa hög effektivitetooh utnyttjandegrad. i denna dei är det väsentiigt att demoieringsroboten de facto kan tas idrift på piatsen. i förekommande faii uppstår probiemet att den aktueiia piatsen saknar ettstationärt AC iinjenät vars eiuttag som kan tiiitiandahäiia en erforderiig nomineii effekt fördemoieringsroboten. Det vili säga, i praktiken kan AC iinjenätet inte ieverera det strömuttagsom demoieringsrobotens eiektriska motor kräver. inte minst under startögonbiicket dästartströmmen väsentiigen kan överskrida den nominelia strömförbrukningen under normaldrift. i förekommande faii kan piatsen tiiinandahåiia erforderiig nätspänning exempeivis 400 Vmen inte ieverera den nätström motorn kräver för att arbeta vid fuii effekt, an mindre för attstarta motorn. Detta tiiiständ benämns effektunderskott och kan räda när det tiiigängligaeidistributionsnätet pä piatsen exempeivis bara erbjuder 16 A i huvudsäkringstai medandemoieringsrobotens motor kräver högre säkringstai för att kunna starta och körasexempelvis 32 A. Därigenom fördröja elier försvaras ibruktagandet av demoieringsroboienväsentiigt elier i värsta fali omöjiiggörs detta, sä iänge eidistributionsnätet pä piatsen inte kanieverera det strömuttag motorn kräver.

Därtiil finns det i vissa faii behov av att mobiit förfiytta eiier manövrerademoieringsroboten utan ansiuten strömkabei, exempeivis att genomföra kortare förfiyttningar av demoieringsroboten trots att den för tiiifäliet inte är ansiuten tiil ett stationärt 3 AC iinienät. Typiskt kan det handia om förfiyttning elier manövrering av demoleringsrobotenpä piatser där strömkabei i praktiken inte kan användas eiier ei-uttag frän AC iinjenät saknas.i nagot fait kan det handia om transport av demoieringsroboten i en hisskorg meiianväningspian i en byggnad där det uppstår behov att fiytta eiier manövrerademoieringsroboten när den befinner sig inne i hisskorgen eiier behov att hastigt törfiyttademoieringsroboten en kortare sträcka exempelvis vid testning och iossning in och ut ur enhisskorg eiier att iasta eiier iossa demoieringsroboten frän ett transportfordon vid enarbetspiats eiier att köra demoieringsroboten fram tiii ett närbeiäget ei-uttag pä den aktueiiaplatsen för att utföra arbete. i WD20i3Hö2448 A1 beskrivs ett kraftförsörjningssystern för en rivnings- ochdemoieringsrobot som medger drift med en kombination av en primär och en sekundärkraftkäiia. Den primära kraftkäiian utgörs av en AC linjeström fràn ett kraftnät medan densekundärkraftkäiian utgörs av ett internt av demoieringsroboten ombord uppburet batteri efteriiknande. Systemet är DC buss baserat. De bäda kraftkäiiorna är avsedda att användas varför sig eiier i kombination. i krafttörsöriningssystemet ingär en AC drivmotor som driver enhydrauipump. AC drivmotorn är ansiuten tiii DC-bussen via en växeiriktare.

Ett iiknande kraftförsöriningssystem är känt frän WO 20111080392 At. i motsats tiiiovan nämnda kraftförsöriningssystem är detta system avsett att användas i gruvfordon. ikraftförsörjningssystemet ingår DC-buss, en AC drivmotor, en växeiriktare och ett interntbatteri. Den primära kraftkäiia omfattar en AC iinjeström fràn ett konventioneiit kraftnät viiketär ansiutet tiii DC-bussen via en iikriktare. Vid behov kan batteriet tjäna som extrakrafttiiiskott.

Från EP 2 180 5176 A2 är känd ett krafttörsörjningssystem för en arbetsmaskin somhar en primär och en sekundär energikäiia. Kraftförsörjningssystemet uppvisar en avsaknadav DC-buss men har en strömbrytare eiier switch med viiken arbetsmaskinen aiternativtomkoppias för drift från AC iinjenät etter batteri. Systemet innefattar en AC motor som drivsav batterikraft via en växeiriktare.

Gemensamt för ovan nämnda kända kraftförsöriningssystem är att de använder ACmotorer i kombination med växeiriktare för omvandiing av DC-bussens likström tiii växeiströrnför AC motorn. Det kan exempeivis handla om av trefas AC motorer av iägspänningstyp medmärkspänningen 389-500 V och frekvensen 50 eiier 6G Hz. En naokdei med AC motorer äratt de norrnait är avsedda att köras med konstant hastighet, kräver stor startstrom samtuppvisar relativt hög vikt. Startströmmen kan vara 2-11 ggr märkströmmen viiket stäiiermycket stora krav pä god effekttiiigäng, framföraiit i startögonbiioket. Det stora effektbehovetvid start resuiterar i att den sekundära kraftkäiian som tiiihandahäiier reservkratt, exempeivis ett batteri måste väiias med betydande kapacitet. 4 Vidare bör det demoieringsrobot varierar ooh kan i en del fall bara uppgå till oaßö % av märkeffekten. underförstäs att det momentana effektbehovet hos enDenna kraftiga överdimensionering innebär ogynnsamma effekter på demoleringsrobotensverkningsgrad och är kostsam. Ytterligare ett problem med känd teknik är den extra vikt,kostnad ooh utrymme hos arbetsmaskinen som den sekundära kraftkälian (batteriet) ooh denväxelriktare eller EDC/AC omvandlare som är nödvändig för att förse AC motorn mederforderiig växelspänning frän [JC-bussen kräver.

Ett syfte med därför kraftförsörjningssystem för en elektrisk motor som driver en hydraulpump i en rivnings- och föreliggande uppfinning är att åstadkomma ettdemoleringsrobot som löser ovan angivna probiem. i synnerhet eftersträvas att åstadkomma ett kraftförsörjningssystem som kanerbjuda väsentiigt förbättrad driftstiiigängiighet ooh fiexibiiitet ooh som gör det möjligt att vidvarje tiilfäile åtminstone starta ooh köra en demoieringsrobot även i de fail erforderligt AClinjenät skuiie saknas pä platsen. Vidare eftersträvas att åstadkomma en ettkraftförsörjningssystern som gör det möjligt att dynamiskt styra demoleringsrobotensnominelia effektbehov sä att den vid varje tilifäiie kan anpassas mot ett momentantuppträdande effektbehov som kan variera beroende pä rådande beiastningsförhäilanden päplatsen. Gm demoleringsroboten arbetar med en mejseihammare föreligger ett betydandemomentant effektbehov medan i de fali demoleringsroboten i s.k. transportläge mobiltförflyttas meiian olika platser är det momentana effektbenovet relativt iitet. lviöjiigheten attkunna anpassa elier optimera effektbehovet tiil varje tilifäiie genom dynamisk styrning skuiiekunna bidra till väsentligt förbättrad driftstiligänglighet ooh fiexibiiitet.

Det är vidare önskvärt att kraftförsörjningssystemet är lättviktigt och kompakt. triediättviktigt avses att kraftöverföringssystemet inte adderar onödig vikt tili demoleringsrobotenelier i onödan bidrar tiii att öka dess yttre mätt och därmed göra den mindre lämplig för desssärskilda arbetsuppgifter.

Det är önskvärt att rivnings- och demoleringsroboten åtminstone tiilfäliigt kanförfiyttas eiier manövreras utan behov av ansiuten strömkabei elier AC linjenät pä platsen.Vidare eftersträvas att åstadkomma ett förfarande för dynamisk styrning av elektrisk motorsom driver en hydrautpump i en rivnings- ooh demoieringsrobot kraftförsörjningssystem oohsom erbjuder ett förbättrat energiutnyttjande ooh gör det möjligt att mer effektivt utnyttjademoleringsrobotens drivmotor.

Dessa syften med uppfinningen uppnås genom ett kraftförsörjningssystem för enelektrisk motor som driver en hydrauipump i en rivnings- och demoieringsrobot och uppvisarde särdrag ooh kännetecken som anges i patentkravet 'i och ett förfarande för dynamiskstyrning av elektrisk motor som driver en hydraulpump i en rivnings- ooh demoieringsrobot i enlighet med de mätt ooh steg som anges i patentkravet tt. 5 lnsikten som ligger till grund för uppfinningen består i som elektrisk motor i systemet välja en DC motor. En DC motor har fördelen att den är synnerligen lämpad föreffektstyrnlng. DC motorn har en rad fördelar framför AC-motorn: DC motorn är kompakt, harhögre effekt/viktförhållande, högre effekt/storlekförhållande, verkningsgraden är utmärkta 95-98%, lägre startmoment och kan enkelt effektstyras genom strömreglering. DC-motorn kanstartas mjukt genom succesivt effektpådrag s.k. PWM-styrning (Pulse With Modulation).Reducerad ankarström innebär visserligen lägre hastighet, men även i de fall AC linjenätetpå platsen bara kan leverera begränsad strömstyrka ooh därmed effekt kommerdemoleringsroboten i de flesta fall att kunna startas och köras. I ett utförande kan DC motornomfatta en borstlös elektroniskt kommuterad likströmsmotor s.k. BLDC. Dessa bortslösamaskiner är mycket lämpliga att köras från en DC buss med nominell kretsspänning. Enannan fördel med DC motorn är att den kan drivas direkt från en DC buss varvid behovet avväxelriktare eller DC/AC omvandlare ombord bortfaller. Följaktligen kan en betydande vikt-och utrymmesbesparing uppnås.En hybrid aspekt hos uppfinningen ligger härvid att åstadkomma ettkraftförsörjningssystem som inte nödvändigtvis behöver karakterisera energikällor somprimära eller sekundära utan ett system där varje kraftkälla, oberoende av kapacitet kanutnyttjas som en potentiell drivkälla för att driva demoleringsrobotens elektriska motor ochhydraulpump. Eftersom kraftförsörjningssystemet gör det möjligt att genom effektstyrningdynamiskt anpassa demoleringsrobotens nominella effektbehov, exempelvis genom atttilldela den en i förväg bestämd reducerad lastström l._ som svarar mot aktuella ellermomentana behovet blir detta möjligt.

Tack vare att DC motorn enkelt kan effektstyras, dvs. omställas för drift medreducerad effekt genom reglering av till motorn tillförd ankarström s.k. strömreglering kan DCmotorn anpassas mot varje behov exempelvis att bara utnyttjas som traktionsmotor och i s.k.transportläge medge mobil förflyttning av demoleringsroboten. Det bör underförstås att vid enDC motor är ankarströmmen i direkt proportion med den kraft som vrider rotorn. Med DCmotorn effektstyrd nedåt räcker normalt den begränsade kapaciteten inbyggt batteri somenda energikälla, även i det fall det handlar om ett ur kapacitetssynpunkt relativt litet inbyggtbatteri med begränsad kapacitet emedan det härvid bara behöver försörja några av demindre effektkrävande arbetskomponenterna hos demoleringsroboten. l en annan utföringsform kan en i kraftförsörjningssystemet ingåendeanslutningsanordning vara försedd med en DC port eller liknande anslutningsanordning somtillåter ett externt batteri att anslutas exempelvis via kabel. Med uttrycket externt avses attbatteriet är beläget på avstånd och normalt inte uppburet ombord på demoleringsroboten.

I förekommande fall kan ett internt inbyggt eller ett externt batteri väljas med sådan kapacitet att det som enda energikälla klarar att driva demoleringsrobotens motor utan att 6 DC motorn nämnvärt behöver effektstyras nedåt för drift med reducerad effekt utan därbatteriet även klarar att driva en effektkrävande mejselhammare åtminstone under enbegränsad tid.

I det följande beskrivs ett utföringsexempel av uppfinningen närmare underhänvisning till bifogade ritningar, på vilka; flg¿ visar en sidovy av en rivnings- och demoleringsrobot utrustad med ettkraftförsörjningssystem enligt uppfinningen, Fig. 2kraftförsörjningssystem för en elektrisk DC motor som driver en hydraulpump i en rivnings- visar schematiskt ett blockdiagram av ett uppfinningsenligtoch demoleringsrobot och vilket system kan vara anpassat för hybridiskt drift och tillåtandeen enda eller ett flertal interna (inbyggda) eller externa kraftkällor att användas var för sigeller i kombination.

I fig. 1 visas en mobil elektriskt driven rivnings- och demoleringsrobot 1, i detföljande benämnd demoleringsrobot utrustad med ett kraftförsörjningssystem enligtuppfinningen. För att närmare illustrera hur denna typ av demoleringsrobot används visasden i en vanligt förekommande situation där den arbetar stående på ett våningsplan 2 inne ien byggnad. Demolerlngsroboten 1 styrs och manövreras av en operatör 3. Operatören 3vandrar bredvid demoleringsroboten och fjärrstyr densamma via radiolänk medelst en bärbarmanöverlåda 4 eller fjärrkontroll. Operatören 3 kan därmed hela tiden befinna sig på ettbetryggande säkerhetsavstànd från demoleringsrobotens arbetsområde.

Demoleringsroboten 1 omfattar allmänt en vagn 5 med en överdel 6 och enunderdel 7. Överdelen 6 är vridbart lagrad på underdelen 7 för svängning i ett horisontalplanomkring en vertikal axel. Svängning sker medelst en i figuren ej visad hydraulmotor.Vagnens underdel 7 är försedd med en framdrivningsanordning som omfattar larvband 8a.Larvbanden 8a drivs av hydraulmotorer 8b. 7a betecknar ett stödben och 10 en manövrerbararm som är uppburen på överdelen 6 är manövrerbar medelst hydrauloylindrar 10a.Manöverarmen 10 är i sin fria ände försedd med ett verktygsfäste 11 i vilket olika typer avarbetsredskap lösgörbart kan anbringas och anslutas för hydraulisk drift. I fig. 1 visasdemoleringsroboten 1 utrustad med en mejselhammare 12a i nämnda verktygsfäste 11. Enrad andra typer av arbetsredskap kan anbringas i verktygsfästet 11 exempelvis en sax 12beller en skopa 12c för utförande av andra arbetsuppgifter. Demoleringsrobotens 1momentana effektbehov kan variera väsentligt beroende på vilken i demoleringsroboteningående hydrauliskt driven arbetskomponent såsom en hydraulcylinder eller enhydraulmotor som skall försörjas med erforderlig ineffekt (oljetryck och flöde).

I fig. 2 visas ett kraftförsörjningssystem enligt uppfinningen. Att föreliggandekraftöverföringssystem kan, men inte nödvändigtvis behöver vara anpassat för hybridiskt drift kommer att framgå i det följande. Kraftförsörjningssystemet innefattar en elektrisk DC motor 'iQ 3G Y 20 som driver en hydrauipump 21 med viiken demoieringsrobotens 1 oiikaarbetskomponenter och verkstaiiande organ som exempelvis larvbandens de hydrauimotorerdb och manöverarmens 1G hydrauioyiindrar “iOa och ett externt ansiutet arbetsredskap *l2a-12o ken drivas genom att tiiiföras hydrauifiöde. Vid förfiyttning av demoieringsroboten tframät eiier bakat förmedias, via i figuren ej visade hydrauiventiier, hydrauifiöde tiii nämndahydrauimotorer 8b för iarvbandens 8a drivning. DC-motorn 20 används härvid viahydrauipumpen 21 i prinoip utesiutande som traktionsmotor för demoieringsroboten 1.

Kraftförsörjningssystemet innefattar en ansiutningsanordning 25 som är uppburenombord pà demoieringsroboten i och gör det möjligt att antingen var för sig eiier ikombination utnyttja en första kraftkäiia 30a, en andra kraftkäiia 30b ochieiier en tredjekraftkälia 30s. i det visade utföringsexempiet kan den första krattkäiian 30a innefatta ett trefas ACilnjenät i en byggnad exempeivis med märkspänningen 400 V och 50 Hz. Nämnda andrakraftkäiia 3Gb kan innefatta ett internt batteri som, upptaget ombord pä demoieringsrobotent, biidar en inbyggd eiier integrerad del av denna. Ben tredje kräftkälian 3Go kan innefatta ettexternt batteri som kan vara beiäget pä avstånd frän demoleringsroboten. Även om uttrycketbatteri används sä bör det underförstäs ett sàväi nämnda andra 30b som tredje kraftkälia 30:;kan vara vaid biand viiken som helst känd typ av energikälia som kan iagra energi ooh vidbehov avge energi i elektrisk form. i denna del bör även en sk. superkondensator uppfattassom ett batteri. Ben iagrade energin kan uppträda i viiken som heist iämpiig form exempeivissom kemisk energi (energioeii) iagrad i nagot ämne, eiektrisk energi eiier röreiseenergi.

Ansiutningsanordningen 25 innefattar föijande huvudkomponenter; en likriktare 31för att omvandla växeiström som hämtas från en första kraftkäiia 3öa dvs. ett AC iinjenät tiiiiikström, ett organ för att tiiihandahälia en DC ström från en kraftkäiia 3Qa, Bbb, 30o i form aven meiiankrets eiier DC-buss 34, 34' med tvä paraiieila ledare i form av en positiv sida ochen negativ sida som meiian sig uppvisar en i förväg bestämd nomineii likspänningVgcmm, en andra kraftkäiia 30b som i ett utförande av uppfinningen kan omfatta ett”minibettertï Ett sådant minibatteri” kan vara vait med en sä begränsad kapacitet ooh såbegränsade yttre mätt att det utan nämnvärda probiem och utan att bidra med vikt kaninrymrnas i ett krattförsörjningssystem ombord pà demoieringsroboten. "iviinibatteriefl kaniaddas vid uppträdande effektöverskott exempeivis när en första kraftkäiia âöa mederforderiig kapacitet är ansiuten. Tack vare BC-bussen 34, 34” erbjuds möjlighet att pä ettenkelt sätt automatisera in- ooh urkoppiing av ett ”minibatteri” genom mätning av DC-bussens momentana spänningstiiiständ Vgcnom för kontroii om effektöverskott eiiereffektöverskott råder. Vid rädande effektunderskott kan ett ”minibatteri” koppias in ooh utnyttjas som kompiement eiier reservkraft på eiier omvänt vid rådande effektöverskott 'lO '15 3G 8 exempelvis i det fall den första kraftkällan 30a kan leverera erforderlig effekt kan ett”minibatteri” laddas.

Hänvisningssiffra 33 betecknar en tvafpolig ledning för överförande av likström frånDC-bussen 34, 34* till DC motorn 20 vilken således är parallellkopplad till DC-bussen.Organet SiNt betecknar en huvudbrytarkontroll med en påiav brytare som kan manövrerasav en operatör 3 exempelvis genom att vrida om en nyckel för att växla systemet mellan ettaktivt eller passivt tillstånd i vilket det DC strömtillhandahållande organet 34, 34”, dvs. DCbussen inte erhåller någon kraft från någon av nämnda kraftkällor 30a, 30b, 30o. DrganetSWZ betecknar en manöverbrytare med en på/av brytare som kan manövreras av enoperatör 3 genom att exempelvis tryoka på en knapp varvid i passivt tillstånd DC motorn 20inte erhåller någon kraft från det DC strömtillhandahållande organet 34, 34”. Det kan nämnasatt eller var och en av nämnda nuvudbrytarkontroll SWt respektive manöverbrytare SWElämpligen är anordnade för påverkan via fjärrstyrning exempelvis vla ett omstållningsorganpå en manöverlåda 4 avsedd att bäras av en operatör 3 av rivnings- och demoleringsrobotent.trefas AC anslutningsanordningen 25 och som medger anslutning och överföring av trefas AC Hånvisnlngssiffra 3? betecknar en port som ingår ilinjespänning via en kabel 38 från den primära kraftkällan 30a till DC-bussen 34, 34”. En ianslutningsanordningen 25 ingående styrkrets 35 bildar ett organ för styrning ooh kontroll avi systemet uppträdande spänningsnivåer Vficnom. Kraften till ooh från de respektive enhetersom är anslutna till DC-bussen 34, 34” styrs ooh kontrolleras medelst ett i styrkretsen 35ingående styrsystem, exempelvis en programmerbar logisk styrkrets sk. PLC eller dator somvia elektriska kanaler 40:“l-4ö:n står i förbindelse med nämnda enheter som är anslutna tillDC-bussen. Styrkretsen 35 kan även vara tillordnad medel i form av ett sk. motorstyrdoneller liknande för effektstyrning av DC motorn 20 genom en reglerbar effektutgång 39A dvs. ipraktiken en strömreglering som i sin enklaste form kan omfatta varierbart resistorelementmen omfattar normalt någon typ av elektronisk regulator och MDSFET med återkoppladmätvårdesomvandlare som tillåter varvtalet att anpassas eller konstanthållas motuppträdande belastningsvariationer. Den reglerbara effektutgången 39A matar DC motorn 20genom att avge en spänning med en i förväg bestämd spännings- ooh strömamplitud medstorheterna V och A.

Anslutningsanordningen 25 kan innefatta en ivåpolig DC port 43 som tillåter enextern tredje kraftkälla 30o att anslutas till DCS-bussen 34, 342 Anslutning av den tredjekraftkällan 3öo kopplas till DC-bussen 34, 34* kan ske via en kabel 42. Den tredje kraftkälian30:; kan vara ansluten direkt till DC bussen 34, 34* men är som visas i figuren företrädevisansluten via en DCIDC omvandlare 41 med uppgift att vid behov anpassa spånningsnivån hos den tredje Kraftkällan 30:: till DC-bussens nominella spänning. Nämnda DC/DC '15 3D 9 omvandiare 41 stär i förekommande faii i förbindeise med styrkretsens 35 styrsystem vianågon av nämnda eiektriska kanaier äüzi-äfizn hos styrkretsen 35.

För varvtaisförändring kan motorströmmen iL genom DC motorn 20 regieras iberoende av iämpiig styrsignai tili motorstyrdonet ooh tiiihörande regierbara effektutgàng39A. Kontroli och styrning kan ske manueiit av operatören 3 genom påverkan avmanöverorgan, dvs. omkoppiare eiler knappar pä styriädan 4 aiternativt automatiskt via enströmavkännare 398 som kan påverkas av rådande hydrauitryok i systemet. Lämpligen skernämnda manueila omstäiining genom att operatören 3 genom programmerar om styrkretsen35 genom att via styriädan 4 gä in iämpiiga diaiogstyrda menyer i systemetsprogrammerbara iogisk styrkrets sk. PLC eiier dator.

En sådan strömavkännare kan innefatta ett förkoppiingsmotstànd med viiket eniastström ii och spänningsfaii kan mätas. Resuiterande mätdata kan överföras tiii styrkretsen35 som ser tiii att en iastström EL med en i förväg bestämd styrka ievereras från detströmtiiihandahàilande organet 34, 34” tiii DC motorn 20. Dm iastströmmen iL skuiieöverskrida ett i förväg bestämt tröskeivärde kan DC motorn deaktiveras genom attstyrkretsen 35 öppnar huvudbrytarkontroiien SWi tili samtiiga kraftkäiior 30a, 30b, 30:: för attundvika överhettning eiier skada på DC motorn.

Det är tänkbart att den av operatören 3 uppburna fjärrstyrningsanordningen 4 kaninbegripa iämplig signaigivare som genom omstäiining eiier vai av operatören kan ge upphovtiii en styrsignai ät ett motorstyrdon för att generera ett i förväg bestämt bör-värde föreffektstyrning av DC likstromsrnotorn. Effektreglering av DC motorn sker iämpiigen genomen haiviedarbryggkrets med eiektroniska omkoppiingseiement aiternatixrt medPWivi-styrning (Puise With ivioduiation) strömpuiserna hackas upp i taktpuiser. Sådana PWkIi-effektregiage är mycket vaniigt puisbreddmodulering genom s.k. varvidförekommande vid effektregiering DC-motorer. Härvid drivs DC motorn med ett i en styrenhetför motorstyrdonet genererat puistàg, viiket innebär att DC motorn under puistägets positivaspänningsatta faser är spänningssatt, medan den under puistägets spänningsiösa faser ärspänningsiös. Samtiiga här nämnda enheter är som sådana väi kända inom eiektroteknikenoch är samtiiga kommersielit tiiigängiiga i vilket deras uppbyggnad och funktion inte kommeratt beskrivas mer i ingående.

Tack vare DC-bussen 34, 34” är det möjiigt utnyttja den första kraftkäilan 30a, denandra kraftkäiian 30b och den tredje krättkäiian 30:: antingen i kombination eiier var för sig.Med hjälp av styrkretsen 35 är det aiitså möjligt att vaibart koppia in elier koppia ur nämndaförsta, andra ooh tredje kraftkäiian 30a, 30b Söo. i denna dei bör det underförstäs att tackvare DC-bussen 34, 34' kan kraftförsörjningssystemet eniigt uppfinningen vid behov arbetaseparat med vilken som heist av nämnda första andra eiler tredje kraftkäiior 30a, 30b, BGC. 2G Som nämnts här ovan kan den första kraftkäiian 30a, den andra kraftkäilan 30b eiierden tredje kraftkäiian Söt: användas i kombination eiier separat. Fötjaktiigen behöverföreiiggande kraftförsörjningssystem inte nödvändigtvis vara utformat för hybridiskt drift av endemoieringsrobot utan skuiie aiternativt vara sä konstruerat att det normait bara är avsett attutnyttja en av nämnda första kraftkäiia 30a, andra kraftkäiia ööb eiier tredje kräftkäila ööo. i ett utförande kan ett kraftförsörjningssystem eniigt uppfinningen vara säkonstruerat att det enbart innefattar den första kraftkäiian ööa varvid demoieringsroboten 'iuteslutande är avsedd att försörjas med ström via en kabei 38 som demoieringsroboten drarefter sig. Kabein kan vara ansiuten tiii ett stationärt eiektriskt trefas AC iinjenät exempeivisvia ett eiuttag i en byggnad. i ett annat utförande skuiie ett kraftförsörjningssystem enligt uppfinningen vara säatt det kraftkälian 30bdemoieringsroboten 'i utesiutande är avsedd för batteridrift med ett inbyggt batteri. i detta faii konstruerat utesiutande innefattar den andra varvidmäste givetvis batteriet vara dimensionerat att kunna iagra sä mycket energi att det kansvara mot demoieringsrobotens nomineiia effektbehov under en i förväg bestämd tid.

Det här ovan beskrivna kraftförsörjningssystemet för en eiektrisk DC motor 2D somdriver en hydraulpump 21 i en rivnings- och demoieringsrobot t fungerar pä föijande sätt: För det fait demoieringsroboten i är avsedd att tas i bruk på en piats som har ett ACiinjenät med begränsad effekt kan DC motorns nominelia effektbenov reduceras nedåtgenom effektstyrning medeist den regierbara effektutgängen 39A. DC motorns effektöehovanpassas därvid mot AC nätets tiiigängiiga effekt sä att demoleringsroboten kan startas. i detfait demoieringsroboten “i mäste köras med ”fuii” effekt, dvs. kunna leverera rnärkeffekt för attexempeivis driva en mejseihammarer kan, i det fail kraftförsörjningssystemet är utformat förhybrid drift, en andra kraftkäiia 30b ooh/eiier en tredje kraftkälia 30:: användas i kombinationmed en första kraftkäiia ööa för att tiiisammans tilihandanäila erforderiig effekt.

Tack vare DC motorn 20 kan demoieringsrobotens 'i nomineiia effektbehov reglerasoch anpassas genom att DC motorn tiiiförs en DC iastström lr, sä att det svarar mot deneffekt som någon av nämnda första 30a, andra 30b efter tredje kraftkäiia 30a kan ieverera. idenna dei bör det underförstäs att DC motor 20 kan givetvis även effektstyras så att densvarar mot varje i förväg bestämt effektbehov. Lastströmmen lr kan väijas med avseende päett i förväg bestämt oijefiöde eiier effekt frän hydrauipumpen 21 eiier ett momentantuppträdande kapaoitetsbehov av fiöde frän hydrauipumpen 21. Den lastström iL som tiiiförsDC motorn 20 kan regieras ett effektregiage 39A arrangerat meitan DC motorn 2G ooh detDC strömtiiihandahäiiande organet 34, 342 Genom effektstyrning av DC motorn 2D kan den tiiigängiiga driftstiden för viiken somheist av nämnda andra eiier tredje kraftkäila 30b föriängas eiier anpassas sä att den svarar mot varje momentant önskat effektbehov. i något fail skuiie DC motorn 2G kunna 11 effektreduoeras nedåt tiii ett iäge där den utesiutande är avsedd att användas somtraktionsmotor för förfiyttning av demoieringsroboten. Efiektbetiovet biir därvid minimait.

Det omvända är givetvis också möjtigt, dvs. en maximai effektökning rnedeist UC-bussens 34, 34” regierbara effektutgäng 39A för det fail energitiiigängen frän nämnda förstakraftkäiia 30a, andra krattkalia 30b eiter tredje krattkäiia BGC antingen var för sig eiler ikombination är mycket god eiier i praktiken obegränsad. Genom att stäiia den regierbaraeftektutgången 39A i ett maximal effektökningstäge med regiing av den nomineiiaiastströmmen EL uppåt tiii ett rnaxvärde biir det möjiigt för demoieringsroboten att åtminstoneunder begränsad tid, i vad som närmast kan betecknas som ett icke norrnait driftstiiiständ,bära ett i viss män överdimensionerat arbetsverktyg exempeivis en mejseinammaren somegentiigen kräver nagot högre märkeffekt än demoieringsroöotens nomineiia effekt eiier vaddemoieringsroiddten vid normai drift är avsedd att ieverera.

Den föreiiggande uppfinningen är inte begränsad tiii det ovan beskrivna ooh det päritningarna visade utan kan ändras och modifieras pa en rad oiika sätt inom ramen för den i etterföijande patentkrav angivna uppfinningstanken. »www _» ~ ~~~~ww-

Claims (5)

1.

2. PÅTENTKRAV Kraftförsörjningssystem för en etektrisk motor (20) som driver en hydrautpumo (21) i enrtvnings- och demoieringsrobot (t), vitket system innefattar, organ (34, 341) för att tiithandaitaita en DC ström fran en kraftkatta (39a, ßüo, 30o),organ (Sö) för att styra och kontrotiera DC strömmens spänningsnivå (VDCnom), organ (SWt, SWE) för att aktivera systemet, organ (35, 39A) för att titiföra en i förväg bestämd iastström (EL) från detströmtitihandahatiande organet (34, 343) titt den eiektriska motorn (29), kannetecknat av att lastströmmen (tL) ar en DC ström och att den eiektriska motorn (29) innefattar en DC motor. Kraftförsörjningssystem entigt kravet i, innefattande ett effektregiage (BSA) viiket aranordnat mettan DC motorn (20) och det DC strömtiithandahaitande organet (34, 34)ooh genom inverkan av vilket effektregtage styrkan nos den tastström (iL) som tiltförsDC motorn (29) kan regteras. Kraftförsörjningsorgan entigt kravet 2, varvid kontroit och styrning av effektregiaget(39A) kan ske manueitt exempetvis via fjarrstyrning av en operatör (3) av rivnings- ochdemotertngsroboten etter automatiskt genom inverkan av en tiit effektregtaget anordnadströmavkannare (398) etter motsvarande eiektrontsk reguiator som står isignatöverförande oon därvid aterkoppiad törbindetse med det iastströmstiitförandeorganet (35, 39A). Kraftförsörjningssystem enttgt nagot av kraven t - 3, varvid nämnda kraftkäiia (30a,3%, Boo) innefattar åtminstone en, etter ett ftertai av en grupp bestående av; - ett stationart AC tinjenat (30a), - ett internt ombord pa demoieringsroboten (1) upoburet batteri (Cåöb), - ett externt utanför demoieringsroooten (t) beiaget batteri (300) Kratiförsöriningssystem eniigt nagot av kraven i - 4, innefattande enanstutningsanordning (25) t vilken det DC strömtitlnandahaitande organet (34, 34), detspanningsnivakontroiierande styr- ooh kontroiiorganet (35) och det iastströmstiitförandeorganet (35 39A) ingar varvid namnda anstutningsanordning utgör en integrerad det rivnings- ooh demoteringsroboten (1) ooh ar uopburen ombord på denna. 1G 3G 10. 11. 13 Kraftforsörjningssystem eniigt kravet 4 ooh 5, varvid ansiutningsanordningen (25)innefattar en, eiier ett fiertai av en grupp bestående av; en AC port (37) don en AC/DComvandtare (31) som tiiiåter ett stationårt AC iinjenåt att via elkabei (33) anslutas tili detDC strdmtilinandanåiiande organet (34, 34), ett i demoieringsroboten inbyggt interntbatteri 30b som kan vara direkt ansiutet tiii det DC stromtiilnandanåiiande organet (34,34), en DC port (43) som tiiiåter ett på avstånd från demoteringsroboten (t) beiägetexternt batteri (30o) att via elkabei (43) anslutas titt det DC strömtiiinandabåliandeorganet (34, 34). Kraftförsörjningssystem eniigt något av kraven 1 - 6, varvid nämnda aktiveringsorgan(SWt, SW2) for att aktivera systemet innefattar en, eiier ett fiertai av en gruppbestående av en huvudbrytarkontroti (Svt/t) med en påíav brytare som kan manövrerasav en operatör (3) exempelvis genom att vrida om en nyckel för att våxta systemetmeiian ett aktivt eiier passivt tiiistånd i viiket det DC strömtiiinandanåiiande organet (34,343) inte erhåiler någon kraft från någon av nämnda kraftkäilor (3Ga, 3%, 300), enmanöverbrytare (SWQ) med en påiav brytare som kan manövreras av en operatör (3)genom att exempeivis trycka på en knapp varvid i passivt tiiistånd DC motorn (23) inteerhåiier någon kraft från det DC stromtitihandatfåilande organet (34, 342). Kraftftirsörjningssystem entigt kravet 7, varvid den ena eiier var och en av nämndahuvudbrytarkontroii (St/tft) respektive mandverbrytare (SWZ) år anordnad för påverkanvia fjårrstyrning exernpeivis via ett omståiiningsorgan på en manöveriåda (4) avsedd attbäras av en operatör (3) for fjärrstyrning av demoieringsroboten (t). Kraftförsdriningssystem entigt varvid det DC något av kraven t - 8, strömtiiihandanåiiande organet (34, 34) innefattar en DC buss. Kraftförsöriningssystem eniigt något av kraven t - 9, varvid DC motorn (23) innefattaren borstids eiektroniskt kommuterad iikströmsmotor, en sk. BLDC motor. Förfarande för dynamisk styrning av en eiektrisk motor (20) som driver en hydrauipurnp(21) i en rivnings- och demoieringsrobot (t), innefattande stegen; att ett organ (34, 34) för att tiilhandahålia en DC ström från en kraftkalia (30a, 30b,30o) anordnas, att organ (35) för att styra och kontroiiera DC strömmens spänningsnivå (VDCnorn)anordnas, att organ (SWt, SWZ) för att aktivera den eiektriska motorn anordnas 2G 3G 12. 1

3. 1

4. 1

5. 16, 14 att organ (35, 39A) för att tiiltöra en i forvag bestämd taststrom (it) från detströrntittnandabåilande organet (34, 34) titt den etektriska motorn (20), känneteeknat av att som etektrisk motor (25)) våtjs en DC motor, att DC motorn ttliförs en DC laststrom (tL), och att styrkan nos laststrornrnen (tL) vaijs med avseende på ett i förväg bestämdeffektbeitov från nydrautpumpen (21) etter ett rnomentant uppträdande etfektbehov frånbydrauipumpen (21), Fortarande enligt kravet 11. varvid styrkan nos den taststrom (tL) som tiiltörs DC motorn(29) regteras med ett eftektregtage (BQA) arrangerat mettan DC motorn (20) och det DCströmttithandahåliande organet (34, 34). Förfarande enitgt något av kraven 11 etter 12, varvid tastströmmens (tt) styrka kanregieras manuetit exempetvis via tiårrstyrning av en operatör (3) av rivnings~ ochdemoteringsroboten etter automatiskt genom inverkan av en stromavkånnare (398)etter motsvarande eiektronisk regutator som står t stgnaiovertörande och därvidåterkopptad förbindelse med det taststrdmstittforande organet (35, 39A). Förtarande eniigt kravet 13, varvid en programmerbar togisk styrkrets sk. PLC etterdator anordnas att styra med det laststromstiliförande organet (35, 39A) och attmanuett regiering av iastströmmens (tL) styrka sker genom diatogstyrd programmeringav nämnda PLC etter dator exempeivts via menyer i en av en operatör (3) uppburen manöveriåda (4) for tjårrstyrning av rtvnings- och demoteringsroboten. Föriarande enttgt något av kraven 'tt fid, varvid BC motorn (29) tiiltors en reducerad nominett tastström (tL). Föriarande enilgt något av kraven 11 - 15, varvid en ansiutnlngsanordning (25)anordnas som en integrerad det av demoieringsroboten (t) ooh ombord på denna, oohvitken ansiutntngsanordntng anpassas så att demoieringsroboten (1) kan utnyttja en,etter en kombination av någon totjande energtkäitor; - ett stationårt AC itnjenät (30a), ~ ett internt ombord på oemolertngsroboten (1) uppburet batteri (30b), ~ ett externt utanför demolertngsroboten (t) betäget batteri (âüo). 17. Fërfarande eniigt kravet 16, varvid anstutningsanordningen tiiiordnae en, etter enkombination av någon av föijande; en AC part (37) och en ACIDC omvandiare (31)sem tiiiåter ett stationärt AC tinienät att via eikabei (38), ett i demoieringsrobeieninbyggt internt batteri 30b som kan vara direkt ansiutet ti!! det DCetrömtitinandanàtiande organet (34, 34), en DC port (43) som titiåter ett på avståndfrån demoieringsrobbten (t) betäget externt batteri (30c) att via etkabei (43) anslutas tiiidet DC etrörntiiinandahåttande erganet (34, 34')i .~-w.~.\_ a- - -<>-.~<~.~ q .- e.